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1 de Noviembre, 2014
Análisis de Ahorro de Energía Implementando
Sistemas Eficientes de Iluminación en Base a las
Normas Mexicanas de Iluminación
Uso Eficiente de Energía Eléctrica
Mario A. Ramos A00818007
Introducción
Toda acción o evento que ocurre a nuestro alrededor requiere de energía para
suceder, desde el crecimiento de las plantas hasta la operación de las maquinas que
producen los bienes que consumimos. La energía se manifiesta en cambios físicos de la
materia, como levantar un objeto, deformarlo o calentarlo; también está presente en los
cambios químicos como quemar un trozo de madera o en la descomposición de agua
mediante corriente eléctrica.
Según su mecanismo de manifestación, la energía se puede clasificar en: Energía
térmica, Energía eléctrica, Energía radiante, Energía mecánica, Energía química, Energía
nuclear. El tipo de energía que más comúnmente identificamos en nuestro día a día, es la
eléctrica, la vemos actuar cuando presionamos un botón y el televisor nos muestra
imágenes, al utilizar la computadora para realizar un trabajo final de materia y más
notoriamente, al encender una lámpara para iluminarnos cuando el sol se ha ocultado.
La iluminación artificial forma parte fundamental de nuestra vida, nos ha dado la
posibilidad de realizar todo tipo de tareas cuando no hay luz natural, extendiendo las
horas productivas del ser humano. Básicamente la encontramos en todas partes y en gran
cantidad, esto nos indica que la energía que requiere para funcional debe significar una
parte importante del gasto de los inmuebles en materia de energía. Este trabajo pretende
explorar la iluminación como un área de oportunidad para ahorrar energía realizando un
estudio confiable basado en normas de uso eficiente de la misma.
Justificación
Los excesos en demanda y energía eléctrica generalmente se pueden explicar por
diversas razones que abarcan mal diseño de los sistemas, perdidas por instalaciones
deficientes, mala selección de materiales (de mala calidad o de consumos muy elevados) y
malos hábitos de utilización por parte de los usuarios. Esto ocasiona que ocurran
aumentos innecesarios en la facturación eléctrica, en el mantenimiento de los equipos y
las emisiones de CO2 a la atmosfera derivado de la quema de combustibles para generar la
electricidad de la que se dispone.
Una de las mejores formas de evitar estos gastos extras y prevenir los efectos
negativos al medio ambiente es emplear tácticas de administración y uso eficiente de la
energía eléctrica. Son muchos aspectos donde estas prácticas pueden tomar parte, sin
embargo muchas veces tratar de corregir un mal diseño de sistemas resulta muy
complicado y costoso, misma situación en cuestiones de las instalaciones deficientes,
además que puede requerirse de mucho tiempo para completar la tarea. A pesar de que
lo antes mencionado es de lo más recomendable, existen alternativas un poco más
inmediatas que tienen resultados muy buenos en cuanto al ahorro de energía se refiere,
estamos hablando de la selección y cambio de material por uno más eficiente y
concientización en los hábitos de consumo. Para el sector de iluminación, el implementar
lámparas de iluminación que se adecuen a las necesidades del lugar donde se necesitan, ni
más ni menos, puede significar una mejora importante en la factura al final del mes.
Objetivos: generales y específicos
Objetivo general
Realizar y proponer una metodología basada en las normas mexicanas de
iluminación de inmuebles no residenciales para determinar la mejora de eficiencia y el
ahorro energético utilizando equipo de menor consumo.
Objetivos específicos
i) Definir estado actual de consumo y potencia requerida con un sistema
convencional de iluminación.
ii) Establecer recomendaciones de carácter general para el ahorro del consumo
eléctrico.
iii) Demostrar la viabilidad y beneficios económicos de la implementación de
equipos más eficientes.
Propuesta de reemplazo
Como se mencionó antes, una forma relativamente sencilla y de aplicación rápida
para producir ahorros de energía en el consumo cotidiano es la administración y uso
eficiente de la misma, a través de concientización en hábitos de consumo y mejor
selección de materiales. El reemplazo uno a uno de lámparas convencionales por las que
utilizan tecnología LED será la propuesta modular del proyecto basados en el bajo
consumo energético que presentan, ya que se pueden alcanzar niveles similares de
iluminación que los de las lámparas tradicionales (considerando el área de trabajo y las
necesidades lumínicas) y a un elevado tiempo de vida.
Alcances y limitaciones
Uno de los principales alcances que se pueden explorar dentro de este
proyecto es la reducción del consumo de energía eléctrica derivado la transformación de
la energía eléctrica en calor.
