Manual de Eficiencia Energética Residencial y Comercial | Página 1

Manual de Efi ciencia Energética Residencial y Comercial | Página 1

| Manual de Efi ciencia Energética Residencial y Comercial

Créditos

Este manual ha sido diseñado por el equipo técnico del Departamento de Ciencias Energéticas y Fluídicas (DCEF) de la Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas” (UCA), para la empresa AES - El Salvador.

Antiguo Cuscatlán, La LibertadEl SalvadorNoviembre de 2012.

© Se prohibe la reproducción total o parcial de este docu-mento, en ninguna forma, ni por algún medio, sea electró-nico, mecánico, fotoquímico, magnético o fotocopia, sin permiso por escrito de AES El Salvador.


Contenido

Presentación ........................................................................................................................................................... 5

1. Introducción a la efi ciencia energética y conservación ..................................................................... 7 1.1 Conceptos básicos .......................................................................................................................... 7 1.2 Motivaciones para el ahorro de energía ................................................................................ 9 1.3 Obstáculos para el ahorro energético .................................................................................... 20

2. Lectura e interpretación de las facturas eléctricas .............................................................................. 22 2.1 Residencial 2.2 Comercial

3. Gestión de la energía ...................................................................................................................................... 26 3.1 Benefi cios de una buena gestión energética ....................................................................... 28 3.2 Fases para la implementación de un programa de manejo energético ...................... 29

4. Caracterización del consumo de energía eléctrica en El Salvador ................................................. 36 4.1 Consumo de energía residencial .............................................................................................. 36 4.2 Consumo de energía comercial y de servicio ....................................................................... 39

5. Oportunidades de implementación de medidas para la efi ciencia energética ........................ 42 5.1 Iluminación ....................................................................................................................................... 42 5.2 Aire acondicionado ......................................................................................................................... 63 5.3 Motores eléctricos .......................................................................................................................... 74 5.4 Recomendaciones para otros equipos .................................................................................... 80 5.5 Tecnologías alternativas ................................................................................................................ 83 Glosario ..................................................................................................................................................................... 86

Bibliografía ............................................................................................................................................................... 88

Créditos de fi guras y fotografías ...................................................................................................................... 89


Presentación

La aplicación de estrategias y tecnologías orientadas a la efi ciencia energética y al uso racional de la electricidad no debe verse solamente como un apoyo a la iniciativa mundial de reducir las emisiones de gases de efecto de invernadero provenientes de la generación de electricidad con combustibles fósiles, sino también como una medida efectiva para lograr una reducción de los gastos asociados al consumo de energía eléctrica. Esta reducción se traducirá tanto en una reducción de egresos de los hogares como en una mayor competitividad de las empresas.

Como iniciativa y contribución de la empresa AES para ir desarrollando y fortaleciendo en El Salvador una cultura del uso racional y efi ciente de la electricidad, se ha elaborado el presente “Manual de Efi cien-cia Energética Residencial y Comercial” como una guía práctica de referencia y consulta para todos los interesados en alcanzar este objetivo.

El manual introduce los temas de las ciencias energéticas en una forma muy concisa y accesible para el lector, fundamentados en su teoría básica y enfatizando su relación con el consumo de electricidad. En ese sentido el documento es prácticamente un manual de entrenamiento que fortalecerá la capacidad técnica de quienes lo estudien y pongan en práctica.

Se incluye una explicación amplia y detallada de los conceptos que se necesitan conocer para identifi car los diferentes cargos que se incluyen en la factura eléctrica, despejando así las dudas que pueden surgir en los abonados sobre la facturación y consumo de electricidad. Además de la elaboración del manual, AES trabaja en el fortalecimiento de la capacidad técnica de su recurso humano que le permita asesorar a sus clientes en las medidas de optimización del uso de la energía eléctrica.

AES El Salvador motiva a que el uso racional y efi ciente de los recursos energéticos sea un esfuerzo de todos, dado que con ello contribuimos a la preservación del medio ambiente, y de nuestro planeta.


1. Introducción a la eficiencia

energética y conservación

1.1 Conceptos básicos

Energía

Todos los seres humanos experimentamos el concepto de energía en nuestra vida cotidiana.La energía está a nuestro alrededor, puede escucharse como un sonido, puede verse como luz, puede sentirse como el viento, etc.

Asimismo, todos hacemos uso de energía todos los días. Usted utiliza energía cuando:

Escucha la radio Levanta un libro Calienta su café

¿Qué es Energía?

En pocas palabras:

Dichos cambios pueden ser de distintas naturalezas y formas, pues la energía existe en distintas formas.

:


Entre las formas que existen de energía se pueden mencionar:

• Mecánica

• Electromagnética

• Química

• Térmica (calor)

Un aspecto importante con relación a la energía es que es posible cambiar su forma.

Por ejemplo, es posible convertir energía eléctrica en energía mecánica, o convertir energía química en energía térmica (o calor).

Esas transformaciones son producidas por dispositivos o máquinas creadas por el hombre o pueden ocurrir de forma natural.

Midiendo la energía

La energía se puede medir, para ello se defi nen varias unidades, entre ellas:

• J (Joules o Julio, la unidad de energía en el SI)• kWh (Kilowatthora, muy utilizada para medir energía eléctrica) • Btu (British Thermal Unit, muy utilizada para medir calor) • kCal (Kilocaloría, utilizada también para medir calor)

Si se profundiza un poco más con relación a las unidades de medición de la energía, es importante defi -nir el Joule (o Julio), la cual es la unidad de medida de energía en el Sistema Internacional de Unidades (SI).


Pero ¿qué representa un Joule?

Un Joule es la energía que tiene un cuerpo de dos kilogramos (4.4 libras aproximadamente) al moverse a una velocidad de 1 m/s (3.6 km/h) en el vacío.

La anterior defi nición es arbitraria pero sienta la base para las demás uni-dades de medición de energía. Puede mencionarse que la cantidad de energía representada por 1 Julio es relativamente pequeña.

¿Qué es Potencia?

Continuemos ahora defi niendo cantidades importantes. Recordemos que la energía se puede entender como la capacidad que se tiene para CAUSAR TRANSFORMACIONES o CAMBIOS. Tengamos en mente también que la energía puede transformarse de una forma a otra.

Si se mide la rapidez a la cual se producen los cambios de energía o la rapidez a la cual se consume la energía, se obtendrá una cantidad llamada Potencia.

Potencia: es la rapidez a la cual se transforma o utiliza la energía.

En otras palabras, la potencia cuantifi ca si una transformación de energía es rápida o lenta. Matemática-mente, se puede expresar de la siguiente manera:

Energía Potencia = ________

Tiempo

La potencia es una cantidad importante, se mide en unidades de energía entre tiempo, usualmente Ju-lios por segundo (J/s), también llamados Watts (W) o Vatios. Es decir:

1 Joule 1 Watt = __________

1 segundo

Veamos un par de ejemplos:

Ejemplo 1: un foco de 100 Watts utiliza 100 Julios de energía cada segundo.

En este caso, la energía que utiliza el foco es energía eléctrica.

100 W

2 kg 1 m/s

1 joule


Ejemplo 2: un microondas de 3,000 Watts utiliza 3,000 Julios de energía cada segundo.

En este caso, la energía que utiliza el microondas es energía eléctrica.

El Watt es una unidad de potencia muy utilizada, especialmente para medir la potencia de electrodo-mésticos o equipos pequeños. Sin embargo, cuando se desea medir la potencia demandada por un edifi cio o una máquina industrial se utiliza la siguiente unidad:

El kilowatt

Algunas veces, suele utilizarse el prefi jo kilo (k), para representar mil(1,000) Watts.

1 kW = 1000 W

Relación entre energía y potencia

Ahora se dará un paso adelante y se buscará relacionar el concepto de potencia y energía. Recordemos que la energía y la potencia están relacionadas por la fórmula:

Energía Potencia = ________

Tiempo

Esto es lo mismo que decir:

Energía = Potencia x Tiempo Este es un resultado muy importante, el cual nos dice que la energía es el producto de la potencia del aparato por el tiempo. En otras palabras, si se sabe la potencia de un aparato y se multiplica por el tiempo que se tiene encen-dido dicho aparato, se puede calcular cuánta energía utilizó ese aparato durante dicho tiempo.

Este es un concepto muy importante que nos servirá mucho a lo largo del manual. Recordemos que nuestro objetivo es reducir la energía utilizada en nuestros hogares o empresas. Por lo tanto, podemos reducir la energía ya sea reduciendo la potencia de los equipos (por ejemplo cambiando nuestros focos de 100 Watts por focos ahorradores de 27 Watts) o reduciendo el tiempo de uso de los equipos (por ejemplo, apagando las luces cuando no se ocupen).


Lo ideal es hacer ambas cosas, para lograr una reducción más signifi cativa en la cantidad de energía que utilizamos.

Existe una unidad de energía que se pude defi nir en base a la fórmula anterior. Esta unidad de medición es fundamental, pues es la unidad con la cual se mide la energía eléctrica que utilizamos en nuestros hogares y empresas.

El kiloWatthora

Usando la fórmula anterior, se defi ne la unidad de energía más usada para la electricidad, el kiloWattho-ra:

Energía = Potencia x Tiempo

1kWh = 1 kW x 1 h

De otra manera……

Un kWh es la energía que usted gastaría si usa una plancha de 1,000 Watts durante una hora de forma continua.

Veamos ahora las potencias de equipos eléctricos comunes:

Equipo Potencia

(Watts) Equipo Potencia (Watts)

Cocina eléctrica 9000 Aspiradora 500 Secadora de Ropa 5000

Ducha Eléctrica 5000 Computadora 300 Calentador de Agua

4500 Licuadora 300

Secadora de Pelo 1200 Ventilador 300 Aire Acondicionado

1200 Refrigerador 200

Plancha 1000 Batidora 200 Microondas 1000 Estéreo 100 Lavadora de Ropa 800 Televisor 100 Cafetera 800 Focos 100 Tostadora de Pan 700

Notemos que hay equipos en nuestros hogares que requieren una potencia mucho mayor.

Recordemos que la potencia representa la rapidez a la cual se utiliza la energía, en este caso eléctrica. Sin embargo, en virtud de la explicación anterior, hay dos elementos que determinan cuanta energía se


consume: la potencia y el tiempo de uso. Por lo tanto, los equipos que tienen las potencias más altas ¡no necesariamente son los que más consumen!.

Es posible que equipos pequeños sean utilizados mucho más tiempo que equipos grandes y el producto de potencia por tiempo sea mayor.

Veamos lo siguiente para ejemplifi car esto:

250 W 250 W 250 W 250 W 250 W

1 hora de operación 4 horas de operación Potencia: 1000 W = 1 kW Potencia: 250 W = 0.25 kW Energía: 1000 Wh = 1 kWh Energía: 1000 Wh = 1 kWh

1.2 Motivaciones para el ahorro de energía

Han existido, a lo largo de los años, diversos factores que han propiciado que las sociedades presten mayor atención a su consumo de energía. En general, en aquellas épocas en las cuales la energía es más cara, se da la tendencia a pensar en formas de ahorrar y hacer un uso racional de la misma.

Antes de los años 70s, la energía era relativamente barata y no había mucho énfasis en la efi ciencia. A la hora de comprar equipos eléctricos o maquinaria, se daba mayor importancia al costo inicial, sin preocuparse mucho por los costos de energía que dichos equipos o maquinaria requerirían.

Lo mismo se puede decir acerca de los electrodomésticos y vehículos, entre otros.

Cuáles han sido y son las motivaciones para utilizar la energía más efi cientemente?

Aumento en precios de los combustibles (recordar embargos 1973, 1979).

La Cima del Petróleo (PEAK OIL)

Competitividad

El Cambio Climático

El Desarrollo Sustentable


Aumento en los precios de los combustibles

A raíz de los embargos, ocurridos en 1973 y 1979, el primero por la OPEP a occidente por su apoyo a Israel, y el segundo por el apoyo a la revolución iraní, las sociedades del hemisferio occidental sufrieron un impacto económico ante la subida de los precios de los combustibles. Dichos incrementos en costos, obligaron a los gobiernos, empresas e individuos a buscar maneras de utilizar la energía de forma más racional, a modo de reducir los costos. Tal como todos sabemos, la tendencia en los últimos años ha sido de constantes incrementos en los precios de los combustibles, lo cual motiva a buscar formas de utilizar estrategias de efi ciencia energética.

La “Cima del Petróleo”

El Geólogo M. King Hubbert predijo en 1956 que la producción de petróleo en E.E.U.U. alcanzaría un máximo en 1973. Su teoría fue verifi cada, efectivamente, la producción de petróleo de los Estados Uni-dos alcanzó un valor máximo en los años 70s.

Existen predicciones similares para la tendencia mundial, con variaciones entre 2019 -2030. Indepen-dientemente de la fecha exacta en que esto ocurra (Según algunos científi cos esto ya ocurrió), es impor-tante notar que el petróleo “barato” no durará para siempre y que es necesario prepararse para incre-mentos futuros en los precios.

Bartlett, A. A. (2002). Mathematical Geology, Vol. 32.

De forma estratégica, el ahorrar la energía, permitirá a las sociedades posponer lo más posible la cima del petróleo.

Competitividad

La energía es uno de los costos en los cuales incurren las empresas para producir los bienes o servicios que prestan. Aquellas empresas que logren fabricar productos o brindar servicios con menos costos de operación (entre ellos la energía) serán más rentables. La efi ciencia energética es una estrategia que permite aumentar la rentabilidad de los negocios y su competitividad.


El cambio climático

Se conoce como cambio climático a un cambio signifi cativo y duradero de los patrones del clima para periodos entre décadas a miles de años. Según conclusiones del panel internacional de cambio climá-tico (IPCC), el cambio climático que se experimenta a nivel mundial es al menos en parte el resultado de la emisión de gases de efecto invernadero (dióxido de carbono CO2, metano CH4, entre otros). La quema de combustibles fósiles resulta en la generación de CO2, potenciando el efecto invernadero, ab-sorbiendo la radiación infrarroja emitida por la superfi cie de la tierra. La imagen siguiente muestra como la presencia de mayores concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera reducen la habilidad de la tierra de enfriarse, pues se reduce la capacidad de la misma de emitir radiación infrarroja al espacio exterior.

Los resultados de este fenómeno se pueden observar como incrementos en las temperaturas de la su-perfi cie de la tierra, aumento de los niveles de los mares y reducción en la cubierta de nieve del hemis-ferio norte, tal como se observa en las fi guras siguientes.

Tierra Atmósfera

Radiación solar reflejadapor la Tierra y la atmósfera

La radiación infrarroja pasa a través de la atmósfera, donde parte seabsorbe y re-emite en todas direcciones por lasmoléculas de los gasesinvernadero.

El efecto es calentar la superficie de la Tierra y labaja atmósfera

Radiación infrarroja emitida

por la superficie terrestre

La mayor parte de la radiación

es absorbida por la superficie

terrestre calentándola

Radiación solarque atraviesa la atmósfera despejada

Sol


Gráfi cos tomados de “Cambio climático 2007”

Estos cambios en los patrones del clima tienen consecuencias diferentes dependiendo de la región geo-gráfi ca. Según un estudio de la CEPAL, para el caso del área centroamericana, los efectos previstos del cambio climático para el año 2,100 son los siguientes:

Sector agropecuaReducción

10%

Biodiversidentre 33% -

de pérdid

ATemp

3.

RecuDispagu

ent

ario: n de

dad: - 58% da

Aumento de eraturas : entr

.6 °C y 4.7 °C

ursos Hídricos :ponibilidad del ua se reduciría

re 35% y 63%

re

ReducciPrecipitaentre 18%

AumenEvent

Climát

ExtremoHuracane

un 5% y:

ión de ciones:

% y 35%

to de tos ticos

s (p.ej. es) entre y 10%

Ahora bien, las anteriores son predicciones, cuyo desenlace dependerá de las acciones que se tomen al

a) Promedio mundial de la temperatura en superficie

b) Promedio mundial del nivel del mar

Dife

renc

ia re

spec

to d

e 19

61-1

990

(mill

ones

de

km2 )

c) Cubierta de nieve del Hemisferio Norte

(mill

ones

de

km2

)Cº( arut arep

meT)

Año

,

,

, ,

,

,

Dió

xido

de

carb

ono

(ppm

)

Forz

amie

nto

radi

ativ

o (W

/m2 )

Año


respecto.

