INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

SECCION DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACION PROGRAMA DE POSGRADO EN INGENIERIA DE SISTEMAS

_______________________________________

DIAGNOSTICO Y MEJORAMIENTO DEL USO DE ENERGIA EN EL SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE LA ALBERCA DE LA UNIDAD

PROFESIONAL ADOLFO LOPEZ MATEOS IPN

TESIS

QUE PARA OBETENER EL GRADO DE

MAESTRA EN CIENCIAS EN INGENIERIA DE SISTEMAS

PRESENTA

ING. LUCERO PRISCILA DAMIAN ADAME

DIRECTORES DE TESIS:

DR. ANDRIY KRYVKO DR. RICARDO MOTA PALOMINO

ENERO DE 2012

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Resumen En el presente trabajo se desarrolló el diagnóstico sistémico del uso de energía en el sistema de calentamiento de agua de la Alberca Olímpica de la Unidad Profesional Adolfo López Mateos (Zacatenco). Se realizó un diagnóstico de consumo de energía, así como el análisis financiero del sistema de calentamiento actual utilizando las tasas de crecimiento de los precios de energía eléctrica, se realizo su análisis prospectivo a 20 años. Así mismo se presentaron tres propuestas alternativas para la generación y el uso de la energía que fueron analizadas de la misma manera y posteriormente utilizando el método de valor presente, se realizaron las comparativas correspondientes entre dichas propuestas. Abstract In this work, was developed the systemic diagnosis of energy use in the wáter heating system of the Olympic Pool from the Professional Unit “Adolfo López Mateos IPN” (Zacatenco). A diagnosis of energy and financial analysis of the current heating system was made, using the rates of growth of electricity prices, a prospective analysis was performed to 20 years. Likewise, two proposals about generation and use of energy were submitted and analyzed, on the same way, then using the present value method, were compared with the current system.

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AGRADECIMIENTOS INSTITUCIONALES AGRADEZCO: Al I.P.N. por brindarme la oportunidad de continuar mi desarrollo académico. A la SEPI ESIME Zacatenco y al programa de Maestría en Ciencias en Ingeniería de Sistemas por darme la instrucción necesaria para concluir este proceso. A los proyectos 20100639 y 20110969, y a su director el Dr. Andriy Kryvko, por permitirme participar en ellos siendo becaria PIFI. Al proyecto CFE-2006-C05-48545 y a su responsable técnico el Dr. Ricardo Mota Palomino, por permitirme participar en él y ser becaria. Al departamento de Servicios Generales por la información y facilidades proporcionadas para el desarrollo del presente trabajo.

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AGRADECIMIENTOS AGRADEZCO: A Dios por llenarme de bendiciones. A mi esposo Didier por su gran apoyo y aliento con paciencia y comprensión. A mis asesores, Dr. Andriy Kryvko y Dr. Ricardo Mota, por todo su apoyo, su tiempo y comprensión. A todas las personas que de alguna u otra manera me apoyaron en la realización de este trabajo, Ing. Rubén Rivero, Ing. Rolando Roda, Ing. Chiñas, Mtro. Miguel Jiménez principalmente.

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“Este trabajo esta dedicado a mi esposo Didier y a nuestros hijos, quienes son fuente de mi dicha”.

LOS AMO

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INDICE Resumen y Abstract………………………………………………………… Introducción ………………………………………………………………….. Capitulo 1. Estado del Arte………………………………………………….. 1.1 Justificación………………………………………………………………. 1.2 Objetivos ………...……………………………………………................ 1.3 Antecedentes ………...………………………………………................. 1.4 Marco Contextual ………...……………………………………………… 1.5 Perspectiva Sistémica del Problema …………..……………………… 1.6 Marco Metodológico …………..………………………………………… Capitulo 2. Marco Teórico…………………………………………………. 2.1 Valor Presente…………………………………………………………… 2.2 CETE`s…….……………………………………………………………… 2.3 Energía Solar…………………………………………………………….. Capitulo 3. Análisis y Diagnóstico………………………………………….. 3.1 Sistema de calentamiento Térmico Solar…………………………….. 3.2 Sistema de Calentamiento con Bombas de Calor……………………. Capitulo 4. Presentación de Propuestas…………………………………… 4.1 Toma de decisiones……………………………………………………… 4.2 Alternativa SFV interconectado a la red..…………………................. 4.3 Alternativa Hibrido Bombas de calor-STS…..………………………… 4.4 Alternativa Calderas base Diesel……………………………………… 4.5 Otras Alternativas……………………………………………………….. 4.6 Concentración de Resultados…..……………………………………… Conclusiones………………………………………………………………….. Anexos…………………………………………………………………………. 1. Glosario de Términos..….………………………………………………… 2. Índice de Imágenes……………………………………………................. 3. Nomenclatura………………………………………………………………. 4. Documentos de Interés…………………………………………………… 5. Tablas.……………………………………………………………………. Referencias……………………………………………………………………

04 09 10 10 10 11 15 26 31 33 33 34 36 41 41 43 55 55 56 61 63 65 66 67 69 70 72 73 73 74 80

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Introducción Hablar del uso de energías alternas es un tema común hoy en día; sin embargo, su utilización requiere primero de un diagnóstico integral; que defina la viabilidad de implementar el uso de energía, las necesidades energéticas y las opciones alternas de fuente de energía disponibles para sus necesidades. Existen varios factores que pudieran afectar al desempeño de un sistema alterno, por lo que pronosticar su viabilidad desde el punto de vista económico, así como su permanencia en el medio y sus beneficios a corto, mediano o largo plazo resulta de vital importancia. Por lo anterior en este trabajo, se analiza desde una perspectiva sistémica, el uso de energía del caso de estudio elegido, el sistema de calentamiento actual de la “LA ALBERCA”, como llamaremos a las instalaciones de la Alberca Olímpica y Fosa de Clavados en la Unidad Profesional Adolfo López Mateos del IPN (Zacatenco), en el que se han desarrollado ya algunas iniciativas. Por lo que se diagnóstica el sistema y analizan distintos proyectos que pudieran cumplir con los objetivos requeridos del mismo, con el fin de determinar la alternativa más eficiente, es decir de menor costo, de menor impacto ambiental y viabilidad a mediano plazo (20 años).

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1.1 Justificación En búsqueda de un mejor aprovechamiento de la energía y acorde con la ola de protección al medio ambiente, el IPN ha realizado diversos esfuerzos en la introducción de mejoras en sus diferentes instalaciones, el caso de “La Alberca de Zacatenco” es muestra de ello, principalmente en lo que a su sistema de calentamiento de agua se refiere, sin embargo, en los sistemas instalados para dicho fin, los costos económicos hacia el instituto y la contribución a la reducción de emisiones de carbono principalmente, no han sido completamente optimizadas. Contando con una visión sistémica de lo planteado, es necesario realizar un diagnóstico que permita obtener conclusiones propositivas en las que se logre detener o reducir el uso de los productos energéticos tradicionales y derivados de combustibles fósiles, que debido a que tienen una alza constante en su precio; éstos, mientras se usen, se traducirán, en un incremento en los gastos diarios generados hacia el instituto; así como sus respectivas emisiones de GEI al ecosistema. 1.2 Objetivos Objetivo General. Realizar un diagnóstico del uso de energía del sistema de calentamiento de agua de la alberca olímpica de la unidad profesional Adolfo López Mateos como plataforma para proponer una mejora en dicha actividad. Objetivos Específicos a) Desarrollar un análisis sistémico de los usos de energía del sistema de calentamiento de agua de “La Alberca Olímpica de Zacatenco”, que incluya, análisis técnico del sistema, análisis del entorno económico a mediano plazo (20 años), y fuentes alternas de energía disponibles para el abastecimiento del sistema.

Capitulo 1. Estado del Arte

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b) Incorporar un modelo propositivo de uso y aprovechamiento de energía, con base en una fuente de energía alterna, acorde a las necesidades del sistema. c) Realizar el análisis comparativo entre los sistemas, actual y propuesto en un plazo de 20 años para determinar el mejor modelo tomando en cuenta el costo beneficio. 1.3 Antecedentes La Alberca Olímpica y Fosa de clavados de Zacatenco, como son conocidas, están ubicadas en la unidad profesional Adolfo López Mateos IPN en la delegación Gustavo A. Madero a 19º29’N y 99º08”O, elevación 2244m; fueron construidas con un volumen de 1633.35m3 la alberca y 3360m3 la fosa, sin techo, véase la Figura 1.1. [1]. Como primer sistema de calentamiento del agua fue instalado un sistema consistente en calderas a base diesel con el que se esperaba calentar tanto el agua de la alberca como de la fosa de clavados y regaderas, lo que representa un volumen un poco mayor a 4,993.35m3 (49,933 litros de agua). Para el funcionamiento de este sistema se instalaron dos tanques de almacenamiento de diesel ambos con una capacidad de 20,000 litros y 2 calderas marca Cleaver Broks.

Figura 1.1 Corte Longitudinal, alberca y fosa de clavados

El sistema de calentamiento con calderas permaneció activo aproximadamente 50 años. Éste sistema de calentamiento seguramente resulto eficiente al inicio de operaciones, sin embargo, con el paso del tiempo, el desgaste de las maquinas, el incremento en las tarifas del combustible se fue tornando en incrementos en los costos fijos, además una reducción en el rendimiento del sistema para mantener el agua a los 28ºC reglamentarios. En el año 2004, el presupuesto destinado para el combustible de este sistema, permitía surtir mensualmente 10,000 litros de diesel, cantidad insuficiente para mantener el sistema en operación constante durante todo el mes y mantener el agua a una temperatura de 27ºC tanto de alberca como fosa, manteniéndose a una temperatura menor constante durante aproximadamente las primeras tres semanas de cada mes. Los fines de semana y periodo vacacional los operantes decidían usualmente mantener apagado el sistema para lograr un ahorro en combustible, sin embargo a pesar de lograr un

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ahorro, también se presentaba una perdida de temperatura del agua en ese periodo que forzaba el rendimiento del sistema al reiniciar las actividades. Por todo lo anterior, en este mismo año (2004), fue incluido dentro de un proyecto de remodelación programado para la instalación completa, el techado de la alberca con una altura de 18.12 m. y área de 5,500m2., con la intención de conservar más limpia el agua, mantener una temperatura estable de la misma, y reducir las emisiones de gases resultantes de la combustión del diesel, instalando sobre ésta techumbre 704 colectores solares [2] que cubren un área total de 2,600m2 del techo (Figura 1.2) marca “Exun 40” fabricados de polipropileno, para el calentamiento del agua, tanto de la alberca como de la fosa de clavados, que permitiría el aprovechamiento de la energía térmica del sol. Éste sistema de calentamiento fue puesto en marcha en el año de 2005 con el cual se estimaba se podrían reducir considerablemente los costos de facturación de los combustibles utilizados para el funcionamiento del sistema de calentamiento con calderas y a su vez las emisiones de carbono resultantes, permitiendo adicionalmente que este nuevo “Sistema Híbrido” (Sol-Diesel), tuviera un mejor rendimiento eliminando o al menos reduciendo las limitantes para mantener el agua a una temperatura constante y por ende una mejor actividad deportiva. Traducido en costos la construcción de la cubierta para la alberca e instalación de los colectores solares y obras complementarias al mismo fin, tuvieron un costo de $20, 906,229.87 según cifras del POI al 30 de septiembre de 2006.[1]

Figura 1.2 Vista Satelital

A pesar de no tener un sistema de medición y control de consumo de combustible, previo y posterior a ésta remodelación y su puesta en marcha, los consumos de diesel en las calderas bajaron drásticamente, según reportes de los operantes, puesto que, para entonces, el combustible antes insuficiente para completar un

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mes de operación de la caldera, posterior a los colectores solares, tenía un gasto aproximado a la mitad de lo usual. Desafortunadamente no solo se presentaron las respuestas positivas del sistema térmico solar añadido, pues su óptimo funcionamiento tuvo una duración de unos dos años aproximadamente, el sistema no operaba completamente como se esperaba. Al presentarse una reducción en la demanda de combustible también se redujo el presupuesto para éste, por lo que los 10,000 litros de diesel empezaron a ser surtidos por periodos de tiempo de aproximadamente 2 meses, que en teoría serian suficientes para la óptima operación del sistema híbrido, sin embargo se presentaron complicaciones no previstas, aparentemente, la tubería instalada para subir y bajar del agua no resultaba de un calibre suficiente para el flujo requerido por el volumen total de agua, se noto que el sistema era suficiente para elevar la temperatura del agua a las condiciones deseadas únicamente para la alberca o para la fosa, pero no para ambas. A aunado a esto, el arreglo de colectores solares al encontrarse con vientos medios tuvo un desprendimiento de 30 de ellos de los 706 instalados y esto afecto el funcionamiento del arreglo total, finalmente hubo necesidad de desconectar el arreglo por los inconvenientes presentados con la idea de realizar un mantenimiento correctivo. Dado a que aún si el sistema de calentamiento funciona o no, las actividades deportivas en la instalación deben mantenerse vigentes, situación que no puede ser realizada de manera eficaz y eficiente con bajas temperaturas de agua, así como tampoco ampliar la cobertura de las mismas. Por tal motivo, se decidió instalar un nuevo sistema de calentamiento el cual prometía solucionar los problemas de calefacción del agua de una manera inmediata, consistente en bombas de calor (fuente de energía eléctrica). En 2008 se puso en marcha el proyecto de instalación de bombas de calor; en la primera etapa se pusieron en operación 12 bombas con recursos provenientes de la CONADE, en 2009 se hizo la segunda etapa con recursos proporcionados por el IPN y la fundación “Alfredo Harp Helú” en la que se instalaron 24 bombas que completaron el proyecto.[3] Actualmente se encuentran instalados 3 sistemas de calentamiento de agua en las instalaciones de la alberca: * Sistema por calderas (fuente de energía, Diesel), el cual funciona para calentar exclusivamente el agua de regaderas, en las cuales fluye agua caliente únicamente por periodos de 15 minutos a cada hora por medio de sistema hidroneumático, durante el tiempo en que hay actividades deportivas. * Sistema térmico solar (fuente de energía, el Sol), el cual se buscaba funcionara con las calderas como soporte, al ser dañado y no contar con mantenimiento lleva aproximadamente 6 años desconectado, lo que significa que no ha habido flujo de agua en los colectores durante este tiempo, lo cual pudo haber ocasionado serias averías no solo en los 30 colectores que inicialmente desbalancearon el

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funcionamiento del arreglo sino en el total de ellos, que además han sido ya, deformados por la radiación directa del Sol quedando en su mayoría inservibles. * Bombas de calor (fuente de energía, Eléctrica), proyecto de 36 bombas, 20 destinadas a la alberca (calculando una mayor necesidad por su capacidad de perdida de calor), y 16 destinadas a la fosa de clavados (ver Figura 1.3)

Figura 1.3 Ubicación de los sistemas de calefacción El sistema con bombas de calor ha demostrado tener un mejor rendimiento, permitiendo que la temperatura del agua se mantenga constante a unos 27ºC la mayoría del tiempo. El suministro de diesel o su escasez ya no resulta un problema para las practicas deportivas de la instalación, sin embargo, aunque los costos que representa su funcionamiento no son financiados por los presupuestos destinados a la Dirección de Desarrollo y Fomento Deportivo, como es el caso del diesel, éstos, reflejan un incremento importante en los gastos de energía eléctrica para el instituto, cabe mencionar también que con este sistema, los objetivos que tenia el sistema térmico solar, de hacer uso de una fuente de energía limpia y económicamente sostenible quedaron descartados.

100 m

55

m

Sistema térmico Solar, 706 colectores

Calderas

Arreglo de Bombas de Calor

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1.4 Marco Contextual

1.4.1 Desarrollo y fomento deportivo del IPN

El desarrollo y fomento deportivo del IPN, tiene como misión, intensificar el deporte en el Instituto, desarrollando a deportistas y proyectándolos al deporte selectivo y de alto rendimiento, para representarlo en competencias nacionales e internacionales. Como objetivos tiene el reorganizar el deporte en el IPN para alcanzar la excelencia a través de un proyecto de reestructuración con la finalidad de que tanto en las aulas como en las oficinas sea una actividad cotidiana y para toda la vida. Crear un ambiente propicio de desarrollo integral donde se formen los futuros líderes para el engrandecimiento de México.

Busca también, fortalecer su vinculación con el sector social, participando en eventos deportivos organizados por la sección estudiantil, en torneos estatales, regionales y nacionales, así también vincularse con el sector productivo promoviendo el uso de sus instalaciones realizando encuentros deportivos y obteniendo a cambio una mayor promoción deportiva, regresos de inversión y obtención de patrocinios para los equipos deportivos institucionales. El contar con una buena infraestructura deportiva, facilita que los estudiantes y trabajadores del instituto cuenten con condiciones favorables para el desarrollo de diversas actividades deportivas y recreativas, contribuyendo a una mejor salud física y mental dentro de la comunidad.[4] Atendiendo a lo anterior, se ha realizado la construcción y rehabilitación constante de las zonas deportivas que favorezcan su operatividad, siendo los encargados de lo anterior, directamente la dirección de desarrollo y fomento deportivo (DDFD) en su departamento de Control y Operación de Instalaciones Deportivas y el Patronato de Obras del IPN (POI).[1] 1.4.2 Tarifa Eléctrica CFE HM zona Centro

Esta tarifa se aplicará a los servicios que destinen la energía a cualquier uso, suministrados en media tensión, con una demanda de 100 kW o más. Mínimo Mensual: El importe que resulta de aplicar el cargo por kW de demanda facturable al 10% de la demanda contratada. Demanda Contratada: La demanda contratada la fijará inicialmente el usuario, su

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valor no será menor de 60% de la carga total conectada, ni menor de 100 kW o la capacidad del mayor motor o aparato instalado. En el caso de que el 60% de la carga total conectada exceda la capacidad de la subestación del usuario, sólo se tomará como demanda contratada la capacidad de dicha subestación a un factor de 90%. Horario: Para los efectos de la aplicación de esta tarifa, se utilizarán los horarios locales oficialmente establecidos. Por días festivos se entenderán aquellos de descanso obligatorio, establecidos en el artículo 74 de la Ley Federal del Trabajo, a excepción de la fracción IX, así como los que se establezcan por Acuerdo Presidencial. Periodos de Punta, Intermedio y Base: Estos periodos se definen en cada una de las regiones tarifarias para distintas temporadas del año. Para la región central del primer domingo de abril al sábado anterior al último domingo de octubre, ver la Tabla 1.1 y del último domingo de octubre al sábado anterior al primer domingo de abril, ver la Tabla 1.2.[5]

Tabla 1.1 Cargo por demanda facturable en región centro Día de la semana Base Intermedia Punta Lunes a Viernes 0:00 - 6:00 6:00 – 20:00

22:00 – 24:00 20:00 – 22:00

Sábados 0:00 – 7:00 7:00 – 24:00

Domingos y festivos 0:00 – 19:00 19:00 – 24:00

Tabla 1.2 Cargo por energía en periodos de base, intermedia y de punta

Día de la semana Base Intermedia Punta Lunes a Viernes 0:00 - 6:00 6:00 – 18:00

22:00 – 24:00 18:00 – 22:00

Sábados 0:00 – 7:00 8:00 – 19:00 21:00 – 24:00 19:00 – 21:00

Domingos y festivos 0:00 – 19:00 18:00 – 24:00

La subestación del estadio Wilfrido Massieu a la que corresponden los

circuitos de la alberca, tiene una demanda contratada de 1,500 kW, y el consumo es facturable con la tarifa HM. El comportamiento histórico de la tarifa HM (ver Tabla 1 del Anexo Tablas), para la zona centro del país, del enero de 2008 a julio de 2011 lo describen las Figuras 1.4 y 1.5

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Figura 1.4 Histórico de cargos DF

Figura 1.5 Histórico de cargos

Mostrando un incremento gradual, con una tasa de crecimiento mensual (𝑟!"!) de 0.004568271 y con la tasa anual efectiva correspondiente (𝑟!") de 0.056217799, calculadas como:

𝑟!"! = !!!