Basándose en el estudio para la reducción del consumo energético, debería
ser posible llegar a una modificación en el sistema de iluminación en donde esté presente
características atractivas para el usuario. El ahorro energético causado por la propuesta
de cambio en la iluminación puede ser expresado en términos sustentables. Una de estas
maneras es definiendo la cantidad de combustible no consumido a causa de este ahorro,
esta medida esta expresada en cantidades de barriles de petróleo.
En tanto la propuesta sea atractiva para el usuario, debería ser posible lograr
un retorno de inversión en un corto periodo de tiempo.
En este proyecto se llevara a cabo un análisis tomando en cuenta las normas
aplicables a sistemas de iluminación en México para inmuebles no residenciales y
empresas, teniendo acceso a las normas involucradas en el sector residencial, es posible
extrapolar el análisis para buscar ahorros en el consumo doméstico.
Las principales limitaciones que se presentaron en este proyecto:
Al buscar opciones para poder sustituir las lámparas que se encontraron en el
levantamiento, las lámparas LED aunque tienen muchas ventajas, tienen un alto costo, lo
que ocasiono que se buscaran otras alternativas. No todas las lámparas proporcionadas
en los estudios tenían sustitución a LED.
Asociando la inversión requerida para el cambio del sistema con el ahorro
que este brinda, el tiempo de recuperación de la inversión en algunos de los casos
sobrepasa el tiempo requerido, por consiguiente se debe esperar más para tener
ganancias. Una de las mayores limitaciones para este proyecto, fue el no poder estar
presentes en el edificio por lo que no fue posible tomar cuenta distintos factores que
pudiesen afectar el producto final del análisis.
Instrumentos de medición
Un instrumento de medición fundamental para el estudio de sistemas de iluminación
es el Luxometro. Permite medir simple y rápidamente la iluminancia real y no subjetiva de
un ambiente. La unidad de medida es el lux (lx). Funciona con una célula fotoeléctrica que
capta la luz y la convierte en impulsos eléctricos. Estos son posteriormente interpretados y
mostrados en un display.
Niveles de iluminación recomendados
Los niveles de iluminación recomendados para una locación dependen de las actividades
que se vayan a realizar en ella. Por lo general se clasifican en tareas con requerimientos
luminosos mínimos, normales o exigentes.
En el primer caso estarían las zonas de paso (pasillos, vestíbulos, etc.) o los locales poco
utilizados (almacenes, cuartos de maquinaria...) con iluminancias entre 50 y 200 lx. En el
segundo caso tenemos las zonas de trabajo y otros locales de uso frecuente con
iluminancias entre 200 y 1000 lx. Por último están los lugares donde son necesarios
niveles de iluminación muy elevados (más de 1000 lx) porque se realizan tareas visuales
con un grado elevado de detalle que se puede conseguir con iluminación local.
En la tabla 2.1 se muestran los niveles de iluminación recomendados para cada una de las
áreas de trabajo, cumpliendo con la Norma Oficial Mexicana NOM-025-STPS-2008
“Condiciones de iluminación en los centro de trabajo.
Para tener un mejor control de la energía eléctrica que se consume se debe de tener en
cuenta la demanda eléctrica la cual es una medida de la tasa promedio del consumo
eléctrico de sus instalaciones en intervalos de 15 minutos.
En general, mientras más aparatos eléctricos se encuentren funcionando al mismo
tiempo, mayor es la demanda. En la mayoría de los casos, los cargos por demanda se
incluyen como un componente de la factura de servicio eléctrico para empresas y para
clientes comerciales e industriales.
Tabla 2.1: Iluminación Recomendada para áreas de trabajo
Minimo Recomendado Óptimo
Zonas de circulación, pasillos 50 100 150Escaleras, escaleras moviles. Roperos, lavabos. Almacenes y archivos 100 150 200
Aulas, laboratorios 300 400 500Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750
Oficinas normales, mecanografiado, sala de proceso de datos, sala de conferencias. 450 500 750Grandes oficinas, salas de delineacion, CAD/CAM/CAE 500 750 1000
Comercio tradicional 300 500 750Grandes superficies, supermercados, salones de muestras 500 750 1000
Trabajos con requerimientos visuales limitados 200 300 500Trabajos con requerimientos visuales normales 500 750 1000Trabajos con requerimientos visuales especiales 1000 1500 2000
Dormitorios 100 150 200Cuartos de aseo 100 150 200Cuartos de estar 200 300 500Cocinas 100 150 200Cuartos de trabajo o estudio 300 500 750
Industrias (en general)
Viviendas
Iluminacion media en servicio (lux)Tareas y clase de locales
Oficinas
Centros docentes
Zonas generales de edificios
Comercio
Demanda y consumo eléctrico
Demanda es la cantidad de energía que se necesita en un momento determinado y se
mide en Kilowatts (Kw), mientras que el consumo es la cantidad de energía que se utiliza
durante un período de tiempo determinado y se mide en Kilowatts horas (kWh).