Se consideran dos respuestas para minimizar los efectos negativos del cambio climático:La mitigación

Consiste en reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, por ende reduciendo la causa del cambio climático.

La adaptación

Consiste en buscar formas de adecuar la infraestructura y tomar acciones preparatorias para hacerle frente a los nuevos patrones climáticos.

Ambas estrategias son necesarias para minimizar los efectos y los impactos en los países. El punto im-portante a recalcar acá es el hecho que al ahorrar energía, se están reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero, pues la energía que se utiliza, en gran parte, proviene de fuentes no renovables (quema de combustibles fósiles). Por lo tanto, buscar formas de ahorrar energía es una estrategia de mitigación del cambio climático.

El desarrollo sustentable

Otra motivación más para ahorrar energía es buscar un desarrollo más sustentable (o sostenible). El de-sarrollo sustentable se defi ne como aquel que permite “satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las del futuro para atender sus propias necesidades”. Una parte importante en la búsqueda de ese desarrollo es el lograr utilizar las fuentes de energía de ma-nera sustentable, para lo cual es esencial garantizar el uso sostenible de los recursos disponibles.

¿Cómo se puede ahorrar energía?

Ahora que se han presentado algunas motivaciones para ahorrar energía, es interesante analizar de qué maneras es posible hacerlo.

Se distinguen dos estrategias de aho-rro de la energía:

Mrla

i

MITIGACIÓN, reducción de as emisiones de gases de

efecto invernadero

AADAPTACIÓN al cambio climático

MAMITIGACIÓN +ADAPTACIÓN

+

f

ConseEnergía

equipos/forma rac

evitar de

ervación d: Utilizan

/instalaciocional a mdesperdicenergía.

de lado los

ones demodo de

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eqco

EficienciSelec

quipos/inonsuman

y produresu

a Energétccionandostalacionmenos e

uzcan iguaultados.

tica:oes quenergía

ales


La conservación de la energía consiste en utilizar los equipos/instalaciones de forma racional, a modo de evitar desperdicios de energía. Conservación implica buenas prácticas en el uso de la energía. Asimismo, lleva implícito cierto grado de toma de conciencia de las personas, con relación a cómo las costumbres en la utilización de la energía pueden traducirse en ahorros.

Ejemplos de medidas de conservación de la energía son: apagar las luces cuando no se utilizan, apagar la computadora al terminar la jornada de trabajo, entre otras.

La efi ciencia energética, por otro lado, es una estrategia que consiste en seleccionar equipos o instala-ciones que consumen menos energía y producen iguales o mejores resultados.

La efi ciencia energética es una estrategia más tecnológica que la conservación, pues lleva implícita fre-cuentemente cierta inversión en nueva tecnología o sustitución de tecnología inefi ciente por tecnología efi ciente. Un ejemplo de medida de efi ciencia energética que se puede mencionar: cambiar focos incandescentes por lámparas fl uorescentes compactas.

Ahora bien, qué se quiere decir cuando se menciona el término “efi ciencia energética”. La efi ciencia ener-gética, en general, se puede entender como el cociente de la salida de energía deseada entre la entrada de energía requerida para lograr el resultado deseado. En otras palabras, efi ciencia energética quiere decir qué porcentaje de la energía disponible es convertida en energía útil.

Una efi ciencia energética de 100% signifi ca que toda la energía de entrada al equipo o dispositivo (ya sea eléctrica, térmica u otro tipo) es convertida en energía de salida deseada del equipo (ya sea eléctrica, térmica u otro tipo).

Efi ciencia Energética

Salida deseada Efi ciencia = ________________

Entrada requerida

A continuación se presentan algunos ejemplos, que permitan entender con mayor claridad cómo se aplica el concepto de efi ciencia energética en dispositivos comunes, a nivel comercial y residencial.

Ejemplo 1: Motor eléctrico

Un motor eléctrico es un dispositivo de conversión de energía. Los motores eléctricos son tecnologías presentes en una diversidad de aplicaciones. Algunos ejemplos son: el motor de un ventilador de pedes-tal, el motor del compresor de la refrigeradora o de un aire acondicionado.

En general, los dispositivos y aparatos de interés en este manual, realizan una conversión de energía de un tipo a otro. En el caso del motor, su función es la de convertir energía eléctrica en energía mecánica,


la cual se manifi esta en la rotación de un eje, con diversas aplicaciones.

En este caso, por tanto, efi ciencia energética será el cociente de la salida deseada (energía o potencia mecánica) entre la entrada requerida (energía o potencia eléctrica).

= 89

Motor estándar

Energía o potencia mecánicaEfi ciencia de motor = ___________________ x100%

Energía o potencia eléctrica

Por lo tanto, un motor será más efi ciente en la medida que logre convertir un mayor porcentaje de la energía eléctrica que recibe en energía mecánica de salida. La efi ciencia de un motor eléctrico suele oscilar entre 80% y 95%.

Eso signifi ca que los motores convierten, por lo general, más del 80% de la energía eléctrica que reciben en energía mecánica, que es utilizada para muchas aplicaciones en los sectores residencial y comercial.

Ejemplo 2: Cocina eléctrica

Otro ejemplo, que se puede utilizar para explicar el concepto de efi ciencia energética, es una cocina eléctrica. Si se supone que se está cocinando una sopa, se puede identifi car que la salida deseada en este caso es la energía térmica requerida para calentar el agua y la entrada requerida es la energía eléctrica que recibe la cocina.

1 kWh

0.4 kWh0.6 kWh

En este caso, la efi ciencia energética será defi nida por el cociente entre la energía térmica que reciben los alimentos dividido entre la energía eléctrica que recibe.

Energía térmica utilizadaEfi ciencia de la cocina = ____________________ x100%

Energía eléctrica de entrada


Por lo tanto, en este caso, una cocina tendrá una efi ciencia energética mayor en la medida que convier-ta un mayor porcentaje de la energía eléctrica de entrada en energía térmica utilizada para la cocción de los alimentos. Nótese que en este caso, 0.4 kWh de energía se pierden como resultado de fugas o pérdidas de calor. La efi ciencia energética busca, por tanto, minimizar la cantidad de pérdidas o fugas de calor, para de esa forma aprovechar una mayor cantidad de la energía de entrada y convertirla en energía de salida.

Ejemplo 3: Bombillo de Luz

Un tercer ejemplo práctico del concepto de efi ciencia energética se puede obtener al analizar un bombi-llo de luz. La función del bombillo es la de convertir la energía eléctrica de entrada en energía lumínica. Por lo tanto, en la medida que el foco convierta un mayor porcentaje de la energía eléctrica de entrada en energía lumínica (o luz) de salida, se tendrá una mayor efi ciencia energética.

Energía lumínica de salidaEfi ciencia del bombillo = ____________________ x100%

Energía eléctrica de entrada

Sin embargo, el proceso de conversión de energía eléctrica a luz no es muy efi ciente. Por ejemplo, un foco incandescente convierte un 90% de la energía eléctrica de entrada en calor. Por lo tanto, su efi cien-cia energética es muy baja. En cambio, una lámpara fl uorescente pierde un 78% de la energía eléctrica de entrada en forma de calor.


1.3 Obstáculos para la efi ciencia energética

Es importante conocer que a pesar de los múltiples benefi cios de la efi ciencia energética, existen ciertos obstáculos que deben ser considerados. Se mencionan a continuación:

Obstáculos para la eficiencia energética

Falta de información objetiva de eficiencia de productos.

Consumidores prefieren productos de menor costo.

Decisiones basadas en la disponibilidad.

Costos de energía no toman en cuenta los costos totales para la

sociedad (salud, contaminación, cambio climático...).

Competencia por capital.

Falta de información objetiva de efi ciencia de productos

Un obstáculo posible es el hecho de que no siempre se cuenta con información precisa sobre la efi cien-cia energética de todos los productos. En muchos casos, los aparatos eléctricos y otros dispositivos no cuentan con una etiqueta de consumo de energía, tal como la mostrada a continuación. En esos casos, es difícil discriminar entre un equipo efi ciente y uno menos efi ciente. Sin embargo, existen certifi ca-ciones de efi ciencia energética que se vuelven cada vez más comunes, tales como las viñetas amarillas “Energyguide” y el sello “Energystar”. En esos casos, es posible tomar decisiones mejor informadas.


Los consumidores prefi eren productos de menor costo inicial

Este es un obstáculo muy importante. En el momento de seleccionar un producto (por ejemplo un refri-gerador, una plancha, un aire acondicionado, una lámpara, etc), existen muchos criterios en juego, entre ellos el costo inicial. Muchas veces, debido a que existe la tendencia a escoger los productos más baratos que cumplan con la funcionalidad o propósito deseado. Sin embargo, tomar decisiones únicamente basados en el costo inicial, deja de lado los futuros costos operativos asociados al producto, entre ellos el costo de energía. Es posible que un equipo tenga un costo inicial muy bajo pero consuma mucha más energía que otra opción, lo cual a la larga ocasiona mayores costos.

Decisiones basadas en la disponibilidad

En muchas ocasiones, la decisión de qué productos o maquinaria se compra depende de cuáles son las opciones disponibles en existencia en el mercado local. Muchas veces, debido a que todavía no existe un mercado para opciones con alta efi ciencia energética, los proveedores de tecnología no tienen dis-ponible en el país cierta tecnología. Este enfoque limita las opciones de tecnologías disponibles. Sin embargo, en la medida que los consumidores tomen conciencia de las ventajas fi nancieras de tener equipos e instalaciones que operen a mayor efi ciencia energética, será posible crear nuevos mercados para dichos productos.

Los costos de energía no toman en cuenta los costos totales para la sociedad

Es importante tomar en cuenta que existen costos indirectos asociados a un consumo de energía ex-cesivo. Por ejemplo, tal como se discutió anteriormente, un alto consumo de energía viene asociado a mayores emisiones de gases de efecto invernadero para producirlas, lo cual tiene efectos nocivos en el medio ambiente, la agricultura, incremento de huracanes, entre otros. Por tanto, si se tomara en cuenta el costo total que implica para la sociedad el disponer de esa energía mediante fuentes no renovables, posiblemente muchas medidas de efi ciencia energética serían más competitivas. Actualmente, dichos costos no se toman en cuenta.

Competencia por capital

Las organizaciones tanto públicas como privadas cuentan con presupuestos limitados, con los cuales deben sufragar una gran cantidad de gastos. La efi ciencia energética, tal como se ha discutido, en oca-siones requiere de inversiones de capital para reemplazo de equipo obsoleto, optimización, instalación de sistemas de control inteligentes, etc. Existe competencia por capital porque las organizaciones deben decidir cómo destinar sus limitados recursos, siendo las inversiones en efi ciencia energética, al menos en algunos casos, percibidas como no tan atractivas o urgentes como otras. Falta visualizar que invertir en efi ciencia energética puede resultar un buen negocio para las organizaciones, pues son inversiones que se amortizan en el corto o mediano plazo y tienen múltiples benefi cios adicionales, tal como se discutirá más adelante.


2. Lectura e interpretación de

las facturas eléctricas

Es importante saber leer e interpretar las facturas eléctricas. Conocer la factura eléctrica es necesario para interpretar la información suministrada.

Las principales variables incluidas en la factura son:

• Energía consumida (kWh)• Demanda facturada (kW)• Factor de potencia• Días facturados• Tarifas del período

El costo de la energía eléctrica depende de los tipos de fuente de generación existentes en el país y su aporte para cubrir la demanda.

En El Salvador, los cobros se hacen en base a la energía consumida (kWh) durante el mes y la potencia pico o máxima demandada durante el mes (kW).

Para los suministros con medición horaria, se defi nen los horarios tarifarios de la siguiente manera:

• Punta 18:00-22:59• Valle 23:00-4:59• Resto 5:00-17:59

Categorías tarifarias

El pliego tarifario, es un documento preparado por la Superintendencia General de Electricidad y Teleco-municaciones (SIGET), en el cual se muestran las tarifas eléctricas máximas a cobrar por las distribuido-ras. El pliego tarifario está organizado en base a categorías, según se describe a continuación.

Pequeña Demanda

• Potencia menor o igual a 10 kW• Para uso residencial• Alumbrado público• Uso general• Suministro en baja tensión (BT)


Mediana Demanda

• Potencia mayor a 10 kW hasta 50 kW• Suministro en baja tensión con medición de potencia.• Suministro en media tensión con medición de potencia.• Suministro en baja tensión con medición horaria.• Suministro en media tensión.

Gran Demanda

• Potencia mayor a 50 kW• Suministro en baja tensión con medición horaria.• suministro de media tensión con medición horaria.

Ahora bien, los tipos de cargos que están incluidos en el pliego tarifario son los siguientes:

Cargos Fijos:

Cargo de Comercialización ($/mes)

Cargos Variables:

Cargo por Energía ($/kWh) Cargo de Distribución ($/kW)

Otros Cargos:

Cargos varios, cargo por alquiler de transformador, cargo por penalizaciones de FP, compensacio-nes: de energía no servida, subsidio.

También es importante tener en cuenta las siguientes defi niciones, según el voltaje servido: Baja tensión: 0 hasta 600 V Media tensión: Mayor a 600 V y menor a 115 kV Alta tensión: Igual o superior a 115 V

La tarifa, específi camente el cargo de energía, cambia cada 3 meses (enero, abril, julio y octubre).

Puede encontrar los pliegos tarifarios en la página web de la Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET) http://www.siget.gob.sv/

A continuación se muestran las tarifas aplicables para residencias y grandes demandas, a manera de ejemplo, donde se observan los distintos cargos descritos anteriormente, para la gama de distribuidoras que opera en el país.

I. PEQUEÑAS DEMANDAS (0 < kW < 10)

a) Tarifa Residencial para consumos menores o iguales a 99 kWh/mes - BTCAESS DEL SUR CLESA EEO DEUSEM EDESAL B&D ABRUZZO

Cargo de Comercialización: Cargo Fijo US$/Usuario-m 0.814817 1.027905 0.814817 0.814817 0.814817 0.803080 0.801113 0.849722Cargo de Energía: Cargo Variable US$/kWh 0.197364 0.200292 0.200805 0.204586 0.205708 0.217237 0.187822 0.226133Cargo de Distribución: Cargo Variable US$/kWh 0.047991 0.062903 0.071818 0.071524 0.070787 0.051008 0.023192 0.036589

BAJA TENSION


III. GRANDES DEMANDAS ( >50 kW )

CAESS DEL SUR CLESA EEO DEUSEM EDESAL B&D ABRUZZOCargo de Comercialización: Atención al Cliente US$/Usuario-me 11.049250 10.182217 10.474530 8.049299 8.654319 11.141329 3.249051 6.529114Cargo de Energía: Energía en Punta US$/kWh 0.201574 0.207142 0.199960 0.206517 0.196466 0.223320 0.189527 0.220607 Energía en Resto US$/kWh 0.202831 0.208466 0.202006 0.207843 0.198903 0.224649 0.193867 0.220699 Energía en Valle US$/kWh 0.186394 0.189976 0.185440 0.191628 0.185412 0.196365 0.176058 0.187069Cargo de Distribución: Potencia: US$/kW-mes 12.657586 20.591096 20.700606 26.030723 26.552326 19.323956 8.232366 19.509399

BAJA TENSION CON MEDIDOR HORARIO

A manera de ejemplo, se muestran a continuación una factura residencial y una factura comercial.


Se muestra una factura comercial. La diferencia principal estriba en que se muestran tres lecturas. La pri-mera corresponde a periodo punta, la segunda a periodo valle y la tercera corresponde a periodo resto.

28

6811

028

No.

NPE:

$ 0.00$ 0.00$ 0.00

PERIODO FACTURADO

FECHA DE VENCIMIENTO

RESUMEN DE PAGO


CONSUMO KWH

se comunique con nosotros

TOTAL A PAGAR $

PERIODO FACTURADO


RESUMEN DE PAGO


CONSUMO KWH

se comunique con nosotros

TOTAL A PAGAR $ 0.00

CCFCCF

TOTAL A PAGAR

CAESS +ALCALDIA

Costo por tasa municipal por posteCargo de Distribucion Potencia Cargo de Comercializacion Cargo por Energia Punta Cargo por Energia Valle Cargo por Energia Resto

Compensacion por fallas

Dem. max. BT 95476440 80.00 KW 0.00

CAESS S.A. DE C.V.