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!!!!!") − 1 (1.1)

y:

𝑟!" = (1+ 𝑟!"!)!" − 1 , (1.2)

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Tiempo (meses)

CARGO POR kW DE DEMANDA FCTURABLE!

CARGO POR KW DE DEMANDA FCTURABLE

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Tiempo (meses)

CARGO POR kWh DE ENERGIA DE PUNTA, INTERMEDIA Y BASE!

CARGO POR KWH DE ENERGIA DE BASE

CARGO POR KWH DE ENERGIA INTERMEDIA

CARGO POR KWH DE ENERGIA DE PUNTA

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donde 𝐶! es el cargo por kWh en el mes j. 1.4.3 Tarifa Histórica del Diesel El Diesel es un combustible hidrocarburo, derivado de la destilación atmosférica del petróleo crudo, se consume principalmente en máquinas de combustión interna de alto aprovechamiento de energía, con elevado rendimiento y eficiencia mecánica.

Su uso se orienta fundamentalmente como energético en el parque vehicular equipado con motores diseñados para combustible Diesel, tales como camiones de carga de servicio ligero y pesado, autobuses de servicio urbano y de transporte foráneo, locomotoras, embarcaciones, maquinaria agrícola, industrial y de la construcción (trascabos, grúas, tractores, aplanadoras, entre otros).

Petróleos Mexicanos (PEMEX), mantiene una permanente modernización en sus refinerías lo que le permite ofrecer al mercado nacional e internacional este combustible. [6]

El comportamiento histórico en su tarifa (Ver Tabla 2 del Anexo 5), se describe en la Figura 1.6.

Figura 1.6 Precio histórico por litro de Diesel

Mostrando un incremento gradual, con una tasa de crecimiento mensual (𝑟!"!) de 0.01146850 y con la tasa anual efectiva correspondiente (𝑟!") de 0.14664333, calculadas con las fórmulas 1.1 y 1.2 respectivamente.

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Mes y Año!

PRECIO POR LITRO DE DIESEL!

PRECIO LITRO EN PESOS!

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1.4.4 Plan Nacional para el Aprovechamiento de la Energía 1.4.4.1 Comisión Intersecretarial de Cambio Climático. La CICC fue creada con el objeto de coordinar, en el ámbito de sus respectivas competencias, las acciones de las dependencias y entidades de la Administración Pública Federal (APF) relativas a la formulación e instrumentación de las políticas nacionales para la prevención y mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero, la adaptación a los efectos del cambio climático y, en general, para promover el desarrollo de programas y estrategias de acción climática relativos al cumplimiento de los compromisos suscritos por México en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC) y los demás instrumentos derivados de ella, particularmente el Protocolo de Kioto. La CICC está integrada por los titulares de las Secretarías de Medio Ambiente y Recursos Naturales (quien la preside); Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación; Comunicaciones y Transportes; Economía; Desarrollo Social; Energía; y Relaciones Exteriores. La Secretaría de Hacienda y Crédito Público participa en sus reuniones de manera permanente.

La SEMARNAT y la SENER trabajaron en colaboración con el Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre Energía y Medio Ambiente (CMM) para analizar opciones en el sector de generación y uso de energía que pudieran integrarse en una estrategia nacional de acción climática. Los estudios del CMM sirvieron de base para la construcción de sucesivas propuestas.

El Grupo de Trabajo para la Estrategia Nacional de Acción Climática (GT-ENAC) de la CICC, formuló un documento Hacia una Estrategia Nacional de Acción Climática.

Este documento cumple con el objetivo de fomentar un proceso nacional, amplio e incluyente, de construcción de consensos sociales a fin de:

1. Identificar oportunidades de mitigación y desarrollar proyectos de reducción de emisiones;

2. Reconocer la vulnerabilidad de los diversos sectores e iniciar el desarrollo de capacidades nacionales y locales de respuesta y adaptación;

3. Presentar a la consideración del nuevo equipo de gobierno, que entrará en funciones a partir del 1o de diciembre de 2006, los lineamientos y las acciones aquí propuestas en calidad de plataforma, en el marco del Plan Nacional de Desarrollo 2006-2012, para la formulación de un Programa Especial de Acción Climática.

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1.4.4.2. Generación y uso de energía.

Las fuerzas conductoras más importantes que determinan los patrones de emisiones de GEI por la generación y el uso de energía son el crecimiento de la población, el crecimiento económico, la intensidad energética y las mezclas de combustibles fósiles que utilizamos.

Las emisiones de GEI, en particular las provenientes de combustibles fósiles que empleamos para la generación de energía, continuarán incrementándose en cualquier escenario tendencial. Se estima que en los próximos 30 años el mundo emitirá casi tres cuartas partes de lo que ha emitido durante los últimos 250 años, ver Figura.1.7 [7]

Figura 1.7 Proyecciones basadas en la Agencia Internacional de Energía

De acuerdo con datos del WRI, la IEA y la CMNUCC, México contribuye con alrededor del 1.5% de las emisiones mundiales. Si los patrones de consumo y generación de energía continúan sin modificarse, sus emisiones futuras se incrementarían sensiblemente, ya que espera acelerar su desarrollo económico y, para abastecer sus requerimientos energéticos, deberá acrecentar la utilización de combustibles fósiles. Las emisiones actuales de los países desarrollados y las de los países en desarrollo son del mismo orden de magnitud (17.4 y 16.3 miles de millones de toneladas de CO2 por año respectivamente), pero los escenarios tendenciales indican que en un futuro muy próximo las emisiones de estos últimos superarán a las de los primeros.

1.4.4.3 Oportunidades de mitigación en la generación y uso de Energía.

Los programas oficiales de ahorro y eficiencia energética de la Comisión Nacional

1.1. GENERACIÓN Y USO DE ENERGÍA

1.1.1. CONTRIBUCIÓN DEL SECTOR A LAS EMISIONES DE GEI

1.1.1.1. PROYECCIONES DE EMISIONES AL 2008, 2012 Y 2025

Las fuerzas conductoras más importantes que determinan los patrones de emisiones de GEI por la generación y el uso de energía son el crecimiento de la población, el crecimiento económico, la intensidad energética y las mezclas de combustibles fósiles que utilizamos.

Las emisiones de GEI, en particular las provenientes de combustibles fósiles que empleamos para la generación de energía, continuarán incrementándose en cualquier escenario tendencial. Se estima que en los próximos 30 años el mundo emitirá casi tres cuartas partes de lo que ha emitido durante los últimos 250 años8.

Gráfica 1.1 Proyección de emisiones de GEI al 2025

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Mundo Desarrollados en Desarrollo EE UU China UE ex–URSS India África Brasil Japón México

Emisiones 2000

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(% incremento emisiones)

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de C

O2

equi

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nte

Mundo Desarrollados en Desarrollo EE UU China UE ex–URSS India África Brasil Japón México

Emisiones 2000

Proyecciones 2025

(% incremento emisiones)

Proyecciones basadas en la Agencia Internacional de Energía (IEA) 2003 (CO2 de combustibles fósiles) y POLES (modelo de equilibrio parcial aplicado a otros GEI). Los GEI no incluyen CO2 de USCUSS. EE UU: Estados Unidos; UE: Unión Europea; ex–URSS: antigua Unión de Repúblicas Soviéticas Socialistas. FUENTE: WRI, 2005. Navigating the Numbers: Greenhouse Gas Data and International Climate Policy.

De acuerdo con datos del WRI, la IEA y la CMNUCC (Tabla Int.1), México contribuye con alrededor del 1.5% de las emisiones mundiales. Si los patrones de consumo y generación de energía continúan sin modificarse, sus emisiones futuras se incrementarían sensiblemente (Gráfica 1.1), ya que espera acelerar su desarrollo económico y, para abastecer sus requerimientos energéticos, deberá acrecentar la utilización de combustibles fósiles. Como puede observarse en la Tabla Int.1, las emisiones actuales de los países desarrollados y las de los países en desarrollo son del mismo orden de magnitud (17.4 y 16.3 miles de millones de toneladas de CO2e por año respectivamente), pero los escenarios tendenciales indican que en un futuro muy próximo las emisiones de estos últimos superarán a las de los primeros (Gráfica 1.1).

8 Socolow, R. 2005. Almacenamiento del dióxido de carbono bajo la tierra. Investigación y Ciencia. Septiembre 2005, Nº 348, pp. 22-29.

8

21

de Ahorro de Energía (CONAE) y del Fideicomiso para el Ahorro de la Energía Eléctrica (FIDE), incluidos en la línea base de emisiones de la prospectiva 2004-2014 de la SENER, representan acciones que continuarán contribuyendo a disminuir emisiones hasta por 58 millones de toneladas anuales de CO2 en el horizonte 2013, por lo que su continuación y extensión es muy importante para poder lograr los objetivos aquí planteados.

Actualmente existen muchas tecnologías más limpias disponibles para los sectores económicos considerados aquí que, además de que les permitiría reducir su intensidad de carbono con respecto a la proyectada para 2014, los haría menos dependientes de los incrementos en los precios de los combustibles fósiles y más competitivos a escala mundial.

1.4.4.4 Escenarios de Penetración de tecnologías más limpias.

En el curso del proceso de formulación de esta Estrategia Nacional de Acción Climática, se identificaron y estudiaron una serie de proyectos específicos de reducción de emisiones de GEI para los sectores petrolero, eléctrico e industrial, considerando los costos de inversión y de operación, así como los ingresos potenciales por bonos de carbono. Estos proyectos corresponden a algunas de las áreas de oportunidad, aunque no cubren todas, solamente aquellas en las que fue posible reconocer la elegibilidad de los proyectos para un futuro próximo.

Los proyectos identificados se analizaron en el marco de tres escenarios de penetración tecnológica, uno que corresponde a la prospectiva de la SENER y dos sugeridos por el CMM, cada uno de los cuales presenta distintos potenciales de reducción de emisiones de GEI respecto del escenario tendencial (evolución lineal sin cambios, o “business as usual”).

1. Escenario tendencial. Línea base de la que se parte para estimar el potencial de reducción de emisiones de los diferentes escenarios de mitigación. Este escenario no prevé cambios tecnológicos a ciclo combinado en las centrales termoeléctricas tradicionales que utilizan combustóleo, generación eléctrica a partir de fuentes renovables y proyectos de cogeneración en PEMEX.

2. Escenario prospectivo. Incluye los proyectos considerados en las prospectivas energéticas de la SENER, incluidas las medidas de ahorro y eficiencia energética que se encuentran planteadas en la misma o en curso de aplicación.

3. Escenario de alta penetración tecnológica. Incluye 120 proyectos, considerando todos los del escenario prospectivo más otros adicionales, de acuerdo con las oportunidades de mitigación que se presentan por generación y uso de energía. Su potencial de mitigación podría ser de 125 millones de toneladas de CO2 por año.

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4. Escenario de penetración tecnológica intermedia. Incluye toda la cartera de proyectos del escenario prospectivo más algunos de los proyectos adicionales del segundo escenario, seleccionados porque su ejecución presenta mayor viabilidad. Contiene 82 proyectos, con un potencial de mitigación de 98.6 millones de toneladas de CO2 para 2014.[7]

1.4.5 Legislación y regulación para la generación de energía eléctrica

• 2001 – Se publican los Modelos de contrato para interconexión y transmisión en el Diario Oficial de la Federación. No se contemplan subsidios para la promoción del desarrollo de fuentes de energía renovable. Estos modelos de contrato aplican a proyectos eólicos, solares e hidroeléctricos mayores a 0.5 MW. • 2007 – Se publica en el Diario Oficial de la Federación el Modelo de Contrato de Interconexión para Fuente de Energía Solar en Pequeña Escala aplicable a sistemas FV hasta de 30 kW. • 2008 – Se publica la Especificación CFE G0100-04 Interconexión a la Red Eléctrica de Baja Tensión de Sistemas Fotovoltaicos con Capacidad hasta 30 kW. • 2008 – El Congreso Mexicano promulga la Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética. • 2010 – La Comisión Reguladora de Energía expide el Modelo de Contrato de Interconexión para Fuente de Energía Renovable o Sistema de Cogeneración en Mediana Escala, con capacidad de hasta 500KW, y sustituye el Modelo de Contrato de Interconexión para Fuente de Energía Solar en Pequeña Escala por el Modelo de Contrato de Interconexión para Fuente de Energía Renovable o Sistema de Cogeneración en Pequeña Escala.[8]

1.4.6 Uso de energía fotovoltaica en México En el presente trabajo únicamente se mencionan los proyecto mas destacables en México que tienen similitud con la investigación. En México se han realizado ya importantes progresos en cuanto a generación de energía renovable se refiere, hablando particularmente de energía solar fotovoltaica, hay ya varios parques fotovoltaicos así como plantas instaladas en techos de gran y pequeña escala. Como ejemplo de lo anterior se mencionan los siguientes desarrollos.

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1. Desarrollo Wal-Mart en Aguascalientes. SFV interconectado a la red eléctrica. Inaugurado el 19 de enero de 2009, con 1,056 paneles fotovoltaicos instalados en el techo de la tienda Bodega Aurrera Convención, ubicada en la antes mencionada ciudad. La planta solar representó una inversión de USD $2 millones de dólares y fue desarrollado por la empresa G3 Servicios Ambientales. Los 1,056 paneles solares ocupan un área de 2,173m2 (la mitad de la superficie disponible en el techo dela tienda), los cuales producirán al año 265,641 kWh. La producción de energía eléctrica representa el 20 por ciento de la energía consumida por la bodega en un año [9] (ver Figura 1.8 [10]).

Figura 1.8 Paneles Fotovoltaicos en Walmart Aguascalientes

2. Desarrollo Chrysler en Saltillo Coahuila. Para Diciembre de 2009, la

armadora de autos, Chrysler de México instaló en su hasta entonces nueva planta de motores una planta solar fotovoltaica con una capacidad instalada de 411 kW. Este proyecto se localiza en Valle de Derramadero, en el sur del municipio de Saltillo, Coahuila, al norte de México. El proveedor de los paneles solares es la española Isofotón que surtió 1875 módulos fabricados en su centro de desarrollo y manufactura en España, un conjunto de baterías que acumularán la energía eléctrica que no pueden inyectar en la planta por el día, y por la noche abastecerán a 150 luminarias led de última generación, que iluminarán las zonas exteriores de la fábrica. Antes de que se diera a conocer está planta, el proyecto fotovoltaico más importante en México era el de Walmart en Aguascalientes con 175 kW de potencia pico instalados en el techo de una de sus bodegas comerciales [11](ver Figura 1.9 [12]).

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Figura 1.9 Planta fotovoltaica de Chrysler

3. Desarrollo UAM Iztapalapa: El 05 de octubre de 2009, fue inaugurado el desarrollo fotovoltaico en la Universidad Autónoma Metropolitana, campus Iztapalapa, en colaboración con el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE), teniendo como objetivos, además de invertir en una fuente de ahorros financieros y reducir emisiones al medio ambiente, la formación de recursos humanos especialistas en el tema de la energía solar fotovoltaica y sus aplicaciones, así como reforzar áreas de investigación en este tipo de temas, logrando interesar y sensibilizar a la comunidad universitaria.

El SFV interconectado a la red eléctrica, instalado en el techo de sus edificios B y C, está conformado por 286 paneles FV, generando hasta 60 KWp (Kilowatts pico), que proporcionarán anualmente 79 mil 800 KWh (Kilowatt-hora), equivalente a 216 KWh por día. El SFV, cubre el 87% de la demanda energética de unos de sus edificios, como se ilustra en las Figuras 1.10 y 1.11[13]

Figura 1.10 Desarrollo UAM Iztapalapa. Distrito Federal

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Figura 1.11 Desarrollo UAM Iztapalapa, Vista satelital 1.4.7 Uso de energía solar térmica en México Calentar agua utilizando la energía solar es un proceso que utiliza tecnología ya probada en México y en el resto del mundo. En el sector residencial, el agua es calentada para la higiene personal y para el lavado de ropa y/o utensilios relacionados con la preparación y consumo de alimentos, además de que, en los sectores de altos ingresos, se utiliza para calentar el agua de albercas. En el sector de los servicios las aplicaciones son similares (higiene y lavado de ropa y utensilios), pero los volúmenes son significativamente mayores. En actividades industriales, el agua y el aire calientes se emplean para la producción, tratamiento y/o manejo de bebidas y alimentos, entre otros usos. Finalmente, en el sector agroindustrial, se aplican para fines de higiene o confort en los procesos de crianza y engorda de aves y ganado. Usos para los cuales se suele utilizar predominantemente la quema de combustibles fósiles.

La CONAE, con la colaboración de la ANES y la GTZ, desarrollaron el “Programa para la Promoción de Calentadores Solares de Agua en México” 2007-2012 (Procalsol). En el que consideran el alto potencial en recurso solar con el que cuenta México y el bajo aprovechamiento que se ha tenido en este ámbito, se mencionan como barreras:

1. Altas tasas de interés y limitado acceso al financiamiento para la adquisición de equipos solares a tasas preferenciales.

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2. Desconfianza de los posibles usuarios y/o compradores en la tecnología; 3. Existencia muy limitada de técnicos capacitados para instalar y/o reparar

los sistemas.