Suponiendo que se tuvieran diez lámparas de 100 watts, para mantener las
encendidas se requiere una demanda de 10*100 watt o 1kW de la red eléctrica. Si las
luces permanecen encendidas durante dos horas se consumen 2 kWh de electricidad.
Ahora, si fueran solo cinco lámparas encendidas durante 4 horas, la demanda disminuye a
la mitad, 0.5 kW, pero debido a que las luces se mantuvieron encendidas doble de tiempo,
se consumió la misma cantidad de electricidad. La distinción fundamental es que demanda
es una medida promedio de la capacidad de consumo eléctrico y consumo es la medida
del consumo eléctrico en general.
Medición de la Demanda
Para registrar la demanda, un medidor especial mide el flujo de la electricidad que
se suministra a las instalaciones particulares durante un periodo de tiempo determinado,
en intervalos de 15 minutos. En el transcurso de un mes, el intervalo de quince minutos
con la mayor demanda se registra y se vuelca a la factura mensual.
En algunos casos, el historial de demanda de los meses anteriores puede tenerse
en cuenta para determinar los cargos por demanda. Los clientes deben consultar los
Términos del Servicio si desean obtener más información.
La energía facturada al final del mes será el total de la energía utilizada en ese
periodo. El costo dependerá de la tarifa que tenga contratado con CFE.
Reducción de los cargos por demanda
Existen dos estrategias principales para reducir la demanda:
Cambiar el tipo de equipo que utiliza: El uso de aparatos de bajo consumo ayuda a
reducir la demanda. Además, una buena práctica horas del día y se pueden nivelar
favorablemente los picos de consumo eléctrico con el paso del tiempo.
Cambiar el horario en que utiliza el equipo: Disminuir el número de aparatos que
funcionan simultáneamente y distribuir las horas de trabajo para evitar las horas
punta ayudará a reducir el efecto cumulativo de las demandas múltiples de
electricidad.
El ahorro de energía y el uso eficiente de la misma en la industria adquiere un
papel importante. El tener un bajo consumo de energéticos ayuda a ser más competitivos
y propicia oportunidades de crecimiento y de obtener mayor ganancia, al disminuir los
costos de operación de las plantas.
Otra forma de promover una mejor utilización de la energía es el diseño de
edificios. A la hora de planear la construcción de un nuevo inmueble, se debería de
considerar ciertos aspectos que supondrían disminución del consumo de energía, por
ejemplo: colocar ventanales amplios mirando al sur (estando en el hemisferio norte del
planeta) para que los días de invierno el calor irradiado por el sol caliente los recintos;
aislamiento de superficies para que no existan fugas de calor, implementar paneles
solares que absorban parte de la demanda comprada a CFE. En la Unión Europea ya existe
una normativa aplicable, la Directiva de eficiencia energética en edificios, similar a la
etiqueta energética de los electrodomésticos. La idea es construir edificios bioclimáticos
encargados de aprovechar la energía del entorno y obliga a expedir un certificado de
eficiencia energética para los edificios o unidades de estos, que se construyan, vendan o
alquilen.
Buenos hábitos de uso de iluminación
Muchas veces no tenemos la conciencia respecto a cómo utilizamos nuestros recursos
energéticos. Ya sea por falta de conocimientos o porque pensamos que el realizar un uso
más controlado no significaría un beneficio tan grande como para llevarlo a cabo, la
práctica de administración eficiente es poco aplicada tanto a nivel industrial como en
doméstico. Una de las estrategias fundamentales y más eficientes para el ahorro de
energía es un uso consiente de la misma. Generalmente basta con pequeñas acciones que
no significan una inversión inicial importante para lograr cambios que impacten
fuertemente en nuestro consumo.
Buenos hábitos de iluminación representan suponen todas aquellas acciones que
optimicen la utilización de energía eléctrica para fines de mantener bien iluminadas las
áreas donde nos desenvolvemos.
Algunos ejemplos de acciones que pueden aplicarse fácilmente para disminuir el consumo
energético en cuestiones de iluminación son:
Apagar luces en estancias que no se estén en funcionamiento o cuyas horas
laborales hayan terminado.
Una correcta selección de cuantas lámparas se requieren para mantener el índice
de iluminación en estado óptimo para las tareas que se pretenden realizar, ni más
ni menos.
Abrir ventanas y emplear la luz natural en lugar de la artificial (cuando sea posible).