CRED. FISCALSERIE REGISTRO No.NIT:GIRO:

51.00 KW 10.40 KW 10.40 Kw

368

736

1104

1472

1840

2208

No.11DS000U7973818

CAESS

NICNIC

CAESS S.A. DE C.V.CRED. FISCALSERIE B No.0000000001090247

NIS NIC

RESOLUCION No.TIRAJE DEL

OFICINA COMERCIALTARIFASEC. RUTAMEDIDORFECHA DE EMISION

DIAS FACTURADOSMES FACTURADOFECHA EMISION

DESDEHASTA

MES FACTURADOFECHA EMISION

COLONES

DOLARES

TOTAL OTROS SERVICIOSTOTAL ALCALDIA

ID. DE COBRO

OFICINA COMERCIALTARIFASEC. RUTAMEDIDORFECHA DE EMISION

DIAS FACTURADOSMES FACTURADOFECHA EMISION

DESDEHASTA

MES FACTURADOFECHA EMISION

COLONES

DOLARES

TOTAL OTROS SERVICIOSTOTAL ALCALDIA

ID. DE COBRO

TOTAL CAESS

PROMEDIO ULTIMOS 6 MESES EN KWH

IVAIVA

CLIENTE

NICNIS

DIRECCION DE SUMINISTRO

DIRECCION DE COBROREFERENCIA DE DIRECCION

Potencia DemandadaDemanda facturada

INICIO FINAL ENERGIA PUNTA VALLE RESTO DEMANDA

TIPOS LECTURAS LECTURAS

CONCEPTOS GRAVADOS IMPORTE $

DETALLE DE CARGOS VARIOS Y OTROS INGRESOSCONCEPTOS GRAVADOS

SUBTOTAL

SUBTOTAL

OTROS SERVICIOS

TOTAL OTROS SERVICIOS (B)

VENTAS EXENTAS

EMISOR

CLIENTE

NICNIS

DIRECCION DE SUMINISTRO

DIRECCION DE COBROREFERENCIA DE DIRECCION

Potencia DemandadaDemanda facturada

INICIO FINAL ENERGIA PUNTA VALLE RESTO DEMANDA

TIPOS LECTURAS LECTURAS

CONCEPTOS GRAVADOS IMPORTE $

DETALLE DE CARGOS VARIOS Y OTROS INGRESOSCONCEPTOS GRAVADOS

SUBTOTAL

SUBTOTAL

OTROS SERVICIOS

TOTAL OTROS SERVICIOS (B)

VENTAS EXENTAS

EMISOR

TOTAL CAESS (A)

TOTAL CAESS + OTROS SERVICIOS (A+B)

#20929030215#

RESOLUCION No.15041-RES-CR-42234-2011 20/OCT/2011TIRAJE DEL 11DS000U1 AL 11DS000U8000000

HORA PUNTA (18:00-22:59H)

HORA VALLE (23:00-04:59H)

HORA RESTO (05:00-17:59H)

DEMANDA

FACTOR DE POTENCIA

15/01/2013

02/02/2013

0.000000

0.196344

0.000000

0.000000

0.000000

15/01/2013

02/02/2013

0.000000

0.000000

0.188920

0.000000

0.000000

15/01/2013

02/02/2013

0.000000

0.000000

0.000000

0.000000

13.154854

15/01/2013

02/02/2013

0.000000

0.000000

0.000000

0.197389

0.000000

REGISTRO: NIT: GIRO:

REGISTRO: NIT: GIRO:

CALCULO DE CONSUMO MEDIDOR MULT. TIPO. MEDI% PER TRANSF

ACTUAL ACTUALANTERIOR ANTERIORCONSUMO CONSUMO

CALCULO DE CONSUMO MEDIDOR MULT. TIPO. MEDI% PER TRANSF

ACTUAL ACTUALANTERIOR ANTERIORCONSUMO CONSUMO

TOTAL ALCALDIA (C)

No. IDENTIFICACIONDE CONTRATO

TOTAL ALCALDIA (C)

No. IDENTIFICACIONDE CONTRATO

TOTAL CAESS (A+B)

Además, se muestra lectura de demanda y factor de potencia.

Notar que el consumo es obtenido como la resta de la lectura actual y la lectura anterior, multiplicando dicha diferencia por el multiplicador del medidor. El multiplicador del medidor es el factor de la relación de los transformadores de potencia por la relación de los transformadores de corriente.

En la parte inferior se presentan los cargos, que se obtienen de aplicar las tarifas correspondientes, ob-tenidas en el pliego tarifario aplicable, a los consumos reportados. En el caso del ejemplo, la tarifa que aplica, según se observa es baja tensión con medición horaria, para la distribuidora CAESS.


3. Gestión de la energíaLa administración (también conocida como gestión) de la energía consiste en un sistema organizacio-nal que permite llevar un control estricto de los consumos y costos de energía, a modo de entender las variables asociadas a dichos consumos y costos, identifi car continuamente oportunidades de reducir dichos consumos y costos e implementar y dar seguimiento a las acciones identifi cadas, en busca de ser energéticamente sostenibles.

Visto de otra manera, la administración de la energía per-mite a las organizaciones administrar la energía de forma similar a como se administran otros recursos importantes, tales como las fi nanzas. Consiste en llevar a cabo las accio-nes necesarias para tener cierto control de cuánta energía se consume, entender a qué se deben esos consumos y lle-var a cabo acciones para reducir dichos consumos y costos de forma continua.

Todas las organizaciones llevan a cabo una administración de la energía, en un mayor o menor grado. Observe la tabla mostrada en la siguiente página, en ella se presentan las distintas áreas que abarca la administración de la energía y describe además, como se puede partir de un nivel mínimo (0) e ir avanzando hasta llegar a un nivel avanzado (4).

Tal como puede observarse, lo ideal es que las organizaciones se encuentren en un nivel cuatro (4) para cada uno de los criterios de administración de la energía mencionados. Sin embargo, lograr dicho ob-jetivo es difícil. Algunas organizaciones pueden alcanzar un nivel alto en motivación pero carecer de los recursos sufi cientes para hacer inversiones a largo plazo en efi ciencia energética. Por otro lado, una organización puede haber establecido una política energética interna, pero la cual no se ha integrado adecuadamente a la organización y se queda solamente en palabras. El proceso de gestión energética consiste en fortalecer la capacidad de las organizaciones para administrar sus recursos energéticos efi -cientemente.

Para emprender un proceso de administración de la energía, se deben realizar diversas actividades. Tal como muestra el esquema, se debe iniciar con una planeación y establecimiento de objetivos, luego se realiza una evaluación de planta (auditoría energética), la cual permite identifi car y evaluar opciones de mejora tecnológica. Posteriormente, se procede con la elaboración de un plan de acción, que implemen-te algunas de las opciones de mejora identifi cadas.

Dicho plan de acción es ejecutado y se le da seguimiento, para luego realizar una evaluación del proce-so. Notar del diagrama que luego de la evaluación, se regresa al primer paso, planeación y organización. Esto signifi ca que la administración energética es un proceso de mejora continua, el cual debe repetirse cíclicamente, establecer nuevas metas, identifi car nuevas oportunidades, hacer un plan de acción, eje-cutarlo, darle seguimiento y evaluar.

Es este proceso cíclico el que garantiza que los ahorros alcanzados sean sostenibles en el tiempo y la organización se encuentre siempre en la búsqueda de lograr una mayor efi ciencia energética.

Las organizaciones puedenadministrar la energía deforma similar a como seadministran las finanzas o elpersonal, pero se requiereuna estructura y recursos.


Niv

el Política

Energética

Organización Motivación Sistemas de

Información

Posicionamiento

(benchmarking)

Inversión

4 La política energética contiene un plan de acción, que incluye todas las áreas de la empresa y, a su vez forma parte de una estrategia de protección al ambiente.

La administración de la energía está totalmente integrada a la estructura administrativa. Existe una delegación clara de responsabilidades para el manejo de energía.

Existe una clara utilización de los canales formales o informales de comunicación. El equipo a cargo de la administración de la energía mantiene comunicación con muchos niveles.

La empresa define los objetivos a partir del análisis de los sistemas que afectan su operación, monitorea el consumo, identifica las fallas, cuantifica los ahorros y da seguimiento a los objetivos.

Se realizan estudios para evaluar la eficiencia energética y el desempeño de la administración de la energía dentro y fuera de la organización.

Se tiene una postura favorable a la inversión en proyectos de ahorro y uso eficiente de la energía; además, se busca utilizar nuevas tecnologías más eficientes.

3 Existe una política energética formal, pero no se tiene el apoyo de los directivos.

Existe un comité de energía, integrado por representantes de cada una de las áreas que componen la empresa.

El comité de energía cuenta con un canal de comunicación principal para mantenerse en contacto con los miembros de la empresa.

Se reportan algunos logros, obtenidos según mediciones hechas, sin embargo, no se reportan de manera efectiva los beneficios a os usuarios.

Existen campañas regulares de concientización sobre el uso de la energía.

Se aplica el mismo criterio de evaluación de proyectos.

2 Existe una política energética poco elaborada, impuesta por el gerente general o por el gerente de mantenimiento.

El encargado de la administración de la energía reporta los resultados a un comité ad hoc, sin embargo, la línea de mando y responsabilidades no está totalmente definida.

Se tiene contacto con la mayoría de los empleados de la empresa a través de un comité ad hoc a cargo del gerente general.

Se tiene un registro de los consumos de energía y el costo de la misma. Las unidades de energía empiezan a cobrar importancia de la compra de la misma.

Solo se capacita al personal directamente involucrado.

Solo se toma en cuenta la tasa de retorno como criterio para la evaluación de proyectos.

1 Existe una serie de reglas no escritas en cuanto al manejo de la energía en la empresa.

La administración de la energía es una responsabilidad de tiempo parcial a cargo de personal con autoridad o influencia limitada.

Se tiene contacto informal entre los departamentos de ingeniería y algunos empleados.

Los costos se reportan con base en los datos reportados en las facturas. Los ingenieros archivan los reportes para uso interno, sin analizarlos.

Solo existen contactos informales para promover el uso eficiente de la energía.

Solo se autorizan los proyectos de bajo costo.

0 No existen políticas explicitas.

No existe un encargado de la administración de la energía.

No se tiene contacto con los usuarios.

No existe un sistema de información, no se lleva registro del consumo de la energía.

No se promueve la eficiencia energética.

No se invierte en proyectos de eficiencia energética.

Tomado de “Administración de la Energía”, PyME, CONAE, 2006


El proceso de mejora continua aplicado a la energía:

3.1 Benefi cios de una buena gestión energética

Algunos de los benefi cios directo de la administración de la energía son presentados a continuación.

• Habilidad de controlar costos de

energía

• Mejor eficiencia de funcionamiento

• Menor intensidad de energía

• Reducir los costos continuamente

• Proyectos de remodelación y

mejora más efectivos

• Facilitar el Mantenimiento

Beneficios directos

Por otra parte, aunado a los benefi cios directos antes mencionados, también se espera lograr los si-guientes benefi cios indirectos.


• Mayor involucramiento de toda la organización

• Mayor competencia en temas de energía

• Mejor comunicación sobre energía hacia fuera de la organización

• Mejores relaciones con empresas que suministran energía y equipos

• Mejor seguridad ocupacional y salud

• Mayor reconocimiento de responsabilidad social de la organización

• Mejor manejo de riesgos

• Compatible con otros estándares organizativos

Beneficios indirectos

¿Qué acciones se deben tomar en concreto, para poner en marcha un programa de administración de la energía en una organización?

3.2 Fases para la implementación de un programa de manejo

energético

Son tres fases iniciales, que se enmarcan dentro del ciclo de mejora continua antes mencionado, pero que es importante aclarar.

Programa de Manejo Energético

La primera fase, la cual es primordial, consiste en lograr el compromiso de la gerencia de la empresa u organización. Este compromiso debe traducirse en dos acciones concretas: designar un director energé-tico y en la creación de un comité de energía para la organización, formado por representantes de áreas y departamentos críticos de la empresa, las cuales tienen mayor incidencia sobre asuntos de energía.


Fase I: Compromiso de la Gerencia

aCompromiso d

alta dirección coprograma d

administracienergética

de la on un

de

ón a

DesiDi

Ene

ignar un irector ergético

C

r

Creación deComité de Enerde la institució

con representación

áreas y departamento

e rgía ón,

n de

os.

El nombramiento de un director energético no necesariamente implica hacer una contratación nueva para la empresa. Es más, se recomienda que el director energético sea uno de los gerentes de mayor jerarquía, adecuadamente asesorado por el comité de energía y posiblemente por algún asesor externo, especialista en gestión energética.

A manera de ejemplo, se muestra a continuación la estructura de un sistema de gestión energética en una organización. Nótese que la gerencia de energía se encuentra al mismo nivel de jerarquía que la gerencia administrativa y fi nanciera.

Ad

Gerente

dministrat.

Ger

gen

Ger

Finan

ente

neral

ente

nciero

Gerent

Energí

Comit

Energ

Represen

de

ManteniComunic

CompInform

Contab

te

ía

té

gía

ntantes

e :

miento cacionespras

mática bilidad

S

Pl

e

e

Sistema de

reportes

Políticas

lan general

Plan de

evaluación

Plan de

educación

Por otro parte, nótese que como apoyo operativo y en la toma de decisiones se cuenta con el comité de energía, formado por representantes de mantenimiento, comunicaciones, compras, informática y contabilidad.

Es imprescindible contar con representantes de dichas áreas pues son algunas de las que pueden afectar el consumo de energía.


Mantenimiento, por ejemplo, se encarga de garantizar el buen estado de la maquinaria y equipos, lo cual es primordial para operar a buena efi ciencia energética. Comunicaciones es un departamento clave, pues como parte de los programas de mejora, se debe motivar y comunicar a los empleados las accio-nes, en busca de concientizarlos a adoptar prácticas de conservación de la energía. El departamento de compras se encarga de adquirir nuevos equipos, los cuales deberían cumplir un mínimo de efi ciencia energética.Como parte de las actividades de la gerencia de energía, se debería establecer una política energética para la organización.

Se muestra a continuación el ejemplo de una empresa transnacional, la cual ha establecido su política energética, en la que ha buscado involucrar a toda la organización en el esfuerzo de administrar la ener-gía más efi cientemente.


Fase II: Auditoría y Análisis

La segunda fase, para implementar un sistema de gestión energética, consiste en llevar a cabo una au-ditoría energética y análisis. Dicho proceso consiste en una serie de pasos que tienen por fi n analizar de qué manera se está utilizando la energía en la organización, identifi car potenciales de ahorro mediante medidas de conservación y efi ciencia energética y evaluar técnica, económica y ambientalmente dichas oportunidades potenciales.

Revisión de

patrones históricos de

consumo de energía y

combustibles

Auditoría de Inspección

Obtener

Información: planos,

especificaciones de equipos

Efectuar

Auditoría Energética,

incluyendo: procesos,

instalaciones y

Equipos

Simulación y Análisis de Auditoría

y comparación con

registros históricos

Identificar

oportunidades de conservación y

eficiencia energética

Análisis técnico y económico de opciones de

conservación y eficiencia energética

Las auditorías energéticas son llevadas a cabo por fi rmas de ingeniería especializadas en el tema o con-sultores independientes. También es posible capacitar a empleados de la empresa para que adquieran las destrezas necesarias para llevar a cabo auditorías energéticas.

Los pasos que se siguen durante una auditoría energética parten de una revisión de los patrones histó-ricos de consumo de energía (facturas eléctricas o de combustibles), visitas de inspección de las instala-ciones para obtener información. Entre dicha información se encuentran planos (arquitectónicos, eléc-tricos, mecánicos, etc.), especifi caciones técnicas de equipos (datos de placa), condiciones de operación (horas de uso, presiones, temperaturas, etc.).