Resulta muy loable que en México se tengan hoy en día varias iniciativas que han surgido en los últimos tres años para impulsar el mercado del calentamiento solar de agua.[14] Estas iniciativas incluyen:

• Deducción de impuestos a equipos que aprovechan energías renovables • La norma ambiental del Gobierno del Distrito Federal (GDF) Norma

voluntaria para colectores solares planos de la Asociación Nacional de Energía Solar (ANES)

• Programa del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE) • El estudio de la Conae para identificar mecanismos de financiamiento • Proyecto de Energías Renovables para la Agricultura • Proyecto piloto de la Comisión Nacional de Fomento de la Vivienda

(CONAFOVI) • Estudio de mercado realizado por la International Copper Association

(PROCOBRE en México) • Fondo PNUD-PNUMA-GEF • Planes de Cal-o-Rex de producir calentadores de agua tipo híbrido.[14]

Dentro de éstas iniciativas se han logrado ya un gran número de instalaciones actualmente operando en México, incluyendo viviendas, piscinas e industria. Dentro de los proyectos de mayor volumen de agua a calentar se encuentran procesos industriales y de tipo piscinas, destacando “La Alberca” de Zacatenco y el “Club Campestre Ecológico Asturiano”, como mayores volúmenes de agua a calentar. 1.5 Perspectiva Sistémica del Problema 1.5.1 Sistemas La vida en sociedad está organizada alrededor de sistemas complejos en los cuales y por los cuales, el hombre trata de proporcionar el orden a su universo. La vida está organizada alrededor de instituciones de todas clases: algunas son estructuradas por el hombre, otras han evolucionado, según parece, sin un diseño convenido. Algunas instituciones como la familia, son pequeñas y manejables; otras como la política o la industria, son de envergadura nacional y cada día se vuelven más complejas. Algunas otras son de propiedad privada y otras pertenecen al dominio público. En cada clase social, cualquiera que sea nuestro trabajo o intento, tenemos que enfrentarnos a organizaciones y sistemas.

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Para la resolución de los problemas que se suscitan en ellos, se requiere una amplia visión del problema y no solo una porción aislada de éste. El enfoque de sistemas es la filosofía del manejo de sistemas por los cuales debe montarse este esfuerzo, resolviendo los problemas del sistema mayor, con soluciones que satisfagan no solo los objetivos de los subsistemas, sino también la sobrevivencia del sistema global. ¿Que es un sistema?. Simplificadamente es una reunión o conjunto de elementos relacionados. Los cuales pueden ser conceptos, objetos o sujetos o comprender dos o las tres clases de elementos, como en un sistema hombre-máquina que engloba las tres. Por lo tanto un sistema es un agregado de entidades, viviente, no viviente o ambas. Los sistemas se componen a su vez de otros sistemas denominados subsistemas, también hay sistemas más grandes o superordinales que integran el sistema total o sistema integral. La estructura de un sistema consta de entradas o recursos seguidas del proceso de conversión del sistema, que provoca resultados o salidas que pueden ser también éxitos o beneficios; lo anterior se encuentra inmerso un medio definido como algo que incluye todos los sistemas sobre el cual no ejerce control alguien que toma decisiones, a pesar de que el sistema tiene limites implantados no se pueden ignorar las interacciones con el medio, a menos que carezcan de significado las soluciones adoptadas como en el caso de los sistemas físicos o concretos. En la Figura 1.12, se muestra un diagrama de un sistema su medio. [15]

Figura 1.12 Un sistema y su medio Los sistemas también adquieren:

• Propósito o función específicos, • Sistemas, subsistemas y elementos están dotados también de atributos y

propiedades, que pueden ser cuantitativos y cualitativos,

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• Metas y objetivos • Administración • Estructura • Estados y Flujos

Los sistemas pueden ser clasificados por el tipo de elementos que los componen y las interacciones que hay entre ellos. Principalmente destacan:

1. Físicos, concretos, flexibles, no vivos. Como equipos, maquinarias, objetos y elementos reales. En resumen, pueden describirse en términos cuantitativos de desempeño.

2. Abstractos, rígidos, vivos. Como planes, hipótesis, símbolos, pensamientos, personas y en general seres vivos. Pueden describirse en términos cualitativos.

3. Ambos. Para identificar el tipo de sistema es indispensable el establecimiento de sus límites. En cuanto a su naturaleza los sistemas pueden ser [14]:

1. Cerrados. Son herméticos a cualquier influencia ambiental, no reciben ninguna influencia del ambiente ni éste de ellos. No reciben recursos externos ni producen desechos.

2. Abiertos. Intercambian materia y energía con el ambiente continuamente. Son eminentemente adaptativos, pues para sobrevivir deben readaptarse constantemente a las condiciones del medio.

1.5.2 Identificación del Sistema Existen cuatro áreas importantes en la aplicación del enfoque de sistemas [16]:

1. Definir los límites del sistema total y del medio. 2. Establecer objetivos del sistema. 3. Determinar la estructura y relaciones programas-agentes. 4. Describir la administración del sistema.

Se utiliza un modelo mental para identificar las partes que integran el sistema y

sus interrelaciones primeramente del sistema de calentamiento de agua de la “Alberca Olímpica de Zacatenco” ( ver Figura 1.13).

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Figura 1.13 Modelo mental e interrelaciones de un sistema de calentamiento de agua

Del modelo mental: La implementación de un sistema de calentamiento de agua surge por una necesidad humana, para que éste funcione, se requiere una fuente de energía, la cual puede ser variada, el uso de la piscina, por ende afecta el uso del sistema el cual es eficiente dependiendo de varios factores, cómo esta estructurado físicamente y cuales son las condiciones de uso y mantenimiento. El uso de energía, debe ser regulado y normalizado, dentro de ello, se encuentra el establecimiento de su tarifa la cual puede ser cambiante según las circunstancias especificas del medio en un periodo de tiempo. Utilizar energía, al ser un proceso de conversión arroja desechos, los cuales pueden tener en menor o mayor escala un impacto en el sistema ecológico.

Para establecer un sistema específico del problema y su definición de límites está inextricablemente unido la implantación de metas y objetivos del sistema así como la selección de los elementos específicos que lo componen y estructurarlos. Con base en lo anterior se identifica el sistema a estudiar en este trabajo, el sistema de calentamiento de agua actual. Sistema con Bombas de calor. Figura 1.14

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Figura 1.14 Sistema de Calentamiento de Agua con bombas de Calor El sistema de estudio (Sistema de calentamiento de agua con bombas de calor), tiene como objetivo principal el calentar el agua de la alberca a una temperatura de 27ºC constantes con el mejor aprovechamiento de energía y menor costo, tiene metas y objetivos; existe gracias a una necesidad humana, sin ella no tiene razón de existir, tiene influencia y es influenciado por dicho suceso, sin embargo en su funcionamiento intrínseco no participa la mano del hombre. Por lo anterior se puede decir que el sistema de estudio es un sistema Hombre-Máquina, o socio-técnico abierto. El cual consiste en analizar el cumplimiento de sus objetivos. De los antecedentes (ver sección 1.3) y el marco contextual (ver sección 1.4) sabemos también que el sistema forma parte de un flujo en el tiempo en el que el ambiente ha sido y tiende a seguir siendo cambiante (ver Figura 1.15).

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Figura 1.15 Contexto temporal de cambio en el ambiente

1.6 Marco Metodológico

Las metodologías sistémicas se pueden considerar como una interface

entre las teorías y la aplicación práctica para resolver problemáticas del dominio de sistemas, una aproximación creativa para el conocimiento de los fenómenos de la realidad.

Buscando lograr los objetivos propuestos del sistema se diseño un método

sistémico ilustrado en la Figura 1.16. [17]

Figura 1.16 Método sistémico de obtención de resultados

De la figura anterior, se inicia definiendo el sistema y su problemática, así como los sistemas relevantes que interactúan con el sistema de estudio. Con conocimiento del medio y del sistema, se generan de esta manera modelos conceptuales o hipótesis, los cuales están basados en la solución de los objetivos

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del sistema y generados dentro del mismo contexto, de esta manera puede ser realizado su análisis y diagnóstico bajo los mismos argumentos, y así comparar los resultados entre ellos y valorarlos contra las hipótesis, generando una retroalimentación al verificar también el cumplimiento eficaz de los objetivos del sistema y la resolución a su problemática.

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2.1. Valor Presente, (VP).

El valor actual o presente de una suma, que vence en fecha futura, es aquel capital que, a una tasa dada y en el periodo comprendido hasta la fecha de vencimiento, alcanzará un monto igual a la suma debida. El cálculo de valores presentes se llama descuento y la tasa de interés usada en los cálculos se llama tasa de descuento. Así el descuento en finanzas es muy distinto al descuento en el comercio minorista. En el comercio minorista significa reducir el precio con el fin de vender mas bienes; en finanzas significa calcular el valor presente de una suma futura de dinero. Para distinguir las dos clases de descuento en el mundo de los negocios, el calculo de los valores presentes se llama análisis de flujo de efectivo descontado (DCF, por sus siglas en inglés). [18] La fórmula general para el VP de $1 que se recibirá dentro de n periodos a una tasa de descuento 𝑖 (por periodo) es:

𝑉𝑃 = !

(!!!)! (2.1)

Esto se llama el factor de valor presente de $1 con una tasa de interés i durante n periodos.

El valor presente que se recibirá dentro de cinco años al 10% anual, es:

𝑉𝑃 = !(!!!)!

= 0.62092 (2.2) Diagramas de tiempo-valor. Si en una línea de tiempo se colocan los valores en juego, se obtiene un diagrama de tiempo-valor. Estos diagramas son de gran utilidad para el análisis de los problemas y permiten apreciaciones intuitivas. (ver Figura 2.1).

Capitulo 2. Marco Teórico

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Figura.2.1 Diagrama de tiempo-valor

De la figura tenemos que:

𝑉𝑃 𝑉! = !!

!!!! (2.3)

así mismo: 𝑉𝑃(𝑉!) =

!!(!!!!)!

(2.4) Donde: 𝑟! = 𝑇𝑎𝑠𝑎  𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒  𝑎  𝑖  𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜𝑠  𝑑𝑒  𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜. En un diagrama, el tiempo puede medirse de dos maneras diferentes: en sentido positivo (de izquierda a derecha), si se tiene una fecha inicial y se cuenta con un valor futuro y en sentido negativo (de derecha a izquierda), si se tiene una fecha de vencimiento, o final y un valor antes del vencimiento. [19] 2.2 CETE’s

Los Certificados de la Tesorería de la Federación (CETE’s) son el instrumento de deuda bursátil más antiguo emitido por el Gobierno Federal. Se emitieron por primera vez en enero de 1978 y desde entonces constituyen un pilar fundamental en el desarrollo del mercado de dinero en México. Estos títulos pertenecen a la familia de los bonos cupón cero, esto es, se comercializan a descuento (por debajo de su valor nominal), no devengan intereses en el transcurso de su vida y liquidan su valor nominal en la fecha de vencimiento. A continuación se presenta una descripción detallada de los mismos.

Los CETE’s, tienen un valor nominal de $10.00 (diez pesos). Se pueden emitir a

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cualquier plazo siempre y cuando su fecha de vencimiento coincida con un jueves o la fecha que sustituya a este en caso de que fuera inhábil. De hecho, estos títulos se han llegado a emitir a plazos mínimos de 7 días y a plazos máximos de 728 días. En la actualidad los CETE’s se emiten y colocan a plazos de 28 y 91 días, y a plazos cercanos a los seis meses y un año.

Estos títulos no devengan intereses debido a que son bonos cupón cero. Sin embargo, la tasa de interés del título está implícita en la relación que existe entre su precio de adquisición, el valor nominal del título y su plazo a vencimiento.

La clave de identificación de la emisión de los CETEs está diseñada para que los instrumentos sean fungibles entre sí. Esto es, CETEs emitidos con anterioridad y CETEs emitidos recientemente pueden tener la misma clave de identificación siempre y cuando venzan en la misma fecha. Para ello, la referida clave está compuesta por ocho caracteres, el primero para identificar el título (“B”), el segundo es un espacio en blanco, y los seis restantes para indicar su fecha de vencimiento (año,mes,día). Como se puede observar, lo relevante para identificar un CETE es su fecha de vencimiento, esto significa que dos CETEs emitidos en fechas distintas pero que vencen el mismo día cuentan con la misma clave de identificación, por lo que son indistinguibles entre sí.

2.2.1 Metodología general para evaluar los CETEs El precio CETE se puede calcular a partir de su tasa de rendimiento 𝑟! o de su tasa de descuento, el precio final puede variar ligeramente en función del número de cifras decimales que se ocupen. A partir de la tasa de rendimiento, el precio de un CETE se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:[20]

𝑃 = !"

(!!!!∗!!"#) , (2.5)

donde 𝑃 − 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑜  𝑑𝑒𝑙  𝐶𝐸𝑇𝐸  (𝑟𝑒𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒𝑎𝑑𝑜  𝑎  7  𝑑𝑒𝑐𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠) 𝑉𝑁 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟  𝑁𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙  𝑑𝑒𝑙  𝑡í𝑡𝑢𝑙𝑜  𝑒𝑛  𝑝𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑟! − 𝑇𝑎𝑠𝑎  𝑑𝑒  𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜  𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙  𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙  𝑑𝑒  𝐶𝐸𝑇𝐸  𝑎  𝑡  𝑑í𝑎𝑠 𝑡 − 𝑃𝑙𝑎𝑧𝑜  𝑒𝑛  𝑑í𝑎𝑠  𝑑𝑒𝑙  𝐶𝐸𝑇𝐸 En el trabajo presente se utilizó la tasa anual nominal de CETE a 28 días equivalente a 𝑟!" para determinar los valores presentes. Dado a que es el instrumento gubernamental más seguro. [21]

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2.3 Energía Solar

La energía solar es definida como la energía radiante transmitida por el sol e interceptada por la Tierra. Es transmitida por el espacio por medio de radiación electromagnética con un rango de longitudes de onda entre 0.20 µm y 15 µm. La disponibilidad del flujo solar para aplicaciones terrestres varía con la temporada del año, hora del día, ubicación y orientación de la superficie receptora. Conforme al uso de la energía solar se puede clasificar principalmente en dos tipos, energía solar térmica, y energía solar fotovoltaica.[22] 2.3.1 Energía Solar Fotovoltaica. En una primera aproximación, podemos establecer una clasificación de las instalaciones solares FV en función de sus diferentes objetivos cubiertos por las especificaciones. Las instalaciones podrán ser clasificadas, atendiendo a los siguientes criterios:

a) La configuración, definida por sus componentes y la conexión entre los mismos.

b) La aplicación a la que vaya a ser destinada. c) Según el carácter de la utilización de la instalación. d) Tensión de trabajo y potencia de la instalación.

De lo anterior se destacan dos clasificaciones principales: * Sistemas aislados o autónomos. Se realiza cuando no se dispone a una conexión con una red de distribución publica de electricidad o resulta excesivamente caro instalarla. Pueden suministrar corriente continua o alterna según sea el carácter de utilización de la instalación. [23] Un sistema autónomo o aislado es integrado por: el generador FV (paneles FV), controlador de carga (regulador), unidad de almacenamiento de energía (baterías), convertidor de voltaje (inversor de corriente directa a alterna) y la carga (Figura 2.2).[24]

Figura 2.2. Diagrama de un SFV Autónomo

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* Sistemas conectados a la red (grid connected). Los sistemas aislados representan una solución económica y ecológica en lugares aislados de las redes eléctricas. Sin embargo, en lugares en los que llega la red eléctrica, la opción más sencilla, barata y ecológica es conectar los paneles FV a la red eléctrica. Es una instalación modular en la que no hay ningún riesgo de quedarse sin corriente eléctrica por agotamiento o avería de las baterías, ya que el sistema carece de ellas. [23]

Los sistemas interconectados a la red siempre permanecen en conexión con la red eléctrica pública mediante un inversor bidireccional, los paneles fotovoltaicos normalmente son instalados en los techos o fachadas de los edificios, esto aporta una ventaja dado a que las distancias entre la generación de energía y su uso suelen ser muy cortas. Un sistema de almacenamiento con baterías, no es necesario en estos sistemas, en días soleados el total de la energía generada es provista al consumo de la instalación, si hubiese un excedente en la demanda este será provisto por la red eléctrica, en días de exceso nublado y en la noche la energía será provista por la red eléctrica. En algunos países Europeos, estos sistemas representan beneficios económicos al vender a la red energía generada extra a las necesidades de la instalación. Dado a que esto no es posible en México, normalmente estos sistemas están diseñados para generar energía debajo de los consumos máximos para aliviar los gastos de facturación. Los principales componentes de estos sistemas solo son dos, módulos fotovoltaicos y el inversor de corriente. Sin embargo el sistema completo consiste de una estructura de soporte para los paneles FV, cableado y componentes convencionales según la instalación y gusto de los usuarios.[23] Un ejemplo de un sistema de este tipo es mostrado en la Figura 2.3.

Figura 2.3 Diagrama básico de un sistema interconectado a la red

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Cabe mencionar que el uso de sistemas FV es muy seguro; son silentes y requieren muy poco mantenimiento ya que tienen muy pocas posibilidades de avería, especialmente si la instalación se ha realizado correctamente y se realiza un mantenimiento preventivo periódico (cada 1 o 2 años) el cual puede ser realizado prácticamente por cualquier electricista. Un sistema de este tipo no tiene partes móviles sometidas a desgaste ni requiere cambio de piezas y lubricación. Este mantenimiento consiste en dos aspectos principalmente. Por un lado mantener siempre limpios los módulos FV, concretamente las caras expuestas al sol y procurar que ningún obstáculo haga sombra sobre ella. Normalmente la lluvia se encarga de hacerlo, pero es importante asegurarse de su limpieza. Las perdidas de eficiencia producidas por este factor pueden llegar a ser de un 5%. Otro factor importante a considerar dentro del mantenimiento es la verificación de que las conexiones entre paneles y componentes eléctricos del sistema estén bien ajustadas y libres de corrosión.[22] 2.3.2 Energía Solar Térmica La tecnología solar térmica permite el aprovechamiento de la radiación solar para la producción de energía a través del calentamiento de un fluido (aire y/o agua principalmente) sin residuos contaminantes.

Existen varias tecnologías para el aprovechamiento de la energía solar, pero las principales son clasificadas por el tipo de circulación:

- Circulación Natural - Circulación Forzada

La diferencia fundamental entre ambas es que en la primera (circulación natural) no hay elementos en el sistema de tipo electromecánico: el motor de la circulación natural es directamente la energía solar, mientras que en la segunda (circulación forzada), el fluido circula gracias a una bomba de circulación.

