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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
"AUDITORIA ENERGÉTICA EN UN EDIFICIODE SERVICIOS ADMINISTRATIVOS"
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULODE INGENIERO EN LA ESPECIALIDAD DE
SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA
CARLOS FERNANDO RAMOS CACERES
QUITO, DICIEMBRE DE 1995
Certifico que la presente tesis
ha sido realizada en su totalidad
por el Señor Carlos Fernando Ramos
Cáceres bajo mi dirección.
Ing.Miltgih R'ivadeneiraDArector
ÍNDICE
TEMA: AUDITORIA ENERGÉTICA EN UN EDIFICIO DESERVICIOS ADMINISTRATIVOS
CAPITULO I
GENERALIDADES PAGINA
1.1 INTRODUCCIÓN 11.2 ANTECEDENTES 71.3 OBJETIVOS 111.4 ALCANCE 12
CAPITULO II
DEFINICIONES BÁSICAS
2.1 ACOMETIDAS 14
2.2 CÁMARA DE TRANSFORMACIÓN 172.2.1 Cámara de transformación subterránea 17
2.2.2 El transformador 212.2.2.1 Funcionamiento 222.2.2.2 Potencia 242.2.2.3 Pérdidas 242.2.2.4 Rendimiento 252.2.2.5 Enfriamiento 262.2.2.6 Regulación 282.2.2.7 Protecciones 2 9
2.2.3 Diseño óptimo de la cámara de transformación 302.2.3.1 Diseño operativo 302.2.3.2 Localización 302.2.3.3 Estructura interna 312.2.3.4 Drenaje 312.2.3.5 Ventilación 32
2.3 TABLEROS 322.3.1 Tableros de distribución 33
2.4 PROTECCIONES 35
2.4.1 Protección del transformador 35
2.4.1.1 Protección contra agentes externos 352.4.1.2 Protección contra el fuego 362.4.1.3 Protección eléctrica 362.4.1.4 Elementos utilizados en la protección eléctrica 38
2.4.1.4.1 Fusibles 392.4.1.4.2 Tipos de fusibles 402.4.1.4.3 Aparatos de corte y maniobra 43
2.4.2 Protección de circuitos secundarios 482.4.2.1 Interruptores automáticos 482.4.2.2 Interruptores de falla a tierra 49
2.4.3 Protección contra fallas a tierra 50
2.5 CIRCUITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS 512.5.1 Conductores para circuitos secundarios 512.5.2 Conductores de alimentación a los centros de distribución 542.5.3 Conductores de alimentación para fuerza y alumbrado 56
2.6 TECNOLOGÍA ACTUAL PARA COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS 57
2.6.1 Cables 572.6.1.1 Constitución 572.6.1.2 Conductores 5 72.6.1.3 Cables flexibles 582.6.1.4 Aislamiento 582.6.1.5 Recubrimientos de protección 59
2.6.2 Lámparas de alto rendimiento 602.6.2.1 De inducción 632.6.2.2 Halogenuros metálicos 642.6.2.3 PL de alto rendimiento 652.6.2.4 SL de alto rendimiento 652.6.2.5 SLS de alto rendimiento 662.6.2.6 Fluorescentes TL 66
2.6.3 Control de iluminación 672.6.3.1 Sistema Varitrón 672.6.3.2 Control ECG (Electronic Control Gear) 692.6.3.3 Balastos Electrónicos 69
2.6.4 Transformadores de resina epóxica 702.6.5 UPS con utilización óptima de energía 71
CAPITULO III
USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
3.1 CRITERIOS TÉCNICOS 72
3.1.1 Análisis de instalaciones actuales 72
3.1.1.1 Información requerida 723.1.1.1.1 Auditoría Energética 733.1.1.1.2 Tipos de Auditoría Energética 733.1.1.1.3 Auditoría Energética Preliminar 743.1.1.1.4 Auditoría Energética Detallada 753.1.1.1.5 Pasos en la realización de una Auditoría 763.1.1.1.6 Auditoría Energética en sistemas eléctricos 793.1.1.1.7 Oportunidades de conservación energía
eléctrica 81
3.1.1.2 Inspección 'de campo 83
3.1.1.3 Mediciones eléctricas 84
3.1.1.4 Sistemas de iluminación 963.1.1.4.1 Iluminación natural 983.1.1.4.2 Niveles de iluminación 993.1.1.4.3 Iluminación de trabajo 1003.1.1.4.4 Selección de las fuentes de luz 1023.1.1.4.5 Control de iluminación 110
3.1.1.4.5.1 Controles Manuales 1113.1.1.4.5.2 Controles Automáticos 111
3.1.1.4.6 Mantenimiento 1143.1.1.4.7 Determinación de la eficiencia de la
instalación 117
3.1.2 Diseño Óptimo 1223.1.2.1 Planeamiento para el diseño eléctrico 1223.1.2.2 Seguridad 1243.1.2.3 Capacidad de reserva 1253.1.2.4 Elementos de un diseño 126
3.1.2.5 Diseño de sistemas de iluminación 1283.1.2.5.1 Definición del problema de iluminación 1293.1.2.5.2 El equilibrio del alumbrado 1313.1.2.5.3 Rendimiento en color 1323.1.2.5.4 Selección del tipo de luminaria 1323.1.2.5.5 Control de la luz 1353.1.2.5.6 Diseño de sistemas de iluminación 135
3.1.2.6 Pérdidas de potencia y energía en los conductores 1363.1.2.6.1 Intensidad máxima admisible 1373.1.2.6.2 Caída de tensión 1383.1.2.6.3 Efectos de las sobrecargas 1393.1.2.6.4 Reducción de pérdidas 140
3.1.3 Conclusiones 141
3.2 CRITERIOS ECONÓMICOS 143
3.2.1 Métodos de determinación del consumo de energía eléctrica 1433.2.1.1 Medición en bajo voltaje 1443.2.1.2 Medición en alto voltaje 145
3.2.2 Tarifación 1463.2.2.1 Pliego tarifario 1463.2.2.2 Pliego tarifario vigente 147
3.2.3 Análisis de parámetros económicos 1683.2.3.1 Introducción 1683.2.3.2 Evaluación económica 1693.2.3.3 Definiciones Básicas 169
3.2.4 Conclusiones 176
3.3 COMPARACIÓN ENTRE DISEÑO ACTUAL Y DISEÑO ÓPTIMO 176
CAPITULO IV
APLICACIÓN EN LA CÁMARA DE COMERCIO DE QUITO
4.1 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES A SER ESTUDIADAS 177
4.1.1 Introducción 1774.1.2 Descripción del edificio 178
4.2 EVALUACIÓN GENERAL 1804.2.1 Evaluación preliminar 1804.2.2 Evaluación detallada 182
4.2.2.1 Objetivos 1824.2.2.2 Procedimiento 1834.2.2.3 Conclusiones 1874.2.2.4 Recomendaciones 190
4.3 ESTUDIO TÉCNICO DE ALTERNATIVAS 192
4.4 ESTUDIO ECONÓMICO 1934.4.1 Introducción 1934.4.2 Objetivo 1934.4.3 Desarrollo 193
4.5 RESULTADOS4.5.1 Técnicos4.5.2 Económicos
194194196
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES5.2 RECOMENDACIONES
APÉNDICES
Apéndice 01.Apéndice 02.Apéndice 03.Apéndice 04.Apéndice 05.Apéndice 06.Apéndice 07,Apéndice 08,Apéndice 09Apéndice 10Apéndice 11Apéndice 12,Apéndice 13Apéndice 14Apéndice 15
Iluminación Actual de la CCQDiseño de Iluminación de la CCQComparación entre iluminación actual y de diseñoCálculo del ahorro potencial de energía. Opción 1Cálculo del ahorro potencial de energía. Opción 2Cálculo del ahorro potencial de energía. Opción 3Cálculo del ahorro potencial de energía. Opción 4Cálculo del ahorro potencial de energía. Opción 5Cálculo económico del valor esperadoCálculo del ahorro económicoAhorro económico estimadoPresupuesto de remodelación del sistema de iluminaciónPresupuesto de remodelación. ResumenValor esperado de consumo de energía eléctricaAnálisis económico de alternativas
199202
204
205206207208209210211212213214215216217218219
ANEXOSAnexo 1. Planillas de pago por consumo de energía eléctrica,CCQAnexo 2. Inventario de carga. Piso 4Anexo 3. Inventario de carga. Piso 5Anexo 4. Inventario de carga. Piso 6Anexo 5. Levantamiento de la curva de carga.Anexo 6. Curva de carga.Anexo 7. Situación eléctrica del Ecuador en cifras.Anexo 8. Niveles de iluminación recomendados.
222223225227228229233235236
BIBLIOGRAFÍA 237
SIMBOLOGIA
AED = AUDITORIA ENERGÉTICA DETALLADA
AEP = AUDITORIA ENERGÉTICA PRELIMINAR
CCQ = CÁMARA DE COMERCIO DE QUITO
CEE = COMMISSION ON RULES FOR THE APPROVAL OF ELECTRICAL
EQUIPMENT
CIBS = CHARTERED INSTITUTION OF BUILDING SERVICES
ECG = ELECTRONIC CONTROL GEAR
EEQSA = EMPRESA ELÉCTRICA QUITO S.A.
IEC = INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
ÍES = ILLUMINATING ENGINEERING SOCIETY
INE = INSTITUTO NACIONAL DE ENERGÍA
IP = INTERNATIONAL PROTECTION
NEC = NATIONAL ELECTRIC CODE
NEMA = NATIONAL ELECTRICAL MANUFACTURES ASSOCIATION
OLADE = ORGANIZACIÓN LATINOAMERICANA DE ENERGÍA
TIR = TASA INTERNA DE RETORNO
UL = UNDERWRITERS LABORATORIES
UPS = UNINTERRUPTABLE POWER SYSTEM
VPN = VALOR PRESENTE NETO
VPNB = VALOR PRESENTE NETO DE LOS BENEFICIOS
VPNC = VALOR PRESENTE NETO DE LOS COSTOS
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCIÓN
La creciente demanda de energía eléctrica que se viene
experimentando en nuestro país como consecuencia del marcado
desarrollo económico y social, en los últimos años, motiva la
búsqueda de nuevas fuentes de generación, las cuales representan
costosas inversiones para los organismos estatales y privados,
costos que deben ser cubiertos mediante diferentes tipos de
crédito, ahondando más el problema de la deuda externa o
postergando otro tipo de obras que también son importantes para
el bienestar social.
No obstante de tener ventajas geográficas en nuestro país, que
nos ha permitido aprovechar varias cuencas hidrográficas para
desarrollar fuentes de generación hidroeléctrica, actualmente
resultan vulnerables a temporadas de estiaje, como las
experimentadas en 1992 y desde mediados de 1995, donde el país
sufre pérdidas millonarias por el racionamiento necesario que
causa la crisis. Esta es una razón muy importante, por la cual se
debe utilizar la energía eléctrica de forma eficiente, de tal
manera que las inversiones necesarias junto con las pérdidas en
este campo se reduzcan al mínimo posible.
El costo de inversión que tiene que realizar el Estado
actualmente es de 2500 dólares / kWh entregado al abonado.
El programa de inversiones dentro del sector para el período
1993-19991 es:
TIPO DE GENERACIÓN
GENERACIÓN HIDRÁULICA
GENERACIÓN TÉRMICA
TRANSMISIÓN
SUBTRANSMISION
DISTRIBUCIÓN
SERVICIO ABONADOS
INVERSIONES GENERALES
TOTAL INVERSIONES
INECEL
1641. 5
62.7
111.1
0.0
100 . 2
0.0
14.5
1930 . 0
EMPRESASELÉCTRICAS
3.3
0.0
0.0
168.6
242 .4
103 .9
68.5
586.7
TOTALSECTORELÉCTRICO
1644 . 8
62 . 7
111.1
168 . 6
342 .6
103 .9
83 . 0
2516 .7(En millones de US$)
_A. nivel general se plantea entonces, la necesidad de llevar a
cabo una utilización eficiente de la energía eléctrica
disponible, utilizando la Auditoría Energética como una
herramienta dentro del proceso de análisis que nos permitirá
obtener conclusiones tendientes a reducir las pérdidas de energía
al mínimo posible.
Básicamente se pueden identificar cuatro sectores de consumo de
energía eléctrica:
1. Sector industrial
2. Sector comercial
3. Sector residencial
4. Otros
3
De los sectores antes identificados, el industrial y el comercial
representan en el Ecuador más del 50% del consumo total, por lo
que un procedimiento de Auditoría Energética en dichos sectores
constituiría un buen aporte a la disminución de la demanda y su
crecimiento.
La conservación de la energía, es un tema que actualmente ocupa
un lugar preponderante dentro de los respectivos planes de
desarrollo de muchos países en el mundo; de estudios realizados
en otros países, por los costos que representan la generación,
transmisión, distribución y pérdidas, ocurre que 1 kWh ahorrado
es más barato que 1 kWh producido en plantas de generación2,
visto así, el ahorro de energía eléctrica, mediante la
utilización de nuevos aparatos que tienen un rendimiento mejorado
y un eficaz procedimiento de control de pérdidas, constituye una
fuente de energía mucho más barata que debe ser estudiada
convenientemente.
Al ritmo actual de crecimiento de la demanda, durante la década
1.993 - 2.002, en nuestro- país, un monto de 3 .076 millones de
dólares tendrá que invertirse en el sector eléctrico nacional y
el Estado no tiene la capacidad necesaria para realizar dichas
inversiones.
A Diciembre de 1994, la producción bruta de energía eléctrica fue
de 8124 GWh, arrojando unas pérdidas de energía del 24,6%, que
corresponden a un 5,0% en transmisión y autoconsumo y 19/6% en
subtransmisión y distribución.
Durante el mes de Marzo de 1995, el precio medio de venta de la
energía eléctrica a nivel de usuario fue:
SECTOR
RESIDENCIAL
COMERCIAL
INDUSTRIAL
PRECIO (US Cent/kWh}3
3.45
7.82
8. 19
Insuficiente para que el sector eléctrico esté en capacidad de
cubrir sus gastos operacionales, el servicio de la deuda y
disponer de un excedente para financiar la expansión.
La utilización eficiente se traduce en una mayor disponibilidad
de la capacidad instalada, menor consumo de energía para un mismo
nivel de bienestar, reducción de pérdidas y aumento de seguridad
en la utilización del equipo.
Para el Estado significa liberar recursos financieros que, de
acuerdo con las prioridades del desarrollo económico pueden ser
utilizados en otros sectores de la economía, para el empresario
significa ahorro y más recursos disponibles al tener que pagar
una planilla con un consumo menor. No se debe olvidar que el
costo de la energía irá incrementándose cada vez más, como una
medida necesaria para cubrir los déficits económicos de los
organismos eléctricos estatales, hasta llegar a precios que en
nuestro medio resultan elevados, dado el bajo ingreso económico
de la mayoría de la población.
A continuación se presentan algunos gráficos que nos darán una
idea de cuál es la situación eléctrica de nuestro país, en los
actuales momentos.
GRÁFICO No 1 (Ref. 4)POTENCIA ELÉCTRICA INSTALADA EN MW
1980 1985 1990 1992 1993 1994
GEN. HIDRÁULICA R l̂ GEN. TÉRMICA
6000
5000-
4000-
3000- -
2000-
1000H
GRÁFICO No 2ENERGÍA ELÉCTRICA BRUTA EN GWH
1980 1985 1990 1992 1993 1994
GEN. HIDRÁULICA ^77/\. TÉRMICA
GRÁFICO No 3ENERGÍA ELÉCTRICA FACTURADA EN GWH
2000-
1500-
1000-
KiII8 ís
I í1íí@«
!§1§• ^&íl
11
i
ll
i\_\¡1
§1II
i
gs\I£ ísPs¡§ñ̂̂S>
IS
1 950 1 985 1 990 1 992 1 993 1 994
[^j RESIDENCIAL [>!?) COMERCIAL gg^ INDUSTRIAL [~~~] OTROS
GRÁFICO No 4OTRAS VARIABLES ELÉCTRICAS EN GWH
7000-
6000-
5000-
4000-
3000-
2000-
1000
0
=1__§I
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1
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ÍOv
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Vft
!iwíp
í$1 _^
1 980 1 985 1 990 1 992 1 993 1 994
g^J AUTOCONSUMO [TT] GENERACIÓN NETA ^^ ENERGÍA DISPONIBLE
1.2 ANTECEDENTES
La electricidad, constituye la forma de energía más difundida y
utilizada en el mundo, debido a sus múltiples ventajas, entre las
principales se puede mencionar:
1. Facilidad para controlarla y transportarla.
2. Es de alta eficiencia.
3. Ecológicamente es la que menos impacto provoca en el
medio ambiente.
4. Puede ser entregada de forma continua a sus usuarios
finales y a todos simultáneamente.
El suministro de energía eléctrica, por tanto, es un
requerimiento básico para alcanzar el desarrollo económico
sostenido en los países.
Sin embargo de todas estas ventajas, existe una principal
desventaja: la electricidad es una fuente de energía de alto
costo, pues requiere de una gran inversión inicial y de
considerables recursos para operación.
En América Latina y El Caribe, cada año se hace necesario
incrementar la generación eléctrica a fin de satisfacer la
creciente demanda, una de cuyas causas es el uso irracional de la
misma. En los cuadros siguiente se puede apreciar la creciente
generación en nuestros países latinoamericanos y caribeños,
necesaria para satisfacer la demanda de energía eléctrica.
Generación Eléctrica por Regiones"(en GWh)
PAÍS
ARGENTINA
BARBADOS
BOLIVIA
BRASIL
CHILE
COLOMBIA
COSTA RICA
CUBA
ECUADOR
EL SALVADOR
GRANADA
GUATEMALA
GUYANA
HONDURAS
HAITÍ
JAMAICA
MÉXICO
NICARAGUA
PANAMÁ
PERÚ
PARAGUAY
R. DOMINICANA
SURINAM
TRINIDAD Y T.
URUGUAY
VENEZUELA
TOTAL
1990
49297
539
2133
222820
18372
35393
3468
14678
6326
2296
55
2330
307
2287
597
2458
114272
1399
2759
13818
27185
3698
1294
3577
7444
59507
598309
1991
52879
580
2275
234366
19961
36661
3864
12741
6967
2364
60
2493
245
2319
468
2123
118357
1472
2889
14492
29328
3895
1367
3720
7018
60237
623141
1992
55926
575
2412
241731
22362
35993
4173
11127
7199
2457
63
2802
228
2313
423
2199
121653
1584
2903
13163
27141
5581
1387
3976
8899
66070
644340
1993
61671
590
2646
251484
26137
40348
4431
11054
7467
2858
65
3094
235
2486
394
3791
126566
1682
3216
14326
31449
5874
1392
3817
7978
71388
686439
1994
56798
603
3067
252157
22391
45230
4705
10982
8124
3324
70
3161
242
2672
362
3927
135807
1740
3361
15181
32134
6182
1397
3978
7627
67632
692854
Generación Eléctrica por Tipo de Planta 19943(en GWh)
PAÍS
ARGENTINA
BARBADOS
SOLIVIA
BRASIL
CHILE
COLOMBIA
COSTA RICA
CUBA
ECUADOR
EL SALVADOR
GRANADA
GUATEMALA
GUYANA
HONDURAS
HAITÍ
JAMAICA
MÉXICO
NICARAGUA
PANAMÁ
PERÚ
PARAGUAY
R. DOMINICANA
SURINAM
TRINIDAD Y T.
URUGUAY
VENEZUELA
TOTAL
HYDRO
22208
0
1749
246105
17719
31118
4286
165
6566
1828
0
1629
0
2434
293
110
27704
515
2454
12634
32102
1484
880
0
6963
44975
465921
TERMO
27433
603
1318
6052
4672
14112
419
10817
1558
1047
70
1532
242
238
69
3817
95880
793
907
2547
32
4698
517
3978
664
22657
206673
GEOTERM
0
0
0
0
0
0
0
0
0
449
0
0
0
0
0
0
7062
432
0
0
0
0
0
0
0
0
7943
NUCLEAR
7157
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5161
0
0
0
0
0
0
0
0
0
12318
TOTAL
56798
603
3067
252157
22391
45230
4705
10982
8124
3324
70
3161
242
2672
362
3927
135807
1740
3361
15181
32134
6182
1397
3978
7627
67632
692854
10
Actualmente existen nuevas herramientas tecnológicas, las que
usadas convenientemente, pueden constituirse en importantes
aportes hacia el ahorro de energía eléctrica.
Es de consenso nacional que, el ahorro energético es un rubro
económico muy importante, que permitiría elevar el nivel de vida
de la población al disponer de nuevos recursos. Mediante la
utilización eficiente de la actual energía disponible, no solo
que se está generando un ahorro económico, sino que, además se
contribuye de manera efectiva a controlar el creciente deterioro
ecológico en el cual estamos envueltos.
Organismos nacionales como el INE (Instituto Nacional de Energía)
e internacionales como la OLADE (Organización Latinoamericana de
Energía), están llevando a efecto numerosos programas de
investigación sobre el ahorro energético en diferentes áreas,
todos ellos motivados por los grandes aumentos en los costos de
los combustibles generadores de la energía en general . La
utilización de equipo de alta eficiencia permitiría reducir la
demanda pico, lo que a su vez implica un equipo generador de
menor capacidad, lo cual disminuiría por tanto los montos de
inversión que se requieren para satisfacer la demanda actual.
Un importante rubro se destina a este obj etivo anualmente. En
1980 fue necesario invertir S/. 5.677,2 millones, en 1985 S/.
8.401,8 millones y en 1990 S/. 40.240 millones, manteniendo el
INECEL una deuda, en éste último año de US $ 455,7 millones.
Desde el punto de vista productivo, el empresario que no se
11
apresure a controlar y disminuir los gastos de energía estará
cayendo en una gran desventaja frente a sus similares que si
están atentos y son oportunos acerca de los potenciales ahorros
de energía.
El personal directivo de la empresa, que es el encargado de hacer
crecer el capital, es el que al final debe decidir, en que
proyectos un recurso escaso y finito como es el capital, debe
invertirse de acuerdo a sus posibilidades o intereses. En este
sentido, un programa de ahorro de energía debe tomarse como otra
oportunidad de inversión.
Cabe mencionar también que desde hace mucho tiempo, la
utilización eficiente de la energía en países industrializados es
ya una realidad, en los cuales el problema de las pérdidas
eléctricas prácticamente no existen, las pérdidas no técnicas son
cercanas a cero y las técnicas alcanzan solo una tercera parte de
las detectadas en Latinoamérica. La eficiencia global en estos
sistemas, alcanzan un 90% o más.
1.3 OBJETIVOS
Se plantea básicamente lo siguiente:
Utilización óptima de la energía eléctrica, elevando el
rendimiento de los diferentes componentes del sistema
alimentado.
12
Promover la utilización eficiente de la energía
eléctrica mejorando los hábitos de consumo.
Obtener conclusiones que sirvan de guía para la
realización de trabaj os similares en lo posterior.
Dar a conocer a potenciales clientes, los altos
beneficios que un estudio y aplicación de este tipo
representan para su establecimiento.
El emprender en un programa de conservación y ahorro de energía
significa dar a conocer qué tan rentable resulta para el cliente.
Con este trabajo se pretende hacer ver que éste es un medio de
inversión extremadamente atractivo, presenta una gran tasa de
retorno y al mismo tiempo reduce el costo operativo del sector
productivo en general, no solamente el aquí expuesto.
1.4 ALCANCE
El presente trabajo de tesis pretende establecer una metodología
de estudio utilizando la Auditoría Energética, que nos permita:
- Evaluar el consumo actual.
- Plantear los correctivos técnicos necesarios.
- Cuantificar la inversión requerida.
13
Todo lo anterior con el propósito de lograr un diseño óptimo de
consumo mínimo, utilizando sobretodo, equipo disponible de
reciente aparición en el mercado que tienen avances
significativos en cuanto a su rendimiento.
Se realizará un ejemplo de aplicación en la Cámara de Comercio de
Quito, donde se reporta un consumo excesivo de energía eléctrica.
Finalmente se obtendrán recomendaciones, las que juntamente con
un análisis financiero demostrarán que la inversión a realizarse
para lograr el consumo mínimo es recuperable a corto y mediano
plazos.
La tesis, por su mismo objetivo final, se desarrollará en un
lenguaj e suficientemente entendible, para que el lector que no
esté familiarizado con el área eléctrica, adquiera una suficiente
comprensión del tema aquí tratado.
El presente trabajo pretende despertar el interés por parte del
empresario dentro del sector comercial para emprender en estudios
que le resultarán muy beneficiosos económicamente.
CAPITULO II
DEFINICIONES BÁSICAS
2.1 ACOMETIDAS
En forma general, un sistema eléctrico de potencia corista de
1. Varias fuentes de generación, las cuales producen
energía eléctrica para grandes zonas.
2. Transformadores de elevación.
3 . El sistema de transmisión, que es el que transporta
dicha energía hasta los centros de consumo.
4. Subestaciones intermedias de reducción.
5. Sistema de subtransmisión.
6. Subestaciones de distribución.
7. Alimentadores primarios.
8. Transformadores de distribución.
9. Circuitos secundarios en baja tensión que alimentan a
los consumidores.
Las partes constitutivas anteriormente descritas de un sistema
eléctrico de potencia, constan en el siguiente gráfico:
15
GRÁFICO No 5SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA
S/ST
S/E S/F
ft/P
T/D
-*9
CONSUMIDORES
Para abonados comerciales o industriales, la acometida se realiza
generalmente en alta tensión. En general, en donde las líneas de
una empresa eléctrica se derivan para realizar la conexión al
sistema eléctrico de un edificio se llama entrada de servicio o
"acometida".
Hay dos métodos generales para transmitir la energía eléctrica:
el sistema subterráneo y el sistema aéreo, éste último cuesta
mucho menos por kilómetro y, por consiguiente es el que más se
emplea.
El sistema se escoge dependiendo de la zona en la que se realice
el tendido, esto es, en zonas densamente pobladas, en las que
sería muy peligroso tener una red con conductores aéreos de alto
voltaje, la acometida se realiza por seguridad en forma
subterránea.
16
Los cables suelen tenderse dentro de tubos o conductos colocados
a más de medio metro de profundidad por debajo del nivel del piso
de la calle y tienen salidas en pequeñas cámaras subterráneas,
colocadas a cierta distancia.
En estas cámaras subterráneas pueden empalmarse los cables y
hacerse las derivaciones y en algunos casos, pueden instalarse
también en ellos pequeños transformadores u otros aparatos; en
tanto que para zonas alejadas de la ciudad en las que
generalmente están ubicadas las áreas industriales, con grandes
requerimientos de energía eléctrica, la acometida se realiza eri
forma aérea.
La acometida subterránea puede realizarse de dos maneras: la una
en la que los conductores provienen de un sistema de distribución
primario subterráneo, en toda su extensión o en la que los
conductores de alta tensión, provienen de una cámara de
transformación subterránea o semisubterránea cercana y la otra en
la cual los conductores provienen de un sistema de distribución
primario aéreo.
Cuando el sistema es aéreo la acometida consiste en una bajada
con cable tripolar o con tres unidades unipolares, hasta el nivel
del suelo desde el poste más cercano y a la cámara de
transformación subterránea, mediante cable o cables íntegramente
subterráneos.
17
Con este último tipo de acometida se requiere la instalación de
tubos de bajada, de pozos de revisión para los cables y
canalización de los ductos, siendo este un procedimiento que se
encuentra normalizado por la EEQSA en su área de servicio.
La acometida subterránea, dependiendo del nivel de voltaje y del
nivel de aislamiento se realiza con un solo cable tripolar para
tensiones de hasta 6.3 kV, con un nivel de aislamiento de 7.8 Kv
y con tres cables unipolares para tensiones de hasta 23 Kv, con
un nivel de aislamiento de 23 Kv.
De acuerdo con el Código NE, las líneas de alimentación se
calculan para conducir una corriente estimada de carga que no es
menor que la suma de todas las corrientes de carga de los
circuitos de ramales alimentados por cada línea.
2.2 CÁMARA DE TRANSFORMACIÓN
Una cámara de transformación constituyen todos los equipos
instalados con el objetivo de elevar o disminuir el voltaje desde
un valor determinado hasta otro más conveniente para su mejor
utilización. Básicamente, una cámara de transformación se compone
del transformador y sus equipos de protección.
2.2.1 Cámara de transformación subterránea
Las cámaras subterráneas de transformación están diseñadas y
construidas exclusivamente para el alojamiento de equipos en
redes subterráneas y se utilizan especialmente en zonas de alta
r18
densidad de población, para suministrar energía en redes de baja
tensión, a partir de acometidas que pueden ser aéreas o
subterráneas dependiendo de la ubicación de la cámara en
particular. Este tipo de cámaras constituyen la solución más
apropiada cuando no es posible disponer de locales convenientes
para la instalación de cámaras localizadas sobre el nivel del
piso.
Como se comprende, el costo del establecimiento de tales cámaras
es mayor que el de las cámaras ubicadas en la superficie y
depende fundamentalmente de las dimensiones que se precisen en
relación con los servicios que ha de prestar.
La práctica común de instalar transformadores de distribución en
cámaras subterráneas, hace que estos transformadores estén
expuestos a un medio ambiente marcadamente diferente al de los
transformadores instalados en postes o en cámaras ubicadas sobre
el nivel del piso; lo cual puede afectar profundamente a su
capacidad de carga transportada con el correspondiente efecto
sobre la inversión y mantenimiento del transformador.
La instalación de transformadores de distribución en cámaras bajo
el nivel del suelo, impone un requerimiento más severo de
refrigeración o ventilación, en comparación con transformadores
expuestos al medio ambiente.
19
Existen tres razones principales:
1. El transformador ubicado bajo el nivel del piso es
blindado o cubierto por una superficie carente de
viento y de toda o casi toda la convexión forzada del
medio refrigerante disponible en transformadores
instalados al exterior.
2. Mucha de la radiación del calor transferido ocurre
hacia el medio ambiente, siendo la temperatura en la
cámara elevada, debido a la presencia del
transformador.
3. La transferencia de calor por convexión natural
disminuirá a menos que se haga una cuidadosa
consideración en el diseño de la cámara. No solamente
evitando la recirculación del aire, sino también que
deberá tomarse en cuenta el hecho de dejar espacio
suficiente entre superficies, de tal manera que la
convexión natural no sea degradada.
En la actualidad, uno de los problemas que más frecuentemente se
presentan al desarrollar determinados proyectos, especialmente
aquellos en los que la cámara de transformación es diseñada para
proporcionar suficiente energía eléctrica a grandes edificios, es
el que se relaciona a la selección del espacio físico más
adecuado para la instalación de la cámara subterránea de
transformación, la alternativa es usar el subsuelo del edificio
o usar el subsuelo de la acera o ambos.
En todo caso el espacio debe ser seleccionado en la etapa de
diseño del proyecto debiéndose tomar en consideración
fundamentalmente la capacidad del transformador a ser instalado
y el nivel de voltaje al cual va a funcionar tal transformador,
para que con estos parámetros se destine el área más adecuada que
"asegure que los espaciamientos entre materiales y equipos
eléctricos sean los más seguros.
En razón de que las pérdidas a que da origen el funcionamiento
del transformador se deben fundamentalmente a calentamientos del
hierro y del cobre de sus arrollamientos y en vista de que estas
pérdidas se incrementan al aumentar la temperatura, es necesario
que la ventilación a la que se exponga el transformador sea la
más adecuada a fin de evitar temperaturas excesivas que afecten
el funcionamiento normal del transformador aumentando sus
pérdidas y disminuyendo su vida útil.
De ahí que, en las cámaras subterráneas en las que está instalado
un transformador, debe renovarse el aire contenido en su
interior, haciendo que este circule en la cantidad necesaria para
evacuar el caler producido.
La temperatura alcanzada por el aire en el interior de la cámara,
hace que disminuya su densidad y en consecuencia la presión del
aire exterior que es de mayor peso, da origen a la fuerza que
actúa y pone en movimiento a la masa de aire encerrada en la
cámara, produciéndose por tanto, un flujo natural ascensional, el
21
cual deberá ser aprovechado para obtener una correcta ventilación
mediante una adecuada localización de ductos para el ingreso y
salida del aire.
Esta será básicamente la estrategia a seguirse con el objetivo
principal de disminuir las pérdidas en las cámaras de
transformación, permitiendo que el transformador opere en las
condiciones adecuadas.
2.2.2 El transformador
Para transmitir económicamente grandes cantidades de energía
eléctrica sobre líneas muy largas es necesario emplear el alto
voltaje. Una de las principales ventajas que tiene la corriente
alterna, es la posibilidad de elevar económicamente el voltaje de
dicha corriente con transformadores.