Con dicha información, se lleva a cabo un análisis a modo de crear un modelo energético (o balance energético), el cual permita reproducir los patrones de facturación históricos. A ese modelo o balance de energía se le llama línea base. A partir de esa línea base, se evalúan posibles mejoras en la efi ciencia energética, desde el punto de vista técnico, ambiental y fi nanciero.Los resultados de la auditoría, entre ellos las oportunidades de mejora de la efi ciencia energética, con sus evaluaciones técnica, ambiental y fi nanciera, son insumos que la gerencia de energía, de mano con el comité de energía, puede tomar para formular un plan de acción.

Fase III: Implementación

Como parte de ese plan de acción, la fase III consiste en establecer metas, determinar niveles de inver-sión a realizar en el corto, mediano y largo plazo, establecer procedimientos para darle seguimiento a los planes de acción, motivar y concientizar al personal y evaluar la efectividad del programa periódica-mente.

Educar y coper

Evaluar yPro

Periód

oncientizar al rsonal

y Revisar el grama icamente

Establecer Metas pala Institución y Edific

Individuales

Dar seguimiento aconsumos de energ

para la gerencia ypublicidad

ara cios

DeterRequer

ProcMedi

a gía y

rminar Inversión rida y Prioridades

Establecer cedimientos de ición y Reporte


A manera de ejemplo, la empresa transnacional antes mencionada, tras implementar un proceso de gestión energética como el descrito acá, ha logrado los siguientes resultados:

Ejemplo: 3M

D2De 1998 a 2027%

Han ahorra1973 a 2004

Los prograprocedimde operacrenovacio

004, redujero

ado $1.5 billo4

amas involuientos de m

ciones, nuevnes, cambio

on su consu

ones en cost

ucran conserantenimien

vos diseños eos en proces

umo de ener

tos de energ

rvación, nto, optimizaeficientes, sos

rgía en

gía de

ación

Las tecnologías que han sido más efectivas para 3M son:

• Recuperación de calor

• Motores de alta efi ciencia

• Variadores de frecuencia

• Control de demanda

• Mantenimiento de trampas de vapor

• Mejoras en la combustión

• Sistemas de aire variable

• Aislamiento térmico

• Cogeneración

• Mejoras en los procesos

Antes de proseguir a estudiar los sistemas y las oportunidades concretas de aumento de su efi ciencia energética, se estudiará la caracterización del consumo de energía en los sectores residencial y comercial


4. Caracterización del consumo de energía eléctrica en El Salvador

4.1 Consumo de energía residencial

Según datos proporcionados por el Consejo Nacional de Energía (CNE), para las residencias que consu-men entre 0 y 49 kWh/mes, los principales consumos son la iluminación (32%), televisión (25%) y refrige-ración (16%). Este es un hallazgo que implica que en hogares muy pequeños, el énfasis está en ahorrar energía en iluminación.

32%

25%

16%

12%

5%5% 5%

Consumo Energético, Rango 0 - 49

kWh/mes

Iluminación

Televisión

Refrigeración

Plancha

Ventilador

Computador

Otros

Para residencias con usos fi nales en el rango de 50-99 kWh/mes, es la refrigeración el principal consu-mo de energía (54%). En un segundo lugar se encuentra la televisión (17%), seguido de otros consu-mos (entre ellos la iluminación, que pasa a un tercer plano).


Para viviendas con consumo de energía en el rango entre 100-199 kWh/mes, el principal consumo sigue siendo la refrigeración (43%), pero se nota un incremento sustancial en el consumo de la plancha.

Para viviendas con consumos entre 200-300 kWh/mes, puede observarse que curiosamente, el consumo de la televisión es el más importante (28%), seguido de la refrigeración y otros consumos.


Para viviendas con consumos mayores a 300 kWh/mes, la refrigeración vuelve a ser el principal

consumo, seguido de otros consumos, entre ellos el creciente uso de aire acondicionado (10%).

De manera global, para el sector residencial en su conjunto, puede notarse que el principal consumo de energía es refrigeración (37%), seguido de la televisión (19%), plancha (13%) e iluminación (9%).

37%

19%

13%

10%

9%

5%4% 3%

Consumo Energético, Sector Residencial

Refigeración

Televisión

Plancha

Computadora

Iluminación

Otros

Aire Acondicionado

Ventilador


4.2 Consumo de energía comercial y de servicio

Para el sector comercial y de servicio, se puede hacer la siguiente caracterización, en base a su potencia máxima instalada (en kW).

Para servicio en baja tensión y potencia hasta 10 kW, la siguiente ilustración muestra la distribución del consumo de energía. Los principales consumos son la iluminación (38%) y el aire acondicionado (33%).

38%

33%

12%

8%5%

3% 1%

Comercio y Servicio, Consumo a Baja Tesión menor

a 10kW

Iluminación

Aire Acondicionado

Computadora

Generación de Calor

Otros

Refrigeración

Fuerza Electromotriz

Cuando se analiza edifi cios de comercio y servicio, baja tensión, entre 10 kW y 49 kW, los principales consumidores son el aire acondicionado (34%) y la iluminación (30%), los mismos consumos principa-les que para el rango anterior, con la diferencia que el aire acondicionado, en esta ocasión es el predo-minante. Nótese además, que el consumo por fuerza electromotriz (motores eléctricos), se vuelve más importante.

34%

30%

19%

12%2% 2% 1% 0%

Comercio y Servicio, Consumo a Baja Tesión entre

10-49 kW

Aire Acondicionado

Iluminación

Computadora

Aire Comprimido

Fuerza Electromotriz

Otros

Refrigeración



Para edifi cios de comercio y servicio, media tensión, entre 10-49 kW de potencia máxima instalada, el resultado es dramáticamente distinto. Este tipo de instalaciones es el observado en muchos edifi cios de ofi cina. El principal consumo, de forma signifi cativa es el aire acondicionado (66%), seguido de la ilumi-nación (24%) y computadoras (7%).

66%

24%

7%2% 1%

Comercio y Servicio, Consumo a Media Tesión

entre 10-49 kW

Aire Acondicionado

Iluminación

Computadora

Refrigeración


Para instalaciones de mayor tamaño, con potencias máximas superiores a 50 kW, se observa que el ma-yor consumo sigue siendo el aire acondicionado (45%), seguido de la iluminación (25%) y un uso impor-tante de aire comprimido (13%).

45%

25%

13%

11%

4% 2% 0%

Comercio y Servicio, Consumo a Media Tesión

Mayor a 50 kW

Aire Acondicionado

Iluminación

Aire Comprimido

Computadora

Otros

Refrigeración



En general, para el sector comercio y servicio, la siguiente ilustración muestra que el aire acondicionado y la iluminación son los principales consumos, donde se requiere mayor cantidad de energía y donde existen mayores oportunidades de ahorro.

47%

32%

1%

13%

4%3%

Usos Finales. Total Comercio y Servicio

Aire Acondicionado

Iluminación

Aire Comprimido

Computadora

Otros


En base a las caracterizaciones anteriores, el lector se puede enfocar en buscar medidas de ahorro y efi -ciencia energética para los sistemas más relevantes en consumo energético para su institución. Es importante recalcar, sin embargo, que las caracterizaciones descritas son promedios y pueden no representar efectivamente la situación para la instalación del lector. Por ello, es recomendable la realiza-ción de una auditoría energética, a modo de caracterizar de primera mano el consumo de la instalación y establecer los potenciales de ahorro, de manera certera.


5. Oportunidades de implemen-

tación de medidas para la efi -

ciencia energética

Hasta ahora se han sentado las bases sobre efi ciencia energética y se iniciará en este momento el estu-dio de las oportunidades de aumentar la efi ciencia energética en la residencia y comercio. Se procederá a estudiar uno a uno los sistemas de energía más comunes, que están presentes en la mayoría de insta-laciones comerciales y en algunas instalaciones residenciales.

Iluminación

Aire Acondicionado

Motores Eléctricos

Otros Equipos

5.1 Iluminación

Tal como se describió en la caracterización de edifi cios residenciales y comerciales, la iluminación es un consumo importante y presente en muchos sectores. Para entender las medidas de efi ciencia energética en iluminación, es importante conocer algunos conceptos.

Iluminancia

Iluminancia es el fl ujo luminoso que incide sobre una superfi cie de área determinada. Determina la can-tidad de luz que recibe una superfi cie. La unidad de medida de iluminancia, en el Sistema Internacional es conocida como Lux (Lumen/m2). La iluminancia es un parámetro que permite cuantifi car cuánta ilu-minación se tiene en un espacio.


1 fc = 10.7639 lux

• Es el fl ujo luminoso incidente sobre una superfi cie de área determinada

• Determina la cantidad de luz que recibe una superfi cie

• Se mide en Lumens/m2 (Lux) o pie-candelas (foot-candles) (fc)

A manera de ilustración, la siguiente fi gura muestra los niveles de iluminancia presentes en una escena para un día soleado a las 10 AM, en nuestro medio.

Niveles Típicos de Iluminación en un día soleado en nuestro medio

(los valores pueden cambiar debido a muchos factores)


Valores típicos de iluminación

Ejemplos Lux

Un medio día de verano con cielo despejado 100,000

Un día de verano con cielo nublado 20,000

Un puesto de trabajo muy bien iluminado 1,000

Un buen alumbrado publico 20 a 40

Una noche de luna llena 0.25

Una noche estrellada 0.01

Medidores de Iluminancia (Fotómetro/Luxómetro)

Para medir la iluminancia, se utiliza instrumentos conocidos como luxómetros. Los medidores tienen como elemento primario una fotocelda que genera una corriente proporcional al nivel de luz incidente.

Consumo electricidad

LUMENS LUX


Como una referencia, se muestran a continuación cuáles son los valores de iluminancia recomendadas para distintas aplicaciones. Estos valores se muestran como referencia, existen normas y estándares in-ternacionales como el (IESNA Lighting Handbook), que establece lineamientos más detallados para los niveles de iluminación en diversos locales e instalaciones.

Niveles Recomendados de Iluminación

Tipo

Iluminación

Recomendada sobre

el plano de trabajo

(Lux)

Ejemplo de zonas o actividades

Alumbrado general en

locales y zonas de uso

frecuente o tareas

visuales ocasionales

20 - 50 Escaleras, pasillos

100 Restaurantes, cafés y bares (área de comedor)

150 Zonas de circulación en industrias y bodegas

100 Museos, alumbrado general

Alumbrado general en

locales de trabajo

200 Iluminación mínima en servicios de tarea visual

300 Trabajos manuales y a máquina. Lectura ocasional y archivo

500 Montaje de automóviles. Naves de imprenta. Oficinas en general, almacenes y tiendas.

Alumbrado adicional

localizado para tareas

visuales exigentes

750 Salas de lectura, salas de dibujo y oficinas con máquinas de contabilidad

>2000 Trabajos minuciosos y muy precisos: p. Ej. Relojería y grabados; salas de quirófanos.

Temperatura Color

Otro concepto de interés, en iluminación, es el de la Temperatura Color. Este concepto se refi ere a la temperatura a la que un objeto debería encontrarse para emitir una iluminación del mismo color que el emitido por la luminaria. Dependiendo de la aplicación, la temperatura color de la luminaria recomen-dada se muestra a continuación.


Temperatura del

colorCaliente o cálida Neutro Frío Luz de día

Rango K 3,000 K 3,500 K 4,100 K 5,000 K

Aplicaciones

• Restaurantes• Boutiques• Ofi cinas• Ventas al de-

talle

• Ventas de libros

• Exposiciones ofi cnas

• Recepciones de edifi cios

• Salones de conferencia

• Hospitales• Auditorios

• Galerías• Museos • Sector gráfi co• Teñido• Diagnóstico

médico

Índice de Rendimiento de Color (IRC)

Otro concepto importante en iluminación es el índice de rendimiento de color (IRC). Este índice indica en qué grado existen diferencias entre colores percibidos de objetos vistos bajo la luz de la luminaria con una fuente de referencia.

• IRC = 100 indica que no hay diferencias

• IRC<20 indica mala rendición de color

• IRC> 70 indica buena rendición de color

Criterios de diseño de sistemas de iluminación efi ciente

Un buen diseño de sistemas de iluminación suele tener las siguientes características:

Uso efectivo de luz natural

La luz natural debe ser aprovechada en la medida de lo posible. Sin embargo, se debe ser cuidadoso que la entrada de luz permita luz únicamente y no calor (radiación solar directa). La iluminación natural (radiación indirecta) es benefi ciosa, pero la radiación solar directa es perjudicial pues incrementa el ca-lentamiento del edifi cio, así como el consumo de energía por aire acondicionado. En caso de instalar tragaluces, debe procurarse que los mismos tengan cierta geometría de tal forma que la luz entre por los lados.

En nuestro medio se suele cumplir que a la larga es más barato iluminar que enfriar.

Usualmente, la iluminación natural es óptima para instalaciones no acondicionadas (tales como bode-gas).


Uso efectivo de controles de iluminación

Debe de procurarse diseñar sistemas de iluminación controlados efi cientemente. Uno de los principales problemas que se identifi can en las empresas es la falta de un control adecuado de las luminarias. Por ejemplo, en nuestro medio, es típico encontrar edifi cios en los cuales un interruptor acciona las lu-minarias de todo un nivel (o de una buena porción del mismo). La desventaja de esto es que si se tiene pocas personas en el nivel, se deben encender todas las luminarias del nivel.

De preferencia, los sistemas de iluminación deberían diseñarse de tal forma que permitan activar o des-activar luminarias en base al uso que se les da. Asimismo, un buen control de iluminación debe incluir formas de asegurarse que las luminarias no permanezcan encendidas cuando no haya personas en el lugar.

Uso de tecnologías más rentables

Otro criterio muy importante para diseñar sistemas de iluminación efi ciente es utilizar las tecnologías de iluminación más rentables. La rentabilidad está expresada como el mínimo costo a largo plazo. Podría adquirirse luminarias baratas pero de alto consumo de energía, pero sería contraproducente y causaría gastos innecesarios. En cambio, debe buscarse un balance entre tecnologías efi cientes, pero no excesi-vamente caras para el uso de las luminarias en el edifi cio.

Un parámetro muy útil para determinar si un sistema de iluminación es efi ciente y rentable consiste en calcular la densidad potencia de iluminación por áreas. La densidad de potencia de iluminación se calcula como la potencia de las luminarias de un área entre el área iluminada y se expresa en Watts/ m2.El valor de la densidad de potencia de iluminación debería tener un valor máximo, a modo de mantener el área iluminada de forma efi ciente.

La referencia internacional más utilizada es el estándar de efi ciencia energética de la IESNA/ASHRAE (Asociaciones de Ingenieros de iluminación y aire acondicionado, respectivamente), los cuales estable-cen los valores máximos aceptables recomendados de la densidad de iluminación por tipo de área. Cabe recalcar que los valores presentados son máximos recomendados, pero con tecnología de iluminación efi ciente es posible obtener valores más bajos (se busca un 20% debajo de los valores del estándar).


Potencia de Iluminación Watts/m2 (ASHRAE Standard 90.1 2007)

LPD,

W/m²

LPD,

W/m²

1212 1514 101514 2014 1012 143612 910 34 133 1488 12

18 184 13

2813 295 96 112 16

13 139 8

10 2414 614 1513 1015 423 613 81510 136 185 23

11 135 56 129 12

103 119 18

16 16Restauración

Banco/Oficina - Área de actividades Bancarias

Densidades de potencia de iluminación usando el método de espacio por espacio

Cuarto de equiposCuartos de control

Hotel/Motel Cuarto de huespedesDormitorios- viviendaMuseo

Exhibición

LavanderíaTaller automotriz- Servicio/ReparaciónManufactura

Baja altura (Altura entre piso y techo <25 pies) Gran Altura (Altura entre piso y techo ≥ 25 pies)

Fabricaciones detalladas

Cuarto de pacientesSala de operaciones

GuarderíaSuministro médico

Terapia físicaRadiología

Farmacia

Oficina de correos- área de clasificaciónCentro de convenciones- espacio de exhibiciónBiblioteca

Entrega de tarjeta y clasificaciónEstantes

Área de lecturaHospital

EmergenciasRecuperación

Estación de enfermerasExámenes/Tratamiento

Cuartos eléctricos/mecánicos

Área de juegoÁrea de ejercicio

Juzgado/ Estación de Policía/ Centro penitenciarioSala de justicia

Celdas de confinamientoCámara del juez

Estación de BomberosCuarto de motores

Dormitorios

VestidoresCorredores

Para hospitalesPara fábricas

EscalerasBodegas Activas

Para hospitalesBodegas Inactivas

Para museos

Para motelesPara bares/centros de ocioPara comedores familiares

CocinasLaboratoriosBaños

Para hoteles

Para estadios deportivosPara teatro de artes

Para cinesPara transportes

Atrio- Cada piso adicionalSala de estar/ recreación

Para hospitalesComedores

Para centros penitenciarios

Atrio- Primeros tres pisos

para centro penitenciarioPara edificios religiosos

Conferencia/ Reuniones/ MultipropósitoSalón de clases/ Seminarios / Entrenamientos

RecepcionesPara hotel

Para teatro de artes

Para centros penitenciarios

Para cinesÁrea de asientos / audiencia

Para gimnasioPara centro de ejercicio

Para centro de convenciones

Oficina-cerrada

Tipos de espacios comunes Tipos de espacio para edificios específicos

Gimnasio/ Centro de ejercicioOficina-abierta


Tecnologías de Iluminación

A continuación se discutirán, de forma breve, las tecnologías de iluminación más comunes, a modo que el lector conozca de forma básica sus ventajas y desventajas, desde el punto de vista de la efi ciencia energética.