Dependiendo de la aplicación final a la que sea destinado el uso de la energía solar térmica, así como la temperatura final deseada y la ubicación de la instalación del sistema, se utilizan distintos tipos de colectores, los cuales pueden ser:

• Planos, con cubierta y sin ella • De vacío • De concentración

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Dentro de ellos existen más clasificaciones de acuerdo a sus materiales y características las cuales principalmente son eficiencia y selectividad. 2.3.3 Calentamiento de agua de una piscina. Una piscina al aire libre no calentada tiene un ciclo anual de temperatura que varía según el clima y la ubicación geográfica. Esto limita, en la mayoría de los casos, la utilización de las piscinas al aire libre a los meses de verano. Sin embargo, la posibilidad de utilizar una piscina al aire libre, que normalmente cubre un período de tiempo de aproximadamente tres meses, puede ser prolongada hasta cinco o seis meses, en los climas más templados, calentando el agua mediante la tecnología solar. En particular, la intervención de la energía solar en este tipo de aplicación consiste en conservar la temperatura del agua de la piscina, reintegrando con la fuente solar la energía dispersa por el espejo de agua. Una piscina requiere un calentamiento de baja temperatura y generalmente es necesario conservar la temperatura del agua por encima de los 24°C y preferiblemente alrededor de los 27 y 28°C.

Si se dispone de una insolación adecuada, el total de agua filtrada de la piscina se hace circular en un intercambiador de calor donde se pone en contacto térmico con el fluido portador del calor del sistema solar.

En estas aplicaciones normalmente se utilizan sistemas de circulación forzada (mejor de vacío) con colectores de superficie selectiva, de forma que se reduce la superficie de paneles solares necesaria [25].

El diseño de un sistema de calentamiento de este tipo tiene mucho mas componentes que solo los colectores solares, para la conservación de la temperatura los cuales deben ser estudiados y analizados cuidadosamente. Todos estos componentes finalmente son ensamblados en un sistema de trabajo total que varia considerablemente de piscina en piscina a causa de las condiciones climáticas, que influyen de forma notable sobre las dispersiones térmicas de la misma. En una piscina expuesta, el viento, por ejemplo, puede provocar enormes pérdidas, tanto por convección como por evaporación del agua de la superficie de la piscina. Asimismo las pérdidas por radiación nocturna son bastante variables. En una piscina techada dependiendo de su constitución, el aire además del agua puede ser calentado y debe mantenerse la humedad relativa del aire lo suficientemente baja para evitar la condensación dentro de la estructura del techo. En resumen cada piscina puede representar un microclima digno de estudio.

El dimensionamiento de un sistema de calentamiento para una piscina y su eficiencia es algo complejo, por lo que siempre debe llevar como soporte un sistema de calentamiento convencional. La eficiencia del sistema total se ve determinada por un gran número de factores.

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1. AMBIENTALES. (Por la Ubicación de la instalación) - Radiación solar e Insolación - Temperatura ambiente - Flujo de Vientos 2. DEL SISTEMA - Tipo de Sistema de Soporte - Eficiencia del Sistema de Soporte - Tipo de Colector Solar 3. DE INSTALACION - Volumen de Agua - Espacio disponible para la instalación del arreglo - Presión Hidráulica (sistema hidráulico) - Sistema de Filtrado (recirculado y pureza del volumen total de agua) - Mantenimiento Un sistema típico para calentamiento de agua en una piscina es detallado en la Figura 2.4 [26].

Figura 2.4 Diagrama básico de un Sistema Térmico Solar (STS) para piscina.

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3.1 Sistema Térmico Solar (STS) de Calentamiento. Actualmente éste sistema se encuentra desconectado del flujo de agua, por lo tanto sin funcionamiento en el proceso de calentamiento de alberca y fosa. Debido a la falta de datos específicos como, consumo de combustible y datos históricos de temperatura alcanzada del sistema, serán analizadas a groso modo, las razones por las cuales su operación pese a lo esperado no fue exitosa. a) INSPECCIÓN: Puesto en marcha en el año de 2005 el STS consta de 706 colectores solares, ECOSUN marca Modulo Solar, fabricado en polipropileno resistente a rayos UV, cubriendo un área de aproximadamente 2675m2, del techo instalado previamente para el uso de éste sistema. El diseño es un sistema híbrido, ya que utiliza como soporte otra fuente de energía (en este caso Diesel), a través de las calderas, considerando su intervención en los casos en que el arreglo de colectores no lograse alcanzar el incremento de temperatura programado. Aproximadamente 2.5 años posterior a su instalación y puesta en marcha, se presentó el desprendimiento de 30 colectores del total del arreglo, por lo que se tomo la decisión de desconectar el arreglo de colectores, además de haberse notado aparición de sarrosidad en los conductos. No hubo mantenimiento preventivo ni correctivo oportuno ni tampoco fueron cubiertos los colectores para protegerlos de la insolación al permanecer vacíos y sin flujo de agua. Actualmente los colectores han perdido estabilidad dimensional y el sistema es prácticamente obsoleto. Conforme a los cálculos de dimensionamiento del fabricante se encuentran los siguientes datos: (veáse Anexo 4)

Capitulo 3. Análisis y Diagnóstico

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• Diseñado para garantizar en un día un incremento de temperatura mínimo

de 2ºC en invierno y 3ºC en verano en condiciones normales de asoleamiento durante una jornada de 9:00 a 18:00 horas. Incremento promedio anual 2.5ºC

• Deberá alcanzar un rango de temperatura entre 27º y 28ºC y mantenerla. En alberca techada.

• Considerado un volumen total de agua de 3960m3 • Se diseña el sistema calculando una capacidad en su 100% de eficiencia de

9,899,535 kcal, como sigue: 𝑄 = 𝑚𝐶𝑝∆𝑇

𝑄 = 3,959,814  𝐾𝑔 1  𝐾𝑐𝑎𝑙𝐾𝑔℃ 2.5℃ = 9,899,535  𝐾𝑐𝑎𝑙

donde: 𝑄 − 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟  𝑞𝑢𝑒  𝑟𝑒𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟𝑒  𝑒𝑙  𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑚 −𝑀𝑎𝑠𝑎  𝑑𝑒𝑙  𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛  𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙  𝑑𝑒  𝑎𝑔𝑢𝑎 𝐶𝑝 − 𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟  𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜  𝑑𝑒𝑙  𝐴𝑔𝑢𝑎 ∆𝑇 − 𝐷𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙  𝑑𝑒  𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

• con un área de recepción de entre 1,509m2 y 2284m2 • Se considera una eficiencia mínima de 68.3% en Diciembre y máxima de

80.3% en abril. • Se pronostica un ahorro de gas de 55%

De lo anterior se destaca,:

• Se requiere un incremento de temperatura aproximado de entre 6ºC y 9ºC • El volumen total de agua es mayor al estimado. • El sistema de soporte (calderas) funcionan con diesel. • El equivalente de la energía que genera en su 100% de eficiencia es de

11,514 kWh • Cabe mencionar que al ser un sistema hibrido, es necesario tomar en

cuenta además del rendimiento del sistema solar, el rendimiento del sistema de soporte, en este caso de las calderas y demás componentes para poder considerar el rendimiento total del sistema. Así mismo es necesario considerar el tiempo en que el STS alcance a tener un ciclo completo de agua para su calentamiento. Así también las condiciones mecánicas y ambientales principales que pudieran representarle perdidas de calor.

Por las consideraciones del dimensionamiento se puede decir que el sistema instalado es un sistema de precalentamiento mas no de calentamiento solar que depende en una buena medida del sistema de soporte, en este caso de las calderas. Aunado a las consideraciones previamente descritas se pueden considerar causas por las que no tuvo un desempeño tan exitoso como el esperado.

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3.2 Sistema de Calentamiento por Bombas De Calor

Actualmente las bombas de calor son el sistema utilizado para el calentamiento de agua de alberca y fosa, para la alberca están destinadas 20 bombas de calor, para la fosa 16. Éstas toman su energía de una de las subestaciones del instituto, de la que dependen más instalaciones de la zona deportiva, la cual tiene una demanda contratada de 1,500kW y el consumo es facturable con la tarifa HM .

Cada grupo de bombas está conectado en un tablero independiente. El sistema de bombas de calor, cuenta con un termostato, el cual activa el arreglo cuando la temperatura del agua baja y requiere el funcionamiento de ellas. Sin embargo, cada circuito derivado de los tableros, (correspondiente a una bomba), puede ser encendido o apagado del arreglo independientemente, de esta manera se limita el numero de bombas que participan en el encendido del arreglo. a). INSPECCION:

Para poder hacer un análisis cuantitativo del sistema se decidió trabajar con los datos de consumo del sistema. Dado a que no fue instalado un sistema de medición que indique a los operadores el gasto de energía que representa dicho sistema, se requirió realizar mediciones directamente a los 2 tableros en los que se encuentran conectadas las bombas de calor, las destinadas para la alberca y el de las destinadas para la fosa. Siendo el perfil de consumo la información deseada, se utilizó un analizador de redes eléctricas marca AEMC modelo 3945 (Figura 3.1), en cada uno de los tableros mencionados, por un lapso de 7 días en el mes de Agosto de 2011 en condiciones normales de trabajo.

Figura 3.1 Colocación del analizador de redes.

Siendo que las mediciones por 7 días arrojarían un perfil de consumo, mas no información de consumo durante el año, se recopilaron los datos de consumo

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previos de la subestación que abastece de energía a “LA ALBERCA”, con el apoyo del Departamento de Servicios Escolares, se recopiló la información de consumo y facturación mensual de dicha subestación desde Enero de 2008 hasta Abril de 2011. Tal información se compiló con el objetivo de encontrar el porcentaje de consumo que le representa el sistema de bombas y su facturación, así mismo para identificar los meses en los que se presenta mayor demanda y por lo tanto un mayor costo. b). ANÁLISIS: Dado a que las mediciones fueron realizadas en los tableros separados de alberca y fosa se analizaron primeramente de forma separada y posteriormente en forma conjunta, al ser ese el punto de interés. Así mismo, fueron utilizados la potencia y consumo, como los parámetros de mayor interés, para los fines de estudio posteriores consistentes al dinamismo del sistema. b.1 POTENCIA. Dado a que la potencia activa, es la que representa la capacidad de un circuito para poder realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo, fue utilizada para analizar el comportamiento de la demanda durante los días que se realizó la medición, bajo condiciones normales de operación del sistema. En la alberca: La demanda máxima registrada fue de 85.901 kW, este pico fue registrado en día domingo a las 15:00pm, la mínima es de 0 kW y se presentó casi en todos los días en distinto periodo de tiempo (Ver Tabla 3 del Anexo 5 (Tablas)). Se observa que el comportamiento de demanda es muy irregular, tanto en el transcurso de un día como entre días distintos, como se muestra en la Figura 3.2.

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Figura 3.2 Potencia registrada en la alberca.

De la figura 3.2 puede ver un patrón de demanda en común de todos los días exceptuando el domingo entre las 00:00 horas y las 08:00 a.m., periodo en que no muestra actividad, iniciando en un lapso de media hora el periodo de mediciones de potencia mas altas de toda la semana, el cual concluye a las 15:30 aproximadamente y se mantiene en un nivel que semeja mucho al patrón de comportamiento del resto de los días, oscilando entre 35 y 45 kW. Tal comportamiento nos indica que en los días de Lunes a Viernes el requerimiento de trabajo de las bombas es mas o menos regular, y el numero de ellas activas también, probablemente 10 de las 20 con las que se cuentan. El día sábado se registro trabajo desde las 9:30 a.m. lo que probablemente representó una pérdida de calor significativa, la cual debió ser recuperada el día domingo accionando las 20 bombas del circuito y por ende registrando prácticamente el doble de la demanda máxima registrada en los días de lunes a sábado la cual fue de 43.2 kW.

En la grafica anterior se puede observar también que el periodo de fluctuaciones de demanda en todos los días se presenta en un horario de 8:00 a.m. a 8:00 p.m. aproximadamente.

En la fosa: La demanda máxima registrada fue de 40.112 kW, éste pico fue registrado el día viernes 12 de Agosto a las 19:00 horas, la mínima es de 0 kW y se presentó en todos los días en un periodo de tiempo de las 13:00 hr a las 18:30 hr. Lo que nos indica inactividad total en ese periodo de tiempo en todos los días.

FRACCION HORA

Lunes 15/08 Martes 16/08 Mierc 17/08 Jueves 18/08 Viernes 19/08 Sabado 20/08 Domingo21/08 Lunes 22/08

00.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.524

42.50337 42.74195 43.09888 42.49874 42.79136 0 34.9158842.43102 42.53404 43.10986 42.57645 42.69204 0 34.8628142.53396 42.73903 43.08344 42.52868 42.75746 0 34.9020742.39545 42.70376 43.12462 42.45942 42.80187 0 34.96206

42.5424 42.74019 43.18463 42.36084 42.86561 0.00003 34.9340442.49135 42.1504 43.175 42.43959 42.93831 0 34.996142.51019 42.20763 43.07296 42.41785 42.93438 0 34.9864242.51702 42.26879 42.98675 42.26671 42.96567 0 35.0788642.49801 42.04514 43.01105 42.28197 42.93376 0 35.0375342.36935 42.13495 43.0198 42.31591 42.69774 0 35.0065342.48599 42.09945 43.06062 42.28757 42.75564 0 35.0367642.47356 42.18391 43.11179 42.24662 42.82666 0 34.9896142.43808 41.99291 42.86956 42.25583 42.69985 0 34.9358342.51418 42.27918 43.00231 42.20476 42.64683 0 34.9742.24418 42.16342 42.80245 42.12623 42.59139 0 35.007242.28589 42.20719 42.77626 42.05387 41.72275 0 35.19176

42.3018 42.20832 42.83977 42.16613 42.14855 0 35.1643242.35728 41.25451 42.38317 42.27032 42.56599 27.10317 35.0578942.33022 42.26638 42.49232 42.30048 42.50281 82.77948 34.8384341.07163 42.65152 42.83811 42.17115 0 83.75464 35.1566542.21275 42.83421 12.72279 42.21416 0 83.28343 35.1763142.29144 42.72813 42.40648 42.33997 0 83.63635 35.1847942.10747 42.88245 42.44816 24.46977 0 84.28799 35.20118

41.8929 43.00962 0 42.64741 0 83.68721 35.1925442.04937 42.96922 0 42.49784 0 84.35425 35.1842942.34102 4.54854 0 42.75382 0 83.46928 35.14922

0 4.5645 0 42.57131 0 84.78863 35.228650 4.56937 0 42.47594 0 85.14274 35.088890 4.56542 0 42.56627 0 84.55388 35.33983

0.00003 4.55834 0 42.4676 0 85.05067 35.242670 4.57531 0.00001 42.79646 0 85.90086

0.00001 4.55725 -0.00001 42.98276 0 34.880310.00005 4.58524 -0.00001 43.00923 28.52164 34.82178

4.55399 0.00002 4.57067 -0.00001 42.83807 0 34.875884.5498 0.00002 4.56415 -0.00004 42.95804 0.00025 34.86331

4.54066 0.00008 4.56382 0.00007 42.97126 0.00053 35.023284.54377 0.00005 4.56679 -0.00002 43.18308 0.00048 34.975284.52481 0.00005 42.89643 -0.00004 42.95391 0.00053 34.939784.54529 0.00005 42.87017 0.00001 43.1586 0.00038 34.938130.57278 0.00001 42.84955 0.00001 42.85182 0.00036 34.88268

42.81157 42.37638 42.90659 42.45793 43.12073 0.0002 34.8695842.81952 42.23083 42.89461 42.44979 43.01327 0.00016 34.8624842.66823 42.43513 42.97431 42.42002 43.13089 0.0001 34.7996742.57261 42.49953 42.97682 42.33659 43.18963 0 34.78359

42.7759 42.62248 43.03233 42.30086 43.20768 0 34.8759442.50842 42.56463 42.84663 42.27374 43.11678 0 34.90419

42.6087 42.38845 42.95981 42.29493 43.09713 0 34.8525942.63095 42.86857 42.94302 42.48309 43.12662 0 34.94916

0102030405060708090

Potencia (Kw)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Tiempo (Horas)

Comportamiento de Demanda en “Alberca”

Lunes 15/08Martes 16/08Mierc 17/08Jueves 18/08Viernes 19/08Sabado 20/08Domingo21/08Lunes 22/08

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Cabe mencionar que uno de ellos, el día domingo, fue inactivo totalmente y el día lunes únicamente mostro actividad por un corto periodo de 4 horas. Se observa que el comportamiento de demanda de la fosa a diferencia del de la alberca es mucho más regular, sin embargo hay periodos de tiempo inactivos mucho más largos (Ver Tabla 4 del Anexo 5). Sin embargo, no hay un pico de demanda tan alto como el registrado en la alberca, lo cual además de deberse a un menor número de bombas conectadas, se debe a los fines de actividad que tiene la fosa en diferencia de la alberca. (Figura 3.3)

Figura 3.3 Potencia registrada en la fosa.