Siempre que hay que transmitir una gran cantidad de energía a
algún punto le j ano, se eleva el volta j e por medio de
transformadores hasta alguno de los altos voltajes estándares,
reduciendo de esta manera la intensidad de corriente necesaria.
Un transformador es una máquina eléctrica por medio de la cual
pueden aumentarse o disminuirse, según se desee, los voltajes
alternos sin producir ningún cambio en su frecuencia. El
transformador ordinario se compone de un arrollamiento primario
conectado a la fuente de energía, un núcleo de hierro formado con
láminas y uno o varios arrollamientos secundarios.
22
Teóricamente, se puede usar como primario cualquier arrollamiento
siempre que se le aplique el voltaje y la frecuencia correctos.
El núcleo laminar de hierro sirve como medio eficiente para
acoplar magnéticamente los arrollamientos primario y secundario.
2.2.2.1 Funcionamiento
Un voltaje periódicamente variable aplicado al arrollamiento
primario produce una intensidad de corriente variable que a su
vez desarrolla un flujo variable que atraviesa el núcleo de
hierro. Este campo magnético variable producido corta todos los
arrollamientos, induciendo en cada uno de los secundarios un
voltaje proporcional a su número de vueltas.
En un transformador se puede tomar una corriente alterna intensa
de bajo voltaje y cambiarla en una corriente poco intensa de
voltaje elevado, o bien tomar la corriente alterna de poca
intensidad y voltaje elevado y transformarla en una corriente
intensa de voltaje bajo. Esta propiedad se utiliza para
transportar energía eléctrica, por ejemplo disminuyendo la
corriente a una décima parte de su valor inicial por medio de un
transformador, se reduce la pérdida de energía debida a la
resistencia de las líneas a una centésima parte de lo que podría
haber sido si no se empleara el transformador. Reduciendo así el
efecto de la resistencia de la línea en la pérdida de energía, se
puede emplear conductores más delgados, que contienen menos
material para las líneas de transmisión a larga distancia.
23
El costo de los conductores gruesos y la dificultad que supone
manejarlos y soportar su peso considerable, hace que no sea
económico transmitir corriente continua, pero utilizando
corrientes alternas con transformadores es económicamente posible
construir y utilizar líneas de transmisión de una longitud de
muchos cientos de kilómetros.
En instalaciones interiores la energía llega en alta tensión a
los bornes primarios del arrollamiento que tiene el mayor número
de vueltas y se obtiene energía en baja tensión en los bornes
secundarios o de utilización, que es el arrollamiento que tiene
el número menor de vueltas.
Los transformadores son de los aparatos eléctricos más eficientes
del equipo eléctrico del que se dispone, los rendimientos de
algunos de los tamaños mayores exceden de 99%.
Estos elevados rendimientos pueden obtenerse porque el
transformador no tiene partes móviles ni que se desgasten y, por
consiguiente, no hay pérdidas mecánicas o por rozamiento.
Al interior de la cámara de transformación van a estar ubicadas
estas máquinas ya sea con un solo transformador trifásico o con
un banco de dos o tres transformadores monofásicos. Las ventajas
de los transformadores trifásicos son: necesitan menos material
para el núcleo, tienen menos peso y ocupan menos espacio.
24
La Empresa Eléctrica Quito, diseña y aprueba para su
construcción, cámaras de transformación en las que se emplean
únicamente transformadores trifásicos.
2.2.2.2 Potencia
La potencia nominal de un transformador es la potencia útil que
puede suministrar junto con las características de tensión,
corriente y frecuencia indicadas por el fabricante. Cabe anotar
que la potencia de salida disminuye con el aumento de la
temperatura de trabajo.
2.2.2.3 Pérdidas
Aunque son aparatos de muy buen rendimiento, tienen ciertas
pérdidas que se producen dentro de sus arrollamientos y sus
núcleos durante el funcionamiento. Estas pérdidas son: las
pérdidas sin carga (en el núcleo) más las pérdidas con carga (en
el cobre).
a) Pérdidas en el núcleo
Consiste en las pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault,
y las pérdidas por histéresis.
Pérdidas por corrientes parásitas o de Foucault
Son las que se producen debidas a las corrientes inducidas en el
hierro del núcleo, éstas corrientes parásitas, son corrientes de
corto circuito y bajo voltaje que circulan en diferentes
superficies del núcleo debido a las líneas de fuerza magnética
25
que cortan la masa del núcleo, las mismas que se reducen y se
mantienen en un valor mínimo gracias a la construcción laminar
del núcleo; éstas pequeñas corrientes que no obstante se
producen, incluso con la mejor construcción del núcleo, harán que
se desarrolle en éste una cierta cantidad de calor.
Pérdidas por histéresis
Las pérdidas por histéresis se producen en el núcleo por la
inversión de las cargas magnéticas de las moléculas del hierro,
ya que el flujo alternante invierte continuamente su sentido en
el núcleo. Las pérdidas en el núcleo son aproximadamente las
mismas en vacio y a plena carga del transformador.
b) Pérdidas en el cobre
Las pérdidas en el cobre se debe a la resistencia de las bobinas
que hace que se transforme eri calor dentro de los arrollamientos
una cierta cantidad de energía. Esta pérdida es proporcional al
cuadrado de la intensidad de la corriente que circula por los
arrollamientos y, por consiguiente, es aproximadamente cero en
vacío y máxima para la plena carga
2.2.2.4 Rendimiento
El rendimiento de un transformador, en forma general está
determinado por la relación entre la potencia útil suministrada
por el transformador y la potencia absorbida por él.
26
2.2.2.5 Enfriamiento
En un transformador que funciona a plena carga, se produce una
cantidad considerable de calor a consecuencia de las pérdidas en
el cobre y en el núcleo.
Este calor tiene que sacarse y eliminarse de los arrollamientos
y del núcleo porque, si permaneciera confinado y se almacenara
_dentro de ellos, haría pronto que se elevara la temperatura hasta
un punto tal que se quemaría o se estropearía el aislamiento de
las bobinas.
Los transformadores tienen que enfriarse también para mantener
elevado su rendimiento, porque la resistencia del cobre de las
bobinas aumenta cuando se eleva su temperatura y por consiguiente
aumentará las pérdidas.
Respecto a los diferentes sistemas que se pueden utilizar para la
refrigeración, los transformadores pueden construirse en las
modalidades siguientes:
ONAN (Oil natural air natural).
Refrigeración natural por radiadores adosados a la cuba.
ONAF (Oil natural air forced).
Refrigeración forzada sobre los radiadores y cuba
mediante motoventlladores.
27
OFAF (Oil forced air forced).
Refrigeración forzada mediante equipos exteriores al
transformador (aerorefrigerantes). En estos equipos la
circulación del aceite y el aire está forzado mediante
bombas y ventiladores.
OFWF {Oil forced water forced}.
Refrigeración forzada mediante hidrorefrigerantes o
intercambiadores de calor agua/aceite. Tanto el agua de
refrigeración como el aceite del transformador, están
forzados por bombas5.
Dependiendo de las características de seguridad ambiental
requeridas, se puede utilizar como medio de refrigeración el
aceite mineral con punto de inflamación de aproximadamente 160°C
o fluido de silicona, con punto de inflamación superior a los
300°C.
Los transformadores ubicados en cámaras subterráneas, enfriados
por circulación forzada de aire utilizan ventiladores eléctricos,
el aire se hace llegar a los transformadores por un conducto o
cámara de aire que corre debajo del suelo sobre el cual están
situados los transformadores.
El aire pasa por los transformadores y se descarga en la
habitación en la que están situados, escapándose por las ventanas
abiertas o los respiraderos del edificio. Es muy importante que
el aire circule con la velocidad adecuada a través de los
28
transformadores de este tipo, pues de lo contrario se
recalentarán rápidamente. Los transformadores enfriados por
aceite, tienen sus núcleos y sus arrollamientos sumergidos en un
tanque lleno de aceite aislante, este es el tipo más común de
transformadores en uso.
El aceite que es de una calidad especial, no solo sirve como un
medio refrigerante para los arrollamientos y el núcleo, sino que
sirve también como un aislante excelente entre las capas del
arrollamiento y el núcleo. Este aceite penetra en todos los
intersticios y en todos los pasajes entre los arrollamientos y
conduce el calor a través del liquido hasta el tanque metálico,
desde el cual lo transmite al aire exterior.
2.2.2.6 Regulación
Las variaciones de tensión que se presentan en las líneas, se
controlan mediante dispositivos de regulación que se instalan en
"los transformadores y que permiten elevar o disminuir la tensión
de salida del transformador, actuando sobre las espiras del
bobinado. Esta regulación se realiza, principalmente por dos
sistemas:
En vacío: mediante un conmutador manual sin poder de corte, por
lo cual la maniobra hay que hacerla con el transformador
desconectado de la red.
En carga: por medio de un regulador especial con resistencias
de descarga y poder de corte, que permite la maniobra con el
29
transformador en servicio. El accionamiento de la regulación en
carga se ejecuta bien por sistema manual o motorizado, siendo
este último el más generalizado por su sencillez y utilidad.
2.2.2.7 Protecciones
Los transformadores se equipan con diferentes protecciones, tales
como:
Protección de temperatura
- Imagen térmica con señalización de alarma
- Termómetros con contactos de alarma y disparo
- Termostatos
Protección de gases
- Relé Buchholz con contacto de alarma y disparo
- Dispositivo de recogida de gases
- Válvula de sobrepresión con contacto de alarma
- Chimenea de expansión
Protección aceite
- Nivel magnético con contactos
- Desecadores de silicagel
- Desecador electrónico (Drycol)
- Válvulas de independización
- Válvulas de retención
- Válvulas de filtrado
30
Protección de cuba y neutro
- transformadores de intensidad
2.2,3 Diseño Óptimo de la Cámara de Transformación
2.2.3.1 Diseño Operativo
La estructura de la cámara de transformación debe ser tal que
permita una adecuada ventilación del transformador de
distribución, los ductos de ventilación deberán estar cercanos al
transformador de tal manera que se facilite en intercambio del
entrante aire frío con el saliente aire caliente.
Si se aumenta la capacidad del transformador, también se
incrementan sus pérdidas, tanto en vacío como en carga, por lo
cual el calentamiento del transformador es mayor, de ahí que se
debe asegurar una ventilación que evite un sobrecalentamiento del
transformador con el consecuente incremento de las pérdidas.
2.2*3.2 Localización
Las cámaras de transformación, en general, deben estar ubicadas
lo más cerca posible a la red primaria de servicio público, deben
ser fácilmente accesibles desde el exterior y tener suficiente
amplitud tomando en consideración las distancias mínimas
permitidas, tanto entre partes vivas como entre éstas y tierra,
de tal manera que el personal calificado pueda realizar
mantenimiento preventivo y correctivo del equipo instalado en el
interior de la cámara.
31
Su localización deberá realizarse tomando en cuenta un lugar seco
y que no tenga posibilidades de inundación, en el subsuelo del
edificio o en su acera más cercana en caso de tratarse de un
servicio urbano.
2.2.3.3 Estructura Interna
Para cámaras subterráneas, la construcción debe responder a las
reglas generales para trabajos que se realicen en el subsuelo, es
decir, las paredes y el techo deben ser construidos de hormigón
armado de no menos de 152 mm de espesor o de ladrillo de 200 mm
de espesor como mínimo.
El piso o losa inferior en contacto con el suelo debe ser de
concreto de por lo menos 4 pulgadas {102 mm} de espesor, en todo
caso el piso deberá tener una rigidez estructural adecuada para
la carga que se le imponga y una resistencia mínima al fuego de
3 horas. Por otro lado el piso y los muros serán revestidos de
material hidrófugo para asegurar una protección adecuada contra
la humedad.
2.2.3.4 Drenaje
Con respecto al drenaje se recomienda por parte del NEC-81, que
cámaras que contengan transformadores con capacidades superiores
a los 100 kVA, deberán estar provistas de desagües o de otros
medios que eliminen la acumulación de aceite o agua que pudiera
depositarse en las mismas. El piso debe ser construido de modo
que el escurrimiento se efectúe en la dirección de la boca del
desagüe.
32
Todo sistema de cañería extraño a la instalación eléctrica no
podrá pasar ni atravesar la cámara de transformación. Bombas u
otros medios previstos para la protección contra incendios de la
cámara, o para refrigeración del transformador, no son
considerados como extraños a la instalación eléctrica.
2.2.3.5 Ventilación
La ventilación de una cámara de transformación tiene por objeto
disipar el calor que se produce en ella debido a las pérdidas del
transformador.
El aire contenido en la cámara debe renovarse, ya que este
absorbe el calor que sale por convexión de las cubiertas del
transformador, es decir, cuanto mayor sea la temperatura del
aire, menos calor cederá el transformador, pudiendo por tanto
alcanzar temperaturas elevadas, lo cual va en detrimento de su
vida útil.
2.3 TABLEROS
Son grupos de unidades o uno solo montadas en la forma de una
sola unidad. Contiene las barras conductoras con derivaciones
mediante portafusibles e interruptores, que proporcionan la
protección y también el control para los diferentes circuitos.
Un tablero está diseñado para colocarse dentro de un gabinete o
caja de interrupción colocados dentro o sobre una pared o
división y que son accesibles solamente desde el frente.
33
El requisito principal para cualquier tablero de servicio es que
sea el adecuado para manejar el sistema eléctrico del edificio.
Las especificaciones del edificio o las reglamentaciones del
lugar determinarán el tipo de protección del circuito que debe
proveerse; actualmente se utilizan interruptores automáticos.
El tablero debe ser lo suficientemente grande como para contener
todo el alambrado para los circuitos derivados del edificio. Por
lo general resulta conveniente instalar un tablero que tenga
algún espacio disponible para otros circuitos que puedan
agregarse posteriormente.
Algunos tableros de servicio tienen terminales de derivación de
la energía que dan posibilidad de instalar un subtablero de
servicio para manejar los circuitos adicionales. Los tableros
tienen tapas removibles que se quitan para hacer entrar los
cables, se pueden montar en la pared y se deben cubrir una vez
que se completa el alambrado.
Los tableros de servicio también proporcionan un medio para
asegurar las líneas de potencia que entran, una fuente de
potencia para los circuitos derivados, montaje para los fusibles
o los interruptores automáticos y una conexión a tierra hacia el
conductor neutro de la energía eléctrica.
2.3.1 Tableros de distribución
El cable de la entrada de servicio se pasa por la parte superior
del tablero, asegurando el cable por medio de una grapa a la
abertura de la caja.
34
El conductor neutro se conecta a una tira terminal por medio de
un conector de tornillo prisionero, las fases también se sujetan
por medio de tornillos prisioneros. Los interruptores automáticos
pueden servir como desconectadores principales.
Cada una de las fases se conecta a través de los interruptores
-automáticos a las barras de distribución, que están montadas
verticalmente sobre separadores aislados.
Las barras de distribución son trozos sólidos de metal que pueden
conducir la corriente con resistencia casi cero. Estas barras
sólidas se taladran y se les hace rosca para montar los
interruptores automáticos con tornillos. El montaje de tornillo
suministra una conexión del alambre caliente hacia el
interruptor.
Actualmente se construyen tableros con nuevos diseños, los cualors
aprovechan al máximo el espacio disponible dentro del mismo,
Siemens ha diseñado los nuevos tableros de la serie
CDP-7, el cual contiene una nueva de regla de conexión de neutros
dividida en dos tramos, que permite acceder a la conexión en cada
lado de los breakers, impidiendo la existencia de cruce de
alambres y ahorrando conductor. Cumple las normas NEMA, UL y NEC
correspondientes.
Existen los siguientes tableros disponibles:
35
Voltaje •' Servicio
120/240V AC 1F-3H208Y/120V AC 1F-3H480Y/277V AC 1F-3H240 V AC 3F-3H480 V AC 3F-3H208Y/120V AC 3F-4H240/120VAC 3F-4H DELTA480Y/277V AC 3F-4H120/240V AC 2F-5H125/250V DC 3H6
2.4 PROTECCIONES
2.4.1. Protección del transformador
2.4.1.1 Protección contra agentes externos
En razón de que los transformadores están construidos de muchas
partes delicadas, las mismas que pueden ser afectadas tanto por
factores externos cuanto por las condiciones ambientales a las
que están sujetos, éstos deben estar provistos de ciertos
sistemas de seguridad que protejan las partes activas de su
sistema mecánico, que les protejan contra el fuego y además deben
estar provistos de medios adecuados para la defensa contra la
acción corrosiva del medio ambiente.
Deben existir distancias mínimas de separación entre las partes
vivas, distancias mínimas de seguridad para el trabajo del
personal, entre partes vivas y conexiones adyacentes de puesta a
tierra.
36
2.4.1.2 Protección contra el fuego
Entre los factores más importantes a ser considerados en la
construcción de una cámara de transformación a fin de dar una
completa seguridad contra el fuego pueden mencionarse:
1. Proveer una protección automática completa de
extinguidores.
2. En la construcción de la cámara se deben utilizar
materiales que no contribuyan a la propagación del
fuego y que tengan una buena resistencia al mismo.
Las paredes y techos de las cámaras de transformación deberán ser
construidas con materiales que tengan una adecuada rigidez
estructural para cumplir con la condición de tener una
resistencia al fuego de 3 horas en concordancia con la norma
ASTM-75.
Cuando los transformadores encerrados en cámaras, están
protegidos con extinguidores automáticos, dióxido de carbono
—(CO2) , etc, se puede permitir una construcción resistente al
fuego de 1 hora.
2.4.1.3 Protección eléctrica
Las protecciones eléctricas tienen el propósito de reducir las
interrupciones de servicio al consumidor, proteger de daños a los
equipos durante las fallas y ahorrar gastos y tiempo en la
localización de fallas y restauración del servicio.
37
Una característica importante de seguridad en los sistemas
"eléctricos es el corte automático de la energía cuando el flujo
de corriente es superior a la capacidad nominal del circuito, o
cuando se detectan fallas peligrosas en él.
En la implementación de un sistema de protecciones eléctricas se
debe seguir el siguiente procedimiento:
1. Determinar los valores de cortocircuito en los puntos
donde se protegerán los equipos.
2. Seleccionar los equipos de protección tomando en
consideración el tipo de equipo, sus valores nominales
y máximos y su localización.
3. Coordinar las protecciones del equipo seleccionado.
La protección de la cámara de transformación se realiza
generalmente a partir de la acometida, la misma que al realizarse
desde una red aérea está por tanto sujeta a que se produzca en
ella diferentes tipos de cortocircuito como: falla fase-tierra,
falla dos fases-tierra, falla fase-fase, falla trifásica, las
cuales deberán ser calculadas para efecto de protección y
coordinación.
Existen fallas internas que se presentan en los devanados de los
transformadores, debido al deterioro del aislamiento entre
38
espiras de una misma fase. También pueden ser causa de falla el
desgaste del aislamiento de los elementos de conexión, porp
envej ecimiento, por soportar sobretensiones mayores que las
permitidas, por sobrecargas prolongadas y por defectos de
fabricación. Finalmente otra de las posibles fallas pueden ser
las ocasionadas por errores humanos de operación.
La sobrecarga de un equipo se produce cuando la corriente supera
su valor nominal, entendiéndose por valor nominal a la máxima
corriente que soporta un equipo en un tiempo indefinido.
Si la corriente en un equipo supera la nominal, pronto los
conductores del mismo y su aislamiento serán sometidos a un
calentamiento mayor que el permitido, lo que origina el
envejecimiento prematuro de éstos y por tanto su destrucción.
Las fallas pueden ser de característica transitoria, que son
aquellas que se autodespejan o que necesitan de una interrupción
momentánea y SG presentan oti un 70 u 80% en linean aoroan y orí un
0% en líneas subterráneas y, de característica permanente, que
son aquellas que no se autodespejan y que se presentan en un 20
o 30% en líneas aéreas y en un 100% en líneas subterráneas.
2.4.1.4 Elementos utilizados en la protección eléctrica
Al seleccionar el tamaño de cada medio de desconexión de la línea
de alimentación en los tableros de interruptores o tableros
comunes, se debe tener cuidado de que la clasificación en
amperios del interruptor o cortacircuitos sea adecuada para la
carga, para el servicio de interrupción a que estará sujeto y
para cualquier aumento de carga que se diseñe en el sistema.
39
Además de estar clasificado totalmente para conectar y
desconectar las corrientes de carga hasta su clasificación máxima
de corriente, cada interruptor debe tener habilidad para
interrumpir corrientes de falla a tierra o de corto circuito.
Cada interruptor debe tener capacidad de soportar con seguridad
la cantidad de energía que pase a través de él desde el momento
en que se desarrolla una falla por cortocircuito hasta que
desconecten la falla. Cada interruptor debe ser capaz de aceptar
las fuerzas térmicas y magnéticas producidas por la corriente de
paso de la falla
2.4.1.4.1 Fusibles
En general, un fusible es una pieza metálica especial que se
encuentra en serie con el lado caliente de la línea de energía
eléctrica. Cuando el flujo de corriente es mayor que la capacidad
nominal del fusible, la pieza de metal se calienta lo suficiente
como para fundirse y abrir el circuito.
La tirafusible que se coloca ya sea en un cartucho o en un
cortacircuito fusible, es un elemento térmico de bajo punto de
fusión, de reducida sección en comparación con la del conductor
del circuito al que sirve, que tiene una resistencia
predeterminada.
Por el paso normal de carga, la resistencia del fusible provoca
una disipación de energía, de acuerdo con la ley de Joule,
liberación de calor y aumento de temperatura, sin sufrir ningún
40
deterioro, pero cuando lo atraviesa una corriente excesiva,
producida por un excesivo consumo de la carga o por un
cortocircuito, eleva su densidad de corriente y rápidamente
funde, interrumpiendo de esta manera la continuidad del circuito
en el que va intercalado, siempre que el arco se apague.
Un fusible adecuadamente aplicado debe abrir su miembro fusible,
extinguir el arco establecido a través de éste miembro, y
entonces mantener las condiciones de circuito abierto con el
voltaje nominal aplicado a sus terminales.
Los fusibles son dispositivos monofásicos, es decir que en caso
de fundirse un fusible, equipos alimentados mediante circuitos
trifásicos quedarán alimentados solo con dos fases, es decir no
aisla completamente un circuito fallóse. No son graduables, de
ahí que su graduación se realiza simplemente cambiando el tamaño
o el tipo de fusible.
En vista de que los fusibles son dispositivos térmicos, su
operación está sujeta a la variación debida a los cambios en la
"temperatura ambiente, sobretodo en circuitos de baja tensión.
2.4.1.4.2 Tipos de fusibles
En la protección tanto de los conductores de acometida como del
transformador ubicado en la cámara de transformación, se emplean
fusibles ya sea en el lado de alta tensión, en el lado de baja
tensión o en ambos lados del transformador.
41
a) Cortacircuito fusible de alta tensión
Es un aparato de desconexión consistente de la combinación de un
soporte para el fusible y de una base o portafusible.
Existen dos tipos de cortacircuitos fusibles que son los de tipo
abierto y los de tipo cerrado, los cuales por su característica
común, cual es la expulsión de gases se los conoce como de tipo
expulsión.
Su principio de operación se basa fundamentalmente en la
expulsión de gases, empleando una tira fusible dentro de un tubo
que confina el arco y tiene una capa de fibra desionizante.
La interrupción de la corriente de falla se produce así: cuando
el fusible se funde, se calienta la capa de fibra desionizante,
la misma que por efecto del calor emite gases desionizantes, los
cuales se acumulan en el tubo, los gases formados por el arco
expulsan rápidamente el extremo restante del fusible separándolo
de la punta del tubo y soplan realmente el arco, interrumpiendo
así el circuito de línea.
Los modelos de cortacircuito fusible tipo abierto, puede ser
usado para tres valores de tensiones: 7.8/15 kV, 15/27 kV y 27/35
kV, cada cortacircuito aceptará portafusibles de 100 o 200 A.
Un portafusible de 100 A. acepta tiras fusibles desde 1 A hasta
100 A, mientras que un portafusible de 200 A, acepta tiras
fusibles desde 140 A hasta 200 A.
42
Los fusibles de potencia son usados para proteger ramales que se
derivan de las líneas principales, en este caso para la acometida
de la cámara de transformación, sirven para desconectar
rápidamente en el caso de producirse una severa sobrecarga, un
cortocircuito o un salto de chispa en un aislador provocada por
un rayo.
Los fusibles de potencia son usados en lugares donde la corriente
de cortocircuito es más grande que la capacidad de interrupción
de los cortacircuitos fusibles y además los voltajes de los
circuitos están por sobre la capacidad de los voltajes de los
cortacircuitos fusibles.
Existe un tipo de fusible de alto voltaje que es muy empleado
actualmente, tiene una tira fusible y un largo resorte en espiral
encerrados en un tubo.
Este fusible está construido de modo que cuando las condiciones
son normales el resorte onta tonnado y cuando la tira fu^iblo no
funde a consecuencia de una sobrecarga, queda en libertad el
resorte y tira rápidamente, formando así un intervalo muy largo
que facilita la extinción del arco.
b) Fusibles de baja tensión
En el lado de baja tensión dul transformador y dentro do la
cámara generalmente se instalan los fusibles de cartucho tipo NH,
de alta capacidad de ruptura.
43
Los fusibles NH interrumpen los circuitos al comenzar el
incremento de corriente, limitando así la corriente de fusión a
valores no peligrosos. Los tamaños normalizados van desde O hasta
4 con capacidades de corriente que van desde los 6 A hasta los
0̂00 A.
2.4.1.4.3 Aparatos de corte y maniobra
Entre los aparatos de corte y maniobra, es decir, entre aquellos
aparatos de conexión y desconexión, destinados a asegurar la
continuidad o discontinuidad de los circuitos eléctricos, se
pueden mencionar principalmente a los siguientes: seccionadores,
interruptores, interruptores, seccionadores, disyuntores o
interruptores de potencia.
En forma general si la maniobra de corte o establecimiento de la
continuidad de un circuito eléctrico se realiza sin carga se
emplean los seccionadores o desconectadores, pero si el aparato
puede conectar o desconectar la corriente nominal o la de
cortocircuito proveniente de una falla, toma entonces el nombro
de disyuntor.
a) Seccionadores
Los seccionadores son aparatos utilizados para abrir o cerrar un
circuito cuando no está recorrido por una corriente, o para
efectuar maniobras de transferencia de circuitos.
El seccionador sirve para crear una distancia de interrupción
visible, con el objeto de que los aparatos de la instalación
44
puedan conectarse o desconectarse para realizar trabajos de
mantenimiento, sin tener en cuenta la tensión. Para evitar falsas
maniobras se utilizan enclavamientos mecánicos o eléctricos.
Algunos de los seccionadores son de construcción para ejecución
tripolar pero en el caso de ser monopolares, cada una de las
cuchillas tiene un mango de material aislante.
b) Seccionadores bajo carga
Son seccionadores reforzados, cuyos contactos pueden desconectar
la carga nominal de la red y también corrientes de sobrecarga
cuando no son muy elevadas. Estando desconectado, el seccionador
constituye una interrupción en el circuito fácilmente apreciable.
Los seccionadores bajo carga, en combinación con fusibles
permiten asegurar maniobras de corte y de cierre con carga y a la
vez aseguran la protección contra cortocircuitos.
Se emplean para la conexión y desconexión de transformadores en
vacío y a plena carga, líneas aéreas, así como para conectar
seccionadores o líneas dispuestas en circuito anillo.
c) Interruptores
Los interruptores son aparatos destinados a interrumpir y a
conectar circuitos en condiciones normales de carga.
En los circuitos de ca de 110 a 600 voltios se emplean a menudo
interruptores automáticos de aire, pero en los circuitos de
45
voltaje más elevado, que soportan corrientes más intensas en las
subestaciones, se emplean por lo general, interruptores de
aceite, por la sencilla razón de que su manejo ofrece menos
riesgos y son más eficaces para interrumpir rápidamente los
circuitos de alto voltaje, debido a la acción del aceite para
extinguir los arcos entre los contactos cuando se abren en él.
Tan pronto como ¿¿e abre el interruptor penetra el aceite aislante
en el espacio comprendido entre los contactos móviles y fijos y
extingue el arco. Esto aumenta la duración de los contactos
impidiendo que los queme el arco, facilita la interrupción rápida
de los circuitos en caso de sobrecargas, proporcionando así una
mejor protección para la maquinaria conectada en ellos, y aumenta
la seguridad de los operadores porque los circuitos se
interrumpen dentro del tanque metálico.
Existen diferentes tipo de interruptores, entre los que se pueden
mencionar interruptores con fusibles, interruptores
seccionadores. Estos últimos tienen el mismo poder de corte que
los interruptores, pero las posiciones de contactos abiertos o
cerrados no son visibles a simple vista, como sucede con los
seccionadores.
Uno de los aparatos de uso más frecuente para la protección
eléctrica de transformadores encerrados en cámaras, que
actualmente se aprueban por parte de la Empresa Eléctrica Quito
S.A. es el que consiste en la combinación de un interruptor-
seccionador con fusibles -
46
d) Disyuntores
Los disyuntores son dispositivos destinados a interrumpir y
establecer circuitos en condiciones normales de carga, así como
también en las condiciones anormales que se presentan en caso de
cortocircuitos. Son dispositivos, que no operan por si solos,
sino, están comandados por un relé, que es el que detecta la
falla.
Un relé, de cualquier tipo que sea, no es más que un interruptor
accionado magnéticamente, algunos relés están construidos para
funcionar cuando el voltaje de los circuitos en los cuales están
conectados sube o baja demasiado y otros para funcionar cuando la
intensidad de corriente, de ciertos circuitos, adquiere un valor
inferior o superior a una intensidad determinada, para la cual se
ha regulado anteriormente el relé. Estos relés detectan la falla
a través de un transformador de corriente, que hace cerrar los
contactos de otros re Ion do construcción más robu.sta, circuito
que a su vez hace operar al disyuntor.
Los disyuntores son aparatos que reúnen en una sola unidad dos
condiciones importantes: maniobra segura del circuito bajo
condiciones de carga, tanto normales como anormales y apertura
automática para corrientes menores a la de su capacidad de
interrupción.
En la mayor parte de los casos los disyuntores abren todos los
conductores activos de un circuito, es decir, se elimina la
probabilidad de una maniobra monofásica, en circuitos trifásicos.
47
El tiempo total de operación es ajustable para prácticamente
todos los disyuntores. El ajuste se realiza ya sea en los
dispositivos de disparo o en los relés asociados a los
disyuntores. El hecho de que el tiempo de operación sea ajustable
hace al disyuntor un aparato apropiado para operaciones
selectivas.
La selección de un equipo de protección en particular, va a estar
relacionada con el grado de protección requerido por la
instalación a la cual se va a proteger, desde luego debiéndose
tomar en consideración el aspecto económico, tanto en el costo de
inversión como también en el costo de operación, debido a
requerimientos de mantenimiento preventivo o correctivo, que va
a tener tal equipo durante un período de tiempo determinado.
La tendencia en la selección de equipos de protección para la
cámara de transformación es, minimizar los espacios, es decir,
equipos que ocupen el mínimo volumen al interior de la cámara.
Dependiendo de las distintas fábricas, los equipos son de
diferentes tamaños.
Se trata de seleccionar aquellos equipos que aseguren que el
espacio ocupado por éstos no sea el más grande, con el objeto de
que el aire encerrado en la cámara subterránea de transformación
tenga el mayor espacio posible a fin de obtener temperaturas
adecuadas en los diferentes puntos.
48
2.4.2 Protección de circuitos secundarios
2.4.2.1 Interruptores automáticos (breakers)
Estos son dispositivos mecánicos. El flujo excesivo de corriente
calienta una tira metálica especial, provocando que se flexione,
cuando el metal se flexiona, libera un interruptor impulsado por
un resorte y corta la energía eléctrica del circuito.
Los interruptores automáticos combinan las funciones de un
interruptor y un fusible en un solo dispositivo. Dan protección
contra sobrecorriente como lo hace un fusible y además,
proporcionan un medio para conectar y desconectar la potencia en
el circuito.
Se encuentran con capacidades nominales desde 10 hasta 200
amperios para uso doméstico. Se fabrican en tamaños más grandes
para aplicaciones comerciales e industriales. Estos interruptores
se dimensionan respecto al voltaje y a la corriente de
interrupción.
El mecanismo interno de los interruptores automáticos consta de
una cinta bimetálica y de contactos accionados por resortes. La
cinta bimetálica se hace de dos tipos diferentes de metal corno
acero y bronce firmemente unidos cara a cara en caliente.