Las tecnologías por discutir son las siguientes:

• Incandescente

• De descarga

- Baja presión Fluorescentes Sodio de Baja Presión Inducción - Alta presión (HID) Mercurio Sodio - Haluro metálico

• LED

Efi cacia Luminosa

Uno de los parámetros más importantes a conocer, a modo de establecer la efi ciencia energética de una tecnología de iluminación, es la efi cacia luminosa. La efi cacia luminosa es defi nida como el cociente de la cantidad de luz emitida (lumens) y la potencia requerida por la luminaria (Watts):

Cantidad de luz emitida (lumens)

= _____________________________

Potencia requerida (watts)

Por lo tanto, una tecnología de iluminación será más efi ciente, en la medida que su efi cacia luminosa sea más alta. No obstante, es fundamental resaltar que la efi cacia luminosa por si sola no determina la efi ciencia de un sistema de iluminación, pues en la medida que se cuente con refl ectores o difusores adecuados, capaces de dirigir y distribuir la luz adecuadamente, así también dependiendo de la ubi-cación relativa de la luminaria con relación a la zona a iluminar y otros factores, se obtendrán mejores resultados.

Para dar una idea de los valores de efi cacia luminosa, tener en cuenta las siguientes cifras:

Límite Teórico: 683 LPW

Laboratorio: 275-310 LPW

Mercado: T5 fl uorescente con balasto electrónico,100 LPW Lámparas de sodio alta presión, 130 LPW Algunas tecnologías LED prometen 150 lm/Watt


A continuación se muestra una comparación entre las efi cacias luminosas de las tecnologías de ilumina-ción más comunes:

Comparación de efi cacias luminosas

Fuente de Luz

Rangos de eficacia luminosa típicos, en

Lm/W (Varía dependiendo de la potencia

y tipo de lámpara)

Incandescentes (Sin balasto) 10-18 Halógenos (Sin balasto) 15-20 Fluorescente compactas (CFL) (con balasto) 35-60 fluorescente linear (con balasto) 50-100 Halogenuros metálicos (con balasto) 50-90 LED blanco frío > 4000K 60-92 LED blanco cálido < 4000K 27-54

A continuación se describirán algunas de las tecnologías de iluminación más comunes.

Lámparas incandescentes

El funcionamiento de las lámparas incandescentes consiste de un fi lamento de tungsteno que es llevado a la incandescencia por electricidad. El 90% de la radiación emitida es infrarroja (térmica), de ahí su baja efi cacia luminosa. Este tipo de lámparas son todavía comunes en sectores residencial y comercial.

Las cualidades de las lámparas incandescentes son el tener un bajo costo inicial, poseer excelentes valo-res del índice de rendimiento de color (IRC) y ser fácilmente atenuables (lo cual signifi ca que es factible variar su nivel de iluminación mediante un atenuador, por ejemplo en un teatro).Entre otras ventajas se puede mencionar que no causan ruidos ni desechos químicos y son fáciles de instalar y mantener.

La principal desventaja de las lámparas incandescentes radica en su baja efi cacia luminosa, por lo cual, hoy en día se busca su sustitución por otras tecnologías más efi cientes.


Lámparas Halógenas

Las lámparas halógenas son similares a las incandescentes pero utilizan gas halógeno en lugar de gas inerte y cuarzo en lugar de vidrio para la cubierta, lo cual aumenta la vida útil. Tienen más efi cacia y mejor mantenimiento de lumens que las lámparas incandescentes comunes.

Las lámparas halógenas refl ectivas infrarrojas (HIR) refl ejan radiación infrarro-ja de regreso al fi lamento, lo cual reduce la electricidad para calentarlo.

Lámparas Fluorescentes

El principio de funcionamiento de las lámparas fl uorescentes está basado en que los átomos de mercu-rio en un tubo con recubrimiento de fósforo son excitados por una descarga eléctrica. A medida que los electrones del mercurio regresan a su estado tierra, emiten radiación ultravioleta que excita el recubri-miento de fósforo, por lo cual “fl uoresce” y emite luz visible.

Las lámparas fl uorescentes son más efi caces que lámparas incandescentes, la efi cacia depende de: di-mensiones de la lámpara, tipo de fósforo usado, tipo de balastro, número de lámparas por balastro, temperatura de la lámpara, etc.

Las lámparas fl uorescentes tienen largas vidas útiles (12,000 a 20,000 horas), Altos IRCs disponibles y mantienen el fl ujo luminoso (lumens) en buena medida a lo largo de su vida útil.

Es común encontrar tubos de lámparas fl uorescentes de 4 pies u 8 pies de largo. Las lámparas fl uores-centes de tubo son clasifi cadas en base a su diámetro.

• T12: 12/8 de pulgada de diámetro



Es importante defi nir qué es un balastro. Un balastro es un dispositivo que limita la corriente en lámparas de descarga (fl uorescentes y descarga de alta intensidad). Proveen volta-je necesario para encender la lámpara. Existen de dos tipos: Magnéticos, que operan a 60 Hz, pero producen un efecto conocido como parpadeo estroboscópico (“fl icker”) y ruido.

Los balastros electrónicos operan entre 20,000-60,000 Hz, sin parpadeos, sin ruido, son más efi cientes


Balastros magnéticos Balastro electrónico

Desventajas de las lámparas fl uorescentes

Entre las desventajas de las lámparas fl uorescentes, se pueden mencionar:

• Atenuar la luz es más costoso (se requieren balastros especiales)

• Mayor tamaño que lámparas incandescentes de igual iluminación

• Emiten más luz ultravioleta (hace que los colores se desvanezcan y telas envejezcan)

• Contienen materiales tóxicos (mercurio).

Al analizar el balance de energía de una lámpara fl uorescente, se observa lo siguiente:

POTENCIA DE ENTRADA

100%

PÉRDIDAS NO RADIOACTIVAS

38%

DESCARGA POR RADIACIÓN

62%

RADIACIÓN INFRARROJA

36%

PÉRDIDAS DE POTENCIA

42%

RADIACIÓN VISIBLE 22%

Tal como se observa en la fi gura, del 100% de la energía disponible de entrada, únicamente un 22% logra convertirse en radiación visible (luz). El restante 78% se pierde en forma de calor u otras pérdidas.


Lámparas Fluorescentes Compactas

Un tipo especial de lámpara fl uorescente es la lámpara fl uorescente compacta (LFC). Estas son lámparas fl uorescentes de tamaño compacto para remplazar incandescentes. Típicamente, consumen 1/3 a 1/4 de la potencia demandada por lámparas incandescentes de igual iluminación. Sin embargo, tienen la mitad de la efi cacia luminosa de lámparas fl uorescentes T8. Típicamente, el balastro y la lámpara están integrados. Existen LFC con capacidad de atenuación pero son más costosos.

Considere la siguiente tabla cuando desee sustituir un foco incandescente por una lámpara fl uorescente compacta.

Remplace este

Incandescente … Con este LFC…

25 W 7 W

40 W 11 W

60 W 13 W

75 W 19 W

100 W 23 W

100+ W 27 W


Lámparas de Descarga de Alta Intensidad

Las lámparas de descarga de alta intensidad o HID por sus siglas en inglés, funcionan en base a una descarga de un arco eléctrico a través de una mezcla de gases a alta presión y temperatura. Existen tres tipos comunes de lámparas de descarga de alta intensidad: Vapor Mercurio (VM), Haluro Metálico (HM) y Vapor de Sodio de alta presión (VSAP).

Algunas características comunes de estas lámparas son las siguientes:

• Proveen niveles de iluminación más altos que otras luminarias (fl uorescentes, incan-

descentes)

• En general, tienen pobres IRC

• Son ideales para aplicaciones donde el rendimiento color no es prioridad, pues algu-

nas de ellas tienen altas efi cacias luminosas.

Lámparas de vapor de mercurio

Las lámparas de vapor mercurio fueron las primeras lámparas de alta descarga desarrolladas. Su efi cacia luminosa, típicamente os-cila entre 25-50 Lumens por vatio. El IRC de estas luminarias es de aproximadamente 50. Son usadas cuando el color no es priori-dad, exclusivamente para aplicaciones exteriores. Sin embargo, debido a su baja efi cacia luminosa, no son recomendables. Las lámparas de vapor de sodio de alta presión y los haluros metáli-cos tienen efi cacias luminosas mayores y las están remplazando en la mayoría de aplicaciones.

Al analizar el balance de energía de las lámparas de vapor de mercurio, en el siguiente diagrama, puede observarse que únicamente un 14.7% de la potencia de entrada es convertida en radiación visible (luz).


Lámparas de vapor de sodio de alta presión

Las lámparas de vapor de sodio de alta presión poseen efi cacias luminosas muy superiores a las de las lámparas de mercurio, con valores típicos entre 45 LPW a 110 LPW. Algunas versiones de estas lámparas pueden tener IRCs de 70. Son lámparas muy utilizadas en los Estados Unidos para iluminación de carre-teras, debido a su alta efi cacia y vida útil.

Lámpara de vapor de sodio de alta presión

La siguiente fi gura muestra el balance de energía de las lámparas de vapor de sodio de alta presión, en la cual se demuestra que un 29.5% de la potencia de entrada es convertida en radiación visible (luz). Las lámparas de vapor de sodio son una de las lámparas más efi cientes en el mercado, pero tienen la des-ventaja de tener índices de rendimiento de color demasiado bajos para aplicaciones interiores. Su uso es únicamente para aplicaciones exteriores (carreteras, aceras, parques, etc.)

Potencia de Entrada 100%

Pérdidas en Electrodos

6%

Potencia en el arco 94 %

Pérdidas no radioactivas

44%

Descarga de Radiación

50%

Radiación Ultravioleta

0.5%

Radiación Visible29.5%

Radiación Infrarroja

20%

Pérdidas de Potencia 50.5 %


Lámparas de haluro metálico

Las lámparas de haluro metálico tienen efi cacias luminosas relativamente altas, con valores típicos entre 40 LPW y 100 LPW. La principal ventaja de las lámparas de haluro metálico son sus valores de IRCs de 65 a 90, los cuales son muy superiores a las de sus contrapartes de alta descarga (lámparas de vapor de mercurio y vapor de sodio de alta presión). Por esa razón, son utilizadas en aplicaciones comerciales inte-riores, tales como vestíbulos, centros comerciales, tiendas, gimnasios. Además, son utilizadas en algunas aplicaciones de iluminación exterior donde el rendimiento del color es importante.

Lámpara de haluro metálico

La ilustración mostrada a continuación presenta el balance energético típico de las lámparas de haluro metálico, mostrando que alrededor de un 24% de la potencia de entrada es convertida en radiación visible.

Potencia de Entrada 100%

Pérdidas en Electrodos

9%

Potencia en el arco 91 %

Pérdidas no radioactivas

38.5%

Descarga de Radiación

52.5%

Radiación Ultravioleta

3.7%

Radiación Visible24.3%

Radiación Infrarroja

24.5%

Pérdidas de Potencia 51.2 %


Lámparas de inducción electromagnética

Las Lámparas de Inducción Electromagnética (IEM), también conocidas como: Lámparas de Inducción Magnética o Lámparas Electroless; funcionan de manera similar que las Lámparas Fluorescentes, es decir utilizan gases contenidos a baja presión para producir luz; lo que cambia es la forma en que estos gases trabajan y se unen. Mientras los tubos fl uorescentes utilizan electrodos para unir los gases, la ilumina-ción por inducción electromagnética se produce cuando la energía se transmite por un campo electro-magnético. Cuentan con una antena interna, cuya potencia proviene de un generador externo de alta frecuencia, para crear un campo electromagnético dentro del recipiente de descarga, y esto es lo que induce la corriente eléctrica en el gas al originar su ionización.

El centro de la lámpara es la bobina de inducción, a la cual se le provee potencia desde dicho generador de alta frecuencia (Una especie de balastro eléctrico, pero que opera a alta frecuencia). El ensamble de vidrio circundante contiene un material electrón-ion plasma y está relleno con un gas inerte. La porción interior del vidrio está recubierta con un recubrimiento de fósforo (similar al de las lámparas fl uorescen-tes). La antena transmite la energía generada por el primario de la bobina de un sistema de inducción al gas que se encuentra dentro de la lámpara, por lo cual se crea una radiación ultravioleta, la cual es luego transformada a fuentes visibles de luz por medio del recubrimiento de fósforo en la superfi cie de vidrio. La eliminación de los electrodos y fi lamentos dan por resultado una lámpara con una prolongada vida útil, además de contener una cantidad mínima de mercurio lo cual las hace ecoamigables.

A diferencia de las Lámparas de Alta Descarga (HID), acá descritas; las Lámparas IEM, no utilizan balastro del tipo electromagnético o reactivo, únicamente requieren de un generador de alta frecuencia para su operación, lo cual reduce el consumo entre un 16 % - 22 %.

Lámpara Inducción Electromagnética (IEM)


Ventajas y desventajas de las lámparas de inducción electromagnética

Entre las ventajas que tiene utilizar una Lámpara de Inducción Electromagnética (IEM), podemos men-cionar:

• Poseen una larga vida útil.• Poseen un Índice de Rendimiento de Color (CRI) muy bueno.• Son de alta efi cacia luminosa.• No utilizan balastros del tipo electromagnético o reactivo para su operación lo cual

vienen a reducir en un 16 % - 22 % la potencia nominal de la lámpara.• Son de encendido y reencendido inmediato.• Dichas lámparas son consideradas multi-voltaicas, por lo que son altamente resisten-

tes a cambios de voltaje.• Poseen una alta resistencia a cambios de temperatura• Por lo general los fabricantes otorgan mayores tiempos de garantía, que para otros

tipos de lámparas• No producen parpadeos.• Poseen una baja depreciación de la luz.• Pueden reproducir varias temperaturas de color 2,700K, 3,500K, 5,000K, 6,000K. • Poseen costos de operación bajos.• Son lámparas consideradas ecoamigables. Ya que son de bajo consumo y contienen

una cantidad muy mínima de mercurio en estado solido que puede ser recuperada al fi nal de su desecho por entes reguladores.

• Son lámparas que producen una baja contaminación lumínica.• Resistentes a vibraciones• Reducen problemas de factor de potencia y armónicos en las redes de distribución.• No requieren prácticamente de mantenimiento, por lo que sus costos de manteni-

miento/reemplazo son bajos.

Entre las desventajas que tiene utilizar una Lámpara de Inducción Electromagnética (IEM), podemos mencionar:

• Poseen costos de implementación de moderados a altos.• Por el momento existe una variedad limitada en tipos; actualmente las hay de dos

tipos, cuadradas y circulares.• Si no son desechadas correctamente, siempre producen contaminación.• Pueden producir interferencia electromagnética, aunque dicho problema a medida

que la tecnología ha ido avanzado, ha ido siendo corregido.


Lámparas de diodos emisores de luz (LED)

Principio de funcionamiento

Las Lámparas de Diodos Emisores de Luz (LED), están conformadas por un conjunto de diodos semi-conductores que emiten luz. De forma sencilla, su principio de funcionamiento se basa en producir un diferencial de potencial a través de un elemento semiconductor, mediante el suministro de voltajes ade-cuados; al ocurrir esto, se produce una liberación de electrones, los cuales al estar pasando de un nivel mayor a un nivel menor de energía, producen luz en forma de fotones.