Seguir las recomendaciones de tiempos de operación de las luminarias para
maximizar su tiempo de vida.
Tipos de lámparas
Los tipos de lámparas recomendados para iluminación de las diferentes áreas según
las necesidades del personal que ocupa las áreas de trabajo se pueden mencionar las
siguientes:
• Incandescente
• Fluorescente
• HID (Alta Intensidad de Descarga)
• Balastros
La fuente de luz que proporcionan estos tipos de lámparas es la fuente artificial, por lo
cual esta misma se clasifica en dos: La Fuentes de filamento y descarga en gas. En la figura
2.10 se muestra los diferentes tipos en los que se subdividen las mismas.
Existe una inmensa variedad de lámparas con sus diferentes modelos, pero no
todas las locaciones pueden contar con el mismo tipo, éstas deben ser seleccionadas
según la necesidad del área de trabajo. En la Tabla 2.2 se muestran los diferentes tipos de
lámparas recomendadas y el tipo de iluminación que se necesita según el área de trabajo
donde se planean instalar.
Figura 2.10 Los tipos de fuente artificial.
Tabla 2.2: Los diferentes tipos de lámparas dependiendo del área de trabajo.
Ámbito de uso Tipos de lámparas más utilizados
Domestico
Incandescente
Fluorescente
Halógeno de baja potencia
Fluorescente compactas
Oficina
Alumbrado general: fluorescente
Alumbrado localizado: incandescente y
halógenas de baja tensión.
Comercial
Incandescentes
Halógenas
Fluorescentes
Grandes superficies con techos altos: mercurio a
alta presión y halogenuros metálicos.
Industria
Todos los tipos
Luminarias situadas a baja altura (<6m):
fluorescentes
Luminarias situadas a gran altura (>6m):
lámparas de descarga a alta presión montadas
en proyectores.
Alumbrado localizados: incandescentes.
Deportivo
Luminaria situada a baja altura: fluorescente
Luminaria situada a gran altura: lámpara de
vapor de mercurio a alta presión, HQI Y VSAP
Normas aplicables a sistemas de iluminación en México
NOM-007-ENER-2004 Eficiencia energética en sistemas de alumbrado en edificios
no residenciales.
Esta Norma Oficial Mexicana tiene como finalidad establecer niveles de eficiencia
energética en términos de Densidad de Potencia Eléctrica para Alumbrado con que
deben cumplir los sistemas de alumbrado para uso general de edificios no
residenciales nuevos, ampliaciones y modificaciones de los ya existentes; con el fin de
disminuir el consumo de energía eléctrica y contribuir a la preservación de recursos
energéticos y la ecología de la Nación.
NOM-017-ENER/SCFI-2012 Eficiencia energética y requisitos de seguridad de
lámparas fluorescentes compactas autobalastradas. Límites y métodos de prueba.
Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites mínimos de eficacia luminosa, los
requisitos de seguridad, los métodos de prueba aplicables, así como la información
comercial de las lámparas fluorescentes compactas autobalastradas. Esta Norma
Oficial Mexicana aplica a todas las lámparas fluorescentes compactas autobalastradas
sin envolvente, con envolvente y con reflector integrado, con cualquier tipo de base en
tensiones eléctricas de alimentación de 100 V a 277 V c. a. y 50 Hz o 60 Hz, que se
fabriquen, importen o comercialicen en el territorio nacional.
NOM-025-STPS-1999 “condiciones de iluminación en los centros de trabajo.
Esta Norma Oficial Mexicana establece las características de iluminación en los centros
de trabajo, de tal forma que no sea un factor de riesgo para la salud de los
trabajadores al realiza sus actividades. La presente Norma rige en todo el territorio
nacional y aplica en todos los centros de trabajo
NOM-028-ENER-2010 Eficiencia energética de lámparas para uso general. Límites y
métodos de prueba.
Esta Norma Oficial Mexicana establece los límites mínimos de eficacia para las
lámparas de uso general, destinadas para la iluminación de los sectores residencial,
comercial, servicios, industrial y alumbrado público, así como sus métodos de prueba.
Esta Norma aplica a todas aquellas lámparas de descarga en alta intensidad,
fluorescentes compactas autobalastradas; fluorescentes lineales; incandescentes;
incandescentes con halógenos, y luz mixta, destinadas para iluminación que se
comercialicen en el territorio nacional.
NOM-030-ENER-2012 Eficacia luminosa de lámparas de diodos emisores de luz
(LED) integradas para iluminación general. Límites y métodos de prueba.