La cinta actúa como un gatillo para mantener pegados los
contactos, cuando por el interruptor fluye más corriente que la
nominal, el calor hace que los dos metales se dilaten en
49
cantidades y proporciones diferentes, lo que provoca que la cinta
se flexione liberando los contactos, los cuales accionados por
resortes interrumpen el flujo de corriente. También se pueden
abrir los contactos moviendo el disparador externo hacia la
posición de off.
2.4.2.2 Interruptores de falla a tierra
Estos dispositivos vigilan el flujo de corriente en cada
conductor, si la corriente es mayor en uno de los conductores que
en el otro, en una cantidad prefijada, automáticamente se corta
la energía eléctrica en el circuito.
Hablando estrictamente, la protección por falla a tierra no es
una protección contra sobrecorriente. Las fallas a tierra, pueden
provocar trayectorias de fuga para pequeñas cantidades de
corriente y sin embargo ser muy peligrosas.
Una cantidad tan pequeña como 1/100 amperio (100 miliamperios)
puede provocar un choque fatal, la severidad del choque depende
tanto del tiempo que transcurre pasando la corriente como de la
magnitud de esa corriente.
Un choque de 20 a 30 miliamperios, puede provocar parálisis
muscular, de modo que la víctima no pueda soltar el conductor
—vivo, éste pequeño aumento en el flujo de corriente no basta para
que se dispare un interruptor automático o se queme un fusible,
bajo estas condiciones seguirá pasando la corriente y quizá
provoque una lesión seria.
50
Se han desarrollado dispositivos conocidos como interruptores de
circuito por falla a tierra (GFCI, ground fault circuit
interrupters) para proteger contra este tipo de riesgo de choque
eléctrico.
En las construcciones nuevas el NEC requiere que se instale
protección GFCI en todos los circuitos para contacto de 120
voltios, 15 y 20 amperios; en exteriores, en cuartos de baño y
cocheras, también en albercas, fuentes, botes y vehículos
recreativos.
Los fusibles y los interruptores automáticos del circuito son
principalmente dispositivos de protección contra incendios,
desconectan la energía eléctrica antes de que el intenso flujo de
corriente resultado de un cortocircuito pueda causar chisporroteo
y sobrecalentamiento de las cargas o dispositivos eléctricos.
2.4.3 Protección contra fallas a tierra
Existe un tipo de falla que es muy común en los sistemas
conectados a tierra, y los dispositivos ordinarios de
sobrecorriente no la eliminan. Esta es la falla de fase a tierra
(generalmente formando un arco) que tiene un valor de corriente
menor que la clasificación del dispositivo de sobrecorriente.
"En cualquier línea de alimentación de capacidad alta, una falla
de la línea a tierra {es decir, una falla desde un conductor de
fase a un tubo conduit, a una caja de empalmes o a alguna otra
envolvente metálica del equipo) puede tomar, y frecuentemente así
51
sucede, una corriente de un valor menor que la clasificación o el
ajuste del dispositivo de protección del circuito. Por ejemplo,
una falla a tierra de 500 amperios en un dispositivo protector de
2000 amperes que solo tiene una carga de 1200 amperios, no se
eliminará mediante el dispositivo.
Esta clase de falla genera una cierta cantidad de calor por el
efecto IA2*R de la corriente, pero usualmente esto no será
peligroso y esa corriente de falla solamente se registrará como
una carga adicional de operación, con un desperdicio de energía
en el sistema .
Pero la unión de las fallas de fase a tierra son muy raras. La
falla usual de fase a tierra existe como una falla con producción
de arco, y una condición de estas, de la misma clasificación de
corriente que la falla unida como esencialmente perjudicial,
puede ser enormemente destructora a causa del calor
increíblemente intenso del arco.
CIRCUITOS PRIMARIOS Y SECUNDARIOS
2.5.1 Conductores para circuitos secundarios
La selección de los conductores aislados para el tendido de los
circuitos secundarios se debe basar en los siguientes puntos :
1. El tamaño de los conductores debe proporcionar
suficiente capacidad de conducción de corriente para la
carga que se alimente.
52
2. La protección para los circuitos secundarios y los
conductores debe tener un valor nominal por lo menos en
un 25% mayor que la corriente de la carga cuando esta
funciona continuamente durante períodos largos {3 horas
o más).
3 . Los conductores para circuitos individuales para motor
deben estar clasificados, generalmente, por lo menos en
un 25% más altos que la corriente a plena carga del
motor.
4 . El tipo de aislamiento de los conductores debe ser
adecuado para la operación a la temperatura del lugar
en que se usen.
§-?- Cuando la temperatura ambiente excede de 30°C, las
capacidades de conducción de corriente de los alambres
se deben reducir de acuerdo a los factores de
corrección.
6. Cuando se usan más de tres conductores en un conducto
o cable, se deben reducir sus capacidades de conducción
de corriente para compensar el efecto de calentamiento
por la proximidad en un grupo encerrado de conductores
colocados muy cerca uno de los otros.
7. El tipo de aislamiento debe ser adecuado para su
aplicación con el contenido de humedad señalado.
53
Se deben considerar las ventajas y limitaciones con
respecto a la sequedad o humedad de la zona en donde se
vayan a usar los conductores.
El aislamiento se debe seleccionar de acuerdo con:
Para voltaje hasta de 600 voltios:
1. Costo
2. Aumento de la temperatura, incluyendo la temperatura
ambiente y la temperatura debida al efecto de
calentamiento de la carga.
3̂ Facilidad de instalación.
4. El ambiente en la aplicación, tales como: la humedad,
vapores, sustancias químicas, productos del petróleo,
ácidos, álcalis, etc.
La cubierta protectora se debe seleccionar de acuerdo con:
1. La excelencia de la protección para el aislamiento
contra el medio (humedad, sustancias químicas, ácidos,
etc. )
2. La excelencia de la protección contra daños físicos,
tales como: abrasión, impactos, cortes, etc.
54
3. La habilidad de cualquier cubierta metálica para
soportar la corrosión y la electrólisis.
2.5.2 Conductores de alimentación a los centros de
distribución
La alimentación de energía eléctrica desde la cámara de
transformación a los circuitos secundarios que alimentan las
cargas se lleva a cabo mediante el sistema de distribución. Este
sistema es una disposición del equipo en varias configuraciones
diseñadas para proporcionar la cantidad correcta de corriente al
voltaje apropiado para cada salida o toma de utilización.
El sistema de distribución lleva la energía a los tableros para
alumbrado, a los tableros de fuerza, a los centros de control
para motores, y a los dispositivos de protección de los circuitos
secundarios para motores individuales o cargas de fuerza.
El diseño de un sistema de distribución, es cuestión de
seleccionar los arreglos de los circuitos y escoger el equipo
para obtener los resultados y operaciones eléctricas necesarias
para las condiciones de voltaje, corriente y frecuencia que
necesitan las cargas.
Esto significa, la relación de factores tales como: voltaje de
servicio, voltaje o voltajes de distribución, conductores,
transformadores, convertidores, interruptores, dispositivos de
protección, reguladores y medios utilizados para corregir el
factor de potencia que satisfagan requisitos de economía,
condiciones de la carga, continuidad de servicio, eficiencia de
operación y necesidades futuras de energía.
55
Las reglas básicas para diseñar el sistema de distribución, son
las siguientes:
1. Determinar la magnitud y características de todas las
cargas individuales y conjuntos de cargas.
2. Localizar uno o más puntos de alimentación eléctrica lo
más cerca posible a los centros de carga dentro del
edificio .
Seleccionar y arreglar las líneas de alimentación y
otro equipo de distribución para proporcionar la
continuidad de energía necesaria para las funciones del
edificio .
4. Relacionar constantemente los requisitos eléctricos del
edificio con las características de flexibilidad y
accesibilidad del sistema.
5 . Proporcionar una cantidad de capacidad adicional en
todos los componentes del sistema, desde la
alimentación a los dispositivos de carga,
correlacionando cuidadosamente las capacidades
adicionales de la línea principal y secundaria de
alimentación con las demandas reales esperadas .
6. Usar arreglos modernos de los centros de carga, cuando
sea posible.
7. En los cálculos de diseño, observar los valores mínimo
y máximo permitidos para: conductores conduit,
dispositivos de protección, interruptores y equipos de
control.
Eventualmente, hay que exceder las normas del Código para obtener
la conveniencia, flexibilidad, eficiencia y mayor seguridad que
se necesite.
2.5.3 Conductores de alimentación para fuerza y alumbrado
Las líneas de alimentación, non los conductores quo llevan la
energía eléctrica desde el equipo de servicio (o el tablero del
interruptor del generador donde se produce la corriente en el
lugar de la instalación) , a los dispositivos de protección contra
sobrecorriente para los circuitos de ramales que alimentan las
diversas cargas.
Las líneas principales, son los conductores que se extienden
desde las terminales de servicio de la compañía eléctrica a la
pared del edificio (o el generador o la barra del convertidor)
para el interruptor de servicio o para el centro principal de
distribución.
La línea de alimentación, es un grupo de conductores que se
originan en un centro principal de distribución y alimentan a uno
o más centros secundarios de distribución; a uno o más centros de
"distribución de circuitos de ramales; a uno o más circuitos de
ramales (como en el caso del conducto para enchufe a las
57
derivaciones del circuito para motor en una línea de
alimentación) o una combinación de estos.
Pueden ser un circuito de voltaje primario o secundario, pero su
función siempre es la de entregar un valor de energía desde uri
punto a otro en el que se distribuye la capacidad de energía
entre cierto número de otros circuitos.
2.6 TECNOLOGÍA ACTUAL PARA COMPONENTES DE LOS CIRCUITOS
2.6.1 Cables
2-. 6 .1.1 Constitución
De forma muy breve, se menciona a continuación los aspectos más
importantes de un cable en cuanto a su constitución, actualmente
se disponen de todos los tipos, la elección (por medio de
catálogos) dependerá de las necesidades y condiciones operativas
de un determinado sistema.
2.6.1.2 Conductores
Los conductores son de cobre o aluminio. Se considera como
sección del conductor no la geométrica, sino la sección efectiva
eléctrica, es decir, la determinada en función de la resistencia.
Se debe tener en cuenta la influencia del trenzado tanto de los
hilos como de los conductores y la tolerancia de los diámetros
del hilo en cables aislados para el abastecimiento y distribución
de la energía eléctrica, considerando debidamente la resistencia
específica o resistividad.
58
2-6.1.3 Cables flexibles
Para tendidos fijos de cables flexibles se emplean
preferentemente conductores unifilares con secciones de hasta
16 mmz; para secciones mayores se utilizan conductores
multifilares. En los cables flexibles se admite solo el empleo de
conductores redondos.
Los conductores con bastante flexibilidad deben presentar un
factor de relleno que, junto a una elección apropiada de la forma
del conductor, ofrezcan un buen aprovechamiento de la sección del
cable, por tal motivo se emplean en ciertos casos cables
sectoriales.
Para fabricar cables de un conductor y de tres envolventes se
precisan conductores redondos, los cuales son usuales actualmente
en cables con aislamiento de plástico a partir de 10 kV. El
factor de relleno es el porcentaje de la sección geométrica de un
conductor que ocupan los alambres.
2.6.1.4 Aislamiento
Para el aislamiento de cables se emplean productos sintéticos,
caucho natural y en algunos casos papel impregnado. Como
consecuencia de± desarrollo de la investigación en las últimas
décadas, se construyen estos aislantes con determinadas
propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas, según sean las
exigencias de su empleo, por lo que es posible encontrar cables
para aplicaciones y condiciones especiales.
59
2.6.1.5 Recubrimientos de protección
Las envolturas de protección y las envolventes exteriores sirven
de protección contra la corrosión del recubrimiento metálico, o
bien como ligera protección mecánica al tender los cables. Los
..^recubrimientos, por el contrario, están diseñados para
solicitaciones mecánicas mayores.
a) Protección contra la corrosión
Los cables de energía con revestimiento metálico, así como con
armaduras, deben proveerse de una protección contra la corrosión.
Los cables con revestimiento exterior de plástico no necesitan
protección alguna contra la corrosión, ya que este es resistente
casi a todos los agentes químicos del suelo.
b) Armadura
La armadura protege el cable contra acciones metálicas. Los
cables de un solo conductor para corriente alterna monofásica y
trifásica, por lo general, no llevan armadura a fin de evitar
pérdidas adicionales.
Lo más reciente, actualmente en disponibilidad son los cables de
fibras ópticas para sistemas de líneas aéreas de alta tensión. La
fibra óptica es la innovación orientada al futuro para cables
aéreos de transmisión y puesta a tierra en sistemas de alta
tensión, siendo mucho más eficiente para las telecomunicaciones
con una muy baja atenuación. Siemens los fabrica bajo la
denominación OPGW, "cables autoportarites"7
60
2.6.2 Lámparas de alto rendimiento
Seis tipos de lámparas son usadas comúnmente para iluminación
interior y exterior:
1. Incandescentes
2. Fluorescentes
3. Vapor de mercurio
4. Halogenuros metálicos
5. Sodio de alta presión y
6. Sodio de baja presión
El rendimiento de estas lámparas varía substancialmente.
La selección de la lámpara por lo tanto puede tener un gran
impacto tanto en el consumo de energía como en la demanda, en los
diferentes lugares de aplicación, sobretodo en sitios en los
cuales la carga de iluminación tiene un consumo entre el 25% y el
50% del consumo total. El calor emitido por las lámparas también
puede afectar la cantidad de energía necesaria para
acondicionamiento de aire.
El rendimiento de una lámpara se establece en lúmenes (de la luz
emitida) por vatio (de potencia consumida por la lámpara), Todas
las lámparas comúnmente usadas, excepto las incandescentes,
trabajan bajo el principio de descarga en un gas. Primero absorbe
energía hasta producir un arco eléctrico, lo cual causa que el
gas dentro del tubo o bulbo brille.
61
Para una operación adecuada de estas lámparas, el voltaje y la
corriente de entrada debe ser modificada por un dispositivo
similar a un transformador llamado balasto, una cierta cantidad
de energía es consumida durante este proceso, por ejemplo una
lámpara fluorescente especificada para 35 vatios tiene un
requerimiento de potencia de 37 o 38 vatios, incluyendo las
pérdidas en el balasto. Existen substanciales diferencias en
cuanto a eficiencia y potencia nominal entre y dentro de los 6
diferentes tipos de lámparas.
En general, se debe utilizar la lámpara más eficiente
identificada para un uso específico. La utilización de un
determinado tipo de lámpara depende de un número de factores
tales como: color de la luz emitida, tiempo de vida, depreciación
de la lámpara en lúmenes, compatibilidad con las características
del local y costo.
Algunos fabricantes, recientemente han introducido lámparas
incandescentes que ahorran energía en diferentes valores de
potencia, por ejemplo un bombillo incandescente de 55 vatios
produce la misma cantidad de luz que una estándar de 60 vatios.
Las lámparas fluorescentes son de cuatro a cinco veces más
eficientes que las incandescentes y tienen una vida útil de 20
veces más. Existe también una variedad de colores disponibles,
incluyendo las relativamente nuevas de "color mejorado", las
cuales tienen una luz de color similar al de las lámparas
incandescentes.
62
Recientemente también han sido introducidas en el mercado
lámparas con boquilla Edison para ser utilizadas de forma similar
a las lámparas incandescentes, este tipo de lámparas emplean un
balasto/adaptador.
La iluminación obtenida de lámparas de vapor de mercurio,
históricamente ha sido aplicada para exteriores, comparada con
las lámparas incandescentes, las de vapor de mercurio tienen un
mayor tiempo de vida, lo cual reduce los costos en labores de
reemplazo de lámparas, más aún, ahora se dispone de lámparas de
vapor de mercurio de larga vida y la mayoría son más eficientes.
Las lámparas tipo metal halide pueden durar casi tanto como las
de vapor de mercurio y pueden ser el doble de eficientes, esto ha
hecho que su utilización sea mayor para exteriores, especialmente
cuando un buen rendimiento de color es necesario. Algunas de
estas lámparas tienen un color similar al de las lámparas
incandescentes.
Las lámparas de sodio de alta presión presentan un alto
rendimiento y una larga vida útil por lo cual son ampliamente
utilizadas en iluminación exterior, su color blanco dorado
produce una alteración en algunos colores, por ejemplo el rojo
cambia a una tonalidad café, pero todos los colores son notorios.
La iluminación con lámparas de sodio de baja presión es la más
eficiente de todas, porque emite luz monocromática. Todos los
colores iluminados aparecen como tonalidades del gris o
amarillo8.
63
2.6.2.1 Lámparas de Inducción9
La iluminación inductiva está basada en la combinación de dos
bien conocidos principios: la inducción electromagnética y la
descarga en un gas, la que es aplicada en las lámparas
fluorescentes. El resultado es una nueva y revolucionaria
tecnología en lámparas, ofreciendo atractivos beneficios a sus
usuarios.
Con la inducción electromagnética, una corriente eléctrica a
través de un bobinado primario genera un campo electromagnético,
produciendo una corriente eléctrica en el bobinado secundario; un
núcleo de metal o ferrita aumenta esta inducción. De ésta manera
operan los transformadores.
Con la descarga en un gas, una corriente eléctrica provoca que
los electrones en el gas encerrado se ionice, produciendo una
radiación ultravioleta. En las lámparas fluorescentes, esta
radiación es transformada en luz visible mediante polvo
fluorescente que se encuentra en las paredes del tubo.
Lo nuevo es que, la fuente de luz inductiva combina estos
principios: una corriente eléctrica de alta frecuencia induce a
través de la bobina una corriente eléctrica en el gas, lo cual
provoca que exista ionización, el gas encerrado, por decirlo así,
es el bobinado secundario. Un sistema de iluminación inductiva
incluye un circuito electrónico, que es un generador de alta
frecuencia, la antena (acoplador de energía) y la lámpara de
descarga de gas de baja presión sin el uso de filamentos o
electrodos.
64
Beneficios
Como no existen filamentos o electrodos dentro de la lámpara, no
existen componentes que limiten la vida de la lámpara, la vida
útil de la lámpara está determinado por la electrónica. Por
consiguiente, una vida de una 60000 horas se puede alcanzar,
obteniendo una iluminación prácticamente sin mantenimiento
alguno.
Provee ahorros sustanciales en aquellas áreas de aplicación,
donde se requiere un tiempo de uso elevado o donde el acceso es
muy complicado. El circuito electrónico incorporado también tiene
algunos beneficios: no existe parpadeo luminoso, la lámpara se
prende inmediatamente y se obtiene el máximo de luz en el
instante del encendido, debido a la alta frecuencia se evita el
efecto estroboscópico.
El primer sistema inductivo de iluminación {QL} será de 85 vatios
con un flujo nominal de 5000 lúmenes.
2.6.2.2 Lámparas de halogenuros metálicos10
Las lámparas metal halide proveen economía con un alto nivel de
iluminación y una larga vida útil, son compactas y existe la
posibilidad de escoger la tonalidad de la luz, se pueden utilizar
en la iluminación de interiores y exteriores tales como:
iluminación deportiva, iluminación en estadios donde existen
emisiones de TV, iluminación comercial, iluminación industrial,
iluminación decorativa etc. Se aplican donde se requiere una
percepción real de los colores, así como realzar los detalles.
Tienen un rendimiento desde 70 a 96 lm/W, la confiabilidad de
este tipo de lámparas significa miles de horas de operación libre
de problemas.
2.6.2.3 Lámparas tipo PL de alto rendimiento11
Las nuevas lámparas PL de pequeña potencia y alta eficiencia, es
otro de los recientes y valiosos avances en la moderna tecnología
del alumbrado. Actualmente existe en el mercado disponibles en
versiones de 5, 7, 9 y 11 W, sus flujos luminosos son comparables
a los de las lámparas incandescentes de 25, 40, 60 y 75 W, tienen
un a duración de al menos 5000 horas.
TIPO
PL-S 5
PL-S 7
PL-S 9
PL-S 11
WATTS
5
7
9
11
VOLTS
120
120
120
120
VIDA (H)
5, 000
5, 000
5, 000
5, 000
LUMENS
250
400
600
900
EQUIV. INCAND (W)
25
40
60
75
2.6.2.4 Lámparas tipo SL de alto rendimiento11
Las lámparas SL son la primera alternativa práctica del mundo de
la lámpara incandescente: genera la misma cantidad de luz que su
equivalente incandescente con solo un cuarto de la energía y dura
5 veces más, manteniendo los costos de mantenimiento al mínimo.
Provistas de casquillos tipo Edison E-27, las SL de 9, 13, 18 y
25 W reemplazan a las incandescentes de 40, 60, 75 y 100 W
respectivamente.
TIPO
SL-COMF
SL-COMF
SL-COMF
SL-COMF
WATTS
9
13
18
25
VOLTS
120
120
120
120
VIDA (H)
8, 000
8, 000
8, 000
8, 000
LUMENS
350
550
800
1050
EQUIV. INCAND (W)
40
60
75
100
2.6.2.5 Lámparas tipo SLS de alto rendimiento11i
Estas nuevas lámparas con casquillo tipo Edison, en comparación
con sus similares incandescentes, ahorran energía en valores
superiores al 75% y tienen una vida promedio de 10000 horas.
Disponibles las SLS en 15, 20 y 23 W, con flujos luminosos
similares a las de 60, 75 y 90 W de las incandescentes.
TIPO
SLS 15
SLS 20
SLS 23
WATTS
15
20
23
VOLTS
120
120
120
VIDA (H)
10, 000
10, 000
10,000
LUMENS
900
1200
1550
EQUIV. TUCANO (W)
r>o
75
90
2.6.2.6 Lámparas Fluorescentes tipo "TL" D HF/80,9011.
Nuevas lámparas fluorescentes de alto rendimiento, series 80 y
90, diseñadas para una operación con balastos electrónicos, por
lo que no existe el efecto estroboscópico, tiene un buen
rendimiento en color y encendido instantáneo.
Base G13, diámetro 26 mm.
67
TIPO
11 TL" D/84
"TL" D/84
"TL" D/84
"TL" D/94
"TL" D/94
LONG(mm)
604
1213
1515
1213
1514
WATTS
16
32
50
32
50
VOLTS
120
120
120
120
120
VIDA (H)
20, 000
20, 000
20, 000
20,000
20, 000
LUMENS
1400
3200
5000
2250
3500
2.6.3 Control de iluminación
2.6.3.1 Sistema de Iluminación VARITRON12.
Sistema introducido por ELECTRONIC BALLAST TECHNOLOGY, INC., con
el cual se puede seleccionar y controlar el nivel de iluminación
requerido para una tarea específica, utilizando el control remoto
por rayos infrarrojos DIMMING MOUSE.
Esta compuesto por un balasto electrónico, que es el primero que
utiliza un chip programable y software para controlar algunas
funciones en el balasto. Controla los niveles de iluminación en
5 pasos, disminuyendo desde iluminación máxima hasta el 9% de la
iluminación total con una alta conflabilidad y el proporcional
ahorro de energía, tiene un factor de potencia mayor al 99% y una
distorsión armónica menor al 10%.
Este sistema tiene un amplio campo de aplicación: áreas de
oficina con computadores, salas de conferencia, teatros y
auditorios, hoteles, hospitales, comercios, escuelas , etc .
Con un control diferente de los sistemas de control por
potenciómetro, permite ajustar el nivel de iluminación de acuerdo
68
a la necesidad específica de la tarea a desarrollarse, tiene los
siguientes niveles de control: 100%, 75% , 50% se obtiene un
considerable ahorro utilizado para crear ambientes especiales o
para labores de mantenimiento de oficinas, 25% nivel adecuado
para sitios donde se trabaja con computadores para evitar la
fatiga visual y 9% para labores asistidas por medios
audiovisuales.
Como se trata de un balasto electrónico, el funcionamiento en
alta frecuencia permite una operación más eficiente de la
lámpara, sus componentes son más eficientes que el balasto
magnético común. El control instalado en la pared opera desde
cualquier parte de la habitación hasta distancias superiores a
los 10 m.
Cabe anotar que por tratarse de un control remoto, existe una
ahorro en el sistema de cableado de control que se necesitaría en
su lugar. Actualmente se está desarrollando un sistema en el cual
están contenidos algunas otras capacidades del control, tales
como: un sensor de posición, un sensor de luz natural, un reloj
y un controlador de zonificación.
Para un óptima operación se recomienda utilizar lámparas
fluorescentes de Argón T8 a 120 y 277 V a 60 Hz. También se puede
utilizar intercalando este sis teína con balastos electrónicos rio
controlables.
69
2.6.3.2 Electronic Control Gear (ECG) 13
Los modernos conceptos de iluminación son caracterizados por el
costo-efactividad. Con el moderno sistema ECG, el flujo luminoso
de las lámparas fluorescentes puede variar continuamente desde el
100 hasta el 1%.
La intensidad es controlada sin ninguna potencia disipada, el
dimmer requiere muy poca energía para operar. El ECG puede
controlar el nivel de iluminación en función de la luz natural
del día, la intensidad de iluminación es automáticamente
controlada y regulada en un nivel definido. Reduce
significativamente el consumo de energía y asegura una larga
duración de la lámpara, aumentando su vida útil dos y aún hasta
tres veces más.
2.6.3.3 Balastos Electrónicos14
Todas las lámparas de descarga en un gas o de arco, tales como
las fluorescentes, requieren una fuente de encendido de alto
voltaje, un filamento de potencia y un mecanismo que limite la
corriente que circula por la lámpara.
Un balasto es justamente como una fuente y está ubicado entre la
línea de suministro de energía y la lámpara. Los más eficientes
en cuanto al consumo de energía, ahora disponibles, son
electrónicos que traba j aii en a I. La frecuencia y aori construidos
con componentes de estado sólido.
70
La primera característica de un balasto electrónico es la
conversión de corriente alterna de 50 o 60 Hz. a corriente
alterna de más de 20000 Hz. Si un balasto no tiene una salida de
alta frecuencia, no se podrá obtener de la lámpara un rendimiento
óptimo.
Los balastos electrónicos de alta frecuencia permiten generar en
las lámparas fluorescentes la misma cantidad de luz usando menos
energía eléctrica, como resultado se tiene un ahorro entre el 10
y 15%. Los componentes electrónicos son mucho más eficientes que
su contraparte magnética, esto puede significar hasta un 10% más
eficiencia que las más eficientes magnéticas actuales y hasta un
20% más que los modelos magnéticos estándares. Por lo tanto el
uso de balastos electrónicos puede significar ahorros energéticos
comprendidos entre el 25 y el 40%. Tienen una vida útil esperada
entre 60000 y 90000 horas, operando a 52 °C.
2.6.4 Transformadores en resina epóxica15
Es un tipo de transformador seco que utiliza materiales y
técnicas de fabricación tales como las bobinas moldeadas en
resina epóxica. Con la utilización de este medio aislante,
desaparece el riesgo de incendio al ser la resina epoxi
ininflamable. Las principales ventajas son:
1. Es inerte a ambientes de alta contaminación
2. Resistencia a las llamas y auto-extinguente
71
3. Alta resistencia contra picos de potencia y
cortocircuitos
4. Alto BIL para resistir disturbios de conmutación y
atmosféricos.
5. Bajas pérdidas para reducir costos de operación
6. Casi no requieren mantenimiento
7. No hay líquidos inflamables
2.6.5 Sistemas UPS con utilización óptima de energía16
Los sistemas UPS (Uninterruptable Power System) convierte la
potencia tomada de una fuente y provee al usuario de una
constante y confiable fuente de potencia.
Actualmente, la eficiencia se encuentra comprendida generalmente
entre el 85% y el 91%, sin embargo los sistemas UPS, pueden ser
mejorados hasta alcanzar eficiencias por sobre el 94%, la clave
es la utilización de transistores Darlington y modulación
supersinusoidal, junto a transformadores optimizados.
CAPITULO III
USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
3.1 CRITERIOS TÉCNICOS
En el presente capítulo se detallan algunas bases técnicas que
permitirá realizar la Auditoría Energética de forma planificada
y organizada.
3.1.1 Análisis de instalaciones actuales
3.1.1.1 Información requerida
El manejo de la energía es una actividad disciplinada, organizada
y estructurada tendiente a un mayor uso eficiente de la energía
sin reducir los niveles de producción y sin sacrificar la calidad
de los productos, seguridad o normas de conservación ambiental.
La Auditoría Energética revelará áreas de desperdicio, las cuales
serán eliminadas con un planificado programa de acción, aún con
simples actividades tales como: reparación de fugas en los
sistemas de aire acondicionado o tan solo apagar las luces cuando
no son necesarias.
Simples cambios pueden producir un considerable impacto en los
costos de energía. Un programa de manej o de energía debe
beneficiar a la empresa dentro de poco tiempo, lo cual
73
justificaría los gastos producidos en la implementación de un
programa de este tipo. El manejo de energía no solo tiene que ver
con máquinas y electricidad o combustibles, también depende de la
actitud del personal, se debe emprender en campañas de motivación
en todos los trabajadores tendientes a un uso eficiente tanto a
corto como a largo plazo.
3.1.1.1.1 Auditoría Energética
Un efectivo programa de Conservación de energía, debe tener
obj etivos definidos, así como también, debe especificar
claramente las acciones necesarias para alcanzar dichos
objetivos. La recolección de datos, seguido por el análisis y la
definición de actividades de conservación de energía es lo que se
conoce como Auditoría Energética.
La Auditoría Energética es un procedimiento que "está diseñado
para aumentar la eficiencia del uso de energía y reducir los
_costos relacionados con la misma".17
3.1.1.1.2 Tipos de Auditorías Energéticas
Un proceso de Auditoría Energética puede variar desde una simple
recolección de datos hasta un detallado análisis de la
información recolectada junto a pruebas especiales diseñadas para
obtener nueva información.
El tiempo necesario para desarrollar una auditoría depende del
tipo de instalación, de las facilidades disponibles en la
74
recolección y procesamiento de los datos y de la exactitud de los
obj etivos planteados por la Auditoría misma. Dentro de este
proceso, se puede distinguir dos tipos de Auditorías:
1. Auditoría Energética Preliminar (AEP)
2. Auditoría Energética Detallada (AED)
3.1.1.1.3 Auditoría Energética Preliminar (AEP)
Una AEP, puede ser desarrollada en tan solo uno o dos días en una
instalación simple, aunque un tiempo significativamente mayor
_puede ser necesario en instalaciones más complejas.
La AEP contiene dos partes: Una inspección del manejo de energía
actual, en la cual el auditor de energía llegará a enterarse y
familiarizarse con las actividades que se vienen realizando en
conservación de energía, de existir tales.
La parte técnica de la AEP, revisará brevemente las condiciones
y operación de equipos importantes, e instrumentos relacionados
con eficiencia de energía. La AEP se desarrollará con un mínimo
de equipo de medición portátil y el auditor de energía contará
con su experiencia para recolectar datos importantes u
observaciones que puedan concluir en un rápido diagnóstico de la
situación energética de la instalación.
La AEP es por lo tanto muy útil para identificar desperdicios de
energía obvios, en los que con simples medidas se puede mejorar
75
la eficiencia energética a corto plazo. La AEP básicamente nos da
como resultado una serie de recomendaciones las cuales son de
inmediata aplicación y de ba j o costo. También recomienda un
estudio más detenido en ciertas áreas seleccionadas de la
instalación.
3.1.1.1.4 Auditoría Energética Detallada (AED)
La AED vendrá a continuación de una AEP. Dependiendo de la
naturaleza y complejidad de la instalación, una AED puede tomar
algunas semanas en completar su estudio. Además de los datos
recolectados, instrumentos portátiles son usados para medir
importantes parámetros de operación.
Las pruebas realizadas y los instrumentos necesarios dependen de
lo que se va a estudiar, los objetivos propuestos y el campo de
aplicación del programa de conservación de energía. De dichos
estudios y mediante la realización de un balance de energía, se
puede determinar la eficiencia del sistema y si existe alguna
oportunidad para reducir los costos de energía.
De este tipo de Auditoría se concluye si es necesario o no
realizar alguna inversión, para que se realicen posteriormente
los estudios de factibilidad. La AED, termina en este punto, su
conclusión final es un detallado reporte presentando
recomendaciones junto con costos asociados, beneficios y la
implementación de un programa de conservación.
76
Los ahorros obtenidos luego de la implementación de la Auditoría
Energética son casi siempre significativos: una AEP puede
identificar ahorros de alrededor de un 10%, mediante pequeñas
inversiones de capital, y una AED puede alcanzar ahorros del 20%
o más a mediano y largo plazo.
•3.1.1.1.5 Pasos en la realización de procedimientos de
Auditoria
El procedimiento adoptado, variará de acuerdo al alcance de la
Auditoría propuesta. En general, los siguientes pasos son comunes
en un trabajo de Auditoría18:
1. Planificación del proyecto completo
Este paso incluye el conjunto de objetivos y el campo de acción
que persigue la Auditoría Energética, la cual puede ser una AEP,
una AED o una Auditoría Anual de rutina. Puede ser dirigido a
cuantificar desperdicios de energía obvios o al análisis de un
sistema de modificaciones específicas.