Los diodos permiten el paso de energía en un solo sentido, esta fl uye del terminal negativo (conocido como cátodo), hacia el terminal positivo (conocido como ánodo), pasando a través de un elemento con-ductor, el cual a su vez esta unido a las terminales, mediante un hilo conductor. Dichos diodos poseen una cápsula, por lo general plástica, que se encarga de proteger a los elementos internos.

Adicionalmente poseen una copa refl ectora, que puede estar recubierta de plásticos de colores a fi n de cambiar el color de luz emitido. Aunque la forma más adecuada para cambiar el tipo de luz emitida, es cambiando el tipo de elemento semiconductor.

Hilo conductor

Cápsula plástica

Copa reflectora

Cátodo (-)Ánodo (+)

Lámparas de Diodos Emisores de Luz (LED)

Ventajas y desventajas de las lámparas LED

Entre las ventajas que tiene utilizar una Lámpara de Diodos Emisores de Luz (LED), podemos mencionar:

• Poseen larga vida útil.

• Son lámparas de bajo consumo.

• Poseen una alta efi cacia luminosa.


• Tienen un Índice de Rendimiento de Color (CRI) bueno.

• Son de encendido y reencendido inmediato.

• Tienen un nivel de contaminación ambiental muy bajo.

• Poseen un nivel medio de tolerancia a cambios de voltaje.

• No requieren de equipos auxiliares para su encendido.

• Tienen costos de operación bajos.

• No requieren prácticamente de mantenimiento, por lo que sus costos de manteni-

miento/reemplazo son bajos.

• Prácticamente no calientan.

• Ideales para casos de operación de 24 horas, tales como señales de emergencia y de

tránsito.

Entre las desventajas que tiene utilizar una Lámpara de Diodos Emisores de Luz (LED), podemos men-cionar:

• Poseen un costo de implementación alto.

• Su efi ciencia disminuye a altas temperaturas.

• Solo pueden emitir luz fría.

• Producen alta contaminación lumínica.

• Producen problemas de deslumbramiento.

• Solo pueden emitir luz direccional, lo que provoca que deban ser utilizados dispositi-

vos para potenciar su capacidad de alcance de cobertura, tales como espejos.

• Debido a su luz direccional, tienden a producir zonas oscuras.

• La luz blanco azulada que producen, altera la conducta de especies de vida nocturna,

lo que afecta lo conservación de la biodiversidad en sus condiciones naturales.

• Estudios epidemiológicos advierten del papel determinante que juega la luz artifi cial

para la diseminación de enfermedades transmitidas por insectos, los cuales son mu-

cho más afectados por la luz blanca.

• Actualmente hay estudios en desarrollo para ver como afecta la luz blanco azulada, de

forma más rápida, la inhibición de la secreción de la hormona melatonina por parte de


la glándula pineal en los seres humanos. Esta hormona solo se secreta en condiciones

de oscuridad y, además de controlar los ritmos biológicos de los seres humanos (los

receptores de ritmos biológicos que poseemos en las retinas son sensibles a este tipo

de luz), es un antioxidante de amplio espectro que protege a nuestro organismo, en-

tre otras enfermedades, frente a alteraciones degenerativas y contra ciertos tipos de

cáncer, evitando su progresión.

• Existen investigaciones en desarrollo que relacionan dicho tipo de luz, con mayor ín-

dice de casos de cáncer de mama en mujeres y de próstata y colon en hombres.

Controles de Iluminación

Uno de los elementos más importantes de la efi ciencia energética en iluminación es poseer un control efi ciente de la misma. Se pueden mencionar las siguientes opciones de dispositivos de control de lumi-narias.

• Interruptores: Permiten el encendido o apagado de las luminarias, de forma manual.

• Interruptores programables (timers): Permiten el control programado de la ilumina-ción, según tiempo de utilización.

• Sensores de Ocupación: Son dispositivos que permiten encender o apagar las lu-minarias en base a la presencia o ausencia de personas, respectivamente. Son ópti-mos a utilizar en espacios cerrados, con control independiente de luminarias, en los cuales existe la posibilidad de que las personas olviden por error apagar las lámparas al salir. Ejemplos típicos son: baños, salas de conferencias, aulas, ofi cinas privadas. Es posible obtener ahorros en iluminación entre 20-40% al instalar sensores de ocupa-ción en dichos espacios.

• Fotoceldas: Permiten el encendido o apagado de luminarias exteriores en base a la necesidad de luz a comparación de la luz natural. Se utilizan para el alum-brado público, pues garantizan que las lámparas permanecerán encendidas únicamente durante la noche y no durante el día.

• Atenuadores (Dimmers): En algunos casos, es posible atenuar la iluminación de acuerdo a las necesidades.

• Controladores Programables: En el concepto de edifi cio inteligente, es posible con-trolar la activación o desactivación de la iluminación en base a un controlador lógico programable, el cual recibe entradas de información (tales como hora del día, canti-dad de personas, etc.) y permite un control más inteligente del encendido y apagado de luminarias.


Sustitución de luminarias

En base a la descripción previa, resulta claro que una de las medidas de efi ciencia energética más con-venientes es evaluar la sustitución de luminarias por otro tipo de luminarias que tengan una efi cacia luminosa mayor.

Se mencionan a continuación, algunas de las equivalencias más comunes.

Luminarias con 4 lámparas fl uorescentes T12 de 40 Watts producen iluminación aproximadamente equi-valente a:

• 3 lámparas fl uorescentes T8 de 32 Watts con balastro electrónico• 2 lámparas fl uorescentes T8 de 32 Watts con balastro electrónico más un refl ector con

acabado tipo espejo.• 3 lámparas LED de 18 Watts sin balastro

Equivalencias para iluminación exterior, pensando en posibles reemplazos LED

o de inducción electromagnética

Tipo de Lámpara Potencia

Nominal (W) Potencia

Equivalente LED (W)

Potencia Equivalente IEM

(W) Vapor de Mercurio (LVM) 175 60 80

Vapor de Sodio-Alta Presión (LVS-VSAP) 250 100 120

Haluro Metálico (LHM) 400 120 200

Fluorescentes Compactas (LFC) 65 40 40



Las equivalencias anteriores son como referencia, tal como se mencionó, se aconseja realizar una audi-toría energética en la instalación, a modo de determinar la factiblidad técnica y económica de los pro-yectos de mejora.

Ejemplo de cálculo

Un hotel tiene instalados en sus pasillos 200 bombillos incandescentes de 75 W, 125 bombillos encen-didos las 24h del día y los demás un promedio de 12h durante la noche. El hotel está abierto todo el año. Recomiende y evalúe un proyecto de mejora de la efi ciencia energética.

Los datos que tenemos son:200 bombillos incandescentes de 75 W.125 de ellos encendidos las 24h del día.


75 se encienden 12h durante las noches.Supongamos una tarifa de $0.15/kWh

Según la tabla de equivalencias de bombillos incandescentes con luces fl uorescentes compactas, se recomienda sustituir los bombillos de 75 W por LFC de 19 W. Se considerará que las LFC tienen un precio unitario de $4.

Cálculo de ahorros:

1kWAhorros24h = [(Cantidad)*(P(bombillos actual)-P(bombillos nuevos) )*(hencendido*365(días/año)]* ________

1000 W

Bombillos encendidos las 24h del día:

1kWAhorros24h = (125)*(75W - 19W )*(24(h/día)*365(días/año)]* ________

1000 W

Ahorros24h = 61 320 kWh/año

Bombillos encendidos 12h al día:

1kWAhorros24h = (75)*(75W - 19W )*(12(h/día)*365(días/año)]* ________

1000 W

Ahorros12h = 18 396 kWh/año

Ahorro total:

Ahorros=61 320 kWh/año+18 396 kWh/año=79 716 kWh/año

Ahorro económico=79 716 kWh/año*$0.15/kWh

Ahorro económico=($11 957.40)/año

Inversión a realizar:

Inversión= [(200 bombillos*$4)/bombillo ]=$800

Periodo de retorno simple:

PRS=Inversión/ahorros=$800/(($11 957.4)/año )=0.0669 años

En días:

PRS=0.0669 años*365 días/año=24.42 días


5.2 Aire acondicionado

A continuación se presentarán medidas de efi ciencia energética aplicadas a sistemas de aire acondicio-nado. Se presentará, para empezar, una introducción para describir los componentes que integran un sistema de aire acondicionado.

Componentes de un Sistema de Aire Acondicionado

Los componentes básicos de un sistema de aire acondicionado son cuatro dispositivos que llevan a cabo cuatro procesos distintos, en secuencia: Compresión, condensación, expansión y evaporación, los cuales permiten producir un efecto neto de enfriamiento.

Dichos elementos son: compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. Cabe mencionar que el fl uido que experimenta dichos procesos es conocido como refrigerante. Existe una gama de refri-gerantes en el mercado, tales como R-134a, o R410a.

Evaporador

Válvula de Expansión

Compresor

Condensador

Ventilador

Aire Frio

Aire caliente

Vapor Vapor

Liquido + Vapor Liquido

*El condensador puede ser enfriado por aire o por agua

Sistema típico de refrigeración por compresión de vapor en una etapa

Cabe mencionar que el proceso donde se obtiene el enfriamiento del refrigerante es la evaporación, que ocurre en el evaporador. Tal como se observa en la fi gura, un sistema de aire acondicionado consiste en poner en contacto aire caliente (una combinación de aire exterior con aire de recirculado del interior) con el evaporador, lo cual produce que el aire se enfríe, y una vez frío sea distribuido al espacio a acon-dicionar.

Sin embargo, dicho enfriamiento, el cual ocurre en el evaporador, no podría ocurrir sin los demás proce-sos. Es importante destacar que el compresor y el condensador producen altas cantidades de calor y por ello se ubican afuera del edifi cio, pues si estuvieran ubicados adentro, calentarían el edifi cio.

Es importante notar, además, que el sistema de aire acondicionado requiere de una entrada de energía eléctrica en el compresor y en los ventiladores que circulan el aire. Por tanto, un aire acondicionado se


puede entender como un dispositivo que convierte energía eléctrica en “frío”, o más bien, consigue en-friar aire mediante el uso de energía eléctrica.

Tal como se discutió en las secciones anteriores, la efi ciencia de un dispositivo se defi ne como el cociente entre la salida deseada del dispositivo y la entrada requerida.

Para el caso de un aire acondicionado, la salida deseada es el enfriamiento de aire y la entrada requerida es la potencia eléctrica que requiere para lograrlo. En base a dicho análisis, se defi ne la relación de efi -ciencia energética de la siguiente manera:

La Relación de Efi ciencia Energética (R.E.E.)

Calor absorbido del aire por el evaporador (Btu/h)REE = ___________________________________________

Potencia del compresor (Watts)

La relación de efi ciencia energética también es conocida como EER, por sus siglas en inglés (Energy Effi ciency Ratio). Este parámetro es fundamental, pues defi ne la efi ciencia energética de un aire acondi-cionado. Entre mayor sea el EER, mayor será su efi ciencia energética.

Un detalle interesante con relación a este índice es el hecho que está expresado en dos sistemas de unidades al mismo tiempo, pues el calor es expresado en Btu/h y la potencia en Watts. La razón de esta aparente confusión de unidades se debe a que las unidades típicas del calor en los Estados Unidos es el Btu/h, mientras que las unidades típicas para representar potencia eléctrica son Watts, por tanto, a pesar de la inconsistencia de sistemas de unidades, dichas unidades son las más utilizadas por fabricantes norteamericanos. Los fabricantes europeos utilizan el sistema internacional de unidades, por lo cual, la relación de efi ciencia energética se expresa sin unidades, pues las unidades del calor son las mismas unidades de la potencia.

Además, es bueno que el lector conozca otra unidad para medir el calor, muy utilizada en aire acondicio-nado, la cual es conocida como la tonelada de enfriamiento.

1 tonelada de enfriamiento = 12,000 Btu/h

Esta unidad es muy utilizada para dimensionar equipos de aire acondicionado, en base a la capacidad de enfriamiento que poseen.

Para dar una idea de lo que signifi ca el EER, en términos numéricos, puede notarse lo siguiente:

• Un equipo con EER = 8, consumirá 1.5 kW por cada tonelada de enfriamiento.• Un equipo con EER = 10, consumirá 1.2 kW

A lo largo de los años, los valores de la relación de efi ciencia energética de equipos de aire acondiciona-do han ido aumentando, en la medida en que los usuarios han ido requiriendo efi ciencias de funciona-miento mayores, en vista de costos de energía crecientes.


El gráfi co siguiente muestra una evolución de los valores promedio de EER a lo largo de los años.

0

2

4

6

8

10

12

14

Antes 1985 1985 a 2000 2000 a 2006 2006 a la fecha

4

9.510

13

Es importante aclarar que existe otro índice parecido al EER, el cual se utiliza para caracterizar la efi cien-cia de equipos pequeños de uso residencial o comercial, el cual es conocido como la relación de efi cien-cia energética estacional (REEE) o (SEER), por sus siglas en inglés.

La Relación de Efi ciencia Energética Estacional

Energía absorbida evaporador (Btu)R.E.E.E. = ___________________________________

Energía utilizada compresor (Wh)

• Se utiliza para equipos de aire acondicionado pequeños de uso residencial o comercial.• También denominado SEER (“Seasonal Energy Effi ciency Ratio”).• Relaciona el consumo de energía en un período de tiempo, por lo que considera la variación de

la temperatura ambiente.

Se recomienda que a la hora de comparar efi ciencias de equipos, se compare mediante el uso del mismo parámetro de comparación, es decir no comparar un equipo con un SEER de 15, con un equipo con un EER de 15. Típicamente, lo valores de SEER para un equipo son mayores que los valores de EER para el mismo equipo.


Oportunidades de efi ciencia energética en aires acondicionados

Las estrategias de ahorro energético en aire acondicionado se pueden dividir en tres áreas.

Estrategias de operación

Las estrategias de operación consisten en tomar acciones de conservación de la energía y efi ciencia energética que busquen que la operación del equipo existente sea más efi ciente.

Dichas estrategias incluyen hacer un uso racional del aire acondicionado, confi gurando los termostatos a temperaturas razonables, administrando la demanda de forma efi ciente o implementando tecnologías de control, tales como variadores de frecuencia.

Temperatura de confort

La temperatura de confort es determinada por varios parámetros. Dentro de los principales se encuen-tran:

• Humedad Relativa

• Tiempo de permanencia

• Edad y sexo

• Aclimatación

• Actividad

• Circunambiente

• Costumbres en el vestir

Es importante, por tanto, garantizar que las condiciones de temperatura sean las adecuadas, según los


parámetros anteriores. Considere que las temperaturas de confort usualmente oscilan entre 22 ºC y 25 ºC, siendo prefe-rible ajustar lo más alto posible, logrando además el confort. Sin embargo, es importante saber que se ha demostrado según estudios que aún bajo las condiciones antes mencionadas, existe la pro-babilidad de que algunas personas no estén en confort, lo cual es inevitable. El efecto de la tempe-ratura de confi guración del termostato en el consumo de energía es mostrado a continuación.

Ahorro por ajuste de termostatos

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0 2 4 6 8 10

Ah

orr

o d

e e

ne

rgía

Aumento de la Temperatura (°C)

Tal como puede observarse, al aumentar la temperatura dos grados, se produce un ahorro aproximado de 20% en consumo energético de aire acondicionado, pudiendo llegar a ahorros incluso de 60%, si se aumenta la temperatura 9 ºC. Se han observado casos en nuestro medio, para los cuales la temperatura de termostatos es tan baja como 18 ºC. Según el lineamiento anterior, si la temperatura es elevada a 24ºC, ¡se alcanzaría un ahorro en energía aproximado de 40% por aire acondicionado!