Esta Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones para las lámparas de LED
integradas para iluminación general, así como los métodos de prueba aplicables para
comprobar las mismas. Asimismo, establece el tipo de información de características
técnicas esenciales acordes con el uso destinado, que deben llevar los productos
objeto de esta Norma Oficial Mexicana que se comercialicen dentro del territorio
nacional y de igual forma, atiende la necesidad de que dichos productos propicien el
uso eficiente y el ahorro de energía.
PROCEDIMIENTO Y DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES REALIZADAS:
En este apartado se describirá la metodología para un estudio de inmuebles no
residenciales y empresas, tomando como referencia la nom-007-ener-2004 “eficiencia
energética para sistemas de alumbrado en edificios no residenciales” y la nom-025-stps-
1999 “condiciones de iluminación en los centros de trabajo”, para de esta manera
establecer las características adecuadas de iluminación así como la eficiencia energética
necesaria para proporcionar un alumbrado adecuado.
El objetivo es identificar la eficiencia energética actual del usuario, potenciales de
ahorro de energía eléctrica, estimación de la eficiencia energética posterior a la
propuesta, determinar la inversión requerida para implementar el reemplazo y tiempo de
recuperación de la inversión a valor presente.
El primer paso para hacer un diagnóstico de eficiencia energética es analizar la
factura eléctrica y cada uno de sus conceptos para de esta manera identificar la situación
actual al consumo energético y de potencia.
La eficiencia Energética del inmueble analizado se determina tomando en cuenta
los índices energéticos actuales y posteriores a la implantación de la propuesta, a través
de la relación entre la energía eléctrica consumida con respecto al área en la cual se hizo
el estudio.
El siguiente paso después de revisar la facturación eléctrica es el levantamiento de
datos, el cual se trata esencialmente de la recopilación de datos generales del inmueble,
facturaciones históricas de energía eléctrica y realización de un censo de alumbrado con
base en las zonas del área a eficientar. Esta etapa es de gran importancia para el buen
desarrollo del estudio, debido a que las subsecuentes etapas están fundamentadas en
ella. En el desarrollo del levantamiento de datos se establece como tarea principal el
llenado de cuestionarios que tendrán que capturarse y analizarse:
1. Se pretende encontrar información de la residencia o comercio tal como:
nombre de la empresa, dirección, horarios de labores.
2. Recopilar datos eléctricos de las últimas 12 facturaciones eléctricas
consecutivas, como mínimo.
3. Considerar los siguientes aspectos para la captura de información:
Identificar zonas a eficientar
Localización de luminarias
Indicación del tipo de lámpara
Recolección de los datos de las lámparas
4. El siguiente paso para realizar el análisis del diagnóstico energético, se basa en
los datos de equipos de alumbrado de los sistemas diferentes, donde se muestran las
especificaciones técnicas de cada uno de los sistemas, como son: tipo y potencia de la
lámpara, tipo de encendido, precio de la lámpara, tipo de balastro. Además se encuentra
vinculado con las tarifas eléctricas para determinar los costos eléctricos.
En este punto se determina la reducción de la demanda (kW) esto se encuentra
multiplicando la cantidad de lámparas con las cuales cuenta cada área por los watts de
consumo que tiene las mismas, a estas se le agrega un consumo del 10, 15, hasta el 40% si
son lámparas fluorescentes y contienen balastro y el consumo eléctrico (kWh) diario este
se encuentra multiplicando la demanda obtenida por el número de horas de
funcionamiento que se laboran en esa área.
5. Se selecciona el tipo de iluminación que sustituirá a la actual. Ya seleccionada la
iluminación se realiza el análisis energético de las mismas para hacer la comparación entre
el consumo actual y el consumo propuesto, y de este modo conocer los ahorros que se
generan por la implantación de dicho sistema.
6. Después se prosigue a realizar la evaluación económica, esta se encuentra
vinculada con la información obtenida de la evaluación técnica. Los datos son: ahorro
eléctrico, ahorro económico, inversión requerida para aplicar la medida. El procedimiento
para determinar la rentabilidad del reemplazo está basado en la metodología de la
ingeniería económica, la relación beneficio/costo (B/C); además, se determina el tiempo
de recuperación a valor presente.
7. Una vez obtenidos los resultados de ahorro sobre el consumo de energía
eléctrica, se desea conocer los beneficios ambientales con la implementación de dicho
sistema, se realizan cálculos para conocer la cantidad de barriles de petróleo que se dejan
de quemar para poder generar energía eléctrica, por lo tanto conocer la disminución de
las partículas contaminantes que se emiten a la atmosfera, se muestra en la tabla 3.1.