Provee además, la estructura de trabajo para la Auditoría. Es
importante que los planes completos sean preparados con
asignación de responsabilidades y estableciendo horarios de
actividades a todo lo involucrado en el proceso. Selecciona el
grupo de personas que trabajaran, así como el instrumental
necesario.
77
2. Recolección de datos básicos del consumo de energía
El propósito principal de la recopilación de datos es encontrar
cuánta energía está entrando en el sistema y hacia donde está
dirigiéndose. Datos como: costo de energía y tarifas son de
utilidad en este paso.
3. Desarrollar pruebas en el sistema
Este paso es necesario en el momento de desarrollar la AED,
permite calcular la eficiencia de los elementos más importantes
del sistema. El reconocimiento del sistema constituye la mayor
parte de cualquier auditoría y es especialmente útil durante una
AEP, en la cual las pruebas no siempre pueden realizarse debido
a la falta de tiempo.
Se debe seleccionar a un empleado adecuado para que acompañe al
auditor en la inspección, identificando y evaluando los equipos
-que reportan mayor consumo de energía, inspeccionando datos de
placa, instrumental asociado, condiciones de los sistemas de
control y apariencia física: motores, iluminación, calefacción,
aire acondicionado, etc. Identificando finalmente las
oportunidades de conservación de la energía.
4. Cálculo de balances de energía y eficiencias
Luego de haber recolectado todos los datos, comienza el análisis
calculando la eficiencia de algunos componentes importantes del
sistema, contrastando con las normas establecidas. Si existe
algún equipo con un bajo rendimiento, deberá investigarse más a
fondo las causas.
78
5. Formular procedimientos que mejoren el manejo de la energía
Juntamente con el procedimiento es apropiado estimar los ahorros
de energía.
6. Formular mejorados procedimientos de mantenimiento y operación
Estimar los ahorros de energía alcanzables y asignar
responsabilidades para la implementación de todas las medidas de
ahorro que valgan la pena.
7. Identificar mejoras que requieran de baja inversión
Estimar costos de implementación, calcular los potenciales
ahorros de energía y preparar cronogramas de la inversión de
capital.
8. Identificar mejoras que requieran de grande inversión
Estimar costos, calcular los potenciales ahorros y preparar
detallados cronogramas de implernentación, mostrando lo atractivo
de las inversiones con análisis económicos.
9. Preparar un reporte
Resumiendo los hallazgos y las recomendaciones de la Auditoría,
incluyendo todos los datos e información recopilados junto con
los procedimientos usados. El reporte puede incluir
recomendaciones para mejorar objetivos de eficiencia energética,
basados en los datos recolectados durante el trabajo de auditoría
y los análisis desarrollados. Finalmente, especificar un claro
programa de acción para implementar todas las mejoras sugeridas.
3.1.1.1.6 Auditoría Energética en Sistemas Eléctricos
El primer paso de la Auditoría Energética en un sistema eléctrico,
consiste en revisar la tarifa eléctrica actual, así como el
recibo de cobro eléctrico más reciente, analizando los valores de
acuerdo al pliego tarifario vigente.
A continuación, se puede establecer los horarios en los cuales
los empleados realizan las diferentes labores, a fin de que el
equipo eléctrico permanezca prendido únicamente dentro de este
período de tiempo, la política es: "si un equipo no necesita
estar en operación, apagúelo".
Una vez revisadas las tarifas eléctricas, se determina a
continuación el factor de carga, el cual puede ser calculado en
base de la planilla eléctrica mensual, si es que en la misma
consta la demanda máxima durante el período de cobro. En caso
contrario será necesario levantar la curva de carga.
El factor de carga se puede calcular mediante las siguientes
relaciones:
DM
Dm = Demanda media
DM - Demanda máxima durante el período
E = Energía total consumida durante el período
T = Período de medición
80
Un factor de carga bajo podría ser un síntoma de oportunidades
para controlar la demanda. La identificación de oportunidades de
conservación estarán dentro de los siguientes puntos:
* Reducción de demanda máxima por reducción de carga
* Reducción en la iluminación
* Control automático de operaciones
Al finalizar la AEP, el auditor deberá desarrollar un plan de
acción para la AED.
La determinación del factor de potencia mediante la relación:
Potenciaútilp Potenciamagnetizanteoaparente
Cuando el factor de potencia es bajo, el sistema es ineficiente
y el costo de la electricidad se torna alto. Las empresas
eléctricas ofrecen términos de cobros menores a los usuarios con
alto factor de potencia o imposición de penalidades a los
usuarios con un factor bajo.
La mayor parte de los equipos industriales presentan una carga
inductiva, haciendo por tanto que los esfuerzos se dirijan hacia
llevar estos factores de potencia a un valor más cercano a la
unidad. Para el efecto se utilizan capacitores conectados en
paralelo con la carga, es decir entre las líneas que alimentan al
equipo afectado. Existen dos tipos de equipos de los que se puede
obtener kVAR adelantados, estos son: motores sincrónicos y
condensadores sincrónicos y también condensadores estáticos.
31
3.1.1.1.7 Oportunidades de Conservación de Energía Eléctrica
Las oportunidades de conservación de electricidad incluyen:
* Control de demanda a través de reducción de la carga
* Corrección del factor de potencia
* Desconexión de equipo innecesario
* Modificaciones en el sistema de iluminación
Cada una de estas oportunidades se analiza a continuación:
a) Control de demanda a través de reducción de carga
Para controlar la demanda máxima es necesario conocer cuándo
ocurre ésta, así como también el período sobre el cual se computa
la demanda en la descomposición tarifaria, de tal manera de
identificar los equipos que podrían permanecer apagados hasta que
hubiera pasado el período de demanda máxima. El tiempo de
recuperación de la inversión, en la instalación de equipos de
control de carga, dependerá de la cantidad de demanda que pueda
cortarse efectivamente durante los períodos de máxima demanda.
b) Corrección del factor de potencia
Los aspectos económicos de la corrección del factor de potencia
dependen tanto de la estructura tarifaria cuanto del factor de
potencia existente. Una reducción en los costos de electricidad
por mejoramiento del factor de potencia, producirán por sí mismos
un suficiente retorno de la inversión.
82
El grado de corrección más económico se encuentra cuando el
factor de potencia final es de aproximadamente 0.98, en el caso
de que el cobro sea básico por kVA, más un cobro por cada Kwh
suministrado. Cuando la estructura tarifaria es sencilla provista
de una penalidad o bono por factor de potencia, se encuentra que
el punto más económico para el factor de potencia está entre O.9
y 0.97.
Normalmente se puede recuperar la inversión entre 18 y 30 meses
en la implementación de equipo corrector del factor de potencia,
que generalmente se lo hace con banco de capacitores.
c) Desconexión de equipo innecesario
La desconexión de equipo innecesario genera grandes ahorros a muy
baj o costo; será necesario identificar cuando se encuentra
operando el equipo y cuando debiera estar en operación.
Constituye un factor limitante el tiempo que podría pasar entre
apagado y reencendido del equipo, no se debe desconectar si el
período es menor a 15 minutos y aún un tiempo mayor, dependiendo
del tipo de equipo. Esto amerita una análisis específico para
cada caso. Tampoco es cierta la consideración de que equipo
operando sin carga utiliza muy poca energía.
d) Modificaciones en el Sistema de Iluminación
Por considerar que en el sistema de iluminación existe un
potencial muy alto de mejoramiento de la eficiencia en el uso de
la energía eléctrica, este tema tendrá un tratamiento especial,
83
más aún considerando que en el sector comercial tanto de bienes
como de servicios, la iluminación constituye una carga muy
importante y cumple un papel preponderante.
3.1.1.2 Inspección de campo en el edificio
La persona encargada de realizar la Auditoría Energética, debe
recorrer y evaluar objetivamente las condiciones en las que se
encuentra operando el edificio y sus diferentes departamentos, y
además, tener una clara idea y comprensión de los diferentes
sistemas de alimentación y distribución interna. Los pasos a
seguir en esta etapa son los siguientes:
1. Seleccionar una persona que esté familiarizada con la
distribución de las diferentes dependencias del
edificio, para que acompañe al auditor de energía.
Generalmente la persona más idónea para esta tarea es
el administrador del edificio o una persona que él
seleccionare.
2. Obtener los planos del edificio, de preferencia usar
planos originales de diseño o a falta de estos,
realizar bosquej os con la ayuda de la persona
acompañante. De existir cambios o modificaciones en la
distribución de los diferentes departamentos se deberá
hacerlos constar en los planos. Esto tiene primordial
importancia, sobretodo en el momento de analizar el
sistema de iluminación.
84
3. Señalar las áreas y departamentos principales.
4. Identificar y evaluar los sistemas de mayor consumo de
energía eléctrica.
5. Identificar y revisar la operación de la
instrumentación relacionada con energía eléctrica,
tales como los medidores de servicio público.
6. Identificar oportunidades de conservación, incluyen
entre otros: equipo funcionando innecesariamente,
horarios de operación que no concuerdan con la
ocupación del personal, mal funcionamiento de sistemas
de control, etc.
3.1.1.3 Mediciones Eléctricas
Es necesario saber cuánta corriente, o energía eléctrica hay en
un circuito, por lo que para obtener esta información se deben
utilizar diversos aparatos de medida.
Hay cuatro mediciones eléctricas importantes en la conducción
de una auditoría energética, estas son: intensidad de corriente,
voltaje, potencia y factor de potencia.17
Considerando además la medición de la energía entregada por la
Empresa Eléctrica, nos permitirá determinar en base a las
mediciones del consumo mensual el ahorro potencial que se puede
lograr, aplicando los correctivos necesarios.
1. Características generales de los instrumentos de medida
Los instrumentos de medida pueden clasificarse en instrumentos
instantáneos {de indicación) y de inscripción (registradores).
Ambos grupos pueden su vez ser destinados a tableros de
distribución (fijos) o bien para medir en diferentes puntos de
una instalación (portátiles}. Las principales cualidades
exigibles a un equipo de medida son:
* Conf iabi1idad
* Selectividad
* Facilidad de manejo y sencillez de mantenimiento.
a) Conflabilidad
Por conflabilidad se entiende la exactitud o precisión en la
medida así como la sensibilidad ante factores externos que puedan
alterar las mediciones. Desde el punto de vista de la exactitud,
los aparatos de medida se clasifican en siete grupos, cuya
utilización y denominación {clases de precisión), se dan a
continuación:
CLASES DE PRECISIÓN UTILIZACIÓN
0.1, 0.2, 0.5 Instrumentos de precisión
1, 1.5, 2.5, 5 Instrumentos industriales
Un instrumento con clase 1 quiere decir que en condiciones
normales de medición presenta un error máximo de indicación del
1% del valor final del campo de medida. Este error de indicación
de los aparatos es debido a las tolerancias de fabricación.
Además hay otros factores externos al instrumento de medida que
pueden influir en que aumente el error de indicación. Entre los
factores más influyentes se destacan:
* Posición del aparato diferente de la nominal.
* Influencia de la temperatura ambiente.
* Variación de la tensión nominal
* Influencia de campos magnéticos extraños.
Hay que tener en cuenta, en las mediciones realizadas, si existe
alguno de estos factores que puedan falsear la medida, sobretodo
la posición. Los instrumentos industriales tienen que ser capaces
de aguantar cargas de hasta 10 veces la corriente nominal y dos
veces la tensión nominal.
b) Selectividad
La selectividad de un instrumento de medida se refiere a la
cantidad mínima que puede distinguirse claramente, al realizar la
medida de una determinada magnitud eléctrica. Naturalmente, la
selectividad exigida a un aparato de medida dependerá de la clase
de equipo, instalación o proceso que se vaya a medir. Por ejemplo
para un motor de alta tensión, de 3000 V no es lógico que la
selectividad de un voltímetro sea muy grande.
En los aparatos portátiles de medida, la selectividad requerida
se puede lograr mediante campos de medidas conmutables, es decir
con la utilización de varias escalas.
87
c) Facilidad de manejo y sencillez de mantenimiento
Se debe procurar utilizar aparatos de medidas (sobretodo en
instrumentos portátiles) cuyo manejo sea fácil, con unas
instrucciones de manejo claras y sencillas que indiquen con
precisión:
- Cómo y donde medir
- Accesorios necesarios
- Esquemas de conexión
- Forma de cambio de una escala de medidas a otras
- Forma de cambio para medir otras magnitudes
Por otro lado, el mantenimiento de los equipos de medida, deberá
ser sencillo con instrucciones claras dadas por los fabricantes;
tanto los instrumentos fijos como los portátiles, deben
encontrarse en todo momento en condiciones óptimas de
utilización.
2. Intensidad de corriente
Las cantidades de electricidad se miden con el culombio, y la
intensidad de corriente eléctrica se mide en culombios por
segundo. Por ejemplo para mantener encendida una lámpara
ordinaria de 60 W de modo que tenga su intensidad luminosa
normal, tiene que pasar, a través del filamento de la lámpara,
electricidad a razón de aproximadamente medio culombio por
segundo.
88
Cuando pasa electricidad a razón de 1 culombio por segundo se
dice que circula con una intensidad de 1 Amperio (llamado así en
honor del físico francés André Marie Ampere) . Por lo que en lugar
de decir que la lámpara eléctrica necesita que pase medio
culombio por segundo a través de ella, se dice que precisa una
corriente de medio amperio.
Las intensidades en amperios las mide y las indica un instrumento
llamado AMPERÍMETRO. Consta de una aguja indicadora que se mueve
sobre una escala, hasta llegar a una lectura que muestre la
cantidad de corriente en ese punto. La fuerza que mueve la aguja
indicadora es la repulsión magnética, es decir la fuerza que hace
que los polos magnéticos iguales se repelan entre sí.
Esta fuerza se utiliza en el mecanismo de un medidor de bobina
móvil, el cual consta de un imán permanente y una bobina de
alambre. La bobina se monta sobre pivotes entre los polos del
imán. Al fluir la corriente por la bobina, se induce un campo
magnético. La fuerza de repulsión de los polos iguales hace que
la bobina gire sobre sus puntos pivote, la aguja del medidor está
sujeta a la bobina y gira con ella. Si la bobina pudiera moverse
con libertad, giraría de manera continua como la armadura de un
motor pequeño, para evitar esto, se sujetan unos muelles en
espiral a la bobina y al armazón del medidor. Entonces la bobina
se mueve hasta que la fuerza magnética ya no puede vencer la
tensión del muelle, deteniéndose la bobina y la aguja en esa
posición mientras la corriente que pasa por aquella sea
constante.
89
El campo magnético de la bobina, el campo del imán y la tensión
de los muelles se eligen y calibran de manera que la magnitud del
movimiento de la bobina y la aguja sea proporcional a la
intensidad de la corriente que circula por aquella.
Para medir la corriente que fluye en un circuito, solo es
necesario conectar el medidor de modo que, por la bobina, pase
esa corriente del circuito. Lo anterior requiere que se rompa el
circuito en algún punto y a continuación, conectar el medidor de
manera que el circuito se complete a través de él, esto pone al
medidor en serie con la carga del circuito.
Todos los medidores de bobina móvil dan una desviación de escala
completa para cierto valor fijo del flujo de corriente. Por
ejemplo, el diseño de la bobina y la tensión del resorte pueden
permitir una desviación de escala completa cuando fluya un
amperio por la bobina. Para extender los límites del medidor se
coloca el mecanismo en derivación con resistores de varios
valores.
Colocar en derivación simplemente significa ponerlo en paralelo,
el mecanismo del medidor tiene cierta resistencia, si se coloca
un resistor en paralelo con el mecanismo del medidor, la
corriente se dividirá de acuerdo con la razón entre las
resistencias. Los amperímetros de bobina móvil se limitan a los
circuitos de ce.
90
En un circuito de ca, la polaridad cambiante del flujo de
corriente conducirá a un movimiento cero en la bobina. Se podría
agregar un rectificador con el fin de limitar el flujo de la
corriente a una dirección, pero esto incrementaría la resistencia
del mecanismo, debiéndose mantener dicha resistencia tan baja
como sea posible, de modo que el flujo de corriente no se reduzca
significativamente.
En general, existen diferentes tipos de amperímetros disponibles,
uno de los más conocidos es el AMPERÍMETRO DE TENAZA, instrumento
portátil, el cual proporciona una manera fácil y rápida para
medir el flujo de corriente en una línea de ca, sin interrumpir
ni siquiera momentáneamente el circuito. Un amperímetro de tenaza
típico consta de un juego de quijadas que se accionan con un
disparador, montadas en un cuerpo que contiene la escala del
medidor.
El disparador abre las quijadas de modo que se puedan cerrar
alrededor de un conductor, entonces el medidor indica la
intensidad de corriente en ese conductor. Se puede imaginar el
amperímetro de tenaza como un secundario muy sensible de un
transformador; el conductor resulta el equivalente a un
primario de un transformador. El fluj o de corriente en el
conductor crea un campo magnético alrededor de él, este campo
induce un voltaje en los devanados que se encuentran en las
quijadas del amperímetro, el flujo de corriente resultante se
rectifica y aplica a un indicador, algunas derivaciones en el
91
medidor dan lugar a diversos límites. Existen amperímetros de
tenaza con pantallas digitales y controles para fijar la lectura.
3. Voltaje
El voltaje es la diferencia de potencial que existe entre dos
puntos de un circuito. El medidor que determina el voltaje
aplicado a una carga se denomina VOLTÍMETRO y se pueden utilizar
los mecanismos de bobina móvil con el fin de medir tanto el
voltaje de ce como de ca.
Para mediciones de ca, se agrega un rectificador al circuito del
medidor para limitar el flujo de corriente en una dirección, la
resistencia agregada por el rectificador no presenta problema
alguno. Los voltímetros se utilizan en paralelo con la carga
Aunque el voltaje no es de primordial importancia en la
conducción de la auditoría energética detallada, debe ser medido
para asegurarse de la correcta operación del voltaje de la
instalación y del sistema de distribución.
4. Potencia
Es posible medir directamente los vatios reales de potencia en un
circuito de ca por medio de una combinación especial de
amperímetro y voltímetro, conocida como Vatímetro. El vatímetro
tiene dos bobinas fijas de baja resistencia para medir la
corriente y una bobina movible para medir con un resistor para
medir el voltaje.
92
Se pueden medir tanto potencias de ce como de ca sin necesidad
del rectificador para ca porque los cambios en la polaridad
ocurren simultáneamente en las bobinas de corriente y en la
bobina movible. En un sistema de corriente alterna, tanto la
corriente como el voltaje cambian sus valores sinusoidalmente con
respecto al tiempo.
La potencia útil disponible de un circuito de ca está dado por la
relación:
P = Potencia (Vatios)
V = Voltaje (Voltios)
I = Corriente (Amperios)
6 = Ángulo de fase entre las ondas de voltaje y corriente
En un circuito ca, puramente resistivo, las ondas de voltaje y
corriente están en fase, en este caso la potencia útil disponible
del circuito es máxima, ya que los picos de corriente y voltaje
ocurren simultáneamente.
Cuando existen cargas inductivas en el circuito, la corriente
tiende a retrasarse en el tiempo con respecto al voltaje, el
retraso o la diferencia de fase, está determinado por el ángulo
entre las dos formas de onda. Ya que el voltaje y la corriente no
están en fase, la potencia útil disponible en el circuito se
reduce, ya que parte de la potencia total se utiliza para
93
magnetizar los materiales ferromagnéticos que están presentes en
los dispositivos inductivos. Por lo anteriormente dicho, se puede
distinguir las siguientes unidades utilizadas para medir dichas
potencias:
UNIDAD
kVA
kW
kVAR
POTENCIA
TOTAL
ÚTIL,
REACTIVA
O APARENTE
REAL O ACTIVA
O MAGNETIZANTE
Para calcular las potencias en un circuito trifásico se utiliza
las siguientes relaciones:
1000
rotcnciaUtil(kW) -
FactordePotencia = *°tenc±aUt±lPotenciaTotal
5. Factor de Potencia
El factor de potencia es un valor relacionado con la potencia
usada por la carga, y es la razón entre dicha potencia y la
máxima potencia útil disponible, es igual al coseno del ángulo de
fase y su valor se determina con el Medidor de Factor de
Potencia. Físicamente, un medidor de factor de potencia portátil
es similar a un vatímetro de pinzas, e incluye partes de su
mecanismo.
94
En general, las mediciones del factor de potencia pueden ser
tomadas directamente con dicho medidor, sin embargo, cuando
existe un notable desbalance en las corrientes de carga de un
sistema trifásico, se debe tomar medidas tanto de corriente como
del factor de potencia en cada una de las fases y obtener el
promedio del sistema:
_P
I = Corriente de fase
Fp = Factor de potencia de cada fase.
6. Energía
El medidor que la Empresa Eléctrica instala para indicar el
número de kilovatios-hora (kWh) consumidos por el cliente, es el
Kilovatihorímetro. Un kilovatio-hora es una unidad de medición
que representa 1000 vatios en uso durante 1 hora.
El medidor del tipo de inducción que se utiliza en las empresas
eléctricas funciona con un principio semejante al de un
vatímetro, sin embargo, los devanados del voltaje y la corriente
tienen un núcleo común que actúa como el estator de un motor, el
rotor es un disco que gira en un entrehierro en el estator. Los
campos magnéticos de los devanados del estator producen un
momento de torsión proporcional a la potencia que provoca el
movimiento del rotor.
95
Los imanes retardadores actúan como un gobernador para hacer que
la velocidad del rotor sea proporcional a la potencia, un
registrador engranado al rotor registra los vatios-hora. Estos
medidores se han desarrollado hasta un alto grado de exactitud y
conflabilidad bajo una amplia gama de temperaturas de operación
y cambios en la carga y el voltaje. Este medidor requiere poco o
ningún mantenimiento y la calibración sigue siendo exacta durante
muchos años de uso.
Las clases recomendadas para la lectura de energía o potencia son
las siguientes:
CLASE
0
0
1
.2
.5
.0
- 0.
- 0.
- 2
5
6
0
TIPO DE MEDICIÓN
SISTEMAS
SISTEMAS
DE
DE
ALTA POTENCIA
DISTRIBUCIÓN
INSTALACIONES INDUSTRIALES Y RESIDENCIALES
En las centrales eléctricas o las subestaciones en las que se
generan grandes cantidades de energía, es a menudo muy importante
llevar registros exactos del voltaj e, las intensidades de
corriente y la potencia de los principales circuitos en todas las
horas del día y la noche.
Para el efecto se utilizan instrumentos registradores, los cuales
mostrarán cualesquiera variaciones en la corriente o el voltaje.
Las lecturas se registran de forma continua en una hoja de papel
montada en un tambor giratorio.
96
7. Intensidad Luminosa
El nivel de intensidad luminosa se mide con un Fotómetro. Este
dispositivo está basado en el efecto fotoeléctrico, por el cual,
la intensidad de ciertas longitudes de onda de luz, al actuar
sobre ciertos materiales, causa la generación de un voltaje que
es proporcional a la intensidad de luz.
El fotómetro suministra una lectura directa de la intensidad de
luz medida en luxes. El lux es la iluminación sobre una
superficie de un metro cuadrado que recibe un flujo uniforme de
un lumen.
Para efectuar la medición, el fotómetro se coloca en el lugar de
trabajo del área bajo estudio, por ejemplo, en una oficina las
lecturas se hacen en el mismo plano que la superficie del
escritorio de trabajo.
En una planta, las lecturas deben tomarse en el sitio del
operador o en ciertos puntos críticos de la máquina. Al usar el
fotómetro hay que tener cuidado de no producir con el cuerpo
sombra sobre el dispositivo.
3.1.1.4 Sistemas de Iluminación
La iluminación representa un significativo porcentaje en el uso
de energía eléctrica en los tres sectores de consumo: comercial,
industrial y residencial. En lugares donde el trabaj o visual
cumple una importante labor, como por ejemplo: oficinas, talleres
gráficos, imprentas, etc, la iluminación es esencial.
97
Una adecuada iluminación natural, solo puede ser aprovechada
hasta ciertas distancias de las ventanas o tragaluces y solo está
disponible una parte del tiempo de trabajo. Por esta razón, la
iluminación artificial, pero correctamente controlada debe ser
implementada.
Un apropiado diseño de un sistema de iluminación, es importante
para lograr una placentera atmósfera de trabajo; una oficina
donde toda la luz esté concentrada en el plano horizontal de
trabajo y tan solo una pequeña cantidad o ninguna luz incide en
las paredes o el cielo raso, es muy probable que se tenga una
atmósfera depresiva.
En oficinas de hasta 25 m2 la sensación de claustrofobia puede
ser mitigada usando paredes pintadas con colores claros.
Adecuadas normas de iluminación son esenciales para alcanzar
seguridad, confort y productividad.
Es importante identificar las oportunidades de reducción en los
costos de energía mientras que, al mismo tiempo, se alcanzan o se
mantienen adecuados niveles de iluminación.
Es recomendable estar enterado de los consejos provenientes de
los fabricantes de equipos de iluminación antes de dar inicio a
algún programa de reemplazo o mejoramiento de la iluminación.
98
3.1.1.4.1 Iluminación natural
La iluminación natural consiste en el uso intencional de la luz
que entra en un ambiente a través de las ventanas o tragaluces,
para me j orar la calidad de la luz en dicho espacio, o más
comúnmente para reducir la cantidad de energía necesaria para
proveer la suficiente iluminación requerida para las diferentes
tareas visuales.
La cantidad de luz natural disponible en un espacio depende de la
estación del año, hora del día, calidad del aire y condiciones
climáticas. El diseño de construcción del edificio también es un
factor importante, incluye la localización y dimensiones de las
ventanas, la forma del edificio, además de la disposición de las
divisiones interiores, color de paredes, techos, pisos, acabados,
mobiliario y la disposición del área exterior al edificio.
La luz natural debe ser aprovechada donde sea posible, suministra
aproximadamente entre 100 a 120 lúmenes por vatio8 y genera menos
calor por lumen de luz que la iluminación eléctrica.
Sin embargo, se requiere un análisis detallado para determinar si
es conveniente o no implementar un mejor sistema de
aprovechamiento de la luz natural, ya que, existen varias
consecuencias derivadas que a la larga podrían resultar
perjudiciales, por ejemplo: se podrían obtener ambientes
demasiado calurosos cuando la incidencia de luz es mayor y
demasiado fríos cuando dicha incidencia es mínima.
99
3.1.1.4.2 Niveles de iluminación
La cantidad de luz proporcionada para cualquier aplicación de uso
final es importante, esta relacionada con la productividad, la
seguridad o el recreo, la muestra y venta de mercancías o con la
creación de una atmósfera adecuada. Cuanto menor sea el detalle
o menor el contraste, tanta más luz necesitarán nuestros ojos
para el difícil trabajo.
Desde hace algunos años, se ha realizado un extenso trabajo para
desarrollar códigos o normas de iluminación. Las normas de la ÍES
(The Illuminating Engineering Society), son bien conocidos y más
recientemente, las normas de la CÍES (The UK Chartered
Institution of Building Services) han sido publicados.
Un resumen de los niveles de iluminación, en cuanto a oficinas,
de las normas CIBS para Iluminación Interior se dan en el
anexo 7, notando que dichas recomendaciones no toman en cuenta el
efecto de la edad en la capacidad visual.
La edad y la cantidad de luz
Existe una clara relación entre la edad y la cantidad de luz
necesaria para una tarea visual particular.
EDAD (AÑOS)
10
20
30
40
50
60
ILUMINANCIA RELATIVA19
1
1.5
2
3
6
15
100
Como se ve en la tabla anterior, una persona de 60 años
necesitará 15 veces más luz que un niño de 10 años en las mismas
circunstancias. Un mayor nivel de iluminación también ayuda a
corregir la deficiencia visual por la edad, sin embargo, rara vez
es posible predecir la cantidad de personas de determinada edad
que van a trabajar en un ambiente particular.
Hay que tener especial cuidado con la iluminación, en áreas donde
existen pantallas de computadores, para evitar el brillo y la
reflexión. Los niveles de iluminación recomendados por el Código
CIBS son una buena práctica para el diseño, toman en
consideración no solo el criterio de una buena iluminación, sino
también otros, tales como: confort visual, el color de la luz y
la atmósfera de trabajo.
3.1.1.4.3 Iluminación de trabajo
Normalmente, esquemas localizados de iluminación de específicas
áreas de trabajo, consumen menos energía que un sistema de
iluminación generalizado, a menos que la mayor parte del área de
trabajo esté ocupada.
Se debe tener mucho cuidado en la ubicación y orientación de las
luminarias hacia las áreas de trabajo. Es muy importante que la
iluminación de otras áreas no sea menor que la tercera parte de
la iluminación de las áreas de trabajo.
El brillo directo desde la fuente de luz y el brillo reflejado
desde otras superficies en el campo visual, causa una disminución
101
del confort visual o reduce la visibilidad hasta niveles que
pueden ser críticos o aún peligrosos. El brillo o deslumbramiento
no solo se produce con la iluminación artificial.
Un alto deslumbramiento se puede producir por una mala ubicación
de las ventanas o puestos de trabajo, provocando que las personas
estén expuestas tanto el brillo directo como al indirecto. Este
efecto se puede notar cuando se maneja en dirección al sol en
horas de la mañana o de la tarde o cuando la luz solar se refleja
en el agua.
El brillo directo proveniente de las lámparas puede ser evitado
de varias formas, ya sea con apantallamientos o permitiendo una
mayor incidencia de la luz en las paredes o en los cielos rasos.
El brillo reflejado es más difícil de superar siendo un problema
frecuente en oficinas y lugares donde existen superficies
altamente reflectivas u objetos de color claro, ejemplos típicos
de brillo reflejado son:
* En las oficinas de dibuj o donde las líneas de dibuj o parecen
invisibles, debido a que la luz reflejada realzan su brillo hasta
confundirse con el resto del papel.
* Imágenes reflejadas de las luminarias en las pantallas de
computadores.
En estos y otros casos similares, el problema del brillo
reflejado puede ser superado o reducido hasta un nivel
102
aceptable mediante una adecuada colocación de las luminarias en
relación al sitio de labores y en algunas ocasiones, el uso de
luminarias que tienen una distribución de luz más adecuada. El
brillo reflejado reduce significativamente la habilidad para
realizar una tarea visual, por lo que se reduce la productividad.
3.1.1.4.4 Selección de las fuentes de luz
Es un hecho demostrado que el derroche de energía por causa de un
alumbrado ineficaz es gigantesco. Hoy día, las lámparas
incandescentes de baja eficacia suman aún el 45% de toda la
electricidad consumida en todo el mundo para fines de alumbrado19.
Sin embargo, su parte en la cantidad total de luz generada por
lámparas en todo el globo terráqueo es de tan solo el 20%. En
caso de equipar todas las instalaciones de alumbrado existentes
que emplean el tipo incorrecto de lámparas con otra fuente de
iluminación más eficaz, los ahorros de energía resultantes serían
bastante apreciables.
Instalando un alumbrado moderno se podría reducir hasta un 40%
del total de la energía primaria consumida en el mundo por el
alumbrado, además, dicha reducción puede conseguirse manteniendo
un estricto nivel de alumbrado de primera clase.
Existen dos principales tipos de lámparas eléctricas, las de
filamento de tungsteno y las de descarga (las cuales incluyen los
tubos fluorescentes). Se debe notar que, en general, la
eficiencia aumenta con el incremento de la potencia de la
lámpara.
103
Entre las principales fuentes de luz se tiene:
Filamento de tungsteno Un filamento de tungsteno calen
tado hasta la incandescencia,
dentro de una envoltura de vi
generalmente llena de un gas
inerte. No necesita circuito de
control alguno.
Encendido inmediato; la mayoría
operan en todas las posiciones;
la luz emitida es sensible a
pequeñas variaciones de voltaje;
vida sensible a las vibraciones
y pequeñas variaciones de
voltaje.
Filamento de Tungsteno
Halogenado
Un filamento de tungsteno calen_
tado hasta la incandescencia,
dentro de una pequeña envoltura
que contiene el material halóge
geno. No requiere de circuito de
control, pero puede necesitar
bajos voltajes.
Encendido inmediato, puede tener
restricciones en la posición de
operación; vida sensible a las
vibraciones y pequeñas variacio_
nes de voltaje. La superficie de
104
la envoltura está expuesta a daño
si es tocada con las manos desnu_
das; casi no declina en su
emisión de luz en el transcurso
del tiempo.