Una opción tecnológicamente viable, es la instalación de termostatos programables, los cuales son ter-mostatos que permiten una confi guración personalizada de la temperatura. La idea consiste en man-tener temperaturas más elevadas durante horas de alta ganancia de calor solar y baja ocupación (tal como durante la hora del almuerzo). Además, dependiendo de las condiciones de cada edifi cación, se puede optimizar las temperaturas de acuerdo a las temporadas, tipos de espacios, etc. Los termostatos programables son relativamente baratos y su recuperación de inversión es rápida. Un ejemplo de pro-gramación de temperaturas con termostato de este tipo es mostrado a continuación.

H o r a r i o T e m p e r a t u r a ( ° C )

0 8 : 0 0 - 1 2 : 0 0 2 3

1 2 : 0 0 - 1 3 : 0 0 2 5

1 3 : 0 0 - 1 6 : 0 0 2 3

Otra alternativa de ahorro consiste en mejorar las estrategias de operación utilizando variadores de fre-cuencia. Un variador de frecuencia, tal como se verá más adelante, en la parte de motores, permite variar la velocidad de operación de un motor mediante la variación de su frecuencia de operación. La veloci-dad del motor se puede ajustar a la necesidad y con ello se reduce el consumo de energía. Las posibili-dades de aplicación de variadores de frecuencia en sistemas de aire acondicionado incluyen:

• Compresores centrífugos• Ventiladores de manejadoras de volumen de aire• Bombas de agua helada de sistemas tipo chiller• Ventiladores en torres de enfriamiento.


Una auditoría energética podría determinar si el uso de variadores de frecuencia es económicamente rentable para la instalación.

Rendimiento del equipo

Entre las medidas de mejora de la efi ciencia energética en sistemas de aire acondicionado, relacionadas a la mejora del rendimiento del equipo, se pueden mencionar:

• Sustitución del equipo

• Mantenimiento

• Mejoras al ciclo de refrigeración

Sustitución del equipo

La sustitución del equipo es una medida muy rentable cuando se observan las siguientes condiciones:

• El equipo es de baja efi ciencia

• La efi ciencia del equipo se encuentra degradada por antigüedad y/o daños sufridos.

• El equipo es de uso intensivo

En algunos casos, con la presencia de una sola de estas condiciones es sufi ciente para justifi car la susti-tución del equipo.

Se recomienda realizar una auditoría energética a modo de determinar la factibilidad de esta medida para su instalación.

Mantenimiento

Un mantenimiento adecuado es fundamental para garantizar la alta efi ciencia energética de los siste-mas de aire acondicionado. Se recomienda implementar planes de mantenimiento preventivo y predic-tivo que incluyan las siguientes acciones

Matenimiento preventivo Mantenimiento predictivo

Limpieza o sustitución de filtros, según el caso.Limpieza y desincrustación de condensadorasLimpieza y desincrustación de evaporadorasLimpieza y lubricación de componentes mecánicas

Medición, registro y análisis de comportamiento de:

Presión en alta y baja del refrigeranteLa corriente y el FP (Factor de Potencia) de los motoresVibraciones mecánicas en rodamientos


En cuanto a la frecuencia mínima de acciones de mantenimiento, se recomienda lo siguiente:

Acción Frecuencia Aplica

Limpieza de filtro Cada mes Central, MiniSplit

Limpieza de condensadores Cada mes Central, MiniSplit

Limpieza de Evaporadores Cada tres meses Central, MiniSplit

Revisar/Ajustar fajas de poleas Cada seis meses Central

Mejoras al ciclo de refrigeración

Otra alternativa para mejorar el desempeño, bajo ciertas condiciones, consiste en lograr mejoras en el ciclo de refrigeración mediante:

• Utilización de refrigerantes de más alto desempeño• Instalación de turbuladores que propicien un mejor arrastre del aceite lubricante en

el evaporador.• Instalación de intercambiadores de calor que produzcan un subenfriamiento del

líquido al evaporador.

Una de las alternativas, interesantes, consiste en sustituir refrigerante R-22 (común en algunos equi-pos antiguos), por refrigerante HC-22, disponible comercialmente en el país. El HC-22 es un refrigerante hidrocarbonado, con características de menor densidad y alto efecto de refrigeración. Por ser menos denso, dicho refrigerante operará a menores presiones, disminuyendo la energía requerida para com-primir el gas. Se suelen conseguir ahorros entre 10 y 25% al sustituir el refrigerante R-22 por HC22. Sin embargo, esta alternativa debería buscarse solamente si no se dispone de los fondos para remplazar el equipo completo, pues el utilizar un equipo nuevo con un EER alto produce más ahorros que únicamen-te cambiar el refrigerante.

Disminución de Ganancias de Calor

El aire acondicionado debe su consumo energético a dos factores: la ganancia de calor a través de la envolvente (paredes, vidrios, techos) y la ganancia de calor generado por equipos y personas.

Si se logra reducir dichas ganancias, se reducirá el consumo de energía del aire acondicionado.


Elementos arquitectónicos

Medidas recomendadas:

• Colocar materiales aislantes en muros y techos• Aplicar acabados refl ectivos en muros y techos• Instalar cortinas en puertas y ventanas de vidrio• Instalar elementos que produzcan sombra en puertas y ventanas• Instalar dobles puertas o cortinas de aire en accesos de alto tránsito• Sellar hendiduras por donde se tengan infi ltraciones

De las medidas recomendadas anteriormente, las más convenientes son la instalación de elementos de sombra (aleros, cortasoles), pues impiden que el sol incida directamente sobre la envolvente del edifi cio.

La opción de cortinas es menos efi ciente que la de elementos de sombra, pues una cortina simplemente retarda el calentamiento, ya que el material de la cortina está adentro del edifi cio y se calienta con el sol, lo cual a su vez producirá que el aire circundante se caliente.

Las protecciones solares, son una buena opción para reducir las ganancias de calor en edifi cios y con ello reducir el consumo energético de aire acondicionado. Para entender cómo funciona una protección solar, tenga en cuenta la ilustración siguiente.

Sol

Norte

Sur

Este

Oeste

Trayectoria del Sol

θ

Solsticio de invierno Solsticio de verano

Tal como puede observarse, el Sol tiene un movimiento determinado a lo largo del año, el cual está ca-racterizado por los ángulos de inclinación con respecto a un plano vertical, situado en el sitio. La fi gura muestra los ángulos críticos, que son los ángulos más bajos del sol a lo largo del año. Para el caso de las fachadas que dan al sur, el ángulo crítico () se da en el solsticio de invierno, y para nuestra latitud es de 36º. En el caso de las fachadas que dan al norte, el ángulo crítico se da para el solsticio de verano, con una inclinación de 10º para nuestra latitud.

El reto al instalar o diseñar protecciones solares consiste en lograr que los ángulos críticos de las facha-das correspondientes sean cubiertos por la protección solar. La protección solar clásica es el alero, tal como se muestra en la fi gura.


P

H

Factor de proyección de alero

FP = P / H

A manera de ejemplo, si usted desea instalar un alero en El Salvador,

Fachada Sur: Solsticio de Invierno (21 de dic.): PF = 0.58Fachada Norte: Solsticio de Verano (21 de Jun.): PF = 0.17

Sin embargo, también es posible diseñar protecciones solares de otros tipos, siempre y cuando logren brindar protección sufi ciente para los ángulos críticos.

Para fachadas de otras orientaciones, la protección solar es más complicada, pues los ángulos solares de incidencia son más irregulares. En esos casos, debe instalarse una combinación de aleros horizontales y cortasoles verticales, para brindar mejor protección. En general, sin embargo, se recomienda que las áreas de los edifi cios expuestas al este y oeste sean lo más pequeñas posibles, maximizando las fachadas que dan al norte y al sur.


Ejemplo de cálculo

Un hotel cuenta con un equipo de agua helada para el acondicionamiento de aire. El compresor es cen-trífugo de 250 toneladas de refrigeración nominales, y tiene más de 20 años en servicio.

Determinar el período de recuperación de la inversión, si este se sustituye por un equipo nuevo con compresor de tornillo y un EER de 16.9 Btu/W-h. Cuyo costo es de 94 780 USD. El costo de la energía eléctrica es de 0.133 USD/kWh.

Se realizaron las siguientes mediciones en el lado agua:

• Potencia eléctrica demandada: P = 121.5 kW• Flujo de agua: m=1 758 lt/min = 105 489 kg/h• Temperatura del agua de salida: Ts = 7.1 °C• Temperatura del agua de retorno: Tr=9.3 °C

Determinando el calor removido por el chiller:

Q = m*c* (Tr - Ts) = (105 480 kg/h)*[1 kcal/(kg*°C)]*2.2°C*(3.968 Btu/kcal) = 920 798 Btu/h

Determinación del rendimiento: Q

EER = ___

P

920 798 Btu/h

= ______________ =7.68 [Btu/(W*h)]

121 510 W

Cálculo de la potencia demandada por el equipo propuesto:

QP’ = ___

EER

=(920 798 Btu/h)/(16.9 Btu/(W*h))=54 485 W=54.5 kW

Cálculo de la potencia eléctrica promedio ahorrada:Pa = P - P’ = 121.5kW - 54.5 kW = 67 kW


Cálculo de la energía ahorrada:Ea = Pa*horas de operación = 67 kW * 730 h/mes = 48 910 kWh/mes

Cálculo del importe de los ahorros por facturación:

Ahorro $ = Ea*Costo promedio del kWh = 48 910 kWh*$0.133/kWh = ($ 6 505)/mes

Cálculo del período de recuperación de la inversión

PRS = Inversión/(Ahorro anual) = ($ 94 870.00) / [($6 505)/mes]PRS=14.6 meses


5.3 Motores eléctricos

Los motores eléctricos son otro sistema de energía que se encuentra con frecuencia a nivel comercial y residencial. Son consumidores importantes de energía.

Hasta los años 70s, la tendencia era diseñar motores inefi cientes de bajo costo, porque la energía era relativamente barata. El aumento de precios de energía forzó a fabricantes a aumentar la efi ciencia de los motores.

En el año 1997, se formuló una ley en Estados Unidos conocida como EPAct (Energy Policy Act), la cual sentó la base para estándares obligatorios para motores eléctricos. Se puede decir que los motores que cumplen con la ley EPAct son motores efi cientes, aunque existen motores más efi cientes, los cuales re-ciben el nombre de motores Premium. Los motores Premium son de 2 a 4% más efi cientes que motores que cumplen EPAct, aunque cuestan entre un 15-25% más que los motores estándar.

Motores rebobinados

Cuando el motor falla, una opción es rebobinar el motor. A excepción de motores grandes con pocas horas de utilización, típicamente es más económico remplazar el motor por un motor Premium. En pro-medio, la efi ciencia del motor disminuye un 1% cada vez que el motor es rebobinado (motores más de 40 hp) y 2% para motores pequeños.

Control de Velocidad de motores

Los motores más comunes en el comercio y residencias son los motores de corriente alterna (AC) de inducción. Dichos motores operan a una velocidad constante. Muchas aplicaciones requieren velocidad variable (bombas, ventiladores, compresores).

Es importante conocer que la potencia mecánica requerida por bombas, ventiladores, compresores, va-ría con el cubo del fl ujo másico de fl uido. Por lo tanto, una medida de efi ciencia energética consiste en instalar dispositivos que permitan controlar la velocidad del motor en base a la demanda de agua, aire u otro fl uido que es bombeado, transportado o comprimido.Existen métodos mecánicos para regular el fl ujo, tales como las válvulas, dampers, paletas, etc. Sin em-bargo, dichos métodos son muy inefi cientes.

Una alternativa son los variadores de frecuencia, los cuales permiten variar la velocidad del motor en base a la demanda. Al reducir la velocidad del motor cuando se necesite menos fl ujo, se producen aho-rros energéticos importantes. Básicamente, el variador cambia la frecuencia senoidal de la señal y con ello aumenta o disminuye la velocidad de operación del motor. Para ajustar la velocidad en base a la demanda de fl ujo, se utilizan sensores, los cuales monitorean la demanda y en base a ella, ajustan la frecuencia a la correcta para la velocidad deseada.


Variación de efi ciencia con carga

Otro aspecto importante a conocer, con relación a la efi ciencia energética de motores es la variación que tiene la efi ciencia de un motor en función de la carga. Tal como se estudió en las partes introductorias, la efi ciencia en general se defi ne como la salida deseada entre la entrada requerida. Para el caso de un mo-tor, la salida deseada es la potencia mecánica convertida y la entrada requerida es la potencia eléctrica.

Ahora bien, la efi ciencia de un motor varía con la carga. ¿Qué es la carga?

La carga es qué porcentaje de la capacidad del motor está siendo utilizado realmente. Por ejemplo, un factor de carga de 50% signifi ca que el motor está entregando un 50% de la capacidad total. La siguiente fi gura muestra la variación de la efi ciencia de motores con respecto a su factor de carga.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120

Porc

enta

je d

e efi

cien

cia

(%)

Porcentaje de factor de carga(%)

1 hp

10 hp

100 hp

Note que la efi ciencia para factores de carga bajos (debajo de 40%) es muy baja, especialmente para motores pequeños. Por lo tanto, se puede afi rmar que un motor operando sobrado trabaja a efi ciencias bajas. Típicamente se recomienda que los motores operen a una efi ciencia aproximada de 85%, para mantener un valor alto de efi ciencia y tener cierto margen en caso se requiera mayor potencia mecánica.

En nuestro medio, es común observar motores que tienen factores de carga muy bajos, del orden de 30% o 20%. Dichos motores están operando a efi ciencias bajas, por lo cual, una medida de efi ciencia energética consiste en sustituir esos motores por motores adecuadamente dimensionados. El problema del sobredimensionamiento de motores se debe al temor que el motor pueda no cumplir sus funciones bajo ciertas condiciones. Es conveniente dimensionar adecuadamente los requerimientos de los mo-tores y asegurarse que el motor está correctamente dimensionado. Tener en cuenta que los motores suelen tener un factor de servicio, el cual les permite exceder su capacidad nominal durante periodos de tiempo cortos.


Análisis de motores

Para llevar a cabo análisis de motores, es recomendable conocer los datos de placa del motor y medir parámetros eléctricos del mismo, entre ellos la potencia eléctrica real. Dichas mediciones pueden reali-zarse con analizadores de redes.

Para llevar a cabo análisis de motores, es recomendable conocer los datos de placa del motor y medir parámetros eléctricos del mismo, entre ellos la potencia eléctrica real. Dichas mediciones pueden reali-zarse con analizadores de redes.

PiFc= ____x100% Pir

Donde:

Fc= factor de carga (potencia de salida como % de la potencia nominal)Pi= Potencia trifásica medida en kWPir= Potencia de entrada a plena carga en kW

Eficiencia de Motor (Según NEMA, Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos por sus siglas en inglés):

0.7457*hp*Fc = ____________

Pi

Donde: = Efi cienciahp= Potencia en caballos de fuerzaFc = Factor de cargaPi = Potencia trifásica

CargaPotencia de Salida

P rdidas de Potencia

Potencia de Entrada

Representación de las pérdidas en el motor


Cálculo de Ahorro

La fórmula para calcular ahorros en motores es presentada a continuación.

Ahorros=hp * fc * 0.746 * hanuales * C * [(100/Eestandar) - (100/Eefi ciente )]

hp = potencia nominal en caballos de fuerzaFc= factor de cargahanuales= horas de operación anualesC = costos promedio de la energía ($/kW)Eestandar= efi ciencia de motor estandarEefi ciente= efi ciencia de motor efi ciente0746 = factor de conversión de unidades de caballos de fuerza a kW

MOTORMASTER+ INTERNATIONAL

Existe un software gratuito, llamado MotorMaster+ International, el cual permite hacer cálculos de aho-rros de motores de forma fácil y conveniente. El software incluye una base de datos y hoja de cálculo para efi ciencia energética para motores eléctricos.

Dicho software es de obtención gratuita e incluye un catálogo de motores y precios, puede ser descar-gado en la siguiente dirección web:

http://www1.eere.energy.gov/manufacturing/tech_deployment/software_motormaster_intl.html

Ejemplo de cálculo

Un motor de 40 hp es utilizado en una planta industrial durante 6 000 horas anuales, ha sido utilizado por 12 años y nunca ha sido rebobinado. Según un analizador de redes, la potencia real medida del mo-tor es 22.9 kW. Según datos de placa, la efi ciencia del motor a plena carga es de 90.2%.

a) Determine el factor de carga del motor, en porcentaje.b) Calcule los ahorros anuales de dólares, si se cambia a un motor Premium, con una efi ciencia

a plena carga de 94.2%. Asuma que el costo de la energía es de $0.18/kWh.c) Repita el cálculo en MotorMaster+ y calcule además los ahorros de potencia, utilizando un

costo de la energía de $0.18/kWh y $5/kW.d) Determine en cuanto tiempo se recuperaría la inversión del motor Premium.