Tabla 3.1: Equivalencia de la quema de combustibles
Para generar: Se debe quemar: Esto equivale a
quemar:
Se requerirá 1
Ton de petróleo
3 000 kWh de
energía eléctrica
1 tonelada de
petróleo en una
termoeléctrica
7 barriles de
petróleo
Para satisfacer
necesidades al
cabo de 10 años.
Al quemar combustibles fósiles, se envían a la atmósfera sustancias residuales de
dicha combustión que son altamente nocivas para los seres humanos y para el medio
ambiente. Cuando el carbono, por ejemplo, emitido a la atmósfera por las chimeneas de
las termoeléctricas se combina con el oxígeno del aire, se forma el dióxido de carbono
(CO2), gas de referencia en el cálculo de los potenciales de efecto invernadero de acuerdo
con el Protocolo de Kioto. También son emitidos otros gases de efecto invernadero los
cuales son causantes de las lluvias ácidas y de afecciones respiratorias en los seres
humanos, en la tabla 3.2 se muestra la relación de emisión de dichos contaminantes.
Tabla 3.2 Equivalencia de la emisión de contaminantes a la atmosfera
Se estima: Se emiten: Por lo tanto al
general :
Se emitirán a la
atmosfera
1 kWh generado en
una termoeléctrica
715 g de gases de
efecto invernadero
1 giga watt-hora
(GWh)
715 ton. de gases de
efecto invernadero.
4. RESULTADOS
En el caso de estudio siguiente se muestra un ejemplo de los datos recabados de un
centro de trabajo el cual es un área de oficina.
Paso 1: En este paso se recaba la información de la empresa o usuario que solicite el
estudio.
Razón social: INDUSTRIA PATITO.
Domicilio fiscal: Calle de los leones ave. Moctezuma
#408 laguna del carpintero.
Horarios de trabajadores: lunes a viernes de
9:00am a 5:00pm
Paso 2: En la tabla 4.1 se muestran los datos de la demanda energética recabados durante
el año, y se proseguirá hacer su análisis.
Tabla 4.1 Datos eléctricos de la empresa
Periodo Demanda
kW
Consumo
kWh
F.P. % P M
Sin/IV
A
$kWh
P M
Con/IVA
$kWh
Importe
C/IVA $
Nov-12 28 5,147 97.58 2.0182 2.3411 12049.70
Dic-12 21 3,598 96.26 2.2225 2.5781 9276.00
Ene-13 18 2,949 95.8 2.2325 2.5897 7637.03
Feb-13 18 2,819 95.92 2.2221 2.5776 7266.36
Mar-13 22 3,386 96.96 2.3311 2.7041 9156.00
Abr-13 20 3,567 97.24 2.0391 2.3654 8437.22
May-13 20 4,612 98.36 1.9223 2.2299 10284.15
Jun-13 35 7,658 97.97 2.0519 2.3802 18227.60
Jul-13 34 7,191 98.99 1.9963 2.3157 16652.26
Ago-13 36 8,445 98.92 1.9254 2.2335 18861.60
Sep-13 28 5,628 97.83 2.0716 2.4031 13524.40
0ct-13 30 5,598 97.94 2.0556 2.3845 13348.41
Nov-13 36 7,998 99.74 2.0548 2.3836 19063.78
Total - 68,596 - - - 163,784.51
Promedio 27 5,277 97.65 2.0880 2.4220 12,598.81
Paso 3: Una vez situada en el área de estudio se prosigue a realiza el levantamiento de
luminarias, anotando los datos de suma importancia para el estudio como se muestra en la
tabla 4.2.
Tabla 4.2 Levantamiento de iluminación
Área:
Tipo de
base Wattaje Unidades Horas
Tienda
Dicroico halógeno GU10 50 1 10
Foco fluorescente de churro E27 23 2 10
Bordados
Foco fluorescente de churro E27 65 2 10
Lámpara fluorescente T8 1X37W G13 37 1 10
Bodega
Foco fluorescente de churro E27 23 2 10
Lámpara fluorescente T12 2X75W G13 75 2 10
Costura
Foco fluorescente de churro E27 23 2 10
Lámpara fluorescente T12 2X75W G13 75 18 10
Corte
Foco fluorescente de churro E27 42 1 10
Lámpara fluorescente T12 2X75W G13 75 2 10
Paso 4: Contando con los datos registrados en la tabla 4.3 antes recabados se realiza el
cálculo de la demanda y consumo energético.