Del sistema completo (alberca y fosa): Sumando las demandas medidas para alberca y fosa por separado obtenemos la demanda máxima que el sistema puede tener suponiendo que ambas, estén operando a sus mayores requerimientos lo que nos da: Alberca (85.900 kW) + Fosa (40.111 kW) = 126.013 kW b.2 CONSUMO De la alberca: Refiriéndonos al consumo registrado por las bombas de calor destinadas a mantener la temperatura del agua de la alberca estable. Bajo las condiciones normales de trabajo en que operan. La medición fue iniciada el día lunes 15 de Agosto a las 4:05:00 p.m. y terminada el día lunes 22 de Agosto a las 3:00:00 p.m (Ver Tabla 5 del Anexo 5). El periodo

HORA Mierc 10/08 Jueves 11/08 Viernes 12/08 Sabado 13/08 Domingo 14/08 Lunes 15/08 Martes 16/08 Miercoles 17/0800.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.524

35.48387 35.10401 39.65955 0 0 34.6066 39.3600735.45727 35.14175 39.59538 0 0 34.54111 39.2894235.49187 35.14535 39.63408 0 0 34.6457 39.3973335.47265 35.07192 39.67855 0 0 34.51828 39.3672935.43944 35.09342 39.67666 0 0 34.67432 39.291135.54521 35.29081 39.56691 0 0 34.61784 38.7149435.47432 35.22914 39.57681 0 0 34.58552 38.7361635.33645 35.13624 39.50411 0 0 34.57956 38.8369835.35645 35.04839 39.53474 0 0 34.51269 38.7444435.42352 35.05567 39.40137 0 0 34.49102 38.7233735.44445 35.03896 39.46256 0 0 34.55653 38.6142735.36893 35.07604 39.29562 0 0 34.52084 38.7130835.33664 35.17384 39.26895 0 0 34.53042 38.7660635.36546 35.45877 39.64754 0 0 34.5639 38.8464335.25673 35.16256 39.63385 0 0 34.4477 38.8034535.16284 35.11206 39.80337 0 0 34.37643 38.7026335.09774 35.12997 39.68768 0 0 34.36101 38.7206735.14715 35.17502 39.75855 0 0 34.45286 38.846935.18629 35.25962 39.99905 0 0 34.38427 39.0034835.32219 35.36325 39.79315 0 0 34.31766 39.2652435.39168 35.56702 37.76076 0 0 34.37795 39.3646935.40715 35.53642 0 0 0 34.45986 39.4043935.50451 35.53756 0 0 0 34.34567 39.2906535.46422 35.84315 0 0 0 34.3289 39.54198

0 0 0 0 0 34.43028 39.519110 0 0 0 0 16.67258 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0

35.6848 0 40.1117 0 0 0 035.5391 0 40.02258 0 0 0 0

35.45515 35.68983 39.99713 0 0 34.96364 39.0917135.52128 35.63987 39.91906 0 0 34.98581 38.9202535.62465 35.66601 39.93422 0 0 34.87966 39.084735.51698 35.79677 39.94911 0 0 34.78115 39.1218835.54697 35.66994 39.64255 0 0 34.7998 39.304335.48395 35.2465 39.58656 0 0 34.64557 39.1858335.47174 35.21481 39.4149 0 0 34.66221 39.0449835.48213 35.22028 39.31772 0 0 34.70106 39.52687

0

10

20

30

40

50

Potencia (Kw)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Tiempo (Horas)

Comportamiento de Demanda en “Fosa”Mierc 10/08Jueves 11/08Viernes 12/08Sabado 13/08Domingo 14/08Lunes 15/08Martes 16/08Miercoles 17/08

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de medición fue un total de 6 días, 22horas, 55 minutos, con un consumo de energía acumulada de 5,190 kWh. (Ver Figura 3.4)

Figura 3.4. Consumo de energía acumulada durante los días de medición en la alberca. De la fosa: Refiriéndonos al consumo registrado por las bombas de calor destinadas a mantener la temperatura del agua de la fosa, estable. Bajo las condiciones normales de trabajo en que operan. La medición fue iniciada el día miércoles 10 de Agosto a las 2:10:00 p.m. y terminada el día miércoles 17 de Agosto a la 1:50:00 p.m (Ver Tabla 6 del Anexo 5). El periodo de medición fue un total de 6 días, 23horas, 40 minutos, con un consumo de energía acumulada de 3,005 kWh. (Ver Figura 3.5)

hora Conusmo en kWh

lunes 15 / 081717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.514lunes 22 / 08

2579

11141633547597

118139160182203224246267288309330352373394415437458479500522543564585606627648669690711732732732732732732732732732732732732732732732748769790812833854875897918939961982

1,0031,0251,0461,0671,0881,1091,1301,1511,1721,1931,2141,2351,2571,2741,2951,3161,3381,3591,3811,4021,4241,4301,4321,4351,4371,4391,4421,4441,4461,4481,4511,4531,4551,4721,4931,5151,5361,5581,5791,6011,6221,6441,6651,6871,7081,7301,7511,7731,7941,8161,8371,8591,8801,9021,9231,9451,9661,9882,0092,0312,0522,0732,0952,1162,1342,1552,1762,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,1832,2012,2232,2442,2652,2862,3072,3292,3502,3712,3922,4142,4352,4562,4772,4982,5202,5412,5622,5832,6042,6252,6462,6682,6892,7102,7312,7522,7732,7942,8152,8352,8542,8752,8972,9182,9392,9602,9823,0033,0243,0463,0673,0893,1103,1323,1533,1753,1963,2183,2393,2613,2823,3043,3263,3473,3693,3903,4113,4333,4543,4763,4973,5193,5403,5613,5833,6043,6263,6473,6683,6903,7113,7323,7533,7743,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,7923,8043,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8053,8123,8463,8883,9293,9714,0124,0544,0974,1394,1814,2244,2664,3084,3514,3714,3884,4064,4234,4414,4584,4754,4934,5104,5284,5454,5634,5804,5984,6154,6324,6504,6674,6854,7024,7204,7374,7554,7724,7904,8074,8254,8424,8604,8774,8954,9124,9304,9474,9654,9825,0005,0175,0355,0535,0705,0885,1055,1235,1405,1585,176

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

Consum

o (kWh)

lunes 15 / 08

lunes 22 / 08Tíempo (días)

Consumo de la Alberca en 1 semana

Conusmo en kWh

48

Figura 3.5 Consumo de energía acumulada durante los días de medición en la fosa.

Sistema completo: De lo anterior se obtiene que por día se tiene un consumo aproximado de 742.48 kWh en la alberca y de 601 kWh en la fosa y el sistema completo un consumo por día aproximado de 1343.48 kWh. Para realizar el análisis económico, se utilizaron los datos históricos de consumo y facturación de la SE que abastece de energía eléctrica las instalaciones de “LA ALBERCA” en el año próximo anterior y los meses previos del año en curso, para obtener el porcentaje del consumo y la facturación correspondiente al sistema de bombas de calor aisladamente; es decir el equivalente en kWh y pesos del consumo de energía eléctrica por las 36 bombas de calor que integran el sistema (Ver Tabla 7 del Anexo 5). Dicha SE que abastece de energía a la alberca esta ubicada en las instalaciones del Estadio de Atletismo Wilfrido Massieu, el cual a su vez esta ubicado en contra esquina a la Alberca, ésta abastece a mas instalaciones deportivas de la zona por lo que la información corresponde a un grupo de instalaciones. Los datos del consumo se muestran en la Figura 3.6

hora Consumo en kWh

Miércoles10 / 081717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.51616.51717.51818.51919.52020.52121.52222.52323.500.511.522.533.544.555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.514Miércoles 17 / 08

00000009

2744628098

115133151169186204222240257275293310328346364381399417434452469487505522540558575593600600600600600600600600600600600600600600600600614632649667685703720738756773791808826843861879896914931949966984

1,0021,0191,0371,0541,0721,0901,1071,1251,1431,1611,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1691,1841,2041,2241,2441,2641,2831,3031,3231,3431,3631,3821,4021,4221,4421,4621,4811,5011,5211,5411,5601,5801,6001,6191,6391,6591,6791,6991,7191,7391,7581,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7781,7941,8121,8291,8471,8641,8811,8991,9161,9331,9511,9681,9852,0022,0202,0372,0542,0722,0892,1062,1232,1412,1582,1752,1922,2102,2272,2442,2612,2782,2962,3132,3302,3472,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3612,3792,3992,4182,4382,4582,4772,4972,5162,5362,5562,5752,5952,6152,6342,6542,6732,6922,7122,7312,7502,7702,7892,8092,8282,8472,8672,8862,9062,9262,9452,9652,9853,0043,0053,0053,005

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

3,004,9783,004,978

0

1,000

2,000

3,000

4,000

Consum

o (kWh)

Miércoles10 / 08

Miércoles 17 / 08Tíempo (días)

Consumo de la Fosa en 1 semana

Consumo en kWh

49

Figura 3.6 Consumo anual desde febrero de 2008 a abril de 2011 En la grafica anterior, se puede observar como la línea de comportamiento en el consumo durante el año 2008 se mantiene visiblemente en valores bajos cercanos a la mitad del consumo alcanzado para el año 2010, así como cierta estabilidad en el consumo mensual. En este año aun no había sido puesto en marcha el sistema de bombas de calor, por lo que lo utilizaremos como referencia de comportamiento previo únicamente. También se puede observar el comportamiento atípico del consumo en el año 2009. Cabe mencionar que durante ese año se realizaron numerosas obras en el fortalecimiento de la infraestructura deportiva, lo que puede ser la causa de ello, adicionalmente durante éste año también se produjeron cambios en el sistema de facturación de la energía eléctrica a nivel nacional al ser desaparecida la hasta entonces vigente, compañía de Luz y Fuerza del Centro, tomando su lugar la Comisión Federal de Electricidad. Por lo anterior el año 2009 no es utilizado como referencia en los análisis. Para el año 2010 las bombas de calor, así como otras instalaciones de nueva integración a la red de la misma subestación ya operaban de forma normal, por lo que éstos datos forman parte de los análisis que serán descritos a continuación.

MES-AÑO Consumo 2008 Consumo 2009 Consumo 2010 Consumo 2011enerofebreromarzoabrilmayojuniojulioagostoseptiembreoctubrenoviembrediciembre

22000 99,751.67 11750024000 108,820.00 106400

55000 24000 120,220.00 11610020000 432200 115,885.00 10300024000 68000 96,900.0033000 64000 94,523.0024000 107000 103,079.0026900 62000 108,700.0027900 133000 88,100.0026000 95005 91,200.0027000 93577 82,300.0027000 130419 99,300.00

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000

Consum

o en KW

h

eneromarzo

mayojulio

septiembrenoviembreTíempo en meses

Consumo anual en SE Estadio Wimfrido Massieu

Consumo 2008Consumo 2009Consumo 2010Consumo 2011

50

Conforme a lo anterior, los datos de facturación de los mismos años mencionados reflejan comportamientos del mismo orden que el consumo, como se muestra en la Figura 3.7

Figura 3.7 Facturación anual desde Febrero de 2008 a Abril de 2011 Como sucedió con el consumo, se puede observar la situación atípica del año 2009, así como el comportamiento mencionado para los otros años. Con ésta información, obtenemos que los meses de mayor consumo energético y por ende mayor facturación en el año son enero, febrero, marzo y abril. Teniendo una visión general del comportamiento del total del consumo de la SE, obtenemos de lo anterior el porcentaje correspondiente a las bombas de calor. Tomando el consumo por día de las mediciones realizadas en el mes de agosto y tomando la misma información del mismo mes del cual se tiene disponible la información que es Agosto de 2010 se obtiene el porcentaje correspondiente. Agosto de 2010= 3,506.45 KWh (100 % del consumo/día de la SE.) Agosto de 2011=1,343.48 KWh (33.44% del consumo/día de la SE.) Así entonces se estima como consumo medio mensual en 2010 de las bombas de calor 33,679.80 kWh, con una facturación de $ 65,952.37 M.N.

MES-AÑO Facturación 2008

Facturación 2009

Facturación 2010

Facturación 2011

enerofebreromarzoabrilmayojuniojulioagostoseptiembreoctubrenoviembrediciembre

$ 23,943.00 $ 58,124.00 $ 242,453.70 $ 247,402.00$ 24,976.00 $ 48,909.00 $ 204,015.00 $ 223,369.00

$ 102,041.00 $ 48,367.00 $ 261,323.00 $ 242,414.00$ 44,292.00 $ 556,627.00 $ 216,486.00 $ 208,558.00$ 50,160.00 $ 135,861.00 $ 169,065.00$ 65,793.00 $ 109,805.00 $ 162,271.00$ 54,824.00 $ 164,792.00 $ 165,000.00$ 62,597.00 $ 107,262.00 $ 178,063.00$ 64,672.00 $ 228,426.00 $ 210,212.00$ 63,845.00 $ 364,574.00 $ 171,854.00$ 66,859.00 $ 546,554.00 $ 186,010.00$ 64,537.00 $ 773,206.00 $ 200,299.00

$ 0

$ 100,000

$ 200,000

$ 300,000

$ 400,000

$ 500,000

$ 600,000

$ 700,000

$ 800,000

Cargo Facturado (Pesos)

eneromarzo

mayojulio

septiembrenoviembreTíempo (meses)

Facturación anual en SE Estadio Wilfrido Massieu

Facturación 2008Facturación 2009Facturación 2010Facturación 2011

51

c). DIAGNÓSTICO Tomando como referencia el consumo medio mensual de la SE en el año 2008 cuando no estaban instaladas las bombas de calor, el cual es de 29,080 kWh y comparándolo con el consumo medio mensual de las bombas de calor calculado, que es de 33.44 kWh, nos damos cuenta de la magnitud del gasto energético que representan las bombas de calor, pues resulta mayor que el consumo de la SE completa en años anteriores. Realizando la misma comparación con el consumo medio mensual en el año 2010, el cual es de 100,731.56 kWh, el consumo medio mensual del 2008 representa el 29% del consumo medio mensual del año 2010 esto nos indica que hubo un incremento de aproximadamente el 71%. (Veáse Figura 3.8).

Figura 3.8 Comparativa y referencia de consumos medios mensuales.

Nótese que, del 100% del consumo medio mensual en 2010, el 33.44% representa el consumo de las bombas de calor, sin embargo el consumo medio de la SE en el año 2008 representa únicamente el 29%, sumando ese porcentaje con el de las bombas de calor obtenemos un 63%, restando 37% más, para completar el consumo alcanzado para 2010 desde 2008 el cual puede suponerse corresponde al resto de instalaciones nuevas en la periferia. Es decir el crecimiento que ha tenido el consumo desde 2008 al 2010 es más del doble y es también un 37% mayor que la suma del consumo de la SE en 2008 más el consumo de la implementación de las bombas de calor. d) PROYECCION A FUTURO Del Capitulo 1, Sección 1.4.2 se tomó la tasa de crecimiento anual 𝑟!"  que, se obtuvo del registro de comportamiento de la tarifa HM desde 2008 a 2011.

!$#!!!!

!$50,000.00!!

!$100,000.00!!

!$150,000.00!!

!$200,000.00!!

CONSUMO!MEDIO!EN!2008! CONSUMO!MEDIO!EN!

2010! CONSUMO!MEDIO!BOMBAS!!DE!CALOR!

EN!2010!

!$57,378.25!!

!$197,254.31!!

!$40,864.47!!Facturación*(Pesos)*

COMPARATIVA*DE*FACTURACION*MEDIA*MENSUAL*SE,*2008*Y*2010*CONTRA*BOMBAS*DE*CALOR*

CONSUMO!MEDIO!EN!2008!

CONSUMO!MEDIO!EN!2010!

CONSUMO!MEDIO!BOMBAS!!DE!CALOR!EN!2010!

52

Utilizando los datos correspondientes a la facturación mensual del sistema de estudio de los meses de Mayo de 2010 a Abril de 2011, se realizó la proyección de facturación mensual de los siguientes 20 años, como sigue:

𝐶!! = 𝐶!!(1+ 𝑟!")! (3.1)

Donde: 𝐶!! = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛  𝑑𝑒𝑙  𝑖 − é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑚𝑒𝑠, 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎  𝑒𝑛  𝑒𝑙  𝑘 − é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  𝑑𝑒  𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜   𝑎ñ𝑜 𝐶!! = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛  𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙  𝑑𝑒𝑙  𝑖 − é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑚𝑒𝑠  (𝑀𝑎𝑦𝑜  2010 − 𝐴𝑏𝑟𝑖𝑙  𝑑𝑒  2011) 𝑟!" = 𝑇𝑎𝑠𝑎  𝑑𝑒  𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜  𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙  𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎  𝑑𝑒  𝑡𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎  𝐻𝑀 Para iniciar la proyección y los subsecuentes análisis se requiere hacer un corte, el cual se convino al 30 de Septiembre de 2011. De esta manera los resultados pueden ser comparables bajo el mismo contexto, calculando el valor presente de las propuestas a esta fecha. Por lo anterior el primer mes proyectado dentro del análisis es Octubre de 2011 y el último Diciembre de 2031, 20 años y 2 meses. En suma para tal fecha, utilizando el sistema de calentamiento actual, se habría pagado una cantidad de $30,694,498.52 por concepto del consumo de energía del sistema de bombas de calor. Dado a que al hablar de dinero que por alguna condición se pagará en un periodo de tiempo, no es lo mismo que hablar de dinero al día de hoy, se realiza el calculo del “Valor Presente” de cada uno de los meses proyectados. Utilizando la tasa de CETEs a 28 días, vigente a la fecha convenida de corte (30 septiembre de 2011). Este tipo de tasa es utilizada dado a que, al ser un instrumento gubernamental se caracteriza por ser seguro y libre de riesgos, ya que el pago de su valor nominal está garantizado por el gobierno federal [3]. El calculo del valor presente se realizó entonces como sigue: Del portal del Banco de México [27] se obtiene el valor nominal de CETEs a la fecha de corte convenida de 4.34% Siendo una tasa a 28 días se transforma a una tasa anual nominal: De la fórmula (2.3) se tiene que:

𝑃 = !"

!!!!"∗!"!"# (3.2)

Ahora, como se cumple que:

𝑉𝑁 = 1+ 𝑖!" 𝑃 , (3.2*)

53

donde 𝑖!" es la tasa real correspondiente a 28 días, entonces:

𝑖!" =

!"!− 1 . (3.3)

De las ecuaciones (3.2) y (3.3) se obtiene:

𝑖!" = 1+ !!"!"

!"#− 1 = !!"!"

!"# . (3.4)

Así, se calcula la tasa diaria:

𝑖! = (1+ 𝑖!")!!" − 1 = 1+ !!"!"

!"#

!!" − 1 (3.5)

y se obtiene la tasa anual:

𝑖!"# = (1+ 𝑖!)!"# − 1 . (3.6)

Por lo tanto, se obtiene la siguiente fórmula para calcular la tasa anual efectiva 𝑖!"# equivalente a la tasa anual nominal, 𝑟!", de CETE 28, como:

𝑖!"# = (1+ !!"!"

!"#)!"# !" − 1 (3.7)

A partir de 𝑖!"# se obtiene la tasa mensual 𝑖 utilizada para el cálculo del Valor Presente de la manera siguiente.

𝑖 = 1+ 𝑖!"#!!" − 1 ∙ 12 (3.8)

La tasa anual calculada obtenida es de 4.44% misma que se utilizó para el calculo del valor presente como se indica en Capitulo 2, sección 2.1.

El Valor Presente del monto total a pagar por concepto de consumo de la energía del sistema actual, dentro de 20 años es de: $18,290,580.21 M.N. De manera gráfica se puede observar el diagrama de flujo de VP del sistema de estudio en la Figura 3.9:

54

Fig. 3.9 Diagrama de Flujo del VP del sistema actual.

En donde cada flecha (hacia abajo), representa una cuenta mensual por pagar proyectada. El VP se localiza en el primer periodo dado a que se considera el monto de dinero con el cual se tendría que tener en el presente para cubrir el total de las cuentas por pagar a Diciembre de 2031.