Descarga de tungsteno
en mercurio de alta
presión (MBFT/MBTF)
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de mercurio en alta
presión contenido en un tubo en
serie con un filamento de tungs
teño calentado hasta la incandes
cencia; todo, contenido dentro de
una envoltura de vidrio cubierto
con una capa de material
fluorescente. No necesita circui_
to de control, algo de luz des_
prende luego del encendido, luego
de 4 minutos se tiene un 90% de
iluminación, reencendido después
de 10 minutos; posición de opera
ción restringida; vida sensible a
las vibraciones y variaciones de
voltaje.
Descarga en mercurio de
alta presión
(Fluorescente MBF/MBFR)
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de mercurio en alta
presión dentro de una envoltura
de vidrio con un recubrimiento de
material fluorescente. Necesita
105
circuito de control. Período de
encendido de 4 minutos, reencen
dido después de 10 minutos, a
menos que se utilice algún
circuito especial; opera en todas
las posiciones.
Descarga en mercurio de
alta presión
(metales halogenuros,
MBI,MBIF,MBIL}
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de mercurio de alta
presión, con aditivos de metales
halogenuros en un bulbo, a veces
contenido dentro de una envoltura
de vidrio; la envoltura exterior
puede tener un recubrimiento de
material fluorescente; necesita
circuito de control. Tiene un
tiempo de encendido de 5 minutos;
un tiempo de reencendido de 10
minutos, a menos que se utilice
algún circuito especial; posición
de operación restringida.
Descarga en mercurio de
baja presión (tubular
fluorescente; MCF, MCFA,
MCFE,MCFR)
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de mercurio de baj a
presión contenido en un tubo de
vidrio, internamente cubierto con
un material fluorescente;necesita
circuito de control.
106
Existen varios tamaños y diferen
tes tipos de recubrimiento fluo
rescente, el cual produce una
amplia variedad de eficiencias
luminosas y de colores. Están
divididas en cuatro grupos prin_
cipales: el primero, usado para
aplicaciones donde la precisión
del color es necesario; el según
do, un grupo disponible para uso
general, tienen un recubrimiento
de trifosfato como material fluo
rescente; el tercero, disponible
para uso general, pero con un
recubrimiento de halofosfato; el
cuarto, un grupo de lámparas de
baja potencia , diseñadas como
alternativa a las lámparas de
filamento de tungsteno. Las lám_
paras fluorescentes tubulares,
están disponibles en una amplia
variedad, tanto en tamaños como
en características eléctricas.
Este tipo de lámpara es objeto de
considerable desarrollo en la
industria de la iluminación.
Opera en toda posición, siendo la
107
luz emanada sensible a la tempe_
ratura ambiente, existe dificul_
tad para el encendido a baja tem_
peratura.
Todas las lámparas fluorescentes
tubulares descritas son del tipo
cátodo caliente, es decir necesi_
tan el cátodo caliente para
funcionar, también existen las de
cátodo frío, ampliamente usadas
en anuncios comerciales y algunas
veces en iluminación interior.
Comparadas con las de cátodo
caliente , las de cátodo frío
tiene una vida útil mayor; menor
eficiencia luminosa y voltajes de
operación más altos; la principal
ventaja es que se puede formar
fácilmente largas y complejas
formas.
Descarga en sodio de
alta presión (SON,
SON-TD,SON-L,SON-R)
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de mercurio a alta
presión en un tubo contenido en
un difusor o una cubierta exte_
rior transparente; necesita cir_
cuito de control. Enciende entre
4 o 7 minutos. Reencendido dentro
108
de 1 minuto si un encendedor
externo es usado; opera en todas
las posiciones. La familia de
lámparas de sodio de alta presión
se esta desarrollando rápidamente
Descarga en sodio de
baja presión (SOX,
SLI)
Una descarga eléctrica en una
atmósfera de sodio de baja
presión en un tubo contenido en
una envoltura de vidrio; necesita
circuito de control. Enciende
entre 6 y 12 minutos; el reencen_
dido es dentro de 3 minutos típi_
camente; tiene restricciones en
la posición de operación20.
La eficiencia de la lámpara puede variar con el vatiaje de la
lámpara, dimensiones y el color, generalmente, mientras una
lámpara más grande es, su eficiencia también será mayor. Las
nuevas lámparas multi-fosfóricas son los tipos de lámparas más
eficientes y quedan bien, pero en pocas aplicaciones.
Las lámparas fluorescentes, como otras lámparas de descarga,
necesitan algún tipo de dispositivo de arranque (arrancadores) y
un control de corriente una vez producido el arranque (balasto).
Normalmente se coloca un capacitor, para proveer una corrección
del factor de potencia y reducir la distorsión de la corriente
para una potencia dada.
109
El circuito de control (arranque y balasto) viene en una variedad
de formas. El más simple equipo utiliza un arrancador y limitador
de corriente (inductor con núcleo de acero), el switch arrancador
puede ser un dispositivo conectable o un arrancador electrónico.
Las lámparas de encendido rápido, encendido semi-resonante y
similares circuitos no utilizan arrancadores, el circuito de
arranque rápido, utiliza la acción de un transformador para
encender y el circuito de encendido semi-resonante utiliza un
circuito resonante serie.
Estos circuitos son confiables y tienen un arranque libre de
parpadeos, pero cuenta con bobinados extra en el balasto y por lo
tanto con un mayor desgaste de energía (sobre el 40%).
Finalmente, la categoría de los arrancadores con balastos total
y parcialmente electrónicos, estos son similares a los balastos
usados en equipo de iluminación de emergencia, son más eficientes
que los circuitos convencionales, permitiendo que las lámparas
operen más eficientemente. Esta eficiencia es alcanzada a un alto
costo, el cual puede no ser justificado.
Se debe tener cuidado al reemplazar lámparas fluorescentes, para
asegurar compatibilidad con el resto del equipo. Por ejemplo, las
recientes lámparas de 25 mm de ahorro de energía, solo pueden ser
usadas en circuitos de encendido en los cuales tienen
arrancadores electrónicos, se debe tener cuidado, ya que no es
suficiente solo seleccionar lámparas de medidas adecuadas.
110
3.1.1.4.5 Control de iluminación
Uso innecesario de iluminación
Aun con lámparas y luminarias eficientes, la energía usada para
iluminación puede ser desperdiciada de diferentes maneras.
Cuidadosos estudios de observación, muestran en general que, la
gente encenderá la luz cuando la necesitan, pero no existe
seguridad de que será apagada cuando la iluminación natural es
suficiente o cuando la habitación está desocupada.
Concientizar al personal puede ser útil a corto plazo, pero la
•solución ideal sería poder suministrar un switch manual de
encendido y algún control automático de apagado.
Una mayor fuente de desperdicio, es resultado de la práctica
común de controlar grandes áreas de iluminación, con un bajo
número de switches, o mediante un desordenado control de
encendido, de tal forma que requerimientos individuales pueden
solo ser alcanzados, encendiendo varias luminarias al mismo
tiempo.'
Los controles son una muy efectiva forma de reducir los costos de
iluminación, pero antes se debe realizar un estudio del
comportamiento del personal y de las actividades desarrolladas en
las áreas de trabajo. Esto permitirá instalar el sistema de
control más efectivo a un costo adecuado.
111
3.1.1.4.5.1 Controles manuales
Arreglos de switches manuales, deben al menos permitir controlar
individualmente, filas de lámparas paralelas a las ventanas.
Existen controles, tanto mecánicos como electrónicos, disponibles
para controlar individualmente a las luminarias, en una
instalación grande, de cuerdo a las necesidades de sus ocupantes.
Los controles deberán estar los más cerca posible de las
luminarias que controlan.
Controles electrónicos (ultrasónicos o infrarrojos), pueden ser
colocados cerca de los escritorios para dar a sus ocupantes
control sobre una o más de las luminarias. Un control central de
este tipo evita la necesidad de cables o switches en la pared,
pero requiere unidades de control colocadas en las luminarias.
3.1.1.4.5.2 Controles Automáticos
a) Controles fotoeléctricos
Los controles fotoeléctricos aseguran que la iluminación será
apagada, cuando la luz del día provea de la iluminación
necesaria.
Un sensor fotoeléctrico puede responder a la iluminación exterior
y ser calibrado para que opere a un determinado nivel, el cual ha
sido previamente diseñado para el área de trabajo.
Los controles graduales "top-up" o dimmers, son preferibles al
simple control de encendido/apagado (ON/OFF). Es conveniente para
112
sus ocupantes y ahorra más energía que los controles ON/OFF;
también es posible controlar la cantidad de luz de las lámparas
fluorescentes con el propósito de proveer la suficiente
iluminación cuando la luz del día no proporciona la necesaria.
Tal sistema usará menos energía que uno de control ON/OFF, tal
sistema suministrará el máximo de iluminación durante todo el
día, aún cuando no fuese necesario. En interiores grandes que
tienen dos o más filas de luminarias, ubicadas de forma paralela
a la ventana, puede ser ventajoso usar un control separado para
cada fila.
Si el control es del tipo ON/OFF, solo la fila de luminarias que
esta más cercana a la ventana, debe operar en esta forma, para
asegurar en el usuario, una iluminación confortable.
Los potenciales ahorros pueden ser considerables, sobre el 50% en
algunos casos, siendo de todas formas necesario, en casos
especiales, realizar un estudio para determinar su relación
beneficio/costo. En general, el control del nivel de intensidad
luminosa o "dimming control", es más caro que el simple ON/OFF,
pero ahorra mucha más energía y es más adecuado.
b) Controles de tiempo
Si la ocupación de las áreas de trabajo en el edificio, terminan
todos los días de trabajo a una hora fija y determinada, valdría
la pena instalar un switch de tiempo, de tal forma que la mayor
parte de la iluminación sea apagada a esta hora.
113
Es posible que sea necesario realizar algunos arreglos, ya sea
para iluminación de seguridad o para iluminación de áreas de
trabajo especiales, los cuales tienen horarios diferentes y de
ésta manera evitar el apagado automático cuando aún se están
desarrollando algunas actividades.
También la rutina de limpieza del edificio podría necesitar un
arreglo especial de iluminación. Un control de iluminación
secuencial es necesario cuando el personal de limpieza va de piso
en piso.
Los arreglos pueden ser hechos también, para asegurar que ninguna
persona tenga que entrar a una habitación oscura, o tenga que
estar en un sitio en el cual toda la iluminación esté fuera de su
control.
c) Sistemas de control mixtos
Un sistema de control de tiempo, el cual apaga todas las luces
seleccionadas durante un período determinado en el día, pero
supeditado a las necesidades del personal {de ser necesario
podría encenderse las luces), puede tener un período de pago de
la inversión de uno y medio a dos años.
Este sistema favorece muy bien en espacios ocupados por varias
personas, tal como en grupos de oficinas y con especial atención
se puede emplear en escuelas, fábricas y en depósitos. Existen
sistemas comerciales que pueden ser aplicados y que además
ofrecen una opción adicional: una célula fotoeléctrica
114
controlable por los ocupantes, para permitir un ahorro de energía
mayor. El uso de controles remotos (infrarrojos o ultrasónicos),
también es posible.
3.1.1.4.6 Mantenimiento
En el pasado existía la tendencia hacia el "instale y olvídese",
reemplazando las lámparas solo cuando fallaban. Una consecuencia
de esto es que los niveles de iluminación caen tanto, que la
seguridad y la productividad son seriamente afectadas. Siendo
así, la importancia de un regular mantenimiento en todo equipo de
iluminación, no debe ser descuidado y puesto n un segundo plano.
La pérdida de luz natural debido a ventanas sucias no se debería
permitir, el personal encargado debe estar atento cuando las
ventanas se encuentren con polvo y basura, evitando que el nivel
de luz natural caiga en los espacios iluminados.
La caída del nivel de iluminación, ocurre gradualmente en la
mayoría de las lámparas. Las mayores pérdidas de luz provienen de
la acumulación de polvo y suciedad en las lámparas, en las
superficies reflectivas o en las pantallas de las luminarias.
Cielos rasos, paredes y otras superficies reflectivas dentro de
la habitación, también son afectadas. Aún en una atmósfera limpia
como en una oficina, reduce la cantidad de luz hasta en un 20% y
en lugares donde se realizan trabaj os pesados, las pérdidas
podrían llegar hasta un 40% o más. Adicionalmente la acumulación
de polvo en las partes superiores de las luminarias, pueden
115
provocar un sobrecalentamiento y deterioro de los alambres y del
circuito de control. Un regular horario de limpieza debe ser
establecido, y aunque podría ser frecuente, puede hacerse
coincidir con el reemplazo del grupo de lámparas. El reemplazo
individual de lámparas puede ser un proceso caro y ocupar mucho
tiempo en el personal de mantenimiento.
a) Período de servicio de las lámparas
Cuando se aplica a las lámparas, la palabra "vida" tiene dos
significados distintos:
-1. El tiempo después del cual la lámpara deja de operar.
2. El tiempo después del cual la salida de luz se reduce
por el proceso normal de deterioro hasta un nivel de
iluminación, en donde, es más económico reemplazar la
lámpara, a pesar de que aún se encuentre operando
eléctricamente. Este es el "período económico de
servicio".
Las lámparas de filamento caen bajo la primera definición de
"vida" . La tasa de vida de tipos comunes de lámparas, bajo
condiciones específicas, está definida en normas internacionales
y es aceptada como un práctico compromiso vida-eficiencia.
Las lámparas fluorescentes y de descarga caen dentro de la
segunda definición de vida. La vida de las lámparas de descarga
es una materia complicada y no existen normas internacionales que
definan la vida de este tipo de lámparas.
116
Actualmente las lámparas fluorescentes y de descarga operarán por
algunas miles de horas, pero durante ese tiempo, la salida de luz
continuamente disminuye, por lo que, si las lámparas operan hasta
que fallen eléctricamente, la salida de luz podría ser la mitad
o menos de lo que fue al inicio.
b) Mantenimiento planificado
Cuando un sistema de iluminación es diseñado, se debe tomar en
cuenta tres aspectos importantes:
1. El factor de mantenimiento de los lúmenes de la lámpara
(el deterioro lumínico de la lámpara con el tiempo).
2. El factor de mantenimiento de la luminaria (el grado de
impurezas ambientales que acumula la luminaria) y
3. El factor de frecuencia de limpieza y mantenimiento de
las superficies de la habitación (el grado de pérdida
debido a la suciedad acumulada en las paredes y el
cielo raso).
La combinación de estos factores se llama "factor de pérdida de
luz". De tal forma que si el diseñador espera un deterioro del
20% en el sistema, sobre un período de tiempo calculado para los
niveles de iluminación diseñados al final de dicho período, usará
un factor de pérdida de luz del 20% en sus cálculos. El nivel de
iluminación, cuando se instaló, por lo tanto deberá ser del 125%
del nivel de diseño promedio.
117
Qué significa esto ?, significa que un pequeño mantenimiento
ha sido previsto, por lo que el capital y los costos de operación
deben ser un 25% mayor que el necesario. Con un planificado
mantenimiento que cubra tanto limpieza como reemplazo de las
lámparas, algo de ese costo adicional se podría evitar, ya que el
diseñador usaría un menor factor de pérdidas de luz.
c) Reemplazo planificado
En todas las instalaciones, excepto en las pequeñas, es razonable
reemplazar las lámparas por grupos a intervalos planificados.
Igualmente, resulta económico reemplazar los arrancadores de las
lámparas fluorescentes, cada dos tiempos de vida de las lámparas.
El período óptimo de reemplazo depende de los costos laborales,
así como de los costos de energía de la instalación en cuestión.
Una regla común es que, las lámparas deben ser reemplazadas por
grupo cuando los costos por desperdicio de energía llegan a ser
tan altos como el costo por reemplazo de lámparas. O en su
defecto, también se debería reemplazar las lámparas antes de que
la iluminación haya disminuido en un 30% del valor inicial. Se
debe consultar a los fabricantes, la curva de depreciación de luz
para el tipo de lámpara usada.
3.1.1.4.7 Determinación de la eficiencia de la instalación.
El siguiente procedimiento es recomendado para cuantificar la
eficiencia de un sistema de iluminación y decidir las acciones a
tomar.
118
1. Juntar datos de la instalación existente
1.1 Chequear la fecha de ejecución del sistema. Algunas
instalaciones de más de 20 años, están probablemente
listas para un recableado. Luminarias que tienen más de
10 años, estarán deterioradas y en muchos casos,
versiones con una eficiencia mayor estarán disponibles.
Realizar una inversión de reemplazo vale la pena.
1.2 Chequear la iluminación. Las lecturas deben ser tomadas
con un medidor de luz, de conocida precisión, en cada
puesto de trabajo o en los centros de actividad que no
coinciden con el arreglo de las luminarias, a través
del área de trabajo en el plano horizontal.
El promedio de iluminación en el plano horizontal será
el promedio de todas las lecturas. Las variaciones del
nivel de iluminación no deben ser excesivas, entre el
mínimo y el promedio en las áreas de trabajo debe ser
menor al 30%.
Las dimensiones de la habitación deben ser tomadas. La
altura referida a la distancia entre la luminaria y el
piso, la cual no es la misma a la altura del cielo
raso. En el caso de luminarias con balasto no es
necesario desmantelar cada unidad, sino chequear en una
sola y confirmar si la mayoría son las mismas.
119
1.3 Calcular las cargas de iluminación y el consumo de
energía. La carga de iluminación también debe ser
calculada, junto con el consumo de energía asociado del
sistema de .iluminación. Para calcular la carga de
iluminación se utilizará la relación:
,r ,
1000
Q(kW) = Carga de iluminación en kW
N = Número de luminarias
L = Número de lámparas por cada luminaria
W(L) = Vatios por cada lámpara
B = Número de balastos por luminaria
W(B) = Vatios por cada balasto
La energía consumida puede ser calculada multiplicando
la carga total por el número de horas que se mantienen
encendidas las luminarias.
2. Evaluar las oportunidades de ahorro de energía
A continuación se puede determinar las áreas que se encuentran
sobreiluminadas o subiluminadas y dónde se puede tomar alguna
acción (y con que resultados) para ahorrar energía.
Obviamente que en las áreas que están subiluminadas, se tendrá un
incremento en el uso de energía, el cual deberá ser tomado en
cuenta en la evaluación final del ahorro conseguido. A
continuación algunos aspectos a ser considerados en esta etapa:
120
2.1 La fuente de luz y el tipo de luminaria: Los
reflectores de las luminarias, también deben haberse
deteriorado en el transcurso del tiempo, por lo que
absorben un alto porcentaje de luz. En oficinas
iluminadas mediante lámparas fluorescentes tubulares,
las superficies reflectivas o pantallas difusoras
también pueden haber sufrido decoloración, disminuyendo
la cantidad de luz en el plano horizontal de trabajo.
El reemplazo de nuevas luminarias con lámparas más
eficientes dará como resultado un ahorro de energía con
una iluminación mayor.
Donde aún se están usando lámparas incandescentes,
puede ser práctico usar uno de los nuevos tipos de
lámparas fluorescentes con boquilla tipo Edison, sin
cambiar el nivel de iluminación necesario. Normalmente,
reemplazando una lámpara incandescente de 60 vatios por
una fluorescente, se obtiene un ahorro de
aproximadamente 38 vatios sin disminuir la cantidad de
luz obtenida. Dependiendo del tiempo de operación de la
lámpara, se obtienen períodos de retorno de la
inversión menores a un año.
2.2 El estado de la decoración: Las condiciones en las que
se encuentran las paredes, cielos rasos y otras
superficies dentro del edificio deberán ser
consideradas en este punto. Redecorar con colores
claros mejoraría la reflectancia de superficies,
contribuyendo a mejorar la eficiencia de las fuentes de
luz .
121
2.3 Chequear la instalación y los alambres: En el caso de
tener instalaciones viejas tanto de lámparas
fluorescentes como de descarga, aparte del deterioro
debido al polvo o la suciedad, los capacitores
correctores del factor de potencia podrían haberse
deteriorado y llegar a ser circuitos abiertos, con el
consecuente incremento de desperdicio de energía
eléctrica.
2.4 Chequear la flexibilidad del control de encendido y
apagado: Es práctica común, el arreglo del control por
grupos de lámparas, determinado por la facilidad de
cableo que ofrecen los conductos, no obstante el hecho
de que esta práctica implica un mayor derroche de
energía. En los planes de construcción de los
edificios, es mejor formar el control de encendido de
grupos de lámparas que se encuentran cerca de las
ventanas o divisiones por las cuales reciben luz
natural, de tal forma que se pueda ahorrar energía en
las horas en que la luz del día es suficiente para
iluminar el área.
3. Comparar costos de iluminación (existente y propuesto)
Es importante establecer el costo verdadero de un sistema de
iluminación cuando se considera su función. Este no es
simplemente un problema de comparar los costos individuales de
lámparas y luminarias, sino también tomar en cuenta otros
122
aspectos tales como: el uso de controles, superficies
reflectivas, con seguridad un menor número de luminarias, el uso
de normas, etc. También es útil establecer las respectivas
ventajas y desventajas de los costos de capital y períodos de
retorno.
4. Formular un reporte de conclusiones y recomendaciones
Finalmente, un reporte del estudio realizado junto con
recomendaciones y justificaciones financieras, debe ser
preparado.
3.1.2 Diseño Óptimo
3.1.2.1 Planeamiento para el diseño eléctrico
El diseño de un sistema eléctrico para cualquier edificio, es
básicamente una cuestión de proporcionar un arreglo de
conductores y equipo para transferir segura y eficazmente la
energía eléctrica desde una fuente de fuerza hasta los diferentes
dispositivos que funcionan con electricidad, tales como:
lámparas, motores, equipos de comunicación, de oficina y otros.
Esta tarea se reduce prácticamente a tres etapas básicas que
fijan el arreglo del diseño eléctrico de cualquier sistema de
esta naturaleza:
1. Selección de conceptos y configuraciones básicos de
alambrado que suministrarán la energía eléctrica de las
características necesarias en cada punto de utilización
eléctrica.
123
2. Poner en práctica los conceptos de los circuitos
eléctricos con conductores, aparatos y herrajes
verdaderos, seleccionando los tipos, tamaños, modelos,
características, aspectos, clasificaciones y otros
valores específicos del equipo necesario.
3. Estimar el costo de la instalación del sistema
eléctrico completo, según se haya determinado mediante
las dos primeras etapas, dentro de las dimensiones
físicas y el arreglo estructural de un edificio,
mostrando lo más claramente posible las ubicaciones y
detalles de las instalaciones del equipo, líneas de
conductos, conexiones a las líneas principales de
alimentación de energía y cualesquiera elementos que
necesiten atención especial.
Estas tres etapas del diseño de un sistema eléctrico, se expresa
en la forma de planos eléctricos. La persona encargada de dicha
tarea debe estar totalmente familiarizada con todos los medios de
apoyo que dispone para realizar el diseño.
Debe también, tener muy en cuenta aspectos tales como la
aplicación segura, la capacidad para el aumento en la carga, la
flexibilidad en el uso del sistema y la disposición eficaz.
Después, se debe correlacionar el método apropiado con las
modernas normas de procedimiento que para el efecto existen.
124
Como el diseño eléctrico es un factor dinámico (debido al
constante mejoramiento de los productos por los años de
tecnología acumulada) el diseñador eléctrico, debe estar
familiarizado con las nuevas técnicas y equipos y seguir las
tendencias más prometedoras.
El diseño eléctrico no es un procedimiento netamente mecánico,
necesita combinar técnicas antiguas con nuevas y una cierta
habilidad para idear circuitos y arreglos originales para
aplicaciones nuevas o equipo especial.
Todos los sistemas eléctricos deben proporcionar un servicio
eficaz sin riesgo de las vidas o las propiedades, con una
capacidad adicional suficiente como para aceptar un crecimiento
futuro de la carga, que permita adaptar con facilidad, futuras
modificaciones y nuevos arreglos, acorde con los requerimientos
de los usuarios.
3.1.2.2 Seguridad
El acatamiento a las normas de construcción establecidas por los
organismos competentes reduce los riesgos de incendios y
accidentes en cualquier diseño eléctrico. El Código (Código
Nacional Eléctrico), manifiesta los requisitos, recomendaciones
y sugerencias, constituyéndose en una norma mínima para el diseño
del sistema eléctrico.
El trabajo real de diseño debe considerar constantemente la
seguridad como un elemento necesario en la aplicación eléctrica.
125
El diseñador también debe conocer las características físicas de
los diversos materiales que utiliza para encerrar, soportar,
aislar, separar componentes eléctricos y, en general para
proteger el equipo eléctrico.
3.1.2.3 Capacidad de reserva
En general, cada sistema eléctrico debe poseer capacidad
suficiente para alimentar las cargas para las que se ha diseñado,
más una capacidad adicional para aceptar el crecimiento previsto
en la carga del sistema.
Esto significa que los conductores y los conductos deben ser de
tamaños suficientes para las cargas calculadas; el transformador
y los dispositivos de interrupción y protección deben tener la
capacidad y los valores nominales necesarios, es decir deben
estar correctamente dimensionados.
La capacidad adicional debe reflejarse en todo el sistema
eléctrico, hasta el punto de alimentación de energía. En la
mayoría de edificios construidos, los tubos conduit ascendentes
están llenos en su capacidad, y los conductores que se encuentran
dentro de ellos también se encuentran cargados o sobrecargados.
En tales edificios, la ampliación del sistema eléctrico existente
para manejar las crecientes demandas de carga, está obstaculizada
por la ausencia de espacio para poder instalar nuevos tubos
ascendentes y circuitos. Por esta razón, el diseño eléctrico debe
planear cuidadosamente el aumento futuro de la demanda.
126
Dependiendo de las condiciones particulares de la instalación,
sus componentes tales como: las líneas principales, los
mecanismos de interrupción, los transformadores, las líneas de
alimentación, los tableros y los circuitos secundarios, deben ser
de tamaños suficientes para manejar un aumento considerable de la
carga. Los conductores se deben seleccionar sobre la base de la
capacidad de conducción, caída de voltaje, pero tomando también
en cuenta requerimientos futuros estimados. El tubo conduit, los
ductos, las charolas y otros conductos deben calcularse
igualmente con tamaños suficientes que permitan un aumento futuro
en el número de conductores que se instalan dentro de ellos.
3.1.2.4 Elementos de un diseño
a) Flexibilidad
Dependiendo del tipo de edificio (industrial, comercial o
institucional) , el sistema eléctrico debe diseñarse de tal forma
que proporcione la flexibilidad necesaria en la distribución de
los circuitos.
La disposición de la red interna de alimentación o fuerza debe
aceptar fácilmente los cambios en las ubicaciones de los
dispositivos de utilización. Las líneas de alimentación, los
tableros de distribución y los circuitos deben ser adecuados para
una amplia variedad de formas de utilización, que permitan el uso
completo y eficiente de la capacidad de energía en las
actividades de las diversas zonas del edificio. {Minimizando los
recorridos largos de conductores para reducir las perdidas)
127
b) Accesibilidad
Todo sistema eléctrico debe poseer una gran accesibilidad. En su
forma final, el diseño del sistema debe permitir un fácil acceso
al equipo para labores de mantenimiento, reparación, y para
realizar cualquier ampliación, modificación o alteración en el
sistema. Los ductos, conductores y equipos deben ser utilizados
de tal manera que se aproveche al máximo su habilidad para
manejar energía.
c) Conflabilidad
Dependiendo de la naturaleza de las actividades que en un
edificio se desarrollen, la continuidad de servicio y la
conflabilidad total del sistema de alimentación pueden ser un
motivo más o menos importante.
El diseño eléctrico comienza con el análisis del tipo de
edificio, la fuente de alimentación y sus cargas, tomando en
cuenta las actividades que se desarrollan en el edificio y la
naturaleza del uso por parte de sus ocupantes.
Las características del edificio ofrecen una imagen de sus
requerimientos eléctricos. La necesidad de flexibilidad y
accesibilidad del sistema, juntamente con los ciclos de trabajo
de los diversos dispositivos de carga nos darán una buena idea en
la realización del diseño.
Las múltiples y variadas consideraciones de los lugares
peligrosos también deben ser considerados en el diseño. El
128
conocimiento completo de todas las cargas (sus valores y puntos
de aplicación) es esencial para la selección del mejor tipo de
sistema de distribución.
d) Uniformidad del equipo
La uniformidad en el tipo de equipo a emplearse, también debe ser
una finalidad en el diseño, puesto que es un factor importante de
economía. La falta de uniformidad en el sistema eléctrico
complica el mantenimiento, pues las piezas de repuesto no se
obtienen fácilmente, el inventario de partes y equipo aumenta y
se reduce la eficiencia del personal de mantenimiento, además el
uso de equipo no común, puede perjudicar gravemente la expansión
o alteración del sistema eléctrico en una fecha posterior.
Sin embargo, cuando se necesita equipo no común, para funciones
particulares en un edificio, ese equipo se debe seleccionar
adecuadamente e integrar cuidadosamente en el sistema.
3.1.2.5 Diseño de sistemas de iluminación
El arte y la ciencia del diseño moderno de sistemas de
iluminación tiene un alcance mucho más amplio de lo que se le
reconoce generalmente.
Se necesita un conocimiento y comprensión de: la física y control
de la luz, principios de diseño arquitectónico y estructural de
un edificio, tipos de fuentes de luz, luminarias, equipos de
iluminación así como de sus componentes.
129
También se necesita un conocimiento de los valores artísticos y
estéticos del diseño interior y la decoración, de los factores y
diseño ambientales, armonía de colores y otros factores
similares, especialmente cuando se utiliza la luz como un medio
decorativo.
Un alumbrado insuficiente influye negativamente en el bienestar
humano y se traducirá en un funcionamiento antieconómico e
ineficaz de edificios, carreteras, industrias etc. Entonces, la
clave para el diseño de un sistema de alumbrado es,
principalmente, el reconocimiento del empleo que se le va a dar
a la luz y la evolución de un enunciado claramente definido del
problema implicado por la misma.
Una vez que se ha definido y detallado claramente el problema del
alumbrado, el diseño de un sistema de iluminación para cumplir
los propósitos de esta no es muy complicado.
3.1.2.5.1 Definición del problema de iluminación
Lo primero que se debe hacer es determinar hasta donde sea
posible, exactamente en qué consiste el problema del alumbrado.
En general, este está dictado por cuatro factores principales:
1. Tamaño y forma físicos de la zona
2. Detalles del diseño arquitectónico y estructural
3. Ocupación o uso final de la zona y
4. El tipo y grado de severidad de las tareas visuales que se
desarrollarán.
130
Junto con estos, habrá otro factores secundarios asociados, tales
como: tipo de medio ambiente (impuesto por el tipo de ocupación;
grado de uso de las fachadas de cristal) dictado por el diseño
arquitectónico; y otros factores.
a) Dimensiones físicas
Determinar el tamaño y forma exactos de la zona que se desea
iluminar. En proyectos pequeños, esta puede ser una sola zona
simple, definida por: ancho, longitud y altura del techo. En
proyectos más grandes, generalmente consistirá de una superficie
que se puede subdividir en varias zonas simples individuales y
cada una se define separadamente. Se deben tabular las
dimensiones de toda la zona y apoyarse después por medio de
dibujos de planta y elevación, cuando se disponga de estos.
b) Detalles estructurales
En proyectos nuevos, estos detalles deben estar a la mano en los
dibujos arquitectónicos y estructurales o se pueden obtener con
el arquitecto o el constructor. En los proyectos de modificación
del alumbrado debe hacerse una visita al lugar de trabajo y tomar
nota de todos los detalles.
c) Ocupación
Determinar el uso que se le va a dar a la zona y cómo se
utilizará. Por ejemplo si se va a destinar a la fabricación,
obténgase un bosquejo firme (o tentativo si es necesario) de los
departamentos, maquinaria líneas de producción, etc, y una
descripción del tipo de trabajo que se realizará en cada
departamento o zona.
131
d) Tareas visuales
Determinar los diversos tipos de tareas visuales que existirán en
la zona o zonas. El tipo de ocupación, disposición de área y el
tipo de trabajo que se debe realizar dictarán la clase de
problemas visuales que se encontrarán.
Cuando se traduce los requisitos visuales en exigencias de
alumbrado, destacan los criterios de cantidad y calidad
siguientes: la cantidad de luz, el equilibrio de luminancias, el
deslumbramiento y el rendimiento en color.
Agregúense a la información anterior cualquier otros detalles que
se puedan determinar, tales como: construcción del techo, paredes
y piso; color y acabado de los mismos; localización, tamaño y
forma de todas las columnas y otros detalles estructurales, si la
zona tendrá aire acondicionado y de que tipo, tamaño y ubicación
de los ductos de aire, difusores y otros detalles similares.