Tabla 4.3 Análisis de consumo y demanda energética
Área:
Potencia
(W) Unidades
Demanda
total (W) Horas
Consumo
total (Wh)
Tienda
Dicroico halógeno 50 1 50 10 500
Foco fluorescente de
churro 23 2 46 10 460
Bordados
Foco fluorescente de
churro 65 2 130 10 1300
Lámpara fluorescente T8
1X37W 42.55 1 42.55 10 425.5
Bodega
Foco fluorescente de 23 2 46 10 460
churro
Lámpara fluorescente
T12 2X75W 105 2 210 10 2100
Costura
Foco fluorescente de
churro 23 2 46 10 460
Lámpara fluorescente
T12 2X75W 105 18 1890 10 18900
Corte
Foco fluorescente de
churro 42 1 42 10 420
Lámpara fluorescente
T12 2X75W 105 2 210 10 2100
Paso 5: Se hace la sustitución uno a uno de las actuales por las lámparas de mayor
eficiencia como se observa en la tabla 4.4, menor consumo y mayor tiempo de vida útil,
cuidando que se cumpla con las necesidades del centro de trabajo.
Tabla 4.4 Sustitución de la iluminación
Área: Potencia Unidades
Demanda
total Horas
Consumo
total
Tienda
Dicroico LED 3 1 3 10 30
Foco GLOBO LED 6 2 12 10 120
Bordados
Foco GLOBO LED 6 2 12 10 120
Lámpara LED T8 1X18W 18 1 18 10 180
Bodega
Foco GLOBO LED 6 2 12 10 120
Lámpara LED T8 1X18W 18 2 36 10 360
Costura
Foco GLOBO LED 6 2 12 10 120
Lámpara LED T8 2X18W 36 18 648 10 6480
Corte
Foco GLOBO LED 6 1 6 10 60
Lámpara LED T8 2X18W 36 2 72 10 720
Paso 6: Se analiza el ahorro eléctrico, ahorro económico, inversión requerida para aplicar
la medida esto ayuda al usuario responsable de la unidad de oficinas analizada para saber
en cuanto tiempo podrá recuperar la inversión que hará la cual se muestra en la tabla 4.5.
Tabla 4.5 Análisis de ahorros, inversión requerida y año de recuperación
Concepto Sistema actual
Sistema
propuesto Ahorro
Demanda Máxima (Kw) 8.2794 2.2798 5.9996
Consumo Anual (kWh) 15786.15 5155.46 10630.70
Precio Medio($/Kwh), incluye IVA 2.0937 2.0937 -----
Importe Anual ($), incluye IVA 38339.70787 12521.01669 25818.69119
Inversión($)= $ 76,960.07 Recuperación 2.98 años
Para obtener el costo de la inversión es la sumatoria de multiplicar el valor de la mercancía
por la cantidad de piezas de ese mismo producto; y para obtener el tiempo de recuperación
de la inversión se debe hacer la división de la inversión monetaria por dicho sistema
eficiente entre el ahorro que es el importe anual ($) y se encuentra el número de años en los
que se recupera tal implementación.
Paso 7: Para concluir con el diagnostico energético se deben evaluar los impactos
ambientales, para ellos se hace el cálculo de comparativo de reducción de quema de
combustibles y emisiones de contaminantes a la atmosfera.
Si para generar 3 000 kWh de energía eléctrica se debe quemar 7 barriles de petróleo por lo
tanto para abastecer el consumo de energía eléctrica del sistema actual se necesita:
Quemade petróleo=Consumode energiaactual∗RelaciondebarrilesGeneracion electricaestandar
Quemade barriles de petróleo=15,786.15 kWh∗7barriles3000kWh
Quemade petróleo actual=¿36.8343 barriles de petróleo
Con la implementación de un sistema con eficiencia energética se quemaran la
siguiente cantidad de barriles de petróleo:
Quemade petróleo=Consumode energia propuesto∗RelaciondebarrilesGeneracionelectricaestandar
Quemade barriles de petróleo propuesto=5,155.46kWh∗7 barriles3000kWh
Quemade petróleo actual propuesto=¿12.0294 barriles de petróleo
Haciendo la comparación entre el sistema actual y el sistema propuesto se puede observar
que existe un ahorro:
Ahorro dequemade petroleo=sistemaactual−sistema propuesto
Ahorro dequemade petroleo=36.8343barriles−12.0294 barriles
Ahorro dequemade petroleo=24.8049barriles
Con la quema de combustibles se generan emisiones a la atmosfera, por cada kWh
generado en una termoeléctrica se generan 715 g de gases de efecto invernadero,
aplicándolo al ejemplo anteriormente descrito se obtiene:
Emisiones decontaminantes=Consumo deenergia actual∗Relacionde gases emitidosGeneracionelectricaestandar
Emisiones decontaminantes actual=15,786.15 kWh∗715g1kWh
Emisiones decontaminantes actual=11,287,097.27 gde gases
En cambio haciendo el mismo procedimiento para el sistema propuesto que contiene
eficiencia energética tenemos un resultado:
Emisiones decontaminantes=Consumo deenergia actual∗Relacionde gases emitidosGeneracionelectricaestandar
Emisiones decontaminantes propuesto=5155.46kWh∗715 g1kWh
Emisiones decontaminantes actual=3,686,153.90g de gasesde efecto invernadero
Realizando el ahorro comparativo entre los dos sistemas antes mencionados se
observa un ahorro:
Ahorro deemisiones=sistemaactual−sistema propuesto
Ahorro deemisiones=11.287 toneladdas−3.686 toneladas
Ahorro deemisionesde efecto invernadero=7.60 toneladas
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Por lo tanto, al tener una reducción económica en un sistema con eficiencia
energética se logra una reducción en el proceso de suministro de energía por parte de la
comisión reguladora en este caso Comisión Federal de Electricidad (CFE) lo cual genera
que el proceso de quema de combustibles para obtener tal energía se vea disminuido para
beneficio del medio ambiente en colaboración de un sistema correctamente implementado.