55

4.1 Toma de decisiones. Para tomar una decisión, se requiere cierto fundamento de conocimiento y experiencia, de lo cual deduce información para delinear un conjunto de alternativas, las cuales serán distintas estrategias para lograr los objetivos del sistema. Para esquematizar las alternativas posibles para la solución del problema planteado en este trabajo se presenta el modelo de proceso de decisión organizacional en forma abstracta, con las premisas o supuestos que pueden derivar de cada alternativa, en base a los datos o información obtenida referente al problema y su sistema [15].

Figura 4.1 Proceso de decisión en forma abstracta

Busq

ueda

de

Alte

rnat

ivas!

1.Mantener el Sistema de Bombas de Calor sin ninguna modificación.!

HIPOTESIS. La facturación de la SE continuará en aunmento a pesar de que

el consumo pueda mantener cierta estabiliad. El calentamiento de agua

mantendra su eficiencia.!

2.Suplir el sistema termico solar por un sistema FV interconectado a la red.!

HIPOTESIS. La facturación de la SE se reducira un poco mas del 33.41%. El calentamiento de agua mantendra su

eficiencia.!

3.Rehabilitar el STS y hacerlo híbrido con las bombas de calor.!

HIPOTESIS. Requerira el mejoramiento total del sistema, represetara bajas en la

facturación de la SE. Mantendra la eficiencia.!

4. Uso de Sistema de Calentamiento base Diesel. HIPOTESIS. Requerira un sistema

eficiente para evitar altos consumos de combustible. !

Capítulo 4. Presentación de Propuestas.

56

4.2 Alternativa Sistema Fotovoltaico (SFV) interconectado a la red Tomando en cuenta el análisis y diagnóstico de sistema actual, así como los factores contextuales relevantes, se considera proponer el uso de la energía solar como fuente de energía eléctrica por medio de paneles fotovoltaicos. Para lo anterior se requirió calcular el consumo máximo diario que podría ser requerido en el sistema con los datos medios diarios por cada mes del año 2010 y 2011 disponibles (Tabla 4.1).

Tabla 4.1 Valores de consumo medio diario

Para calcular el máximo consumo que pudiera ser registrado se procede a realizar un intervalo de confianza al 99% como:

(𝜇 − 3𝜎, 𝜇 + 3𝜎) (4.0)

Donde: 𝜎 − 𝑒𝑠  𝑙𝑎  𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛  𝑒𝑠𝑡á𝑛𝑑𝑎𝑟  𝑑𝑒  𝑙𝑜𝑠  𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠  𝑑𝑒  𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜  𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜,  𝐸𝑛𝑒𝑟𝑜  𝑎  𝐴𝑏𝑟𝑖𝑙  𝑑𝑒  2010  𝑦  2011 Es decir, considerando que el consumo siga una distribución normal los valores que pudieran registrarse se encuentren siempre cubiertos dentro de este rango prácticamente el 100% de los casos (99.966666%). De acuerdo con los cálculos el intervalo (4.0) tiene la forma (-1,699kW , 1699kW)

57

Con lo anterior entonces la alternativa es: Suplir el sistema térmico solar ya en instalado en la techumbre por un sistema solar fotovoltaico interconectado a la red eléctrica, el cual genere energía suficiente para el sistema de calentamiento actual. Reduciendo así los costos de facturación por dicho sistema y a su vez reducir la emisión de GEI, resultante de la generación de ésta energía por la compañía suministradora. Se genera la siguiente HIPÓTESIS: Si el sistema propuesto genera la energía usual consumida más su margen de riesgo, es decir 1,699 kWh, en condiciones de baja insolación (4 horas al día), significaría que prácticamente en el 100% de los casos, cubriría el consumo demandado por el sistema de bombas y además se tendría un excedente de energía generada, útil para el uso de otras cargas de la instalación de la alberca. Este ahorro de energía “extra” significará consecuencialmente ahorro de dinero, mensualmente. Para reforzar lo anterior se realizó un análisis del sistema propuesto. SISTEMA PROPUESTO: Sistema interconectado a la red eléctrica con una potencia solar pico de 412 kWp y una generación de 1,699 kWh por día en condiciones extremas (4 horas de insolación), con paneles fotovoltaicos de 230 W de potencia, acondicionamiento de potencia eléctrica y sistema de comunicación y monitoreo visual con despliegue de datos al público. Dicho sistema, tabulado con un costo de $1,258,694.08 USD, incluye: ingeniería, soportes para los paneles fotovoltaicos, material eléctrico, gabinetes concentradores, instalación y puesta en marcha. Y requeriría un área de instalación de 3900 m2 disponibles en la techumbre de la alberca. Se muestra el resumen del presupuesto en la Figura 4.2

Figura 4.2 Resumen del presupuesto de sistema solar fotovoltaico

63% 16%

7%

4%

10%

Resumen de Presupuesto!

arreglo fotovoltaico

acondicionamiento de potencia

sistema de comunicación

soportes y gabinetes

Material electrico y de instalacion

58

Como fue mencionado el sistema propuesto generaría energía por día de 1,699 kWh lo que significaría anualmente 620.135 MWh/año. Lo anterior representa dejar de emitir al medio ambiente 333 toneladas de CO2 el primer año de instalación aproximadamente y 8,325 toneladas del mismo gas, durante un periodo de 25 años considerándolo como su vida útil garantizada. El SFV interconectado a la red, tiene muy pocas posibilidades de avería especialmente si la instalación se ha realizado correctamente y se realiza un mantenimiento preventivo periódico anual, el cual puede ser realizado prácticamente por cualquier electricista, un sistema de este tipo no tiene partes móviles sometidas a desgaste ni requiere cambio de piezas y lubricación. Este mantenimiento consiste en dos aspectos principalmente:

1. Mantener siempre limpios los módulos FV, concretamente las caras expuestas al sol y procurar que ningún obstáculo haga sombra sobre ella. Las perdidas de eficiencia producidas por este factor pueden llegar a ser de un 5%.

2. Verificar (anualmente), que las conexiones entre paneles y componentes eléctricos del sistema estén bien ajustadas y libres de corrosión. [25]

Por lo tanto se propone la programación de mantenimiento del sistema fotovoltaico una vez al año. ANÁLISIS FINANCIERO Para realizar un análisis financiero se utilizaron los datos históricos diarios de consumo proporcionales al sistema de bombas de calor calculados y se compararon con la generación de energía diaria, su diferencia, representa el ahorro de energía o dicho en otras palabras el excedente de energía requerida por el sistema y disponible para ser utilizada en el resto de la instalación extra a cubrir las necesidades principales. Se identificó el costo que habría tenido esta energía excedente y se proyecto a nivel mensual a futuro durante los próximos 20 años:

𝐸!! = 𝐸!!(1+ 𝑟!")! (4.1)

donde: 𝐸!! = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛  𝑑𝑒  𝑙𝑎  𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎  𝑒𝑥𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒  𝑑𝑒𝑙  𝑖 − é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑚𝑒𝑠  𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜  𝑒𝑛  𝑒𝑙  𝑘

− é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  𝑑𝑒  𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜  (𝑎ñ𝑜)

59

𝐸!! = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛  𝑑𝑒  𝑙𝑎  𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎  𝑒𝑥𝑐𝑒𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒  𝑑𝑒𝑙  𝑖− é𝑠𝑖𝑚𝑜  𝑚𝑒𝑠  𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙  (𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  𝑀𝑎𝑦𝑜  2010  𝑎  𝐴𝑏𝑟𝑖𝑙  2011)

𝑟!" = 𝑇𝑎𝑠𝑎  𝑑𝑒  𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜  𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙  𝑑𝑒  𝑡𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎  𝐻𝑀 La sumatoria de lo que se habría dejado de pagar extra en 20 años, sería un monto de $ 12,329,967.40. Sin embargo es necesario traducirlo al VP para poder hacerlo comparable con el sistema propuesto anterior. Se utilizó la misma mecánica del cálculo del sistema actual existente y se obtuvo el VP al 30 de septiembre de 2011, de: $7,246,907.59 Por otro lado está el ahorro generado al dejar de pagar mensualmente los costos de facturación proyectados por el uso de la energía de la compañía suministradora, los cuales en 20 años a la misma fecha de corte tendrían el VP de: $18,290,580.21 Sin embargo, al ser propuesto un mantenimiento anual, éste también formaría parte de la inversión, se calcula entonces el costo de ello. Considerando el costo del mantenimiento propuesto el cual, por su simpleza se estima en un monto de $7000 (considerando 2 días de trabajo de $3,500 cada uno), con un incremento del 5% anual. El costo de mantenimiento también es proyectado a Diciembre de 2031, obteniendo un costo acumulado de $224,461.68 y un VP de $216,246.20 De esta manera, comparando los costos y los ahorros económicos por el uso del sistema fotovoltaico, se tiene: Costo de inversión de sistema fotovoltaico:

$1,258,694.08 USD Usando el tipo de cambio al 30 de Septiembre de 2011[28], que fue de, $13.77 se obtiene un costo de inversión en pesos mexicanos de: $ 17,332,217.48 Sumando el valor presente del costo del mantenimiento al 31 de diciembre de 2031 obtenemos: $ 17,332,217.48 + $216,246.20 = $ 17,548,463.68

60

Tomando en cuenta únicamente la suma de recibos que dejarían de pagarse en un lapso de 19 años 5 meses, es decir en marzo de 2029, se habría cubierto el monto correspondiente a la inversión. Ver Tabla 4.2

Tabla 4.2 Datos de la recuperación de la inversión Recuperación de la Inversión

$ 17,548,463.68

COSTO DE INVERSION: Sistema Fotovoltaico más el valor presente del mantenimiento de 20

años. $ 17,563,981.64 VALOR PRESENTE de facturación del

sistema actual a marzo de 2029. En el caso de hacer uso de la energía extra producida y utilizarla en otras partes se tiene en la tabla 4.3:

Tabla 4.3 Análisis de costos VALOR PRESENTE ALTERNATIVA BOMBAS DE CALOR

$18,290,580.21 VALOR PRESENTE correspondiente lo que se pagaría en 20 años por concepto de facturación de la energía mensual para el sistema actual.

VALOR PRESENTE ALTERNATIVA SISTEMA FOTOVOLTAICO $17,548,463.68 COSTO DE INVERSION recuperable en 19 años

$7,246,907.59 VALOR PRESENTE de ahorro "extra" en 20 años (utilizando el 100% de energía generada)

$10,301,556.09 COSTO DE PROYECTO 2 en VP recuperable en Marzo de 2021 Entonces, considerando no únicamente el ahorro de la facturación resultante por el consumo de energía eléctrica de las bombas de calor, sino el total del ahorro de energía eléctrica al utilizar toda la capacidad del SFV, es decir restando al costo de inversión el VP del monto de ahorro extra, el sistema total tiene un costo de inversión de $10,301,556.09, recuperable en Marzo de 2021. De manera gráfica se puede observar el diagrama de flujo del valor presente del sistema propuesto en la Figura 4.3

Figura 4.3 Diagrama de Flujo del valor presente de alternativa SFV.

61

Cabe mencionar que la facturación correspondiente a los meses siguientes a la recuperación de la inversión representan ganancias o ahorros al ser dinero que se deja de pagar por concepto de gasto de energía. Con base a lo anterior, mientras mas corto sea el tiempo de recuperación de la inversión de un proyecto, mayores “ahorros” representa, en un periodo de tiempo dado, en este caso 20 años. 4.3 Alternativa, Híbrido, Bombas de Calor, STS Uno de los principales objetivos que tuvo la colocación del techo en “LA ALBERCA” fue, instalar el sistema térmico solar (STS), mismo que funcionó un tiempo y aún sigue en su sitio. Así mismo, en “LA ALBERCA” están instaladas las bombas de calor las cuales han dado buenos resultados para los objetivos de calentamiento de agua. Por lo anterior se considera como alternativa, constituir un sistema híbrido, en el que el STS, nuevamente esté en funcionamiento teniendo como sistema de soporte las bombas de calor (anteriormente de calderas). SISTEMA PROPUESTO: Rehabilitar el Sistema Térmico Solar, de manera que se suplan los 706 colectores instalados por unos nuevos y realizando las reparaciones correspondientes a los componentes que influyen en su funcionamiento ideal, en esta ocasión en vez de utilizar como sistema de soporte las calderas, utilizando las bombas de calor. Como se mencionó en Capítulo 3, Sección 3.1, inciso a, de acuerdo con balance de energía del STS diseñado por la empresa proveedora (Véase Anexo 4), dicho sistema tiene una capacidad de aprovechamiento de 9,899,535 kcal. Utilizando la equivalencia:

1kcal = 0.001163 kWh Se obtiene que 11,514 kWh, es la capacidad de dicho sistema y por lo tanto el ahorro al consumo de energía eléctrica, que podría representar al sistema actual (bombas de calor). De la información previamente obtenida sobre el consumo de energía eléctrica correspondiente a las bombas de calor, se obtuvo el porcentaje correspondiente a la generación de energía del STS, como se muestra en la Tabla 4.4.

62

Tabla 4.4 Porcentaje correspondiente a la capacidad del STS. PORCENTAJE  DE  AHORRO  STS  

MES   Consumo  del  sistema  Actual  en  Kwh  

Porcentaje  de  capacidad  de  STS  

Mayo  de  2010    32,398.71      35.54  %    Junio  de  2010    31,603.95      36.43  %    Julio  de  2010    34,464.67      33.41  %    

Agosto  de  2010    36,344.06      31.68  %    Septiembre  de  2010    29,456.41      39.09  %    

Octubre  de  2010    30,492.90      37.76  %    Noviembre  de  2010    27,517.17      41.84  %    Diciembre  de  2010    33,201.15      34.68  %    

Enero  de  2011    39,286.36      29.31  %    Febrero  de  2011    35,575.05      32.36  %    Marzo  de  2011    38,818.27      29.66  %    Abril  de  2011    34,438.26      33.43  %    

Con la mecánica de proyección de facturación mensual durante los próximos 20 años utilizada en el Capítulo 3, Sección 3.2, inciso d, se realizó la proyección de los montos mensuales de facturación del sistema propuesto, es decir la facturación de las bombas de calor menos el porcentaje de ahorro mensual que representaría el STS. De lo anterior se obtiene que para Diciembre de 2031, se habría pagado por concepto de consumo de energía eléctrica la cantidad de $20,131,831.89 pesos mexicanos. Análogamente, cómo en el Capítulo 3, Sección 3.2, inciso d se obtuvo el VP de esta cantidad. Para obtener el costo del sistema total se tiene que considerar el monto de inversión que correspondería a la rehabilitación del STS. Dado a la falta de datos se realizó una estimación parcial del monto de inversión correspondiente únicamente al costo de los 706 colectores nuevos, sin considerar las reparaciones técnicas y ajustes a los componentes del STS. Dicha estimación corresponde a $1,506,851.10 pesos mexicanos. De esta manera se obtuvo el costo del sistema de $13,506,584.78 pesos mexicanos. En la Figura 4.4 se presenta el diagrama de flujo para el VP calculado.

63

Figura 4.4 Diagrama de Flujo Alternativa Sistema Híbrido

Cabe mencionar, que este sistema requeriría mantenimientos, cuyos montos no están estimados en éstos cálculos. 4.4 Alternativa, Calderas base Diesel

Debido a que el tiempo en que estuvo en funcionamiento el STS, no hubo mediciones precisas sobre su eficiencia y la eficiencia del sistema de soporte (Calderas) en su desempeño como sistema total, se procede a realizar un balance de energía mediante la información obtenida de las mediciones realizadas al sistema de calentamiento actual en kWh

1 litro de diesel es equivalente a 9.79 kWh Con lo que se obtienen datos teóricos de la facturación mensual del consumo de Diesel de los años 2010 y 2011, mediante la conversión de éstos datos en kWh con lo que si se cuenta, lo que se resume en la Tabla 4.4

Tabla 4.4 Consumo y Facturación teóricos de Diesel.

Consumo'en'Kwh Consumo'en'Lt'Diesel Precio/litro'Diesel Facturación'TeóricaEnero'de'2010 33,352.17'''''''''''''' 3,406.76''''''''''''''''''''' 8.24$''''''''''''''''''''' 28,071.69$''''''''''''''''Febrero'de'2010 36,384.19'''''''''''''' 3,716.46''''''''''''''''''''' 8.32$''''''''''''''''''''' 30,920.98$''''''''''''''''Marzo'de'2010 40,195.80'''''''''''''' 4,105.80''''''''''''''''''''' 8.40$''''''''''''''''''''' 34,488.73$''''''''''''''''Abril'de'2010 38,746.38'''''''''''''' 3,957.75''''''''''''''''''''' 8.48$''''''''''''''''''''' 33,561.73$''''''''''''''''Mayo'de'2010 32,398.71'''''''''''''' 3,309.37''''''''''''''''''''' 8.56$''''''''''''''''''''' 28,328.19$''''''''''''''''Junio'de'2010 31,603.95'''''''''''''' 3,228.19''''''''''''''''''''' 8.64$''''''''''''''''''''' 27,891.54$''''''''''''''''Julio'de'2010 34,464.67'''''''''''''' 3,520.40''''''''''''''''''''' 8.72$''''''''''''''''''''' 30,697.85$''''''''''''''''Agostode'2010 36,344.06'''''''''''''' 3,712.37''''''''''''''''''''' 8.80$''''''''''''''''''''' 32,668.82$''''''''''''''''Septiembre'de'2010 29,456.41'''''''''''''' 3,008.83''''''''''''''''''''' 8.88$''''''''''''''''''''' 26,718.38$''''''''''''''''Octubre'de'2010 30,492.90'''''''''''''' 3,114.70''''''''''''''''''''' 8.96$''''''''''''''''''''' 27,907.70$''''''''''''''''Noviembre'de'2010 27,517.17'''''''''''''' 2,810.74''''''''''''''''''''' 9.04$''''''''''''''''''''' 25,409.11$''''''''''''''''Diciembre'de'2010 33,201.15'''''''''''''' 3,391.33''''''''''''''''''''' 9.12$''''''''''''''''''''' 30,928.96$''''''''''''''''Enero'de'2011 39,286.36'''''''''''''' 4,012.91''''''''''''''''''''' 9.20$''''''''''''''''''''' 36,918.75$''''''''''''''''Febrero'de'2011 35,575.05'''''''''''''' 3,633.82''''''''''''''''''''' 9.28$''''''''''''''''''''' 33,721.81$''''''''''''''''Marzo'de'2011 38,818.27'''''''''''''' 3,965.09''''''''''''''''''''' 9.36$''''''''''''''''''''' 37,113.28$''''''''''''''''Abril'de'2011 34,438.26'''''''''''''' 3,517.70''''''''''''''''''''' 9.44$''''''''''''''''''''' 33,207.06$''''''''''''''''

CONSUMO'y'FACTURACION'TEÓRICOS'DE'DIESELMES/AÑO

64

De lo anterior se obtienen montos de facturación por debajo de los montos de facturación del uso de las bombas de calor. Misma información que podría considerarse como válida únicamente si la eficiencia de las bombas de calor y de las calderas instaladas en la alberca fueran iguales. Se informó por los operadores de la alberca, que: • Previo al año 2005, es decir cuando el único sistema de calentamiento de agua

utilizado eran las calderas, se surtían a "LA ALBERCA" 10,000 litros de Diesel cada mes, los cuales resultaban insuficientes para mantener la temperatura del agua tanto de alberca como fosa a una temperatura constante de 27º y 26º respectivamente durante el mes completo, pero si, lograban el objetivo por un periodo de aproximadamente entre 20 y 24 días.