3.1.2.5.2 El equilibrio del alumbrado
Una buena distribución de la luz es muy importante, tanto para el
rendimiento como para el confort visual. Un exceso de contraste
produce un efecto de cansancio, un alumbrado plano, sin sombras,
resultará difuso y no proporcionará una percepción tridimensional
de los obj etos, además le faltará potencial para llamar la
atención. Por tanto, es necesario un equilibrio sensible,
evitando tanto un alumbrado demasiado difuso como demasiado
direccional.
132
3.1.2.5.3 Rendimiento en color
Los colores de los ob j etos que nos rodean se determinan, en
parte, por la luz bajo la cual se miren, la forma en que la luz
reproduce estos colores se denomina rendimiento en color. Hay
lámparas que producen una luz prácticamente similar a la del sol,
que por su rendimiento en color, aunque artificiales, nos parecen
naturales.
Otras proporcionan una luz que hace difícil distinguir un color
del otro, lo cual debe tenerse en cuenta al seleccionar una
fuente de iluminación, pues la calidad de color necesaria varía
de una aplicación a otra. Existen casos en los cuales es muy
importante ver los colores bajo la luz artificial al igual que a
la luz natural, por ejemplo en hospitales, imprentas, galerías de
arte, etc.
En las oficinas en general, se necesita un buen rendimiento en
color, no solo como consecuencia de las tareas visuales a
realizar, sino también para ayudar a crear una atmósfera
agradable. En el caso del alumbrado vial y de seguridad,
raramente es necesario reconocer los colores.
3.1.2.5.4 Selección del tipo de luminaria
Consideraciones generales
Las principales funciones de las luminarias son: controlar la luz
emitida por las lámparas, servir de soporte y protección de las
lámparas y proveer las conexiones eléctricas a la alimentación.
133
Una luminaria debe cumplir con requerimientos mecánicos, térmicos
y eléctricos, establecidos por las normas, tales como las IEC
(International Electrotechnical Commission) o CEE (International
Commission on Rules for the Approval of Electrical Equipment).
Debiendo cumplir también con los requerimientos nacionales de
seguridad, en este tipo de equipos.
El equipo de iluminación deberá ser de fácil instalación y
mantenimiento y además, los difusores, reflectores y refractores
deben ser capaces de resistir el normal manipuleo en operaciones
de limpieza y mantenimiento.
Las luminarias, en general se diseñan para condiciones
atmosféricas normales, en casos especiales, sin embargo, deben
ser capaces de resistir atmósferas corrosivas, impermeables y
resistentes a fuertes vibraciones o vandalismo. Estas condiciones
de uso deben ser claramente especificadas por los fabricantes o
distribuidores en el momento de la compra.
Las luminarias, de acuerdo a las necesidades, también son
clasificadas por la protección que ellas tienen contra el ingreso
de humedad, cuerpos sólidos, polvo y al contacto con partes vivas
o en movimiento, basadas en las normas IP (International
Protection).
134
C U f l D R O G U I A P f i R f l S E L E C C I Ó N D E L U M I N f l R I f l S
Lfl ALTURA DEMONTAJE ES MENOR
ft 6 METROS ?
SE REQUIERE UNALTO RENDIMIENTO
EN COLOR ?
SE REQUIERE UNALTO RENDIMIENTO
EN COLOR?
135
3.1.2.5.5 Control de la luz
Las tareas visuales y la calidad de la iluminación tendrán
influencia sobre el tipo de control de luz que se debe
seleccionar. En otras palabras, las tareas visuales y la calidad
deseada dictarán la selección de difusión del control direccional
de luz, el grado de protección con pantallas que se necesite y
características similares. Seguramente muchas tareas visuales
exigirán una combinación de principios de control de luz
(difusión, pantallas, control direccional, polarización, etc,).
En el control de la luz, también se incluye el control de los
resplandores. El deslumbramiento tanto "el directo desde la fuente
de luz como el reflejado, resulta normalmente incómodo, por
ejemplo, se podría dar esta situación en una instalación de
alumbrado con lámparas fluorescentes sin apantaliar. Esto
requiere la regulación o reducción del brillo directo y
reflejado.
3.1.2.5.6 Diseño del sistema de iluminación
A fin de realizar un diseño óptimo de iluminación, se debe
disponer de datos completos de las luminarias. Las luminarias son
generalmente diseñadas para realizar una tarea específica.
El diseñador en iluminación puede determinar correctamente el
tipo de luminaria a utilizar, que afecta directamente el flujo
de luz en el plano de trabajo.
136
La eficiencia de la combinación lámpara/luminaria, cuando es
usada para proveer iluminación uniforme en una habitación puede
ser expresado mediante el factor:
„„_ Flujo-luminoso-en-el-plano-de-trabajoFlujo-luminoso-emitido-por-la-lampara
Después de finalizar el diseño de un sistema de alumbrado,
siempre es una buena idea estudiarlo objetivamente antes de
proseguir con su recomendación o descripción. Ese estudio debe
efectuarse para proporcionar una medida de su economía y utilidad
práctica.
Todo sistema de alumbrado afecta a otros detalles además de los
mecánicos, eléctricos o estructurales. Entonces el sistema
propuesto se debe analizar posteriormente para determinar si es
práctico desde estos puntos de vista.
3.1.2.6 Pérdidas de energía y potencia en conductores
Las instalaciones eléctricas tienen como objetivo suministrar la
energía en las condiciones más apropiadas a los diferentes puntos
de consumo (alumbrado y diversas máquinas). Dentro de dicha
instalación, existen puntos críticos que pueden ser estudiados en
la práctica y que presentarán ahorros grandes de energía, uno de
ellos es el empleo de conductores adecuados.
Los conductores se utilizan en instalaciones eléctricas para la
distribución de energía, que van desde el centro de
137
transformación hasta equipos especiales de gran potencia o bien
hasta tableros generales o subtableros, desde donde parten otros
de menor capacidad de transporte formando redes interiores. La
elección del conductor apropiado para una instalación depende
básicamente de la corriente máxima admisible, la caída de tensión
y las pérdidas.
3.1.2.6.1 Intensidad máxima admisible
Depende del tipo de aislamiento, de la sección del conductor y de
las condiciones de la instalación. Los fabricantes suministran
tablas en las cuales aparecen, para conductores de diferentes
secciones transversales, las corrientes admisibles máximas. Otro
aspecto importante es que la resistencia del conductor se afecta
con la variación de la temperatura, incrementando las pérdidas.
Existen fórmulas para encontrar el nuevo valor de la resistencia
a una temperatura dada, conocido su valor a una temperatura de
referencia. El valor de R a una nueva temperatura más alta RH se
encuentra a partir de la ecuación:
RH = Resistencia a la temperatura alta
RL = Resistencia a la temperatura baja
TH = Temperatura alta
TL = Temperatura baja
a = Coeficiente de temperatura que depende del
material
138
El número de conductores que se pueden colocar dentro de un ducto
afecta también la superficie total de disipación de calor, por lo
tanto un número en exceso de conductores puede disminuir la
capacidad total de transporte de corriente del conductor. También
existen tablas en las cuales consta el número máximo de
conductores permisibles en una tubería de un diámetro
determinado.
3.1.2.6.2 Calda de tensión
Los conductores al circular por ellos una corriente sufren una
caída de tensión, por lo que esta caída de tensión debe reducirse
a valores que no vayan a afectar el funcionamiento de los
equipos. Por norma la caída de tensión debe limitarse a 3%, sin
embargo, dependiendo del tipo de carga a alimentar, este valor
puede variar.
Normalmente todos los equipos se diseñan para que su rendimiento
máximo se presente a la tensión nominal o de placa. Cuando este
nivel de tensión está por debajo, el rendimiento de los equipos
disminuye. Por ejemplo en las lámparas incandescentes una
disminución del 5% en el valor del voltaje, disminuye el valor
del flujo luminoso en un 16% y una disminución del 10%, hace
disminuir el flujo luminoso en un 30%. Por lo tanto las caídas de
tensión deben mantenerse dentro de límites y rangos aceptables.
Existen fórmulas simplificadas que sirven para efectos prácticos
para el cálculo de la caída de tensión en un conductor:
139
L = Longitud en metros
I = Corriente en amperios
D = Diámetro en metros
V = Caída en voltios
k = 12 para conductores de cobre I > 50% Imáx
11 para conductores de cobre I < 50% Imáx
18 para conductores de aluminio
Para circuitos trifásicos se multiplica por el factor de potencia
y por O.866
A continuación se presenta otra fórmula que permite calcular la
caída de tensión conociendo:
eos r = Factor de potencia
R = Resistencia del conductor
X = Reactancia del conductor
KVA = Potencia aparente de la carga
KV = Voltaje nominal de operación
L = Longitud del conductor
Ay=fl*COS<p+X*5£N<p ̂ ^^^10JCV2
3.1.2.6.3 Efectos de las sobrecargas
Las sobrecargas además de los efectos ya mencionados presentan
las siguientes características perjudiciales en cuanto al ahorro
de energía se trata. Provocan:
140
a) Destrucción de los aislantes
La sobrecarga incrementa la temperatura y esta a su vez causa un
envejecimiento acelerado del aislante. Este envejecimiento se ve
reflejado en la poca capacidad de disipación de calor del
conductor, lo que a su vez incrementa la resistencia total,
causando un incremento en las pérdidas. Esto sin mencionar el
riesgo que existe de corto circuito o fallas a tierra del
conductor.
b) Grandes caídas de tensión
Implica bajos rendimientos, como consecuencia del aumento de
corriente.
/
3.1.2.6.4 Reducción de pérdidas
a) Aumentar el voltaje de operación de los grandes equipos
Duplicar la tensión reduce las pérdidas en un múltiplo de 4. Es
importante la consideración en los nuevos diseños o en los
proyectos de expansión, sobretodo a nivel de distribución.
b) Disminución de la resistencia del conductor
La resistencia en un conductor es inversamente proporcional al
área del conductor. El aumento del área efectiva disminuye dicha
resistencia y por lo tanto las pérdidas.
La resistencia es directamente proporcional a la longitud.
Entonces, una disminución de la longitud total del conductor
también disminuye las pérdidas.
141
Para lograr esto es conveniente colocar los equipos lo más cerca
posible del punto de centro de cargas de la instalación (centro
de cargas=sitio físico donde se presenta la mayor concentración
de consumo de energía), o cerca de los puntos de acometida.
Una tercera forma, es la de disponer de varios cables en
paralelo. Para una corriente I por un conductor se obtienen
pérdidas P1 = R * I2, y para dos conductores se tienen unas
pérdidas P2 = R * I2/2, que corresponden a la mitad de las
pérdidas de P1.
c) Conductor económico
Desde el punto de vista de pérdidas es mejor utilizar conductores
de gran diámetro, sin embargo el costo del conductor aumenta con
el diámetro de forma aproximadamente exponencial. Esto lleva al
concepto de conductor económico, en donde se debe seleccionar
aquel conductor cuyo costo esté en equilibrio con las pérdidas.
3.1.3 Conclusiones
Los dispositivos eléctricos que contienen bobinados son aparatos
inductivos o magnéticos. Cuando la corriente pasa a través de
éstas bobinas, generan líneas de flujo de campo magnético. Sin
esta magnetización, la energía no podría fluir por el núcleo de
un transformador o a través del entrehierro de un motor. También
son cargas inductivas los balastos utilizados en iluminación,
hornos de inducción, solenoides y soldadoras eléctricas o de
arco, etc. De la corriente que pasa a través de estas cargas
inductivas, parte es usada para magnetización, esto provoca el
atraso en la forma de onda de la corriente y la consiguiente
disminución de la eficiencia.
142
Programa de mantenimiento
El mantenimiento preventivo de los equipos se refiere a las
actividades llevadas a cabo a intervalos predeterminados, con el
ánimo de reducir sus posibilidades de falla o degradación. Esta
labor cubre entonces dos facetas:
1. Las actividades propias del mantenimiento que a su vez
cubren estas etapas:
* Limpieza, ajuste de conexiones, etc.
* Verificación de la operación adecuada de las
mismas, que garanticen conflabilidad.
2. La generación de reportes sobre estos mantenimientos
para generar la historia previa de fallas sobre los
equipos.
En la actualidad el alumbrado eléctrico es una comodidad esencial
en nuestra manera de vivir, se emplea durante 24 horas diarias,
todos los días, en todo el país.
En vista de los crecientes niveles de iluminación y del aumento
en el uso del alumbrado eléctrico, se hace evidente la necesidad
de una flexibilidad mayor en el control de iluminación.
143
3.2 CRITERIOS ECONÓMICOS
3.2.1 Métodos de determinación del consumo de energía
eléctrica
La electricidad es normalmente la más cara de las energías
compradas, la generación de energía eléctrica requiere grandes
capitales de inversión y gastos considerables de operación.
Debido a esto, las empresas eléctricas han desarrollado tarifas
que tratan de darles una tasa de retorno adecuada para su dinero
invertido.
Las empresas eléctricas, en general, toman en cuenta algunos
parámetros a través de los cuales realizan un estimado del
consumo en cada abonado. Dependiendo del tipo de abonado, es
decir, de la carga instalada que éste tiene, se toman en cuenta
parámetros tales como: La energía, la demanda máxima y el factor
de potencia, éstos dos últimos parámetros, a más del primero, son
aplicados mayormente a los clientes comerciales e industriales de
mayor consumo, en tanto que los abonados residenciales tienen
instalados en sus domicilios únicamente medidores de energía,
llamados Kilovatiohorímetros.
Se entiende por demanda, la potencia instantánea promediada en un
período fijo, denominado intervalo de demanda. Los intervalos de
demanda más empleados son 15 y 30 minutos, siendo el primero el
más común. La mayor demanda o el consumo más alto registrado en
el mes se denomina Demanda Máxima y es la que se emplea con fines
de facturación.21
144
Un medidor de demanda máxima no es más que un integrador las
potencias instantáneas durante un período de tiempo especificado
como intervalo de demanda. Las demandas se señalan al final del
período y el indicador empuja un puntero fijo que permanece
inmóvil en el valor más alto alcanzado, el mismo que se restituye
cada ocasión que se realiza la lectura, generalmente el período
de facturación que es un mes.
3.2.1.1 Medición en bajo voltaje
La energía consumida, es decir la cantidad total de electricidad
gastada durante un tiempo determinado, es medida por las empresas
eléctricas en forma permanente con fines de facturación a sus
clientes.
Los instrumentos más empleados con este propósito son los de
disco de inducción, el cual es un elemento rotativo que esta
conectado a una serie de ruedas dentadas que accionan manecillas
o aguj as de unas esferas parecidas a las del reloj, que llevan
estos instrumentos. Estos aparatos tienen un elemento de
intensidad y otro de potencial, un cierto número de giros del
disco corresponden a 1 kWh. Esta relación se denomina constante
del contador, por lo que la velocidad con la que girará el disco
dependerá de la intensidad de corriente que circule por el
elemento de intensidad.
Estos instrumentos integran la potencia activa con respecto al
tiempo, obteniéndose la energía total entregada o consumida por
la carga. La medición que realizan es función del producto
145
voltaje por corriente por el coseno del ángulo de desfasaje entre
los dos , es decir , siguiendo exactamente la expresión
P = V I eos $ que, integrada en el tiempo, produce como resultado
la medición de energía. El mismo instrumento se emplea para
obtener los kVAR-h, es decir el integral de la potencia reactiva
que demanda una carga.
Este instrumento recibe un voltaje desfasado, atrasado 90 grados
con respecto al voltaje real; con esto, el coseno del ángulo
entre voltaje y corriente aplicados al instrumento se convierte
en el seno del ángulo entre el voltaje y la corriente reales,
•dándonos la potencia reactiva.
Si las necesidades de energía de la carga es mayor, es necesario
implementar otros métodos de medición, debido a que en estos
casos el suministro se realiza en valores de voltaje más altos,
a fin de reducir al mínimo las pérdidas en calor por el
transporte de energía. Estas corrientes y voltajes no pueden ser
medidos directamente ni tampoco pueden ser aplicados a los
contadores mencionados.
3.2.1.2 Medición en alto voltaje
Para obtener voltajes y corrientes adecuadas para los
instrumentos se requiere incorporar como parte del equipo,
transformadores de medición, en general. Para reducir la
corriente se emplean transformadores de corriente y para el
voltaje se usan los denominados transformadores de voltaje.
146
Los transformadores de medición se diferencian de los
transformadores de potencia en la precisión que mantienen en la
relación entre voltaje o corriente del lado de alta con respecto
al lado de baja, en forma independiente de la carga que se les
conecte, naturalmente dentro de los márgenes especificados por
las normas bajo las que están construidos.
Cuando se emplean transformadores de medición con el propósito de
medir energía, la integral de potencia reactiva y la demanda,
dado que los contadores observan indirectamente, el voltaje y la
corriente, es preciso incorporar junto a la constante del
contador, un factor que tiene que ver con la relación de
transformación de cada uno de los transformadores de medición.
Este factor permite ponderar las mediciones del lado de alta de
los transformadores de medición en función de las variables
aplicadas a los contadores.
3.2.2 Tarifación
Con esta denominación genérica se conoce al sistema que mantiene
una empresa eléctrica para establecer los valores a facturar a
sus abonados por los servicios prestados alrededor del suministro
de energía.
3.2.2.1 Pliego tarifario
Se conoce como pliego tarifario al conjunto de normas que regulan
la tarifación. Los clientes son normalmente facturados de acuerdo
con estas tarifas sobre la base de demanda máxima, factor de
potencia y energía consumida, como ya habíamos visto.
147
Estos costos, son computados en una base del costo por una cierta
cantidad de kWh consumidos y, a partir de los cuales, se
establece un costo por unidad adicional consumida. Las escalas
para cobros difieren dependiendo del tipo y tamaño de la carga.
Cargas residenciales, comerciales e industriales son gravadas por
diferentes cantidades para demanda y consumo. Dentro de estos
sectores, hay varios tipos de tarifa, bajo la cual una
instalación puede adquirir energía.
El pliego tarifario vigente en la Empresa Eléctrica Quito S.A. es
el siguiente:
3.2.2.2 PLIEGO TARIFARIO VIGENTE22
EMISIÓN: SEPTIEMBRE 1994
A. SERVICIO RESIDENCIAL (R)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados al servicio residencial,
que se definen como tales en el
artículo 23, literal a) del
Reglamento Nacional de Tarifas.
CARGOS: S/. 650,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 20 kWh.
S/. 15,00 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 28,20 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
148
S/. 50,00 por cada uno de los siguientes 20 kVíh
de consumo durante el mes.
S/. 65,10 por cada uno de los siguientes 20 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 81,90 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 93,70 por cada uno de los siguientes 50 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 151,50 por cada uno de los siguientes 100 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 153,50 por cada uno de los siguientes 200 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 170,00 por cada uno de los siguientes 500 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 240,60 por cada uno de los siguientes 1000 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 240,60 por cada kWh de consumo adicional en el
mes.
10% del valor de la planilla de consumo en
concepto de Alumbrado Público
S/. 40,00 Contribución para el Cuerpo de Bomberos.
S/. 86,00 tasa de seguro contra incendios para un
consumo de hasta 100 kWh.
S/. 175,00 tasa de seguro contra incendios para
consumos entre 101 y 500 kWh.
S/. 261,00 tasa de seguro contra incendios para
consumos superiores a los 500 kWh.
10% del valor de la planilla por consumo,
por tasa de recolección de basura.
149
Al. RESIDENCIAL TEMPORAL
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados residenciales que no
tienen su residencia permanente en
el área de servicio y que utilizan
la energía eléctrica en forma
puntual (fines de semana, períodos
de vacaciones, etc.)
CARGOS: S/.7000,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 50 kWh.
S/. 155,00 por cada uno de los siguientes 50 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 240,00 por cada kWh de consumo adicional en el
de consumo durante el mes.
10% del valor de la planilla por consumo en
concepto de Alumbrado Público
S/. 40,00 Contribución para el Cuerpo de Bomberos.
S/. 86,00 tasa de seguro contra incendios para un
consumo de hasta 100 kWh.
S/. 175,00 tasa de seguro contra incendios para
consumos entre 101 y 500 kWh.
S/. 261,00 tasa de seguro contra incendios para
consumos superiores a los 500 kWh.
10% del valor de la planilla por consumo,
por tasa de recolección de basura.
150
NOTA: En caso de que un medidor de un abonado no
haya sido leído por, alguna causa
justificada, la factura mensual se calculará
en base al consumo promedio de los tres
últimos meses facturados. Si en dos meses
consecutivos no es posible efectuar la
medición por causas atribuibles al usuario,
la Empresa notificará de esta circunstancia,
pidiéndole dar facilidades para tal
medición. En todo caso, la facturación que
se realice hasta que se regularice esta
situación, seguirá efectuándose siempre con
el promedio de consumo de los tres últimos
meses facturados.
B. SERVICIO COMERCIAL
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados al servicio comercial,
que se definen como tales en el
artículo 23, literal b) del
Reglamento Nacional de Tarifas.
Bl. TARIFA COMERCIAL SIN DEMANDA (C)
APLICACIÓN; Esta tarifa se aplicará a los
abonados comerciales, cuya carga
instalada sea de hasta 10 kW
151
CARGOS
NOTA:
S/.2725,00
S/. 75,00
S/. 160,00
S/. 200,00
S/. 220,00
S/. 240,00
10%
S/. 50,00
S/. 218,00
S/. 304,00
10%
mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 20 kWh.
por cada uno de los siguientes 60 kWh
de consumo durante el mes.
por cada uno de los siguientes 70 kWh
de consumo durante el mes.
por cada uno de los siguientes 350 kWh
de consumo durante el mes.
por cada uno de los siguientes 500 kWh
de consumo durante el mes.
por cada kWh de consumo adicional en el
mes.
del valor de la planilla por consumo en
concepto de Alumbrado Público
Contribución para el Cuerpo de Bomberos.
tasa de seguro contra incendios para un
consumo de hasta 100 kWh.
tasa de seguro contra incendios para un
consumo superior a 100 kWh, con una
carga instalada de hasta 10 kW.
del valor de la planilla por consumo,
por tasa de recolección de basura.
Aquellos abonados cuyos consumos sean
superiores a 2000 kWh, la Empresa deberá
revisar necesariamente la carga instalada,
para proceder a un ajuste en su ubicación
tarifaria, si el caso amerita.
152
B2. TARIFA COMERCIAL CON DEMANDA (C-D)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados comerciales, cuya carga
instalada sea mayor a 10 kW
CARGOS: S/.5000,00 mensuales por cada kW de demanda
facturable como mínimo de pago, sin
derecho a consumo. Esta demanda se la
define en el literal J, del presente
pliego.
S/. 165,00 por cada kWh de consumo durante el mes.
S/. 14,00 por cada Kwh de consumo durante el mes,
como aportación adicional para
ELECTROQUITO S.A., valor que no estará
sujeto a ningún recargo
10% del valor de la planilla por consumo en
concepto de Alumbrado Público
S/. 50,00 Contribución para el Cuerpo de Bomberos
10% del valor de la planilla por consumo,
por tasa de recolección de basura.
NOTA: En caso de que un medidor no haya sido leído
por alguna causa justificada, la factura
mensual se calculará en base al consumo
promedio de los tres últimos meses
facturados. Para este caso se aplicará el
mismo procedimiento detallado para los
abonados residenciales.
153
C. SERVICIO INDUSTRIAL
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados al servicio industrial,
que se definen como tales en el
artículo 23, literal c) del
Reglamento Nacional de Tarifas.
Cl. TARIFA INDUSTRIAL ARTESANAL (I-A)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados al servicio industrial
que utilicen el servicio en
trabaj os de artesanía o pequeña
industria y cuya carga instalada
sea de hasta 10 kW.
CARGOS: S/.10.0000,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 100
kwh.
S/. 155,00 por cada uno de los siguientes 400
kWh consumidos durante el mes.
S/. 205,00 por cada uno de los siguientes 500
kWh consumidos durante el mes.
S/. 240,00 por cada kWh de consumo adicional en
el mes.
7% del valor de la planilla por consumo
en concepto de Alumbrado Público
S/. 1.500,00 Contribución para el Cuerpo de
Bomberos.
154
NOTA: Aquellos abonados cuyos consumos sean
superiores a 2000 kwh, la Empresa deberá
revisar necesariamente la carga instalada,
para proceder a un ajuste en su ubicación
tarifaria, si el caso amerita.
C2. TARIFA INDUSTRIAL CON DEMANDA (I-D)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados al servicio industrial
cuya carga instalada sea mayor a
10 kW.
El cargo por demanda aplicado a
estos abonados, deberá ser
aj ustado, según se detalla más
adelante en la medida que se
cuente con los equipos de medición
necesarios para establecer la
demanda máxima de la industria
durante las horas de pico de la
empresa {18hOO a 21hOO) y la
demanda máxima de la industria. En
el caso de no disponer de este
equipamiento, deberá ser facturado
sin el factor de corrección de la
demanda.
a) En caso de disponer de los equipos de medición y registro de
la demanda horaria.
155
CARGOS: S/. 6.000,00 mensuales por cada kW de demanda
facturable como mínimo de pago, sin
derecho a consumo, multiplicado por
un factor de corrección (FC) que se
obtiene de la relación:
FC = DP / DM donde:
DP: Demanda máxima registrada en la
industria en las horas de pico
de la empresa
DM: Demanda máxima de la industria
durante el mes.
En ningún caso este factor de
corrección deberá ser menor que
0.60
S/. 165,00 por cada kWh de consumo durante el
mes, correspondiente a los primeros
200 kWh/kW de demanda máxima
facturable registrada en el mes.
S/. 150,00 por cada kWh de consumo durante el
mes , correspondiente a los
siguientes 200 kWh/kW de demanda
máxima facturable registrada en el
mes.
S/. 140,00 por cada kWh de consumo adicional
en el mes.
S/. 14,00 por cada kWh de consumo durante el
mes, como aportación adicional para
156
ELECTROQUITO S.A., valor que no
estará sujeto a ningún recargo.
7% del valor de la planilla por consumo
en concepto de Alumbrado Público.
S/. 3.000;00 Contribución para el Cuerpo de
Bomberos.
10% del valor de la planilla por consu_
mo, por recolección de basura.
C3. TARIFA PARA CONSUMOS ESTACIONALES:
APLICACIÓN: Los usuarios industriales que
tienen un consumo de tipo
estacional, podrán opcionalmente,
acogerse a esta tarifa, la cual
será aplicada únicamente en el
período de utilización que hayan
acordado con la Empresa.
CARGOS: Se aplicarán los cargos de la tarifa industrial con
demanda, incrementando el cargo por demanda en el
100%. En esta tarifa la demanda facturable será la
demanda máxima registrada en el mes, la cual no
podrá ser inferior a la demanda contratada.
FONDO DE ELECTRIFICACIÓN RURAL Y URBANO-MARGINAL (FERUM):
A las tarifas C, C-D, I-A e I-D se cobra adicionalmente el 10%
(diez por ciento) del valor facturado por consumo de energía
eléctrica en cada mes, incluido el rubro de penalización por bajo
157
factor de potencia, de existir, y sin tomar en cuenta otros
valores adicionales, tales como impuestos o tasas por otros
servicios. Su facturación y recaudación se la hará conjuntamente
con las planillas de pago.
D. TARIFAS PARA AGUA POTABLE
D.l TARIFA DE BOMBEO DE AGUA (B-A)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará al
suministro de energía eléctrica
para bombeo de agua, utilizada
para usos agrícolas, piscícolas y
para empresas de agua potable.
CARGOS: S/. 4.750,00 mensuales por cada kW de demanda
facturable como mínimo de pago, sin
derecho a consumo. Esta demanda se
la define en el literal J del pre_
senté pliego.
S/. 130,00 por cada kWh de consumo durante el
mes.
7% del valor de la planilla por consumo
en concepto de Alumbrado Público
10% del valor de la planilla por consu_
mo por tasa de recolección de basura
158
E. SERVICIO A ENTIDADES OFICIALES (E-O)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados oficiales y municipales
que se definen como tales en el
artículo 23, literal e) del
Reglamento de Tarifas.
E.l TARIFA ENTIDADES OFICIALES SIN DEMANDA (EO)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados Entidades Oficiales cuya
carga instalada sea de hasta 10
kW.
CARGOS: S/.2.725,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 20 kwh.
S/. 75,00 por cada uno de los siguientes 60 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 155,00 por cada uno de los siguientes 70 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 190,00 por cada uno de los siguientes 350 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 210,00 por cada uno de los siguientes 500 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 225,00 por cada kWh de consumo adicional en
el mes.
159
10% del valor de la planilla por consumo
en concepto de Alumbrado Público
10% del valor de la planilla por consumo,
por tasa de recolección de basura.
NOTA: Aquellos abonados cuyos consumos sean
superiores a 2000 kWh, la Empresa deberá
revisar necesariamente la carga instalada,
para proceder a un aj usté en su ubicación
tarifaria, si el caso amerita.
E. 2 TARIFA ENTIDADES OFICIALES CON DEMANDA (EO-D)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a los
abonados Entidades Oficiales, cuya
carga instalada sea mayor a 10 kW.
CARGOS: S/. 4.750,00 mensuales por cada kW de demanda
facturable como mínimo de pago, sin
derecho a consumo. Esta demanda se
la define en el literal J del pre_
presente pliego.
S/. 155,00 por cada kWh de consumo durante el
mes.
10% del valor de la planilla por consumo
en concepto de Alumbrado Público
10% del valor de la planilla por consumo
por tasa de recolección de basura.
160
NOTA: En caso de que el medidor de un abonado no
haya sido leído por alguna causa
justificada, la factura mensual se calculará
en base al consumo promedio de los tres
últimos meses facturados. Para este caso se
aplicará el mismo procedimiento detallado
para los abonados residenciales.
F. SERVICIO A ENTIDADES DE ASISTENCIA SOCIAL Y DE BENEFICIO
PUBLICO
F.l TARIFA DE ASISTENCIA SOCIAL (A-S)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a las
entidades de Asistencia Social sin
fines de lucro y de Beneficencia
de carácter social y público, las
mismas que deben ser calificadas
previamente como tales, cumpliendo
lo que al respecto determina el
instructivo al que se suj etarán
las instituciones de Asistencia
Social, adjunto al presente pliego
tarifario.
CARGOS: S/. 605,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 20 kWh.
S/. 10,50 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
161
S/. 19,25 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 33,60 por cada uno de los siguientes 20 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 45,36 por cada uno de los siguientes 20 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 56,00 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 66,15 por cada uno de los siguientes 50 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 106,19 por cada uno de los siguientes 100 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 108,71 por cada uno de los siguientes 200 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 119,91 por cada uno de los siguientes 500 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 168,70 por cada uno de los siguientes 1000 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 168,70 por cada kWh de consumo adicional en el
mes.
10% del valor de la planilla por consumo en
concepto de Alumbrado Público
162
F.2 TARIFA DE BENEFICIO PUBLICO (B-P)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a las
instituciones educacionales,
fiscales y privadas de carácter
gratuito; y, a las salas de culto
religioso, que tengan circuitos
eléctricos independientes del
resto de áreas de servicio.
CARGOS: S/. 605,00 mensuales como mínimo de pago, con
derecho a un consumo de hasta 20 kWh.
S/. 10,50 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 19,25 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 33,60 por cada uno de los siguientes 20 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 45,36 por cada uno de los siguientes 20 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 56,00 por cada uno de los siguientes 30 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 66,15 por cada uno de los siguientes 50 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 106,19 por cada uno de los siguientes 100 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 108,71 por cada uno de los siguientes 200 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 119,91 por cada uno de los siguientes 500 kWh
de consumo durante el mes.
163
S/. 168,70 por cada uno de los siguientes 1000 kWh
de consumo durante el mes.
S/. 168,70 por cada kWh de consumo adicional en el
mes .
10% del valor de la planilla por consumo en
concepto de Alumbrado Público
G. TARIFA DE ALUMBRADO PUBLICO Y SERVICIO COMUNITARIO (A-SC)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a la
energía registrada por un medidor,
para alumbrado de espacios
comunales particulares y para los
servicios comunitarios
correspondientes.
CARGOS: Se aplicarán los cargos correspondientes a la tarifa
residencial, y además se incluirá el 10% del valor
de la planilla por consumo, por tasa de recolección
de basura.
H. SERVICIOS OCASIONALES (S-O)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará a aquellos
abonados que tomen energía
eléctrica para realizar
actividades comerciales e
industriales transitorias en la
vía pública o en lugares
particulares.
164
CARGOS: Se aplicarán las tarifas comerciales o industriales
correspondientes con un recargo del 50% sobre el
valor de la planilla. La tasa de recolección de
basura se calculará en base al valor de la planilla
por consumo, sin recargo.