Por tal generación energética en un sistema de baja eficiencia de 8.2794 Kilowatts
(sistema actual) se logra en la implementación de eficiencia energética una cantidad de
2.2798 Kilowatts (sistema propuesto) dándonos un margen de ahorro en la quema de
combustibles de 24.8049 barriles favoreciendo de esta manera el impacto positivo que
genera una eficiencia energética, y disminuyendo 7.60toneladas de emisión de
contaminantes a la atmosfera al año.
En conclusión al aplicar eficiencia energética a un sistema de iluminación se
reducen los impactos ambientales y esto conlleva a reducir el costo de control ambiental
dando una mejora de imagen al sistema de iluminación.
Así como también la implementación de este sistema reduce el índice de consumo
de energía eléctrica, lo que favorece al usuario ya que su tarifa eléctrica disminuye y el
precio por la misma es mucho menor, entonces el pago por su recibo de luz es mucho
menor. Si esta medida se aplicara a cada residencia, comercio e industria se podría dar una
disminución notoria en la demanda energética, lo cual beneficiaria a las plantas
termoeléctricas debido a que tendrían que suministrar menos energía y también su paros
por mantenimiento a las mismas serian menos costosos y en periodos más largos de tiempo,
por lo tanto el tiempo de vida y funcionamiento de sus equipos seria mayor.
Las recomendaciones para tener un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica, y así
poder reducir la demanda energética es:
Se debe de realizar mantenimientos periódicos a los sistemas de cableado de la
instalación eléctrica, para evitar fugas de corriente en la operación del sistema.
Se debe realizar el levantamiento del sistema de iluminación con el que actualmente
se cuente.
Después de realizar los levantamientos, hay que realizar mediciones de niveles de
iluminación.
Se debe procurar no proyectar sombras ni reflejar luz adicional al momento de hacer
cada medición.
La superficie de ensayo debe estar situada tan cerca del plano de trabajo como sea
posible, cuando no se especifique una determinada zona de trabajo se acostumbra a
tomar lecturas sobre un plano horizontal colocado a 75 cm del suelo.
En el caso de lámparas de descarga se debe dar un periodo de calentamiento
suficientemente largo para permitir a las lámparas y demás partes de la instalación
alcanzar un equilibrio de temperaturas.
Siempre que sea posible, aprovecha la iluminación de la luz del sol, que es más
natural, menos contaminante y, además, gratuita.
Utiliza colores claros en las paredes y techos: aprovecharás mejor la iluminación
natural y podrás reducir el alumbrado artificial
Es necesario analizar las necesidades de luz en cada una de las partes de la vivienda,
ya que no todos los espacios requieren la misma cantidad, ni durante el mismo
tiempo, ni con la misma intensidad.
No dejar luces encendidas en habitaciones que no estés utilizando, reduce al mínimo
la iluminación ornamental en exteriores: jardines, etc. y coloque puntos de luz de
manera que iluminen otras habitaciones colindantes, como vestíbulos y pasillos.
Mantén limpias las lámparas y las pantallas, aumentará la luminosidad sin aumentar
la potencia.
Los focos incandescentes sólo aprovechan en iluminación un 5% de la energía
eléctrica que consumen, el 95% restante se transforma en calor, sin radiación
luminosa. Sin embargo, las lámparas de bajo consumo se encienden
instantáneamente y no generan calor. Sustituye los focos incandescentes por
lámparas de bajo consumo como lo son la tecnología LED. Para un mismo nivel de
iluminación, ahorran hasta un 80% de energía y duran 8 veces más. Cambia, con
prioridad, las que más tiempo están encendidas.