• Posterior a la instalación del sistema térmico solar y puesto en marcha en 2005,

la cantidad de diesel surtida resultaba suficiente no solo para un mes completo, sino para un poco más. Aproximadamente ésta cantidad de Diesel era suficiente para 45 días y en ocasiones 2 meses, por lo que se podía decir que el consumo se había reducido en un aproximado del 50%.

De los cálculos teóricos tenemos que: • La equivalencia de energía eléctrica requerida para mantener el agua a una

temperatura constante de 27º con las bombas de calor, en Diesel representaría (considerando una banda de confianza al 99.96%) un máximo de 5.379.88 litros de diesel mensual (considerando un margen de error con un intervalo de confianza de 3 sigma). Lo anterior, también considerando que la eficiencia de las calderas (o el sistema que utilice el diesel) tuviese la misma eficiencia que tienen las bombas de calor. • Se supone la diferencia de eficiencias como la responsable de la disparidad en

la información dado a que la cantidad de diesel surtida a "LA ALBERCA" de 10,000 litros, habría sido suficiente para mantener el sistema en funcionamiento. Es decir las calderas existentes actuales tienen una eficiencia cercana al 50% de la eficiencia de las bombas de calor.

• Habiéndonos indicado que con el uso de un sistema térmico solar el consumo se

redujo en un 50% se pueden utilizar los datos obtenidos para calcular cuanto costaría al día de hoy reactivar el sistema térmico solar que representa el ahorro del consumo que se observo en las calderas actuales. Por lo que se proyectaron los datos obtenidos de facturación teórica de diesel durante el 2010 y 2011, para los próximos 20 años, utilizando la fórmula 3.1, donde:

65

𝑟!" = 𝑇𝑎𝑠𝑎  𝑑𝑒  𝑐𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜  𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙  𝑑𝑒  𝑡𝑎𝑟𝑖𝑓𝑎  𝑝𝑜𝑟  𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜  𝑑𝑒  𝑑𝑖𝑒𝑠𝑒𝑙.

La cual es de 0.146643333 (Véase Capitulo 1, sección 1.4.3). Para financiar este consumo de diesel durante los próximos 20 años, de un sistema de calefacción a base diesel con la misma eficiencia que las bombas de calor, al día de hoy se requeriría contar con la suma de $22,898,746.12 aproximadamente. Estos números podrían ser considerados de manera tentativa realizando la reactivación del sistema térmico solar actual, sin modificar el sistema de soporte (calderas actuales) y con el mismo uso que se registro en sus años de operación. Lo anterior sin contar el costo de la reparación o reinstalación del sistema térmico solar. En la Figura 4.5 se muestra el diagrama tiempo valor de esta alternativa.

Figura 4.5 Diagrama tiempo valor Diesel

De acuerdo con los cálculos realizados se obtiene que para julio de 2028, el monto en VP correspondiente a la facturación de Diesel sería cubierto. 4.5 Otras Alternativas

1. Realizar el Diseño de un sistema térmico solar totalmente nuevo con una mayor capacidad de energía y considerando todas las variables que puedan influir en su desempeño, para el volumen total de la alberca y fosa. Adicional a esto considerar como sistema de soporte, nuevas calderas con alto rendimiento o un grupo de bombas de calor. Realizar las simulaciones correspondientes y análisis para verificar su rentabilidad. Buscar un mejor destino par las bombas de calor restantes.

2. Profundizar en el estudio de la capacidad de energía solar disponible en el área, así como las variables climatológicas que se presentan específicamente en torno a “LA ALBERCA” y así analizar cuáles de los

66

recursos y sistemas disponibles en la instalación pueden ser utilizados para diseñar un sistema híbrido eficiente.

Independientemente a cual alternativa resultase mayormente rentable se sugiere tomar en cuenta las siguientes recomendaciones.

1. Establecer médulas de medición y control de energía en los diferentes puntos de carga de la instalación.

2. Programar el uso eficiente de energía. 3. Implementar estrategias que reduzcan las perdidas de calor del agua,

posterior a la realización de un análisis particular de este sistema. 4. Implementar programas de uso eficiente de energía y mantenimiento es

decir generar una cultura de concientización en la comunidad general.

4.6 Concentración de Resultados

El resumen los resultados de las alternativas analizadas se presentan en la Tabla 4.5

Tabla 4.5 Resumen de Resultados.

Descripción*de*AlternativaMANTENER*EL*SISTEMA*DE*BOMBAS*DE*CALOR*SIN*

MODIFICACION

SUPLIR*EL*STS*EN*DESUSO*POR*UN*SFV*INTERCONECTADO*A*LA*

REDHíbrido*BOMBAS*DE*CALORDSTS** DIESEL

Costo*de*Inversión Ninguno $*17,332,217.48 $*1,506,851.10 No*estimado

VP*del*monto*requerido*para*financiar*20*años*de*funcionamiento $*18,290,580.21 Ninguno $*11,999,733.68 $*22,898,746.12

Gastos*Adicionales*en*VP Ninguno $*216,246.20 Mantenimientos*No*estimados Mantenimientos*No*estimados

Ganancias*consideradas*en*20*años*de*funcionamiento Ninguna $*7,246,907.59 Ninguna Ninguna

Costo*del*sistema $*18,290,580.21 $*17,548,463.68 $*13,506,584.78 $*22,898,746.12

Costo*del*sistema*menos*ganancias*Extra $*10,301,556.09

Recuperación*de*la*Inversión Sin*recuperacion. En*Oct*de*2025*(14*años)*y*En*Marzo*de*2021*(10*años) Parcial*en*Mayo*de*2023*(12*años) Parcial*en*Julio*de*2028*(17*

años)

**costo*de*inversion*parcial

67

1. Tomar en cuenta el medio y las interacciones que hay entre él y un sistema

perteneciente a él, resulta la mejor practica para garantizar un funcionamiento en sinergia del sistema y su medio así como su prevalencia.

2. El sistema de calentamiento actual resulta eficiente de manera técnica; sin embargo, tiene una baja rentabilidad en su consideración como sistema total, al tener altos costos fijos que irán en aumento y utilizar una fuente de energía no renovable (como se muestra en el capítulo 3.1).

3. La eficiencia total de un sistema se ve afectado por la de sus componentes y la forma en que este es distribuido. En el caso de la alternativa de reparación del sistema térmico solar la eficiencia del sistema de soporte en realidad afecta de forma drástica al sistema y repararlo sin reparar este soporte llevara a los mismos resultados.

4. Las distintas fuentes de energía convencionales siempre mostrarán siempre incrementos de los costos a lo largo del tiempo. En el caso de Diesel éste muestra una tasa de crecimiento 3 veces mayor a la tarifa HM de energía eléctrica. Por otro lado, las fuentes de energía renovable muestran ahorros y en algunos casos ganancias.

5. Debido a que los proyectos de energía convencionales, representan gastos perpetuos (cuyos costos se elevan con el tiempo) y a su vez, los proyectos de energía renovable representan solamente una inversión inicial (sin tomar en cuenta los mantenimientos, de bajo costo), en un lapso de tiempo se puede hablar de la recuperación total de la inversión.

6. La realización de mantenimientos oportunos, se traduce en mejor servicio, mayor vida útil y sobre todo, la protección de la economía, manteniendo la eficiencia de un sistema por más tiempo.

7. Del contexto del problema, los análisis y la propuesta una nueva línea de tiempo nos muestra, que mientras nacionalmente se han generado importantes programas para fomentar el uso de energías alternas y además se ha establecido un compromiso nacional con ello, se está utilizando en el caso de estudio un sistema no acorde con este contexto, por otro lado, tiende a elevar sus costos con el tiempo. Por el lado contrario, confiar en la implantación de alguna propuesta sustentable garantiza una reducción de costos progresiva, que incluso podría ser mayor a la proyectada, debido a la

Conclusiones.

68

influencia del sistema total en que el desarrollo del tipo de tecnologías propuestas tiene un panorama favorable Figura C.1.

Figura C.1 Contexto temporal

8. Los sistemas de medición y control de un sistema de uso de energía de cualquier tipo, son indispensables para poder determinar el uso eficiente de la energía.

9. El IPN al ser una casa de estudios en su mayoría tecnológicos, podría tener un impacto bastante favorable en el uso de sistemas de uso de energía alterna, inicialmente a nivel interno y posteriormente al medio, obteniendo: a) Ahorros y ganancias económicas en determinado periodo de tiempo, en

el caso particular de la alternativa 2. b) Fortalecer la formación de recursos humanos al integrar alumnos e

investigadores de las áreas afines de ESIME, ESCOM, UPIITA por mencionar algunos.

c) Promover una cultura de aprovechamiento de energía en el Instituto y su medio.

d) Generar un impacto ecológico positivo.

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ANEXOS

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1. Glosario de Términos A ANÁLISIS: m. Distinción y separación de las partes de un todo hasta llegar a conocer sus principios, elementos, etc.:el análisis es la segunda regla del método cartesiano. Estudio minucioso de una obra, de un escrito o de cualquier otro objeto de estudio intelectual. AMORTIZACION: La amortización es un término económico y contable, referido al proceso de distribución en el tiempo de un valor duradero. Adicionalmente se utiliza como sinónimo de depreciación en cualquiera de sus métodos. Amortizar es el proceso financiero mediante el cual se extingue, gradualmente, una deuda por medio de pagos periódicos, que pueden ser iguales o diferentes. En las amortizaciones de una deuda, cada pago o cuota que se entrega sirve para pagar los intereses y reducir el importe de la deuda. C CONSUMO (Energía Activa): La energía real eléctrica medida en kilovatios horas (KWh) por el medidor vatio por hora, independientemente del factor de potencia. D DIAGNOSTICO: Un diagnóstico es aquello perteneciente o relativo a la diagnosis. Este término, a su vez, hace referencia a la acción y efecto de diagnosticar (recoger y analizar datos para evaluar la naturaleza de problemas de diverso orden). F FACTURACION DE CONSUMO: Cantidad total de energía consumida durante un periodo predeterminado de tiempo (generalmente 28 a 33 días). H HIPOTESIS: Una hipótesis es una proposición aceptable que ha sido formulada a través de la recolección de información y datos, aunque no esté confirmada, sirve para responder de forma tentativa a un problema con base científica. Una hipótesis puede usarse como una propuesta provisional que no se pretende demostrar estrictamente, o puede ser una predicción que debe ser verificada por el método científico.

71

I INTERVALO DE DEMANDA (Periodo de Integración): El periodo de tiempo durante el cual la energía es hecha promedios. Los intervalos de demanda típicos son de 15, 30 y 60 minutos. P POTENCIA (Activa): La potencia activa, es la que representa la capacidad de un circuito para poder realizar un proceso de transformación de la energía eléctrica en trabajo.Los dispositivos electrónicos transforman la electricidad en otras formas de energía como ser mecánica, química, térmica, lumínica, etc. Dicha potencia es, por lo tanto, la que realmente es consumida por los circuitos. Cuando se habla de demanda eléctrica, es esta potencia la que se utiliza para determinar dicha demanda.La potencia activa suele designarse con la letra P y se mide en vatios (W). S SISTEMA: Reunión o conjunto de elementos relacionados. Los cuales pueden ser conceptos, objetos o sujetos o comprender dos o las tres clases de elementos. T TARIFA ELÉCTRICA: Cargo monetario asignado al tipo de uso de energía eléctrica. TASA: Determinación del valor o precio de algo: de interés por el préstamo de dinero. V VALOR PRESENTE, O ACTUAL: El valor actual o presente de una suma, que vence en fecha futura, es aquel capital que, a una tasa dada y en el periodo comprendido hasta la fecha de vencimiento, alcanzará un monto igual a la suma debida.

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2. Índice de Imágenes Figura Figura 1.1 Corte Longitudinal, alberca y fosa de clavados ……………………. Figura 1.2 Vista Satelital de la alberca y fosa de clavados …………………… Figura 1.3 Ubicación de los sistemas de calefacción …………………………. Figura 1.4 Histórico de cargos 1 …………………………………………………. Figura 1.5 Histórico de cargos 2 …………………………………………………. Figura 1.6 Precio Histórico por Litro de Diesel…………………………………. Figura 1.7 Proyecciones basadas en la Agencia Internacional de Energía…. Figura 1.8 Paneles Fotovoltaicos en Walmart Aguascalientes ………………. Figura 1.9 Planta fotovoltaica de Chrysler ……………………………………… Figura 1.10 Desarrollo UAM Iztapalapa. Distrito Federal ……………………. Figura 1.11 Desarrollo UAM Iztapalapa, Vista satelital ……………………….. Figura 1.12 Un sistema y su medio ……………………………………………… Figura 1.13 Modelo mental e interrelaciones de un sistema de calentamiento de agua ………………………………………………………..... Figura 1.14 Sistema de Calentamiento de Agua con bombas de Calor. ……. Figura 1.15 Contexto temporal de cambio en el ambiente…………………….. Figura 1.16 Método de obtención de resultados………………………………... Figura 2.1 Diagrama de tiempo-valor………..…………………………………… Figura 2.2 Diagrama de un SFV Autónomo…………………………………….. Figura 2.3 Diagrama de un SFV Interconectado a la Red…………………….. Figura 2.4 Esquema de STS para piscina………………………………………. Figura 3.1 Colocación del analizador de redes…..……………………………... Figura 3.2 Potencia registrada en la alberca…..………………………………... Figura 3.3 Potencia registrada en la fosa……….……………………………… Figura 3.4. Consumo de energía acumulada durante los días de medición en la alberca………………………………………………………………………… Figura 3.5 Consumo de energía acumulada durante los días de medición en la fosa……………………………………………………………………………...… Figura 3.6 Consumo anual desde febrero de 2008 a abril de 2011 ………….. Figura 3.7 Facturación anual desde febrero de 2008 a abril de 2011 ……….. Figura 3.8 Comparativa y referencia de consumos medios mensuales. ……. Figura 3.9 Diagrama de Flujo del valor presente del sistema actual…………. Figura 4,1 Toma de decisiones………………………………….……………….. Figura 4.2 Resumen del presupuesto de sistema solar fotovoltaico…………. Figura 4.3 Diagrama de Flujo del valor presente de alternativa SFV..………. Figura 4.4 Diagrama tiempo valor alternativa, Sistema Hibrido………………. Figura 4.4 Diagrama tiempo valor alternativa, reparación STS………………. Figura C.1 Contexto temporal……………………………………………………..

Pp 11 12 14 17 17 18 20 23 24 24 25 27 29 30 31 31 34 36 37 40 43 45 46 47 48 49 50 51 54 55 57 60 62 65 67

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3. Nomenclatura ANES: Asociación Nacional de Energía Solar. CETES: Certificados de la Federación. CFE: Comisión Federal de Electricidad CONAE: Comisión Nacional para el Ahorro de Energía GEI: Gases de Efecto Invernadero GTZ: Gesellschaft für TEchnishe Zusammenarbeit (Cooperación Técnica Alemana) IPN: Instituto Politécnico Nacional SE: Subestación SEMARNAT: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. SENER: Secretaria de Energía. SFV: Sistema Fotovoltaico STS: Sistema Térmico Solar.

4. Documentos de Interés

LICITACIÓN PÚBLICA NO.11390001-038-04PROPUESTA TECNICA:13.3 DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO SOLAR: *HOJA 2.- ANALISIS DE PARAMETROS DE INSOLACION DEL LUGAR PARA OBTENER LA CANTIDAD DE ENERGIA SOLAR DISPONIBLE Y DE CONDICIONES CLIMATOLOGICAS PARA DAR LA TEMPERATURA PROMEDIO MENSUAL EN LAS ALBERCAS (TABLAS Y CURVAS RESPECTIVAS).ALBERCAS UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS" ZACATENCO

INCREMENTO DE TEMPERATURA SOLICITADO: MEMORIA DESCRIPTIVA:VERANO 3 °C INVIERNO 2 °C BALANCE DE ENERGÍA

VOLUMEN TOTAL m3 3,960 masa kg 3,959,814 INCREMENTO DE TEMPERATURA SOLICITADO: Q=m Cp dTPROMEDIO ANUAL densidad 1 kg/lt

2.5 Cp 1 Kcal/m3 °CCALOR (Q) 9,899,535 Kcal necesario PARA EL TOTAL DE VOLUMEN DE LA ALBERCA Y LA FOSA.

ALBERCA OLÍMPICA FOSA DE CLAVADOS

LARGO 50.10 LARGO 30.00ANCHO 20.10 ANCHO 20.00PROFUNDIDAD 1.40 PROFUNDIDAD 4.25AREA 1,007 m2 AREA 600 m2VOLUMEN 1,410 m3 VOLUMEN 2,550 m3

Parámetros climatológicos:Mes Radiación (1) Tmáx (2) Tmed. (2) hrs. de RADIACION Area teórica .=CALOR / RADIACION SIN NUBES

kcal/m2d °C °C Sol (3) sin nubes (1) necesaria PARA EL TOTAL DE VOLUMEN DE LA ALBERCA Y LA FOSA.Enero 3,939 22.80 15.00 5.70 4,567 2,168 Febrero 4,558 24.30 16.40 5.83 5,246 1,887 Marzo 5,298 26.90 18.80 5.94 5,968 1,659 Abril 5,599 27.80 20.10 5.73 6,441 1,537 Mayo 5,435 27.60 20.50 5.19 6,562 1,509 Junio 4,618 25.80 20.10 4.69 6,450 1,535 Julio 4,618 24.40 19.00 4.26 6,398 1,547 Agosto 4,696 24.60 19.10 4.36 6,269 1,579 Septiem. 4,309 24.10 18.80 4.03 5,900 1,678 Oct. 4,360 23.90 17.80 4.77 5,340 1,854 Noviemb. 3,999 23.50 16.30 5.20 4,678 2,116 Diciemb. 3,724 22.80 15.50 5.24 4,334 2,284 MEDIA 4,596 24.88 18.12 5.08 5,679 1,779

(1)RADIACION EN SUPERFICIES HORIZONTALES http://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/sse.cgi NASA Surface meteorology and Solar Energy corroborado en Radiación Solar Global en la República Mexicana mediante datos #¡REF!(2) SMN estación 9021 Egipto 7, Azcapotzalco lat.19-28, long 99-11 normales climatológicas página en internet: smn.sna.gob.mx(3) SMN estación aeropuerto lat 19-26, long 99-05, (80% del total/dias del mes)

2.3.3 SISTEMA DE COLECTORES SOLARESa) DEBERA GARANTIZAR EN UN DIA UN INCREMENTO DE TEMPERATURA MINIMO DE 2º C EN INVIERNO O 3º C EN VERANO EN CONDICIONES NORMALES DE ASOLEAMIENTO DURANTE UNA JORNADA DE 9:00 A 18:00 HORAS; ESTA CONDICION SERA LA BASE PARA VERIFICAR LA EFICIENCIA DEL SISTEMA ASI COMO PARA LLEVAR A CABO LA PRUEBA PARA RECEPCIONAR EL MISMO.b) DEBERA LLEGAR A UNA TEMPERATURA DE 27º C A 28º C Y MANTENERLA EN ESTE RANGO CON EL CONTROL DE TEMPERATURA ESPECIFICO PARA ESTE TIPO DE SISTEMAS.