I. SERVICIO DE VENTA DE ENERGÍA PARA REVENTA (V-R)
APLICACIÓN: Esta tarifa se aplicará al
suministro de energía eléctrica
que una empresa o sistema entregue
a otra empresa o sistema
eléctrico, para el servicio a los
abonados de esta última, a los
niveles de voltaje inferiores a 46
kV.
CARGOS: El precio de venta de cada kWh entregado por la
entidad suministradora será determinado con la
siguiente relación:
PV = 1.2 (Pe/Ee), donde:
PV : Precio de venta de la energía suministrada
para reventa.
PE : Valor de la planilla en sucres emitida por
INECEL a la entidad suministradora I/ en el
mes correspondiente.
Ee : Energía entregada por INECEL a la entidad
suministradora en el mismo período.
165
Este precio medio de venta se multiplicará
por el monto de energía entregada en el
mes correspondiente.
NOTA: I/ Incluye penalizaciones y descuentos.
J. DEMANDA FACTURABLE:
J.l CON REGISTRADOR DE DEMANDA:
DEFINICIÓN: La demanda facturable es la máxima demanda regis_
trada en el respectivo medidor de demanda en los
últimos doce meses, incluido el de facturación.
J.2 SIN REGISTRADOR DE DEMANDA:
DEFINICIÓN: Para aquellos abonados que no dispongan del
registrador de demanda, esta se computará de la
siguiente forma:
- El 90% de los primeros 10 kW de carga instalada.
- El 80% de los siguientes 20 kW de carga instalada.
- El 70% de los siguientes 50 kW de carga instalada.
- El 50% del exceso de carga instalada.
J.3 DEMANDA DE APARATOS DE USO INSTANTÁNEO
DEFINICIÓN: Los procedimientos de determinación de la demanda
facturable, o demanda máxima registrada, señala_
dos en los literales J.l y J.2 no se aplicarán a
los consumos de aparatos de uso instantáneo como
166
son por ejemplo: soldadoras eléctricas, rayos X,
turbinas de uso odontológico, etc. La demanda
facturable de estos aparatos se calculará en fun_
ción de la potencia de placa o de la medición de
potencia instantánea de los equipos mencionados.
La demanda total será entonces la suma de la de_
manda registrada o calculada según lo establecido
en J.l o J.2, más la potencia de placa de dichos
aparatos.
K. FACTOR DE POTENCIA.
PENALIZACION: En el caso de que el factor de potencia medio
mensual registrado por un abonado sea menor a
0.9, la facturación mensual será recargada en
un factor igual a la relación por cociente
entre 0.9 y el factor de potencia registrado.
La penalización por bajo factor de potencia es
parte integrante de la planilla por venta de
energía.
L. FACTURACIÓN DE CONSUMOS ACUMULADOS:
Para el caso que, por diferentes razones, las empresas eléctricas
deban facturar consumos acumulados, superiores a los que deben
registrarse en un ciclo normal de lectura, las empresas deben
proceder a repartir linealmente dicho consumo acumulado en el
período calendario que corresponda y aplicar al consumo así
repartido, los cargos tarifarios correspondientes a los meses
incluidos en dicho período.
167
En las planillas respectivas, se dejará constancia del hecho que
se está cobrando por un consumo acumulado, específicamente e o
los meses a los que corresponden dicho consumo.
NOTAS:
A) El procedimiento establecido para la facturación de
consumos no leídos de los abonados residenciales y
comerciales, se hace extensivo para todos los demás
tipos de abonados.
B) Se dispone que en un plazo de un año las empresas
eléctricas obligatoriamente deben suministrar el
servicio a todos sus abonados a través de su respectivo
equipo de medición.
Para la facturación de los abonados sin medidor durante
el período mencionado, las empresas eléctricas
procederán a estimar el consumo en base a la carga
instalada, con un factor de 100 horas/uso.
C) Se aclara que cuando se estipula la expresión "planilla
por consumo"/ se entenderá que se está refiriendo a
todos los abonados, incluyendo los que tienen consumo
"cero".
D) De acuerdo con el Decreto Ejecutivo No. 1385 de
diciembre 11 de 1985, la Tasa de Seguro contra
incendios solo se cobra a los abonados de los sectores
Residencial y Comercial.
168
3.2.3 Análisis de parámetros económicos
3.2.3.1 Introducción
Para reducir el consumo de energía eléctrica, optimizando su
utilización, es necesario realizar algunas inversiones en el
sistema, tales como: cambio de luminarias, cambio de conductores,
implementar nuevos sistemas de control, etc. El incremento en el
beneficio neto que se obtiene por estas inversiones, está dado
por la reducción en los costos asociados a las pérdidas por uso
de equipo no optimizado, menos los costos de inversión necesarios
en el sistema para reducir el nivel de pérdidas por dicha causa.
El uso óptimo de la energía eléctrica, se logra gradualmente, al
principio aplicando inversiones de menor costo. Los costos van en
aumento, hasta llegar a un punto en donde cualquier cambio en el
sistema ya no es aceptable económicamente, ya que el beneficio se
va anulando por el costo asociado.
Los proyectos que se propongan para aumentar el rendimiento de
los equipos que utilizan la energía eléctrica, se pueden evaluar
de acuerdo con los costos y beneficios asociados con cada uno de
ellos, los cuales se comparan con los costos y beneficios que el
sistema tendría si no se hiciese ninguna modificación.
El presente tema explica sobre las técnicas económicas que se
utilizan para evaluar un proyecto así como la interpretación de
los resultados obtenidos de la misma.
169
3.2.3.2 Evaluación económica
Existen diferentes métodos para la evaluación económica de
proyectos. Unos buscan definir la contribución del proyecto a la
economía en términos del valor agregado, del aporte de divisas o
de la reducción de importaciones. Otros, con una visión menos
macroeconómica, hacen el análisis en función de la relación
Beneficio/Costo, tratando de reflejar tanto los costos como los
beneficios, en términos de precios económicos.
Para nuestro caso y por tratarse de una aplicación de "interés
particular" se realizará .la evaluación económica utilizando la
relación Beneficio/Costo. El objetivo es presentar un método de
evaluación económica sin pretender una gran precisión.
La evaluación económica, tiene en cuenta los beneficios y costos
de los proyectos desde el punto de vista de la economía en su
conjunto y por lo tanto determina la conveniencia o no de
realizar el proyecto.
3.2.3.3 Definiciones económicas básicas
A continuación se verá algunas definiciones que nos ayudarán a
entender el enfoque que se le debe dar a un proyecto del tipo
planteado en la presente tesis.
a) Proyecto de inversión
Una definición adecuada de proyecto sería: "un paquete discreto
de inversiones y actividades diseñados con el fin de eliminar o
reducir varias restricciones del desarrollo, para lograr uno o
170
más beneficios en términos de aumento de la productividad y del
mejoramiento de la calidad de vida"23. Este concepto se ajusta a
nuestra clase de proyecto, el cual consiste en la prestación de
un servicio con el empleo de la técnica con miras a obtener un
resultado o ventaja económica.
b) Costos de inversión
Los costos de inversión son establecidos una vez que se tengan
definidas las características particulares del proyecto, el cual,
en el caso de uso óptimo de la energía eléctrica, puede tratarse
de instalación de banco de condensadores, cambios de conductores,
de luminarias, de sistemas de control, etc.
Tanto los beneficios como los costos se deberán cuantificar a
precios constantes de un año, puede ser el año base del proyecto
o año cero, con el fin de eliminar los efectos de la inflación y
debe desglosarse en las siguientes categorías:
* Mano de obra.
* Materiales y equipos comerciables en el exterior, de ser
necesario.
* Imprevistos
c) Evaluación económica de un proyecto
Analiza el proyecto en términos económicos. Cumple básicamente
tres funciones:
171
1. Determina la factibilidad de que todos los costos
puedan ser cubiertos oportunamente.
2. Mide la rentabilidad de la inversión.
3. Genera la información necesaria para realizar una
comparación del proyecto con otras oportunidades de
inversión.
Un proyecto debe ser factible técnica, institucional y
financieramente y debe mostrarse atractivo.
d) El costo de oportunidad del dinero
Cualquier proyecto de inversión compite con la alternativa de
ubicar los fondos de inversión en el mercado financiero, donde
generaría una tasa de interés.
Al invertir en un proyecto, se sacrifica la oportunidad de
percibir la tasa de interés i en el mercado financiero. Por lo
tanto esta tasa representa el costo de oportunidad del dinero
invertido en el proyecto.
Un proyecto será rentable solo si genera, como un mínimo, una
tasa de ganancia equivalente a la tasa de interés. Solo así
compensaría el costo de oportunidad del dinero invertido.
172
e) Relación inversión - ahorro (X=Payback>
Este parámetro permite saber si una inversión puede ser
recuperada en un tiempo razonable comparado con la vida estimada.
Normalmente, si esta relación es menor que la mitad de la vida
estimada, la inversión es rentable. Se utiliza cuando se quiere
tener en cuenta que el beneficio generado sea lo antes posible.
f) Valor Presente Neto del proyecto (VPN)
Es el valor actualizado de los beneficios y costos, a una tasa de
descuento que refleje el costo de oportunidad del capital
involucrado en el proyecto.
g) Tasa Interna de Retorno (TIR)
Es la tasa de interés a la cual se igualan los costos de
inversión y los beneficios del proyecto, descontados los costos
de operación y mantenimiento, es decir la tasa a la cual el Valor
Presente Neto se iguala a cero.
h) Relación Beneficio - Costo (B/C)
Es el cociente del valor actualizado de los beneficios,
descontando el costo de operación y mantenimiento y del valor
actualizado de los costos de inversión. Se debe utilizar la misma
tasa de descuento que para el cálculo del Valor Presente Neto del
proyecto.
La tasa de descuento es la tasa que refleja la pérdida de valor
que a través del tiempo sufre la utilidad obtenida. La tasa de
descuento utilizada en varios países en desarrollo es del 12%24
tomada sobre precios constantes.
173
Los indicadores anotados anteriormente tienen estrecha relación
entre sí y deberán cumplir las siguientes condiciones, para que
un proyecto sea atractivo:
X < 0.5 V
Este indicar escoge los proyectos en los cuales la recuperación
de la inversión original es menor. No reconoce el costo de
oportunidad del dinero, ya que no se incluyen los beneficios
generados por el proyecto después de haber recuperado la
inversión inicial.
VPN > O
Un VPN positivo, implica que el proyecto arroja un beneficio aún
después de cubrir el costo de oportunidad de las alternativas de
inversión. Un VPN negativo no necesariamente implica que no hay
beneficios, sino que los beneficios no alcanzan a compensar los
costos de oportunidad de dejar a un lado las alternativas de
inversión; en tal caso sería más rentable invertir en las
alternativas y optar por no invertir en el proyecto.
TIR > tasa de descuento
El que la TIR se mayor que la tasa de interés de oportunidad
significa que el retorno del proyecto alcanza a compensar el
costo de oportunidad del dinero y además genera un rendimiento
adicional, considerándose evidentemente el proyecto como una
inversión rentable. En cambio si la TIR es menor que la tasa de
interés de oportunidad, el proyecto no alcanza a compensar este
costo de oportunidad, haciéndose no atractivo.
174
B/C > 1
Entre mayor sea esta relación, mayor prioridad tiene el proyecto,
si la relación es igual a uno, no significa que no hay
beneficios, sino que los beneficios apenas alcanzan a compensar
el costo de oportunidad de las alternativas de inversión. Es
equivalente, o indiferente realizar este proyecto o escoger las
alternativas financieras.
Con el fin de evitar los efectos de la inflación, tanto los
beneficios como los costos se deben cuantificar a precios
constantes de un año. Los pasos a seguir para la evaluación
económica son los siguientes:
1. Cuantificación del valor presente de la inversión: VPNC
VPNC-
It = costos de inversión en el año t.
2. Cuantif icación de los beneficios, año a año y determinación de
su valor presente neto: VPNB
Bt = beneficios en el año t.
(o+tn) = costos de operación y mantenimiento en el año t
i = tasa de descuento
n = vida útil del proyecto
175
3. Cálculo del VPN del proyecto:
VPN=VPNB-VPNC
4. Relación Beneficio/Costo
VPNC
5. Tasa Interna de Retorno:
Este parámetro tiene en cuenta la vida estimada (V) del equipo a
través de la depreciación (D). Para justificar la inversión, es
preciso que el TIR correspondiente al equipo analizado sea mayor
que el correspondiente a otras alternativas de inversión17.
D = I/V
V en años
6. Relación Inversión - ahorro:
IXA
A : Ahorro
176
3.2.4 Conclusiones
El análisis económico resulta fundamental en la toma de
decisiones, técnicamente el proyecto puede presentar ahorros
energéticos considerables, pero su implementación puede no
resultar beneficioso económicamente, por lo que dicho análisis
constituye un indicador confiable.
3.3. COMPARACIÓN ENTRE DISEÑO ACTUAL Y DISEÑO ÓPTIMO
Una vez analizado el estado actual del sistema se puede concluir,
en contraste con el diseño óptimo lo siguiente:
* El diseño original, en cuanto a distribución de luminarias,
circuitos de control y salidas de fuerza en gran parte se ha
mantenido, a pesar de que la distribución de oficinas ha variado.
* La situación descrita determinó que se instalen nuevas
luminarias sin ningún criterio técnico, por lo que no existe un
adecuada iluminación.
* El diseño óptimo establece en general, la necesidad de un menor
número de luminarias de las que están instaladas actualmente.
* En el Centro de Cómputo se tienen problemas de variación de
voltaje, se debe a que el circuito que alimenta se encuentra
sobrecargado, pues tan solo una fase está destinada para el
efecto. En el diseño original no estaba prevista esta situación,
se implemento por la necesidad de contar con herramientas
computacionales en el desarrollo de las actividades en la CCQ.
CAPITULO IV
APLICACIÓN EN LA CÁMARA DE COMERCIO DE QUITO
4.1 DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES A SER ESTUDIADAS
4.1.1 Introducción
Para que la ejecución de un programa de Auditoría Energética, se
pueda llevar de forma exitosa, es necesario que exista una
predisposición y apertura de parte de los directivos del edificio
en cuestión.
En la CCQ, muy rápidamente se percibió por parte de su Director
Ejecutivo, Ledo. Edmundo Estupiñán, la utilidad que un estudio de
este tipo representaría, por lo cual se contó desde un primer
instante con toda su colaboración y por su intermedio con la de
todos los empleados y funcionarios.
Durante la realización del trabajo de campo, se obtuvo toda la
colaboración requerida, despertando un notorio entusiasmo en los
empleados al explicarles los objetivos que perseguía el trabajo.
Existieron ciertos limitantes que son propios de la actividad que
se desarrolla en el edificio, los cuales prácticamente no
tuvieron incidencia en los resultados finales obtenidos.
178
La presentación paulatina de varios informes ejecutivos, conforme
se iba desarrollando el trabajo, permitió mantener entrevistas
que se constituyeron en un indicador de la aceptación del trabajo
que por ofrecimiento de su principal Directivo, las
modificaciones y cambios sugeridos, contarían con su total
respaldo a fin de que en la Reunión de Comité Ejecutivo de la
Cámara, se lograra su aprobación y respectivo financiamiento,
pues cuentan con los recursos económicos necesarios.
Siendo esta una motivación adicional en el desarrollo de la
presente tesis, se presenta a continuación el Informe Final del
trabajo desarrollado en la CCQ.
4.1.2 Descripción del Edificio
El edificio de la CCQ está ubicado en las avenidas República y
Amazonas, esquina. Se encuentra dentro del área de servicio de la
EEQSA de 6.3 kV. Utiliza un sistema de distribución trifásica de
cuatro alambres conectada en Y de 120/208 voltios para alumbrado,
fuerza y cargas especiales. En general este es el tipo más común
de sistema que se usa en edificios de actividad comercial, cuya
distribución básica de servicio para el edificio tiene el mismo
voltaje.
Opera con el conductor neutral conectado a tierra y proporciona
120 voltios de voltaje fase-neutro y 208 voltios de fase a fase.
La energía eléctrica está abastecida por un transformador de 200
kVA y cuenta con un sistema de generación de emergencia de 40kVA.
179
Del transformador va al tablero general de medidores en tubería
conduit de 2" a través de cables 3 X 1/0 TW protegido por un
cortacircuitos magnético trifásico de 600 Amperios y 220 Voltios
de la marca Hitachi.
El tablero de medidores está protegido con dos breakers
trifásicos de 100 A cada uno; del tablero de medidores salen
alimentadores en tuberías de 2" con cables 3X4 + 1X6 de cobre
TW a los pisos 4, 5 y 6 y están protegidos con breakers
trifásicos de 60 A, que corresponden a la CCQ.
En cada piso, ubicados en los descansos de las escaleras están
colocados los subtableros de que distribuyen a los diferentes
puntos de carga. Cada tablero tiene 13, 15 y 16 circuitos
respectivamente, protegidos por breakers de 20, 30 y 40 amperios.
La distribución de carga, en forma general se reparte en tres
áreas:
1. Área de iluminación
2. Área de fuerza o tomacorrientes
3. Área de computación
El área de iluminación corresponde, casi en su totalidad a
luminarias del tipo fluorescente de 40 W de encendido rápido, con
algunas lámparas incandescentes, utilizadas en algunos baños,
como decoración en tres oficinas de secretarias y en la sala de
reuniones ubicada en el sexto piso.
180
Horario de trabajo
El horario normal de actividades comienza a las 08h30 y termina
a las 12h30, en la mañana; en la tarde se reinicia a las 14h30 y
finaliza a las 18h30. Este horario de trabajo no se cumple
estrictamente en lo que tiene que ver a la hora de salida, tanto
al mediodía como en la noche. En la noche, existen algunas
oficinas, de manera indistinta, que permanecen laborando fuera
del horario de trabajo. Al medio día existe la disposición de que
todas las personas salgan de sus respectivas oficinas, a pesar de
lo cual, algunos empleados permanecen y se dedican a tomar algún
tipo de alimento o descansan de sus actividades.
4.2 EVALUACIÓN GENERAL
4.2.1 Evaluación Preliminar (AEP)
La primera etapa dentro del desarrollo del proceso de evaluación
del consumo de energía eléctrica fue la formulación de una
metodología a seguir, luego de lo cual se procedió hasta
determinar las oportunidades de conservación. La AEP nos permitió
recolectar información acerca de:
a) Consumo de energía y BU costo
La CCQ es un edificio donde prácticamente no existe un consumo de
reactivos, pues de acuerdo a la EEQSA, este tipo de edificios
tienen un factor de potencia de 0.99**. Por tanto, no tiene
instalado medidor de kVAh, sino únicamente de kWh, así como
tampoco medidor de demanda máxima. Pues el cobro de planillas de
la CCQ está dentro de la categoría de tarifa comercial sin
demanda con una carga instalada menor a 10 kW.
181
Las planillas de cobro emitidas por la EEQSA (Anexo 1) ,
constituyen la fuente de información de primera mano, de la cual
se dispone a fin de evaluar brevemente el consumo y su costo . En
la AED, se puede contrastar este dato con mediciones realizadas.
b) Oportunidades obvias de conservación de energía
Luego de realizar una breve inspección de las oficinas y también
con referencias verbales de los empleados se pudo identificar
inicialmente las áreas en las cuales se puede optimizar el uso de
energía eléctrica.
'La existencia de un exceso número de luminarias, fue la más obvia
de las oportunidades de conservación, la mayoría de las cuales
permanecían funcionando, aún cuando no era necesario, ya sea por
la ausencia del empleado en el sitio iluminado o porque la
cantidad de luz natural es suficiente para realizar la actividad
administrativa.
Antes de proceder con el correctivo respectivo, será necesario
determinar en forma detallada cuáles son los niveles de
iluminación actuales con aparatos de medición (Apéndice 3,
columnas 5 y 6) . Ciertos equipos (terminales, PC's, máquinas de
escribir o copiadoras) que permanecía prendidos cuando no eran
requeridos, en períodos de tiempo en los cuales se justifica su
desconexión.
Por referencias verbales se detectaron ciertas anormalidades en
el funcionamiento de los circuitos que alimentan al Centro de
182
Cómputo, sobretodo variaciones de voltaje. La AED nos permitirá
determinar las causas y plantear los correctivos necesarios,
luego de realizar las mediciones necesarias.
c) Programas de administración de energía
En la CCQ no existe ningún plan de conservación ni de
administración de energía, por lo que será necesario plantear un
programa inicial, el cual constará básicamente de los siguiente:
1. Aplicación de los correctivos técnicos necesarios.
2. Campañas de ahorro energético
3. Un adecuado plan de mantenimiento
4. Evaluación y conclusiones de la medidas adoptadas.
Este plan lo pueden llevar a efecto el Administrador del edificio
con la colaboración de un profesional en el área eléctrica, sin
que su contratación sea definitiva.
4.2.2 Evaluación Detallada (AED)
4.2.2.1 Objetivos
1. Evaluar el consumo actual de energía eléctrica en la Cámara
de Comercio de Quito.
2. Determinar el estado actual del sistema eléctrico en
general, a fin de establecer puntos de fuga de energía
eléctrica.
183
3 . Crear las condiciones de iluminación más idóneas en cada una
de las oficinas, que permitan desarrollar todas las
actividades con un alto grado de confort visual.
4. Plantear los correctivos técnicos necesarios, a fin de
promover una utilización óptima de la energía eléctrica
en sus diferentes usos finales.
5. Promover la utilización eficiente de la energía eléctrica
mejorando y corrigiendo hábitos de consumo en cada uno de
los funcionarios de la Cámara de Comercio.
4.2.2.2 Procedimiento
Una vez obtenidos los planos eléctricos de los pisos
correspondientes a la Cámara de Comercio de Quito, se procedió de
la siguiente manera:
a) Área de Iluminación
1. Se comparó en cada uno de los pisos, el diseño original
en cuanto a la distribución de áreas de trabajo con las
existentes en la actualidad.
2. En vista de que existían marcadas diferencias, se
procedió a realizar un nuevo levantamiento de la
distribución de oficinas. Esto tiene primordial
importancia ya que nos permitirá determinar cuáles son
las necesidades reales de iluminación en cada una de
las oficinas.
184
3. Se realizó el levantamiento del sistema de iluminación:
* Contrastación del sistema actual con el diseño
original
* Ubicación de luminarias
* Disposición de los circuitos de control
* Estado actual del sistema
Con los datos recolectados se puede calcular los
actuales niveles de iluminación en cada una de las
oficinas (Apéndice 1).
También se obtuvo de los empleados información acerca
del tiempo aproximado de funcionamiento de cada uno de
los equipos eléctricos a su cargo (Anexos 2,3 y 4,
columna 5).
4. Se realizaron mediciones de la iluminación existente en
cada uno de los puestos de trabajo bajo diferentes
condiciones, con el propósito de determinar:
* Las condiciones de trabajo actuales
* La cantidad de luz solar que se puede aprovechar
* Las características ambientales de reflexión
(Apéndice 3, columnas 5 y 6).
5. Con todos los datos obtenidos, se procedió a elaborar
un diseño óptimo de iluminación, tomando en cuenta:
185
* Recomendaciones internacionales que establecen niveles
de iluminación requeridos para cada actividad de
trabajo.
* Implementar el menor número de modificaciones en el
actual sistema, a fin de reducir al mínimo posible las
inversiones necesarias, sin que esto afecte el
propósito original del trabajo.
* Máximo aprovechamiento de la ubicación y disposición de
luminarias tomando en cuenta sitios de trabajo.
* Máximo aprovechamiento de la luz solar.
* La necesidad de un alto confort visual y un agradable
ambiente de trabajo {Apéndice 2).
6. Se plantearon diferentes opciones en la modificación
del sistema de iluminación, que luego fueron analizadas
(Apéndices 4,5,6,7 Y 8).
b) Área de fuerza
1. Se realizó el inventario de todas las cargas eléctricas
existentes en cada una de las oficinas:
* Equipos de computación
* Impresoras láser y matriciales
* Copiadoras
* Fax
* Máquinas de escribir
* Calculadoras
* Offsets
186
Así como también otros artefactos existentes en cada uno de
los pisos, tales como cafeteras, cocina, etc (Anexos 2,3 Y
4} .
2. Se comparó también en cada uno de los pisos, el diseño
original de las instalaciones eléctricas con las
existentes en la actualidad.
3. Se realizó el levantamiento de la curva de carga en
cada piso (Anexos 5), estableciendo un factor de carga
de 0,45 en promedio por cada piso, para lo cual se
tomaron mediciones del consumo de energía eléctrica, en
un día ordinario de trabajo y durante las 24 horas. Los
intervalos de tiempo en la toma de lecturas fue de 30
minutos. Contrastando junto con las cartas de pago, se
puede determinar el tiempo de funcionamiento de cada
uno de los componentes de las cargas de forma muy
aproximada. Esto permitirá determinar las oportunidades
de conservación de energía en la parte más idónea.
4. Se realizaron mediciones tanto de voltaje como de
corriente en los alimentadores al tablero de medidores,
en los alimentadores a los centros de carga en cada
piso y finalmente en cada uno de los circuitos de
alimentación de fuerza o tomacorrientes e iluminación,
con el propósito de determinar sobrecargas o caídas de
voltaje excesivas que pudieren ser causa de desperdicio
energético. Las mediciones se las tomó en las horas de
máxima demanda.
187
c) Área de computación
El sistema esta alimentado desde un tablero monofásico marca
Square D de 2 puntos, el cual mediante un cortacircuitos de 60
amperios alimenta el supresor de picos, a este equipo se conecta
el regulador de voltaje marca Firmesa de 5 kVA y este alimenta
los UPS marca Emerson de 3 kVA, del cual se energiza un segundo
tablero de 8 puntos, del cual salen 6 circuitos de alimentación
al Centro de Cómputo.
Se realizaron mediciones tanto de voltaje como de corriente, a
fin de determinar posibles sobrecargas de los circuitos.
4.2.2.3 Conclusiones
Una vez realizado el estudio del estado actual del sistema, se
puede concluir lo siguiente:
a) Área de Fuerza
1. Existe un marcado desbalance de carga. No obstante de
lo cual, la capacidad de conducción no sobrepasa el
límite permitido por el fabricante. En promedio, los
conductores se encuentran en el 75% de su capacidad.
2. Las caídas de tensión en los diferentes circuitos no
presentan variaciones de consideración.O
3. En general, los conductores se encuentran en buenas
condiciones físicas, lo cual hace suponer que debió
existir una remodelación del cableado, situación
confirmada por el Administrador del Edificio.
188
4. En cuanto a la carga alimentada, que en su mayoría
representa equipo de oficina, existe una gran
variabilidad en cuanto a marcas y potencias, los mismos
que fueron adquiridos conforme las necesidades de
operación fueron incrementándose.
b) Área de iluminación
1. La distribución original de oficinas ha sido modificada
debido a las necesidades operativas de los funcionarios de
la Cámara de Comercio.
2. La ubicación de las luminarias se ha mantenido en muchos
casos, de acuerdo a las especificaciones iniciales de
diseño, lo que ha provocado que:
2.1 En algunas oficinas existe un nivel de iluminación
mayor al recomendado por las normas internacionales.
Esta situación provoca fatiga visual en los empleados
afectando el desempeño normal de sus labores.
(Apéndice 3}
2.2 En varias oficinas no existe una adecuada orientación
de las luminarias, situación que provoca
deslumbramiento, disminuyendo el confort visual.
189
2.3 Prácticamente la totalidad de los circuitos de control
de las luminarias (de encendido y apagado) , están
construidos sin criterios técnicos tendientes al ahorro
de energía eléctrica.
2.4 En corredores, lugares en los cuales no se requieren
altos niveles de iluminación, se puede apreciar un
número de luminarias mayor al necesario.
2.5 Se detectó que en cuatro oficinas, tres de las cuales
se encuentran ubicadas en el cuarto piso y una de ellas
en el quinto, existe un nivel de iluminación inferior
al recomendado.
2.6 No se aprovecha en todo su potencial la iluminación
solar, es decir, existen luminarias que se mantienen
innecesariamente encendidas cuando la luz solar
satisface las necesidades de iluminación requeridas en
las oficinas.
2.7 En general, los empleados desconocen la importancia del
ahorro de energía eléctrica, se observó que algunas
luminarias permanecen encendidas cuando no se las está
utilizando.
190
2.8 El consumo de energía eléctrica en
iluminación, representa en promedio un 74%
del total consumido, por lo que, esta área
adquiere una gran importancia dentro del
estudio realizado.
c) Área de Computación
1. Se encuentra alimentado por una sola fase.
2. Algunos tomacorrientes se encuentran despolarizados y
no están físicamente protegidos contra algún golpe
accidental.
3. Los circuitos a partir del tablero de 8 puntos,
especial para el Centro de Cómputo se encuentran
sobrecargados.
4. Los cortacircuitos magnéticos no están bien
dimensionados.
4.2.2.4 Recomendaciones
1. Realizar un estudio técnico de modificaciones en el
sistema de iluminación, tomando en consideración
aspectos tales como:
191
1.1 Variar los circuitos de control de las
luminarias.
1.2 Reorientar las luminarias tomando en cuenta
la ubicación del sitio de trabajo, hasta
lograr, en lo posible, una iluminación
localizada.
1.3 Definir las necesidades de una iluminación decorativa,
acorde con el ambiente y tomando en cuenta el ahorro
energético.
1.4 Definir tanto sitios como tipo de trabajo, a
fin de obtener el nivel de iluminación
óptimo de acuerdo a la necesidad.
1.5 Definir niveles de iluminación por ambientes, evitando
crear bruscos contrastes.
2. Redistribuir la carga en el área de fuerza
3. Implementar una acometida bifásica para el Centro de
Cómputo a fin de redistribuir la carga.
4. Emprender en campañas de educación eléctrica dirigidas
a los empleados, por medio de charlas y/o volantes
informativas, con la consiguiente publicación de
resultados y estimulando con menciones especiales, ya
sea por departamentos, secciones, oficinas o de manera
personal.
192
4.3 ESTUDIO TÉCNICO DE ALTERNATIVAS
Luego del procedimiento seguido y descrito en la parte 4.2
Evaluación, se plantearon las siguientes alternativas de estudio
a fin de lograr un uso eficiente'de la energía eléctrica en la
CCQ:
Opción 1: Retiro del exceso de luminarias instaladas
Opción 2: Retiro del exceso número de luminarias e
Implementación de circuitos de control manual
adicionales
Opción 3: Retiro del exceso número de luminarias e
Instalación de sensores de posición
Opción 4: Retiro del exceso número de luminarias
Instalación de sensores de posición e
Instalación de células fotoeléctricas
Opción 5: Cambio total de luminarias de 40W por otras
eficientes de 32W
Las opciones antes mencionadas constituyen las soluciones más
idóneas para nuestro caso en particular, por lo que cada una de
ellas fue estudiada con detenimiento, calculando el ahorro de
energía respectivo que se lograría y estableciendo sus
conveniencias en la parte final de este capítulo. (Ver Apéndices
4,5,6,7 Y 8}.
193
Las recomendaciones para el área de fuerza y centro de cómputo no
presentan alternativas de diseño o variación fundamental en los
circuitos, sino que deben ser realizadas como solución al
problema presentado de desbalance de carga y sobrecarga,
respectivamente
4.4 ESTUDIO ECONÓMICO
4.4.1 Introducción
Las inversiones en conservación de energía siguen, en principio,
el mismo tipo de leyes económicas que cualquier otra inversión.
Sin embargo, presentan peculiaridades propias que pueden
hacerlas, en muchos casos, más atractivas que otras, ya que los
ahorros que se obtienen suelen ser suficientes para el pago de la
inversión, es decir "La inversión se paga con el ahorro."
4.4.2 Objetivo
Determinar mediante parámetros de evaluación económica, la
conveniencia de realizar el proyecto de Reforma al Sistema de
Iluminación para uso óptimo.
4.4.3 Desarrollo
A continuación se presenta en síntesis el procedimiento seguido
hasta determinar los indicadores económicos que permitirán
escoger la opción más adecuada:
1. Considerar el ahorro promedio mensual de energía
eléctrica que se lograría aplicando las diferentes
opciones (Apéndice 11).
194
2 . Para llegar a determinar los kwh/mes ahorrados con cada
una de las opciones, se calcula primeramente el valor
esperado del consumo actual, en base a las estadísticas
de consumo de cada medidor y este valor esperado fue
promediado con el consumo obtenido tanto en la encuesta
del equipo como en el levantamiento de la curva de
carga (Apéndice 14).
3. Con el pliego tarifario vigente se calcula el valor del
consumo que se debería pagar, es decir del consumo del
valor esperado {Apéndice 9} y luego de cada una de las
opciones planteadas. Un ejemplo de este cálculo con la
opción 1, se encuentra en el Apéndice 10 y su resumen
en el Apéndice 11.