Solución:El factor de carga se calcula de la siguiente manera:

P(entrada)fc= ________________*100% P(entrada a plena carga)

Primero se debe encontrar la potencia de entrada a plena carga mediante la efi ciencia a plena carga:

P(entrada a plena carga)=(hp*0.7457) / E(plena carga) = (40 hp*0.7457)/0.902 = 33.069 kW

Ahora se procede a encontrar el factor de carga mediante la ecuación mencionada anteriormente:

fc = ( 22.9 kW)/(33.069 kW)*100%=69.25%

Los ahorros anuales, como se vio anteriormente, se encuentran mediante la siguiente ecuación:

Ahorros=hp*fc*0.746*hanuales*C*[100/Eestandar -100/Eefi ciente ]

Sustituyendo:

Ahorros = 40 hp*0.6925*0.746*6000 h/año*($0.18/kWh)*[100/90.2-100/94.2] = $1050.62/año

Utilizando el Software MotorMaster+ International se introdujeron los datos del problema, asumiendo una velocidad nominal de 1800 rpm:


Como se puede apreciar, los ahorros de energía son de $1 219/año y en la demanda se ahorran $68/año, resultando un ahorro total de $1 286/año.

Como se puede apreciar en el literal anterior, la inversión de $3 061 se recupera en 2.37 años.


5.4 Recomendaciones para otros equipos

A continuación se presentarán algunas recomendaciones para otros equipos, de uso tanto residencial como comercial.

ILUMINACIÓN EN EL HOGAR• Usar focos ahorradores (ahorra entre un 67% y un 80% a comparación de un foco in-

candescente equivalente). • Aprovechar luz natural. • Usar colores claros en paredes. • Limpiar focos una vez al mes.

REFRIGERADORA• No dejar puerta abierta. • No poner objetos calientes. • Cerrar bien después de ocuparla. • Mantener en área ventilada. • Limpieza. • Considerar sustituirla si tiene más de 10 años.• Examinar empaques

PLANCHA• Planchar una vez por semana de preferencia. • Planchar al inicio y al fi nal la ropa que necesita menos calor. • Graduar la plancha de acuerdo al tipo de tela.

OASIS• Un oasis demanda 127 Watts en promedio, en un año, costaría $150 extra si se man-

tiene siempre encendido en la noche. • Desconectar Oasis al terminar jornada de trabajo.• En las ofi cinas, se recomienda instalar temporizadores en oasis. Un temporizador es

un dispositivo de bajo costo que permite programar el encendido del oasis y de esa manera se evita mantenerlo encendido durante horas no laborales.

COMPUTADORAS

• Confi gurar computadoras en modo hibernación. • Apagar y desconectar computadoras y ups al salir. • Uso racional de computadoras.

ILUMINACIÓN EN SU OFICINA

• Apagar las luces al salir. • Aprovechar iluminación natural. • Adecuada limpieza y mantenimiento.


DESCONECTAR EQUIPOS ELÉCTRICOS (SIGUEN CONSUMIENDO CIERTA ENERGÍA AUNQUE ESTÉN APAGADOS!!)• Microondas • Cargadores de celulares • Televisores • Impresoras • Computadoras • Equipo electrónico en general

SECADORA DE PELO • Secar con toalla antes • Usar sólo en ocasiones necesarias • Mantener en buenas condiciones • Desconectarla cuando no esté en uso

COCINA ELÉCTRICA

• Desconecte las hornillas unos minutos antes de terminar la cocción de los alimentos. • Tapar bien las ollas para reducir tiempo de cocción. • Mantener hornillas de la cocina limpias. • Programar comidas con la mayoría de la familia.

SECADORA DE ROPA

• Secar la ropa en el menor tiempo posible. • Minimizar su uso durante la temporada seca. • Procure secar montos consecutivos de ropa para aprovechar el calor acumulado y

reducir el tiempo de uso. DUCHA ELÉCTRICA

• Utilice sólo cuando la temperatura ambiente sea muy fría. • Asegúrese que exista una apropiada conexión eléctrica, un adecuado “polo a tierra”,

evitando cualquier fuga de energía eléctrica. CALENTADOR DE AGUA

• Use el agua caliente sólo cuando es estrictamente necesario. • Verifi que que la temperatura del calentador de agua no supere los 45 °C para evitar la

corrosión y ahorrar energía. • Mantenga el calentador de agua apagado durante el día, sólo enciéndalo dos horas

antes de utilizarlo.

MICROONDAS • Use el microondas en lugar de la cocina eléctrica para recalentar alimentos. • No sobrecargue el microondas con varios platos a la vez. • Evite usar el microondas para descongelar alimentos.

LAVADORA DE ROPA • Procure cargar la lavadora de ropa a su capacidad máxima cada vez que la use. • Lave la ropa con agua a temperatura ambiente (fría) y reserve el agua caliente única-

mente para ropa muy sucia.


• Remoje la ropa por 15 minutos, seguidos de 5 minutos de agitación. CAFETERA

• Apague la cafetera cuando nadie la esté utilizando. • Prepare la cantidad de café que consumirá en el día y manténgalo caliente con termos

herméticos. • Al comprar una cafetera vea el consumo de electricidad y compre la de menor gasto

eléctrico. TOSTADORA DE PAN

• Mantenga la tostadora de pan en un nivel intermedio de calor. • Aproveche para tostar todo el pan que necesita de una sola vez, para reducir el tiem-

po de uso. CISTERNA

• Revise que no existan fugas de agua en ninguna tubería de su casa. Las fugas harán que la cisterna trabaje con más frecuencia.

• Apague o desconecte la cisterna cuando sepa que no es necesario su uso.• Revisar el estado del acumulador hidroneumático (chimbo).

LICUADORA

• Revise que las cuchillas de la licuadora tengan el sufi ciente fi lo para evi-tar que el aparato trabaje más de la cuenta.

• Asegúrese que la licuadora esté en buenas condiciones. • Para moler frijoles o pastas espesas, use la potencia más fuerte.

VENTILADOR • Mantenga las aspas del ventilador limpias para disminuir el esfuerzo que hace el mo-

tor. • No lo encienda cuando tenga la posibilidad de refrescar una habitación con corrientes

de aire natural. TELEVISOR

• No use dos televisores al mismo tiempo si varias personas sincronizan el mismo canal. • Desconectarlo cuando no está en uso. • Programar apagado del televisor si está en su dormitorio.

Todas las recomendaciones anteriores contribuirán a reducir el consumo energético en su hogar y co-mercio.


5.5 Energías altenativas

Existe últimamente mucho interés sobre las energías limpias. A continuación se presentan algunos con-ceptos importantes a tener en cuenta sobre la aplicación de las energías alternativas para reducir el consumo energético de residencias y comercios.La presente discusión se centrará en la energía solar térmica y fotovoltaica. Se identifi ca que la energía solar es capaz de lograr lo siguiente:

• Producir energía eléctrica• Calefacción• Calentar agua (a 70°C sin problemas):• Agua caliente sanitaria • Agua caliente para procesos• Precalentar agua para caldera• Calentar aceite térmico hasta a 450ºC para producir vapor de agua

Los usos más comunes de la energía solar son producir energía eléctrica y calentar agua (típicamente en aplicaciones que requieren agua hasta a 70 °C, entre ellas agua caliente sanitaria para hoteles o residen-cias, agua caliente hospitalaria).Para producir energía eléctrica, se usa una tecnología conocida como energía solar fotovoltaica, la cual permite convertir la luz en energía eléctrica. Los elementos de un sistema solar fotovoltaico son mostra-dos a continuación.

Al sistema ilustrado se le conoce como sistema fotovoltaico tipo isla. El generador (paneles fotovoltai-cos) convierten la luz en energía eléctrica, la cual es producida en corriente directa (DC), la cual puede


alimentar equipos que funcionan con corriente directa. El sistema mostrado cuenta con una batería, la cual permite almacenar energía para periodos sin sol (la noche o épocas nubladas). Como muchos de los aparatos utilizados en nuestros hogares y comercios funcionan con corriente alterna, también se inclu-ye un inversor, el cual convierte la corriente directa en corriente alterna, con lo cual se puede energizar aparatos convencionales (computadoras, refrigeradoras, televisores, etc.).

Este sistema es ideal para ubicaciones donde no se cuenta con energía eléctrica. Para instalaciones co-merciales, se recomienda los sistemas con inyección a red, que son similares a los anteriores con la dife-rencia que no cuentan con baterías. La energía producida es inyectada a la red eléctrica y eso tiene como consecuencia una reducción en su factura eléctrica.

Sistema FV inyección a red

Generador solar

Caja de conexión

InversorMedidor

bidireccional

Conexión a red

Punto de consumo

Para tener en funcionamiento un sistema con inyección a red, usualmente se necesitan dos medidores de energía eléctrica, uno que contabilice la energía tomada de la red y otro que contabilice la energía inyectada a la red por el sistema solar.

Dicho mecanismo, aunque técnicamente factible, no es muy utilizado todavía en El Salvador. Los siste-mas existentes en El Salvador, por lo general, generan energía eléctrica y la inyectan a la red interna del edifi cio, utilizándose para autoconsumo. Es decir, no se inyecta a la red eléctrica de la distribuidora, sino que dicha energía sirve para satisfacer parte de las necesidades energéticas del edifi cio. La desventaja de este sistema es que durante temporadas de bajo uso energético y mucho sol, la energía producida puede no tener uso en la instalación y ser inyectada a la red, sin benefi cio para usted. Por ello, debe reco-mendarse, por el momento, instalar sistemas solares fotovoltaicos que estén adecuadamente dimensio-nados, según la mínima carga a esperar de la instalación, a modo de evitar inyectar energía a la red sin producir benefi cios económicos.

A nivel comercial, sin embargo, siempre existen cargas que requieren energía, tal como servidores u otros equipos de cómputo, por lo que por lo general los sistemas instalados en la actualidad sirven su fi n buscado de brindar energía a la red interna y rara vez inyectan a la red de la distribuidora.

Otra alternativa de uso de la energía solar es el calentamiento de agua. La tecnología solar para calentar


agua es conocida como energía solar térmica. El dispositivo central de estos sistemas es conocido como colector solar. El colector solar es una especie de caja con vidrio templado antirefl ejante en la parte su-perior que en su interior tiene tuberías donde circula agua. El colector atrapa el calor del sol gracias a una superfi cie absorbedora, y dicho calor, en gran parte se transfi ere al agua.

El agua calentada por los colectores se almacena en tanques bien aislados, que la mantienen disponible cuando se necesite. Las aplicaciones típicas de la energía solar térmica son el calentamiento de agua para hoteles, residencias y hospitales.

El uso de energía solar térmico es sumamente rentable como sustitución de calentadores eléctricos por resistencia.


Glosario

Adaptación

En relación al cambio climático, se refiere a la toma de acciones preparatorias para hacer frente a las variaciones en las condiciones ambientales

Aire Acondicionado Dispositivo que puede enfriar aire mediante el uso de energía eléctrica

Alta tensión Voltajes de 115 kV a 230 kV

Atenuadores Dispositivo mediante le cual se puede atenuar la iluminación

Auditoría energética

Analizar de que manera se esta utilizando la energía e identificar potenciales de ahorro mediante medidas de conservación y de eficiencia energética, evaluando técnica, económica y ambientalmente dichas oportunidades potenciales

Baja tensión Comprende los valores de voltaje de 0 a 600 V

Balance de energía Análisis que determina el flujo neto de energía en un sistema

Balastro Transformador que provee el voltaje necesario para encender una lámpara

BTU British Thermal Unit (Unidad Térmica Británica)

Btu/h Unidad de potencia en el sistema imperial o inglés

Cambio climático Variación en las condiciones ambientales debido al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero

Campo

electromagnético Efecto que causa en una región del espacio una corriente eléctrica.

Carga de un motor Porcentaje de la capacidad del motor que es utilizada

Controlador

programable

Elemento que puede ser programado para realizar conexiones o desconexiones en función de un programa establecido

Corriente alterna Señal eléctrica cuya polaridad se invierte a medida pasa el tiempo

Corriente directa Señal eléctrica cuya polaridad no es invertida con respecto al tiempo

Calor específico (c) Es la cantidad de energía necesaria para que una unidad de masa de una sustancia aumente su temperatura en un grado

Desarrollo

sustentable

Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las futuras para atender a sus propias necesidades

Eficacia luminosa Cociente entre la cantidad de luz emitida y la potencia requerida por una luminaria


Eficiencia energética

Seleccionar equipos que consumen menos energía y producen iguales o mejores resultados. Se refiere a qué porcentaje de la energía disponible se convierte en energía útil

Electrodo

Conductor eléctrico a través del cual puede entrar o salir una corriente eléctrica en un medio, ya sea una disolución electrolítica, un sólido, un gas o el vacío.

Energía Capacidad para causar cambios

Flujo luminoso Cantidad de luz emitida por alguna fuente

Fotoceldas

Dispositivos que permiten el encendido o apagado de luminarias exteriores en base a la necesidad de luz a comparación de la luz natural

Fotómetro o

luxómetro

Dispositivo que sirve para medir el nivel de luz incidente (iluminancia)

Iluminancia Flujo luminoso que incide sobre una superficie de área determinada

Interruptor Permite el encendido o apagado de las luminarias, de forma manual.

IRC

Índice de Rendimiento Color, indica en qué grado existen diferencias entre los colores percibidos de objetos vistos bajo la luz de una luminaria con respecto a una fuente de referencia.

kW Unidad de Potencia según el sistema internacional de unidades equivale a 1000 Watts

kWh Unidad de energía en el sistema internacional, producto de la potencia y las horas de uso de algún equipo eléctrico

Lumens Unidad de flujo luminoso

Lux Unidad de iluminancia equivalente a 1 lumen/m²

Media tensión Se refiere a voltajes mayores a 600 V y menores a 115 kV

Mitigación En relación al cambio climático, se refiere a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero

Peak oil Valor máximo de producción de petróleo

Potencia Rapidez a la cual se transforma la energía

R.E.E. Relación de Eficiencia Energética: el calor que puede extraer un aire acondicionado entre la potencia que utiliza.

R.E.E.E.

Relación de Eficiencia Energética Estacional: el calor que puede extraer un aire acondicionado en un periodo de tiempo, entre la energía consumida.

Refrigerante Sustancia líquida o gaseosa que se utiliza como medio de transporte del calor con el fin de extraerlo de un sistema.


Semiconductor Elemento cuya conductividad eléctrica varía con diversos factores, pudiéndose comportar como aislante o como conductor.

Sensores de

Ocupación

Dispositivos que permiten encender o apagar las luminarias en base a la presencia o ausencia de personas, respectivamente

Temperatura de color Temperatura a la que un objeto debería encontrarse para emitir una iluminación del mismo color que el emitido por la luminaria

Interruptores

programables

(timers)

Permiten el control programado de la iluminación, según tiempo de utilización

Variador de

frecuencia

Aparato que permite variar la velocidad de un motor que funciona con corriente alterna mediante el ajuste de la frecuencia de la señal eléctrica

Watt Unidad de potencia en el Sistema Internacional (SI)


Bibliografía

• Cenges, Yunus A. y Boles Michel A. Termodinámica/Sexta Edición, Mc Graw Hill, México DF, México 2009

• Energy management and conservation handbook / Editors Frank Kreith and d. Yogi Goswami. CRC Press 2007.

• IPCC, 2007: Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo de redacción principal: Pachauri, R.K. y Reisinger, A. (directores de la publicación)]. IPCC, Ginebra, Suiza, 104 págs.

Créditos de fi guras y fotografías

www.opencilpart.orgPáginas: 7, 9, 10, 11, 12, 19, 42, 49, 80, 81, 82

commons.wikimedia.orgPáginas: 50, 51, 54, 56

Elaboración propia: el resto de fi guras y fotografías o la fuente indicada en cada caso.

Manual de Eficiencia Energética Residencial y Comercial | Página 1

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