74

5. Tablas

Tabla 1. Cuotas aplicables tarifa HM zona central, 2008 -2011

75

Tabla 2. Histórico de Precios de Diesel 2008-2011

AÑO MES PRECIO+LITRO+EN+PESOS

ene108 5.95feb108 5.97mar108 5.99abr108 6.02may108 6.05jun108 6.10jul108 6.18ago108 6.48sep108 6.68oct108 6.88nov108 7.08dic108 7.33ene109 7.58feb109 7.63mar109 7.68abr109 7.73may109 7.78jun109 7.83jul109 7.88ago109 7.93sep109 7.98oct109 8.03nov109 8.08dic109 8.16ene110 8.24feb110 8.32mar110 8.4abr110 8.48may110 8.56jun110 8.64jul110 8.72ago110 8.8sep110 8.88oct110 8.96nov110 9.04dic110 9.12ene111 9.2feb111 9.28mar111 9.36abr111 9.44may111 9.52jun111 9.6jul111 9.68ago111 9.76sep111 9.84oct111 9.92

2008

2009

2010

2011

PRECIOS+APLICABLES+A+LITRO+DE+DIESEL+EN+MEXICO

76

Tabla 3. Potencia Medida para la Alberca

!HORA Lunes!15 Martes!16 Mierc!17 Jueves!18 Viernes!19 Sabado!20 Domingo21 Lunes!220 42.50 42.74 43.10 42.50 42.79 0 34.92

0.5 42.43 42.53 43.11 42.58 42.69 0 34.861 42.53 42.74 43.08 42.53 42.76 0 34.90

1.5 42.40 42.70 43.12 42.46 42.80 0 34.962 42.54 42.74 43.18 42.36 42.87 0 34.93

2.5 42.49 42.15 43.18 42.44 42.94 0 35.003 42.51 42.21 43.07 42.42 42.93 0 34.99

3.5 42.52 42.27 42.99 42.27 42.97 0 35.084 42.50 42.05 43.01 42.28 42.93 0 35.04

4.5 42.37 42.13 43.02 42.32 42.70 0 35.015 42.49 42.10 43.06 42.29 42.76 0 35.04

5.5 42.47 42.18 43.11 42.25 42.83 0 34.996 42.44 41.99 42.87 42.26 42.70 0 34.94

6.5 42.51 42.28 43.00 42.20 42.65 0 34.977 42.24 42.16 42.80 42.13 42.59 0 35.01

7.5 42.29 42.21 42.78 42.05 41.72 0 35.198 42.30 42.21 42.84 42.17 42.15 0 35.16

8.5 42.36 41.25 42.38 42.27 42.57 27.10 35.069 42.33 42.27 42.49 42.30 42.50 82.78 34.84

9.5 41.07 42.65 42.84 42.17 0 83.75 35.1610 42.21 42.83 12.72 42.21 0 83.28 35.18

10.5 42.29 42.73 42.41 42.34 0 83.64 35.1811 42.11 42.88 42.45 24.47 0 84.29 35.20

11.5 41.89 43.01 0 42.65 0 83.69 35.1912 42 42.97 0 42.50 0 84.35 35.18

12.5 42 4.55 0 42.75 0 83.47 35.1513 0 4.56 0 42.57 0 84.79 35.23

13.5 0 4.57 0 42.48 0 85.14 35.0914 0 4.57 0 42.57 0 84.55 35.34

14.5 0 4.56 0 42.47 0 85.05 35.2415 0 4.58 0 42.80 0 85.90

15.5 0 4.56 0 42.98 0 34.8816 0 4.59 0 43.01 28.52 34.82

16.5 4.55 0 4.57 0 42.84 0 34.8817 4.55 0 4.56 0 42.96 0 34.86

17.5 4.54 0 4.56 0 42.97 0 35.0218 4.54 0 4.57 0 43.18 0 34.98

18.5 4.52 0 42.90 0 42.95 0 34.9419 4.55 0 42.87 0 43.16 0 34.94

19.5 0.57 0 42.85 0 42.85 0 34.8820 42.81 42.38 42.91 42.46 43.12 0 34.87

20.5 42.82 42.23 42.89 42.45 43.01 0 34.8621 42.67 42.44 42.97 42.42 43.13 0 34.80

21.5 42.57 42.50 42.98 42.34 43.19 0 34.7822 42.78 42.62 43.03 42.30 43.21 0 34.88

22.5 42.51 42.56 42.85 42.27 43.12 0 34.9023 42.61 42.39 42.96 42.29 43.10 0 34.85

23.5 42.63 42.87 42.94 42.48 43.13 0 34.95

POTENCIA!EN!Kw

77

Tabla 4. Potencia Medida para la Fosa

HORA Mierc*10 Jueves*11 Viernes*12 Sabado*13 Domingo*14 Lunes*15 Martes*16 Miercoles*170 35.48 35.10 39.66 0 0 34.61 39.36

0.5 35.46 35.14 39.60 0 0 34.54 39.291 35.49 35.15 39.63 0 0 34.65 39.40

1.5 35.47 35.07 39.68 0 0 34.52 39.372 35.44 35.09 39.68 0 0 34.67 39.29

2.5 35.55 35.29 39.57 0 0 34.62 38.713 35.47 35.23 39.58 0 0 34.59 38.74

3.5 35.34 35.14 39.50 0 0 34.58 38.844 35.36 35.05 39.53 0 0 34.51 38.74

4.5 35.42 35.06 39.40 0 0 34.49 38.725 35.44 35.04 39.46 0 0 34.56 38.61

5.5 35.37 35.08 39.30 0 0 34.52 38.716 35.34 35.17 39.27 0 0 34.53 38.77

6.5 35.37 35.46 39.65 0 0 34.56 38.857 35.26 35.16 39.63 0 0 34.45 38.80

7.5 35.16 35.11 39.80 0 0 34.38 38.708 35.10 35.13 39.69 0 0 34.36 38.72

8.5 35.15 35.18 39.76 0 0 34.45 38.859 35.19 35.26 40.00 0 0 34.38 39.00

9.5 35.32 35.36 39.79 0 0 34.32 39.2710 35.39 35.57 37.76 0 0 34.38 39.36

10.5 35.41 35.54 0 0 0 34.46 39.4011 35.50 35.54 0 0 0 34.35 39.29

11.5 35.46 35.84 0 0 0 34.33 39.5412 0 0 0 0 0 34.43 39.52

12.5 0 0 0 0 0 16.67 013 0 0 0 0 0 0 0

13.5 0 0 0 0 0 0 014 0 0 0 0 0 0

14.5 0 0 0 0 0 015 0 0 0 0 0 0

15.5 0 0 0 0 0 016 0 0 0 0 0 0

16.5 0 0 0 0 0 0 017 0 0 0 0 0 0 0

17.5 0 0 0 0 0 0 018 0 0 0 0 0 0 0

18.5 0 0 0 0 0 0 019 35.68 0 40.11 0 0 0 0

19.5 35.54 0 40.02 0 0 0 020 35.46 35.69 40.00 0 0 34.96 39.09

20.5 35.52 35.64 39.92 0 0 34.99 38.9221 35.62 35.67 39.93 0 0 34.88 39.08

21.5 35.52 35.80 39.95 0 0 34.78 39.1222 35.55 35.67 39.64 0 0 34.80 39.30

22.5 35.48 35.25 39.59 0 0 34.65 39.1923 35.47 35.21 39.41 0 0 34.66 39.04

23.5 35.48 35.22 39.32 0 0 34.70 39.53

POTENCIA*EN*Kw

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Tabla 5. Consumo medido para la Alberca.

Hora Lunes15 Martes16 Miércoles317 Jueves318 Viernes319 Sábado320 Domingo321 Lunes3220 203.01 918.02 1,707.97 2,371.08 3,390.06 3,804.60 4,667.25

0.5 224.25 939.34 1,729.52 2,392.32 3,411.42 3,804.60 4,684.681 245.50 960.70 1,751.08 2,413.60 3,432.79 3,804.60 4,702.14

1.5 266.71 982.06 1,772.64 2,434.87 3,454.18 3,804.60 4,719.622 287.95 1,003.42 1,794.22 2,456.08 3,475.58 3,804.60 4,737.09

2.5 309.18 1,024.59 1,815.80 2,477.29 3,497.03 3,804.60 4,754.573 330.45 1,045.68 1,837.37 2,498.46 3,518.50 3,804.60 4,772.05

3.5 351.71 1,066.77 1,858.88 2,519.61 3,539.98 3,804.60 4,789.574 372.97 1,087.83 1,880.40 2,540.77 3,561.45 3,804.60 4,807.09

4.5 394.17 1,108.91 1,901.91 2,561.94 3,582.85 3,804.60 4,824.615 415.41 1,129.97 1,923.45 2,583.08 3,604.25 3,804.60 4,842.12

5.5 436.66 1,151.01 1,944.99 2,604.22 3,625.65 3,804.60 4,859.636 457.87 1,172.04 1,966.47 2,625.35 3,647.03 3,804.60 4,877.13

6.5 479.12 1,193.19 1,987.95 2,646.49 3,668.35 3,804.60 4,894.617 500.33 1,214.31 2,009.40 2,667.57 3,689.64 3,804.60 4,912.16

7.5 521.53 1,235.41 2,030.79 2,688.62 3,710.75 3,804.60 4,929.738 542.71 1,256.50 2,052.19 2,709.69 3,731.76 3,804.60 4,947.32

8.5 563.85 1,274.14 2,073.46 2,730.59 3,752.95 3,812.01 4,964.889 585.05 1,295.23 2,094.70 2,751.76 3,774.23 3,846.15 4,982.17

9.5 605.98 1,316.45 2,116.11 2,772.88 3,791.85 3,887.58 4,999.7210 626.91 1,337.82 2,133.83 2,794.01 3,791.85 3,929.06 5,017.30

10.5 648.05 1,359.21 2,155.06 2,815.11 3,791.85 3,970.68 5,034.9011 669.13 1,380.62 2,176.29 2,834.78 3,791.85 4,012.49 5,052.51

11.5 690.17 1,402.09 2,182.75 2,853.88 3,791.85 4,054.46 5,070.1112 711.20 1,423.56 2,182.75 2,875.20 3,791.85 4,096.65 5,087.68

12.5 732.30 1,430.10 2,182.75 2,896.53 3,791.85 4,138.74 5,105.2713 732.43 1,432.38 2,182.75 2,917.85 3,791.85 4,181.02 5,122.89

13.5 732.43 1,434.66 2,182.75 2,939.12 3,791.85 4,223.50 5,140.4614 732.43 1,436.94 2,182.75 2,960.35 3,791.85 4,265.86 5,158.06

14.5 732.43 1,439.22 2,182.75 2,981.66 3,791.85 4,308.49 5,175.7115 732.43 1,441.51 2,182.75 3,003.00 3,791.85 4,351.07

15.5 732.43 1,443.79 2,182.75 3,024.42 3,791.85 4,370.7116 732.43 1,446.07 2,182.75 3,045.89 3,804.48 4,388.17

16.5 2.28 732.43 1,448.36 2,182.75 3,067.38 3,804.59 4,405.6017 4.55 732.43 1,450.65 2,182.75 3,088.76 3,804.59 4,423.05

17.5 6.83 732.43 1,452.93 2,182.75 3,110.22 3,804.59 4,440.5218 9.10 732.43 1,455.21 2,182.75 3,131.77 3,804.59 4,457.99

18.5 11.36 732.43 1,471.79 2,182.75 3,153.28 3,804.59 4,475.4719 13.63 732.43 1,493.22 2,182.75 3,174.79 3,804.59 4,492.95

19.5 15.57 732.43 1,514.67 2,182.75 3,196.28 3,804.60 4,510.4020 32.56 747.96 1,536.13 2,201.48 3,217.74 3,804.60 4,527.85

20.5 53.94 769.09 1,557.59 2,222.71 3,239.26 3,804.60 4,545.2921 75.27 790.27 1,579.07 2,243.92 3,260.79 3,804.60 4,562.70

21.5 96.58 811.50 1,600.57 2,265.11 3,282.37 3,804.60 4,580.0922 117.91 832.79 1,622.08 2,286.27 3,303.98 3,804.60 4,597.50

22.5 139.19 854.09 1,643.55 2,307.45 3,325.56 3,804.60 4,614.9423 160.46 875.33 1,665.03 2,328.60 3,347.11 3,804.60 4,632.37

23.5 181.73 896.66 1,686.50 2,349.83 3,368.65 3,804.60 4,649.81

CONSUMO3EN3Kwh

79

Tabla 6. Consumo medido para la Fosa.

Hora Mierc)10/08 Juev)11/08 Vier)12/08 Sab)13/08 Dom)14/08 Lun)15/08 Mart)16/08 Mierc)17/080 150.85 720.37 1,342.87 1,778.07 1,778.07 1,898.68 2,496.75

0.5 168.58 737.95 1,362.54 1,778.07 1,778.07 1,916.01 2,516.441 186.33 755.51 1,382.32 1,778.07 1,778.07 1,933.35 2,536.10

1.5 204.07 773.11 1,402.10 1,778.07 1,778.07 1,950.62 2,555.732 221.82 790.69 1,421.88 1,778.07 1,778.07 1,967.92 2,575.42

2.5 239.55 808.24 1,441.74 1,778.07 1,778.07 1,985.18 2,595.113 257.28 825.78 1,461.57 1,778.07 1,778.07 2,002.46 2,614.76

3.5 275.03 843.36 1,481.38 1,778.07 1,778.07 2,019.76 2,634.194 292.78 860.97 1,501.18 1,778.07 1,778.07 2,037.06 2,653.59

4.5 310.47 878.57 1,520.94 1,778.07 1,778.07 2,054.35 2,672.995 328.18 896.12 1,540.71 1,778.07 1,778.07 2,071.64 2,692.35

5.5 345.87 913.65 1,560.43 1,778.07 1,778.07 2,088.89 2,711.736 363.57 931.19 1,580.17 1,778.07 1,778.07 2,106.16 2,731.08

6.5 381.26 948.72 1,599.85 1,778.07 1,778.07 2,123.44 2,750.407 398.95 966.29 1,619.49 1,778.07 1,778.07 2,140.70 2,769.74

7.5 416.62 983.99 1,639.32 1,778.07 1,778.07 2,157.99 2,789.198 434.27 1,001.61 1,659.13 1,778.07 1,778.07 2,175.23 2,808.59

8.5 451.85 1,019.22 1,678.98 1,778.07 1,778.07 2,192.47 2,827.979 469.42 1,036.79 1,698.84 1,778.07 1,778.07 2,209.67 2,847.34

9.5 486.98 1,054.37 1,718.70 1,778.07 1,778.07 2,226.86 2,866.7710 504.62 1,072.00 1,738.60 1,778.07 1,778.07 2,244.07 2,886.27

10.5 522.27 1,089.68 1,758.50 1,778.07 1,778.07 2,261.24 2,905.8411 539.96 1,107.45 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,278.40 2,925.52

11.5 557.66 1,125.22 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,295.64 2,945.2112 575.38 1,142.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,312.82 2,964.87

12.5 593.14 1,160.81 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,329.99 2,984.6213 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,347.19 3,004.39

13.5 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46 3,004.9814 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46 3,004.98

14.5 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46 3,004.9815 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

15.5 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4616 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

16.5 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4617 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

17.5 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4618 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

18.5 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4619 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

19.5 0.01 600.26 1,168.98 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4620 8.73 600.26 1,183.55 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.46

20.5 26.52 600.26 1,203.56 1,778.07 1,778.07 1,778.07 2,361.4621 44.27 613.71 1,223.57 1,778.07 1,778.07 1,794.36 2,379.39

21.5 62.03 631.54 1,243.55 1,778.07 1,778.07 1,811.81 2,398.8522 79.81 649.36 1,263.51 1,778.07 1,778.07 1,829.23 2,418.38

22.5 97.58 667.26 1,283.47 1,778.07 1,778.07 1,846.63 2,437.9423 115.35 685.10 1,303.33 1,778.07 1,778.07 1,864.03 2,457.58

23.5 133.10 702.75 1,323.13 1,778.07 1,778.07 1,881.35 2,477.19

CONSUMO)EN)Kwh

80

Tabla 7. Facturación y Consumo de Subestación (Estadio Wilfrido Massieu)

MES$AÑO Fact$08 Fact$09 Fact$10 Fact$11

enero 23943 58124 242453.697 247402

febrero 24976 48909 204015 223369

marzo 102041 48367 261323 242414

abril 44292 556627 216486 208558

mayo 50160 135861 169065

junio 65793 109805 162271

julio 54824 164792 165000

agosto 62597 107262 178063

septiembre 64672 228426 210212

octubre 63845 364574 171854

noviembre 66859 546554 186010

diciembre 64537 773206 200299

MES$AÑO Cons$08 Cons$09 Cons$10 Cons$11

enero 22000 99751.6667 117500

febrero 24000 108820 106400

marzo 55000 24000 120220 116100

abril 20000 432200 115885 103000

mayo 24000 68000 96900

junio 33000 64000 94523

julio 24000 107000 103079

agosto 26900 62000 108700

septiembre 27900 133000 88100

octubre 26000 95005 91200

noviembre 27000 93577 82300

diciembre 27000 130419 99300

FACTURACIONOSE

CONSUMOOSE

81

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