4. Finalmente con el presupuesto calculado para cada
opción (ver ejemplo en el Apéndice 12 y resumen en el
Apéndice 13}, se puede calcular los indicadores
económicos de la inversión (Apéndice 15).
4.5 RESULTADOS
Del estudio técnico - económico de alternativas se puede obtener
los siguiente:
4.5.1 Resultados Técnicos
1. La opción 1, con un ahorro de energía eléctrica de
634.03 kWh/mes, frente a un consumo estimado de 4349.37
kWh/mes, representa un ahorro mensual del 14.6%, que es
la opción que menos energía eléctrica permite ahorrar.
195
2. La opción 5 es la que más ahorro de energía eléctrica
permite, con un total de 2357.75 kWh/mes, frente a un
consumo estimado de 4349.37 kWh/mes, lo cual representa
un ahorro mensual del 54.2%
3. La opción 2, con un ahorro total de 1316.4 kWh/mes
implica primeramente un compromiso por parte de los
funcionarios de la CCQ hacia el ahorro de energía. Es
decir si no existe dicho compromiso, el valor calculado
disminuirá notablemente. Se ha observado que
intuitivamente un empleado al ingresar a su respectiva
oficina activa toda la iluminación disponible, sin
percatarse de que en algunas ocasiones es totalmente
innecesario, por lo que la presente opción requerirá de
acciones colaterales como la motivación del personal al
ahorro energético.
4. La opción 3 significa un ahorro de 1311.1 kWh/mes,
similar a la opción 2, pero su implementación es mucho
más cara, y se presenta como una alternativa a la
acción humana de apagado cuando no existe necesidad de
iluminación, constituyéndose en una opción mucho más
confiable que la 2.
5. La opción 4, representa un ahorro considerable, de
2149.35 kWh/mes, casi el 50%, su funcionamiento y
operación automática garantiza el logro del ahorro
calculado, con un incremento del 61% de ahorro sobre la
196
opción 3, muy conveniente si se considera que la única
variación con la opción 3 es la adición de un
dispositivo fotoeléctrico.
6. Como conclusión, técnicamente la opción 5 junto con la
4 producen los mayores ahorros energéticos, con una
diferencia del 8.8 % favorable a la 5. Serán los
criterios económicos los que permitirán tomar la
decisión.
4.5.2 Resultados Económicos
1. La opción 1 constituye la más económica, implica
únicamente el pago de mano de obra y el reemplazo
ocasional de algún equipo deficiente, si bien es una
alternativa de ahorro, y representa una inversión
rentable, con un período de retorno de 0.21 años, sin
embargo la CCQ está en capacidad de realizar una mayor
inversión inicial, por lo que no se recomienda
implementar dicha opción.
2. La opción 2 implica un incremento de inversión en
comparación con la 1, si bien las dos opciones
constituyen una inversión rentable, la 2 se presenta
mas atractiva, presenta el menor tiempo de
recuperación, el mayor VPN y la más alta TIR, siendo
esta la inversión más aconsejable económicamente de
realizar.
197
3. La opción 3 presenta un VPN negativo, es decir, con una
relación B/C menor que 1 y una TIR menor al costo de
oportunidad del dinero/ por lo cual queda descartada,
por resultar económicamente no rentable.
4. La opción 4, tienen una TIR mayor que el costo de
oportunidad del dinero y un VPN positivo por lo que es
una alternativa rentable de inversión, aunque los
indicadores presentan a la opción 2 como la más
rentable.
5. Por considerar que la opción 5 requiere la inversión de
un fuerte capital, no recuperable durante la vida útil
del equipo queda descartada, su VPN es negativo, la TIR
que presenta es la más baja de todas las alternativas.
Del análisis técnico-económico las opciones 2 y 4 son las más
aconsejables, por lo que un análisis más detenido permitirá optar
por una de ellas.
El gasto a realizarse, se considera de total factibilidad,
representan una inversión muy atractiva, pero la opción 2 tiene
ciertos limitantes que podrían afectar su resultado final, y es
el hecho de que depende de la acción de los funcionarios, es
decir de la conducta humana para lograr el ahorro establecido.
198
En el análisis se ha tomado en cuenta la efectividad de las
opciones estudiadas, pero para la opción 2, los parámetros de
medición de dicha efectividad son muy subjetivos, por lo cual
establecer una cifra que permita cuantificaria es muy complicado,
está supeditada a situaciones tales como: motivación, estado de
ánimo, capacidad de memoria, responsabilidad, etc, de la persona,
para captar su colaboración en la consecución de los objetivos
propuestos.
Las ventajas de tener un sistema automatizado son obvias,
prácticamente aseguran un 100% del objetivo planteado.
La recomendación final es la implementación de la opción 4, con
la cual se lograrán ahorros de energía de 2149.35 kWh/mes que
representan 649,576.46 Sucres/mes de ahorro, es decir un ahorro
económico del 59.3%
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
* La Auditoría Energética, es un procedimiento que
permite conocer dónde y cómo está siendo usada la
energía eléctrica y cuándo y dónde su eficiencia puede
ser mejorada.
* Antes de llevar a cabo un programa de Auditoría
Energética, deben cumplirse algunas condiciones:
1. Debe existir la necesidad de ahorrar energía.
2. Los proyectos deben ser viables de acuerdo con las
normas financieras de la empresa.
3. El financiamiento debe estar disponible y
4. La administración y el personal deben
comprometerse a continuar con el esfuerzo
emprendido en ahorrar energía, hasta mucho después
de la implantación del proyecto.
200
* A fin de lograr una utilización óptima de la energía
eléctrica, es necesario conocer dónde y cómo está
siendo usada dicha energía, para posteriormente
realizar una estimación global de las pérdidas de
energía que nos permita establecer un sistema de
control que minimice dichas pérdidas.
* El reducir gastos energéticos se traduce en recibos de
energía eléctrica más baratos. Esto es importante ahora
en que la escala de los costes de energía ha desplazado
el énfasis puesto en la inversión inicial, hacia los
costes de explotación, con el consumo de energía como
componente principal.
* Deben tenerse en cuenta estas consideraciones tanto al
proyectar los nuevos alumbrados como al renovar las
instalaciones existentes, pues muchas de éstas-últimas
están lejos de una solución eficaz en cuanto a energía
y coste.
* En general, la mayoría de los edificios que se utilizan
con fines administrativos, utilizan similares equipos
eléctricos. Todos ellos tienen influencia en la curva
de carga del edificio, pero considerando que estos
aparatos, más bien están dimensionados en base a las
necesidades operativas de la corporación, aplicar un
plan de ahorro de energía en ésta área es muy relativo
y limitado, significaría un cambio de equipo, que es
costoso, por otro de mayor rendimiento»
201
* El área donde se puede aplicar un plan de conservación
de energía con prometedores resultados en cuanto al
ahorro de energía, es en los sistemas de ILUMINACIÓN de
las diferentes oficinas. Es decir, el realizar un
detallado análisis en cuanto a la iluminación, nos
puede llevar a significativos ahorros económicos,
utilizando los nuevos productos disponibles en el
mercado. Actualmente, la iluminación representa un
importante porcentaje del consumo total de energía
eléctrica en todos los sectores. Para nuestro caso
representa un 74%
* Grandes ahorros se pueden lograr al identificar los
niveles adecuados de iluminación, además que existen
diferentes pasos que han sido probados como
económicamente factibles y grandes ahorradores de
energía. Entre ellos se puede nombrar: El retiro de
lámparas y balastos innecesarios, apagado de luces en
sitios no utilizados, el uso de temporizadores y
fotocélulas donde sea factible su implementación, y en
general una política de mantenimiento y revisión de
vida de las lámparas.
* El progreso de la industria del alumbrado en la última
década, sobretodo, ha sido muy acelerado, tanto que, si
la instalación de alumbrado existente tiene más de 10
años, sería muy conveniente considerar su renovación.
202
* Un moderno sistema de control de iluminación reducen al
mínimo el derroche de energía. Puesto que permiten
ajustar el alumbrado a las necesidades que varían según
la luz diurna, el tipo de trabajo y la presencia o no
de la gente.
5 .2 RECOMENDACIONES
* La eficacia de distintas fuentes de luz varía desde
menos de 10 lúmenes/vatio a más de 200. Al evaluar una
lámpara para una instalación, este factor debe ser
primordial, pues el consumo de energía es casi siempre
el elemento que más influye en el costo total del
alumbrado. Por lo tanto debería hacerse todo lo posible
para controlar el elemento energía en la estructura
total de costes.
* El hecho de que los precios de la energía eléctrica
seguirán aumentando, constituye una razón más para
seleccionar la lámpara más eficaz y adecuada para una
aplicación concreta.
* Un adecuado y bien planificado mantenimiento es
fundamental para ahorrar energía. El polvo y la
suciedad que se acumulan en las instalaciones de
alumbrado absorben la luz y malgastan la energía
necesaria para generarla.
203
* Es mediante los empleados de todos los niveles que una
empresa lleva a cabo las acciones para identificar,
evaluar, planear, desarrollar, corregir y alcanzar un
objetivo.
* La realización de trabajos de Auditoría Energética,
constituye una nueva fuente de trabajo para
profesionales, que debe ser promovida y explotad
convenientemente y del cual se obtenien resultados
altamente satisfactorios.
APÉNDICE 1
205
ILUMINACIÓN ACTUAL DE LA CÁMARA DE COMERCIO DE QUITO
Of No.
4.13
4.14
4.08
4.07
4.05
4,03
4.02
4.17
4.04
4.11
4.10
4.12
4.15
4.16
4.01
4.06
4.09
5.08
5.06
5.04
5.03
5.02
5.01
5.09
5.10
5.11
5.07
5.05
5.12
6.13
6.10
6.06
6.05
6.04
6.03
6.016.08
6.09
6.07
6.11
6.12
6.02
Cod.
12
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1314
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
8
910
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Long
(m)4.25
4.50
3.00
3,50
3.50
5,00
3.25
5.75
6.25
4.25
3.75
6.25
17.50
6.25
2.50
2.50
1.25
4.85
4.25
6.25
6.50
5.00
4.25
6.25
6.25
4.85
6.25
4.75
23.50
4.25
6.50
4.25
5.25
4.50
6.75
9.85
4.90
4.75
7.508.75
6.25
2.50
Ancho
(m)3,50
4.25
4.25
3.00
3.00
3.75
3,75
4.75
5.00
3.25
1.75
4.75
1.90
2.251.50
1.40
1.25
4.25
3,25
4.75
4.75
4.75
3.25
4.85
4.85
3.75
4.85
2.501.50
3.25
4.25
3.25
4,25
5.00
4.256.25
4.80
4.80
3.25
1.75
1.25
1.80
Reí. Local
1,2001,366
1.099
1.010
1.010
1.339
1.088
1.626
1.736
1.151
0.746
1.687
1.071
1.034
0.586
0.561
0.391
1.416
1.151
1.687
1.715
1.522
1.151
1.707
1.707
1.322
1.707
1.024
0.881
1.151
1.606
1.151
1.468
1.480
1.630
2.390
1.515
1.492
1.417
0.911
0.651
0.654
Ind.Loc.
GGH
HHGHFFGIFHHJJJFGFF
F
G
F
FGFHIGF
GFF
F
D
F
F
F
HJJ
C.U.
0.58
0.58
0.51
0.51
0.51
0.58
0.51
0.63
0.63
0.58
0.44
0.630.51
0.51
0.35
0.35
0.35
0.50
0.48
0,50
0.50
0.50
0.48
0.50
0.50
0.48
0.50
0.41
0.36
0.58
0.63
0.580.630.630.630.75
0.63
0.63
0.63
0.51
0.35
0.35
Lamp.
(u)88
4
6
4
6
8
18
18
4
4
18
228
2
2
2
1261616128
18
18
12
18
4
30
8
24
8
12
16
24
8
16
16
28
16
8
4
E(Lux)636.34
494.93
326.40
594.51
396.34
378.62
682.93
847.00
740.28
342.65
547.11
779.24
688.38
591 .87
380.80
408.00
913.92
593.81
425.35
549.73
528.58
515.37
567.14
605.69
605.69
646.07
605.69
281.73
625.02
685.29
1,116.55
685.29
691 .20
913.92
1 ,075.20
198.82
874.29
901.89
1,476.33
1,087.11
731.14
634.67
APÉNDICE 2
206
DISENIO DE ILUMINACIÓN DE LA CÁMARA DE COMERCIO DE QUITOOf No.
4.134.14
4,08
4.074.05
4.03
4.02
4.17
4.04
4.11
4.10
4.12
4,15
4.16
4.01
4.06
4.095.085,065.045.035.025.015.095.105.11
5.07
5.05
5.12
6.13
6.106.066.056.04
6.03
6.01
6.086.096.076.11
6.126.02
Cod.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1
2
3
4
5
6
7
3
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Long
(m)4,254.50
3.003.50
3.50
5.00
3.255.756.25
4.253.756.2517.506.252.502.501.254.854.25
6.256.505.004.25
6.25
6.254.85
6.25
4.75
23.504.256.504.255.254.506.759.854.904.75
7.508.75
6.25
2.50
Ancho(m)
3.504.254.25
3.00
3.003.753.754.755.00
3.251.754.751.902.251.50
1.40
1.25
4.25
3.25
4.75
4.75
4.75
3.254.854.853.754.852.501.503.254.253.254.255.004.256.254.804.803.251.751.251.80
Reí. Local
1.2001.3661.0991.0101.0101.3391,0881.6261.7361.1510.7461.6871.071
1.0340.5860.5610.3911.4161.1511.6871.715
1.5221.1511.7071.7071.3221.707
1.024
0.881
1.151
1.606
1.151
1.4681.480
1.630
2.3901.5151.4921.4170.9110.6510.654
Ind.Loc
G
G
H
H
H
G
H
F
F
G
I
F
H
HJ
J
J
F
GF
F
F
G
F
F
G
F
H
I
GF
G
F
F
F
D
F
F
F
H
J
J
C.U.
0.58
0.580.51
0.51
0.51
0.580.510.630.630.580.440.630.510.510.350.350.350.5
0.48
0.5
0.5
0.5
0.480.5
0.5
0.480.5
0.410.360.580.630.580.630.630.630.750.630.630.63
0.51
0.35
0.35
Lamp.
(u)7.54
9.70
7.35
6.066.069.517.0312.7514.597.004.3913.8619.188.113.152.941.3112.128.4617.4618.16
13.978.4617.8317.8311.14
17.838.52
28.807.0012.907.0010.42
10.50
13.39
24.14
10.9810.64
11.388.836.573.78
E
(Lux)600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
300
300
300
600
300
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
300
600
600
600
600
600
300
600
600
600
600
300
300
300
APÉNDICE 3
207 '
COMPARACIÓN ENTRE ILUMINACIÓN ACTUAL Y DE DISENIOOf No.
4.014.024.034.044.05
4.06
4.074.084.094.10
4.114.124.134.144.154.164.175.015.025.035.045.055.065.075.085.095.105.11
5.12
6.016.026.036.046.056.066.076.086.096.106.116.126.13
Cod.
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
12
1
2
13
14
8
6
5
4
3
11
2
10
1
7
8
9
12
7
13
6
5
4
3
10
8
9
2
11
12
1
Lamp. InstaladasCantidad
2
8
6
18
4
2
6
4
2
4
4
18
8
8
22
8
18
8
12
16
16
4
6
18
12
18
18
12
30
8
4
24
16
12
8
28
16
16
24
16
8
8
Lux
381
683
379
740
396
408
595
326
914
547
343
779
636
495
688
592
847
567
515
529
550
282
425
606
594
606
606
646
625
702
635
1075914
691
685
1476874
902
11171087731
685
Medición en luxON
400
700
390
400
420
550
650
260
650
300
470
360
650
720
300
300
600
800
500
450
500
270
600
550
500
550
500
750
300
400
550
800
750
600
700
500
900
700
900
450
400
900
OFF
250
350
300
250
200
200
340
110
10
120
320
150
350
550
105
105
300
650
300
150
300
10
395
350
300
250
300
500
100
100
50
400
550
240
600
80
600
600
500
100
50
650
Lamp de dlsenioCantidad
1.577.009.50
14.606.102.906.103.800.654.407.00
11.807.509.709.604.10
12.804.20
14.0018.20
17.508.528.50
17.8012.3017.8017.8011.2014.406.843.896.70
10.5010.42
7.00
11.38
10.9810.6412.895.904.40
7.00
Lux
300
600
600
600
600
600
600
300
300
600
600
500
600
600
300
300
600
300
600
600
600
600
600
600
600
600
600
600
300
600
600
300
600
600
600
600
600
600
600
400
400
600
AccionesN.Lamp
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
2
-6
1
4
-10
-2
-6
-2
I
I
I
2
I
1
1
1
1
1
•14
I
I
-12
-4
I
I
-12
-4
-4
-8
-8
-4
I
UbicaciónI
IC(4)
I
I
I
I
I
I
I
C(3)C(6)
I
C(6)C(6)
C(3)C(6)C(3)
I
I
I
C(3)I
I
I
I
I
I
C(8)I
IC(3)C(3)I
I
C(4)C(3)C(3)C(4)C(2)C(1)C(2)
APÉNDICE 4
208
CALCULO DEL AHORRO POTENCIAL DE ENERGÍAOPCIÓN 1: RETIRO DE EXCESO DE LUMINARIASOfNo.
4.014.024.034.04
4.054.064.074.084.094.104.11
4.124.134.144.154.164.17
Cod.
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
12
1
2
13
14
8
N. Lam
+ 2
+ 2
+ 2-6
+4
•10
-2
-6
PRet.(W)0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
306
0
0
510
102
306
T. Fuñe.
(H)
0
0
0.5
0
8
0
0
0
0
0
8
8
0
8
8
8
8
Ahorro(kW-H)/d
0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0002.4480.000o.ooo4.0800.8162.448
P. Agreg.(W)
0
0
102
0
102
0
0
0
0
0
102
0
0
204
0
0
0
En. Adicional(kW-H)/d
0.0000.0000.0510.0000.8160.0000.0000.0000.0000.0000.8160.0000.0001.6320.0000.0000.000
Iluminación
AdecuadaAdecuadaDeficienteAdecuadaDeficienteAdecuadaAdecuadaAdecuadaAdecuadaAdecuadaDeficienteExcesivaAdecuadaDeficiente |¡
Excesiva IIExcesiva 11Excesiva |
SUBTOTAL 1 9.792 3.315 ||5.01
5.025.03
5.045.055.06
5.075.085.09
5.105.11
5.12
6
5
4
3
11
2
10
1
7
8
9
12
-2
+ 2
-14
102
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
714
8
0
0
0
8
0
0
0
0
0
0
8
0.8160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0005.712
0
0
0
0
102
0
0
0
0
0
0
0
0.0000.0000.0000.0000.8160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
Excesiva |Adecuada IIAdecuada IAdecuadaDeficiente 1AdecuadaAdecuadaAdecuada 1Adecuada 1Adecuada 1Adecuada 1Excesiva |
SUBTOTAL 2 6.528 0.8166.016.02
6.036.046.056.066.076.086.096.106.116.126.13
7
13
6
5
4
3
10
8
9
2
11
12
1
-12
-4
-12
-4
-4
-8
-8
-4
0
0
612
204
0
0
612
204
204
408
408
204
0
0
0
0.0838
0
0
8
8
8
8
8
8
0
0.0000.0000.051
1.6320.0000.0004.8961.6321.8323.2643.2641.632O.OOO
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000o.ooo0.000
AdecuadaAdecuadaExcesivaExcesivaAdecuadaAdecuadaExcesivaExcesivaExcesivaExcesivaExcesivaExcesivaAdecuada
SUBTOTAL 3 18.003 0.000T O T A L 34.323 4.131TOTAL AHORRO 30.1918
APÉNDICE 5
209
CALCULO DEL AHORRO POTENCIAL DE ENERGÍA
OPCIÓN 2: RETIRO DE EXCESO DE LUMINARIAS E
IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS DE CONTROL ADICIONALES
Of No.
4.01
4.02
4.03
4.04
4.05
4.06
4.07
4.08
4.09
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.18
4.17
Cod.
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
12
1
2
13
14
8
Lamp.
+ 2
+ 2
+ 2
-6
+ 4
-10
-2
-6
PR1.
(W)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
306
0
0
510
102
306
TF1
(H)0
0
0.5
0
8
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0
0
0
0
8
8
0
8
8
8
8
Ahorro 1(kW-H)/d
0.0000.0000.0000.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
2.448
0.000
0.000
4.080
0.816
2.448
P Ag.
(W)
0
0
102
0
102
0
0
0
0
0
102
0
0
204
0
0
0
En. Adíe(kW-H)/d
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0.000
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.816
0.000
0.000
1.632
0.000
0.000
0.000
IL
AAD
A
D
AAA
A
ADEA
DE
E
E
PR2.
(W)
0
204
204
306
146
0
102
0
0
0
204
306
204
306
0
0
306
TF2
(H)0
6.5
0.5
6.5
6.5
0
6.5
0
0
0
6.5
6.5
6.5
6.5
0
0
6.5
FACT
CORR
0.00
0.80
0.80
0.50
0.85
0.85
0.65
0.00
0.00
0.00O.BO
0.90
0.80
0.90
0.00
0.00
0.80
Ahorro2(kW-H/d)
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0.995
0.807
0.000
0.564
0.000
0.000
0.0001.061
1.790
1.061
1.790
0.000
0.000
1.591
SUBTOTAL 1 9.792 3.315 10.800
5.01
5.02
5.03
5.04
5.05
5.06
5.07
5.08
5.09
5.10
5.11
5.12
6
5
4
3
11
2
10
1
7
8
9
12
-2
+ 2
-14
102
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
714
8
0
0
0
8
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0
0
0
0
0
8
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.0000.000
0.000
5.712
0
0
0
0
1020
0
0
00
0
0
0.000
0.000
0.000
0.000
0.816
0.000
0.0000.000
0.000
0.000
0.000
0.000
EAAA
DAAAAAA
E
102
306
306
408
0
342
306
306
306
306
306
0
6.5
6.5
6.5
6.5
0
6.5
6.5
6.5
0.08
0.5
6.5
0
0.50
0.80
0.90
0.90
0.00
0.85
0.800.80
1.00
1.00
0.80
0.00
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2.387
0.000
1.890
1.5911.591
0.0240.153
1.591
0.000SUBTOTAL 2 6.528 0.818 12.940
6.01
6.02
6.03
6.04
6.05
6.06
6.07
6.086.09
6.10
6.116.12
6.13
7
13
6
54
3
10
8
9
2
1112
1
-12
-4
-12
-4-4
-8
-8
-4
00
612
204
0
0
612
204
204408
408
2040
0
0
0.08
8
0
0
88
88
8
80
0.000
0.0000.051
1.632
0.000
0.000
4.896
1.632
1.6323.264
3.264
1.632
0.000
0
00
0
0
0
00
0
0
0
0
0
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.0000.000
0.0000.0000.000
A
A
EEAA
EE
EE
E
EA
0
0
0
204
408
204
0204
204408
0
00
0
00
6.5
6.5
6.50
6.5
6.56.5
0
00
0.00
0.000.00
0.80
0.65
0.85
0.000.60
0.850.60
0.000.00
0.00
0.000
0.000
0.000
1.061
2.254
1.127
0.000
1.0611.127
2.122
0.000
0.0000.000
SUBTOTAL 3 18.003 0.000 8.752
T O T A L 34.323 4.131 32.492
TOTAL AHORRO = 62.7
APÉNDICE 6
210
CALCULO DEL AHORRO POTENCIAL DE ENERGÍA
OPCIÓN 3: RETIRO DE EXCESO DE LUMINARIAS E
IMPLEMENTACION DE SENSORES DE POSICIÓN
Of No.
4.01
4.02
4.03
4.04
4.05
4.06
4.07
4.08
4.09
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
Cod.
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
12
1
2
13
14
8
Lamp
-(-2
+ 2
+ 2
-6
+ 4
-10
-2
-6
PR
(W)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
306
0
0
510
102
306
TF
(H)
0
0
0.5
0
8
0
0
0
0
0
8
8
0
8
8
8
8
Ahorro!(kW-H)/d
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
2.448
0.000
0.000
4.080
0.816
2.448
PAg.
(W)0
0
102
0
102
0
0
0
0
0
102
0
0
204
0
0
0
En. Adic
(kW-H)/d
0.000
0.000
0.051
0.000
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.816
0.000
0.000
1.632
0.000
0.000
0.000
IL
A
AD
A
D
A
A
A
A
A
D
E
A
D
E
E
E
SE
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
10
10
0
0
1
Descripc
BarOf.ContaOf.AdmiS. ReunióSecretar)Secretar!RecepclComputaBar
Secretar!Of.AdmlImprentaOf.AdmlSecretar!A.ComunA.ComunOf.Adml
TOcup(m)
15240
10
0
0
0
0
0
15
0
240
0
240
0
o0
240
T Ahorr(m)
15
240
20
0
0
0
0
0
465
0
240
0
240
0
0
0
240
Pote(W)
408
408
408
0
0
0
0
0
204
0
408
0
408
0
0
0
612
A horro 2(kW-H/d)
0.102
1.632
0.136
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
1.581
0.000
1.632
0.000
1.632
0.000
0.000
0.000
2.448
SUBTOTAL 1 9.792 3.315
5.01
5.02
5.03
5.04
5.05
5.06
5.07
5.08
5.09
5.10
5.11
5.12
6
5
4
3
11
2
10
1
7
8
9
12
-2
+ 2
-14
102
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
714
8
0
0
0
8
0
0
0
0
0
0
8
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
5.712
0
0
0
0
102
0
0
0
0
0
0
0
0.000
0.000
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0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
E
A
A
A
D
A
A
A
A
A
A
E
110
0
0
0
110
110
BarOf.AdmiSecretar!Centro CSecretar!Secretar!Of.AdmlOf.AdmlBodegaSala de IOf.AdmlA.Comun
30
240
0
0
0
0
360
240
0
15
240
0
450
240
0
0
0
0
120
240
0
15
240
0
306
612
0
0
0
0
918
612
0
918
612
0
2.295
2.448
0.000
0.000
0.000
0.000
1.836
2.448
0.000
0.230
2.448
0.000
SUBTOTAL 2 6.528 0.816
6.01
6.02
6.03
6.04
6.05
6.06
6.07
6.08
6.09
6.10
6.11
6.12
6.13
7
13
6
5
4
3
10
8
9
2
11
12
1
-12
-4
-12
-4
-4
-8
-8
-4
0
0
612
204
0
0
612
204
204
408
408
204
0
0
0
0.06
8
0
0
8
8
8
8
8
8
0
0.000
0.000
0.051
1.632
0.000
0.000
4.896
1.632
1.632
3.264
3.264
1.632
0.000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.000
0.000
O.OOOj
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
A
A
E
E
A
A
E
E
E
E
E
E
A
0
10
10
0
0
1110
0
0
Sala deBarSala de eOf.AdmlSecretar!Secretar!Secretar!Of.AdmlOf.AdmlOf.AdmlA.ComunA.ComunS.Lectur
0
30
0
240
0
0
0
240
240
240
0
0
0
0
450
0
240
0
0
0
240
240
240
0
0
0
0
102
0
612
0
0
0
612
612
816
0
0
0
0.000
0.765
0.000
2.448
0.000
0.000
0.000
2.448
2.448
3.264
0.000
0.000
0.000
SUBTOTAL 3 18.003 0 11.373
T O T A L 34.3228 4.131 11.373
TOTAL AHORRO 41 .5648
APÉNDICE?
211
CALCULO DEL AHORRO POTENCIAL DE ENERGÍAOPCIÓN 4: RETIRO DE EXCESO DE LUMINARIAS
SENSORES DE POSICIÓN + CÉLULA FOTOELÉCTRICAOf.
4.014.024.034.044.054.064.074.084.094.104.114.124.134.144.154.164.17
Cod
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
121
2
1314
8
Lam
+ 2
+ 2
+ 2-6
+ 4-10-2
-6
PR1.(W)
0
00
0
0
0
0
0
0
0
0
306
00
510
102
306
TF1.(H)0
0
0.50
8
0
0
0
0
0
8
8
08
8B
8
Ahorrol(kW-H)/d
0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0002.4480.0000.0004.0800.8162.448
PAg.(W)
0
0
102
0
102
0
0
0
0
0
102
0
0204
0
0
0
En. Adic(kW-H)/d
0.0000.0000.0510.0000.8160.0000.0000.0000.0000.0000.8160.0000.0001.6320.0000.0000.000
IL
A
A
D
A
D
A
A
A
A
A
D
EA
D
E
E
E
PR2.(W)
0
204
204
306
146
0
102
0
0
0
204
306
204
306
0
0
306
TF2.(H)0
6.5
0.5
6.5
6.5
0
6.5
0
0
0
6.5
6.5
6.5
6.5
0
0
6.5
Ahorro2(kW-H/d)
0.0001.3260.1021.9890.9490.0000.6630.0000.0000.0001.3261.9891.3261.9890.0000.0001.989
SE
1110
0
0
0
0
10
10
10
0
0
1
TOc(m)15
240
10
0
0
0
0
0
15
0
240
0
240
0
0
0
240
TAh
(m)15
240
20
0
0
0
0
0
465
0
240
0
240
0
0
0
240
Pot
<W)
408
408
4080
0
0
0
0
204
0
408
0
408
0
0
0
612
Ahorros(kW-H/d)
0.1021.6320.1360.0000.0000.0000.0000.0001.5810.0001.6320.0001.6320.0000.0000.0002.448
SUBTOTAL 1 9.792 3.315 13.648 9.1635.015.025.035.045.055.065.075.085.095.105.115.12
6
5
4
3
112
10
1
78
9
12
-2
+ 2
-14
102
0
0
00
0
0
0
00
0
714
8
0
0
0
80
0
0
00
0
8
0.8160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0005.712
0
0
0
0
1020
00
0
0
0
0
0.0000.0000.0000.0000.8160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
E
A
A
A
D
A
AA
A
A
A
E
102
306
306
408
0
342
306
306
306
306306
0
6.5
6.5
6.5
6.5
0
6.5
6.5
6.5
0.080.5
6.5
0
0.6631.9891.9892.6520.0002.2231.9891.9890.0260.1531.9890.000
110
0
0
0
110110
30
240
0
0
0
0
360
240
0
15
240
0
450
240
0
0
0
0
120
240
0
15
240
0
306
612
0
00
0
918
612
0
918612
0
2.2952.4480.0000.0000.0000.0001.8362.4480.0000.2302.4480.000
SUBTOTAL 2 6.528 0.816 15.662 11.7056.016.026.036.046.056.066.076.086.096.106.116.126.13
7
13
6
5
4
3
10
8
9
2
11
121
-12
-4
-12-4
-4
-8
-8
-4
0
0
612
204
0
0
612
204204
408
408
2040
0
0
0.088
0
0
8
88
8
8
80
0.0000.0000.0511.6320.0000.0004.8961.6321.6323.2643.2641.6320.000
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
00
0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
A
A
E
E
A
A
E
E
EE
E
EA
0
0
0
204
408
2040
204
204
408
0
0
0
0
0
0
6.5
6.5
6.50
6.5
6.56.5
0
00
0.0000.0000.0001.3262.6521.3260.0001.3261.3262.6520.0000.000o.ooo
0
10
10
0
01110
00
0
30
0
240
0
0
0240
240
240
0
0
0
0
450
0
240
0
0
0240
240240
0
0
0
0
102
0
612
0
0
0612
612
816
00
0
0.0000.7650.0002.4480.0000.0000.0002.4482.4483.2640.0000.0000.000
SUBTOTAL 3 1 8.003 0.000 1 0.608 1 1 .373T O T A L 34.323 4.131 39.918 32.241TOTAL AHORRO 102.350
212
CALCULO DEL AHORRO POTENCIAL DE ENERGÍAOPCIÓN 5: RETIRO DE EXCESO DE LUMINARIAS Y
CAMBIO A LAMPARAS FLUORESCENTES DE ALTO RENDIMIENTOOf No.
4.014.024.034.044.054.064.074.084.094.104.114.124.134.144.154.164.17
Cod
15
7
6
9
5
16
4
3
17
11
10
12
1
2
13
14
8
Lam
+ 2
+ 2
+ 2-6
+ 4-10
-2
-6
PR1.(W)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
306
0
0
510
102
306
TF1.(H)
0
0
0.5
0
8
0
0
0
0
0
8
8
0
8
8
8
8
Ahorrol(kW-H)/d
0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0002.4480.0000.0004.0800.8162.448
PAg.(W)
0
0
58
0
58
0
0
0
0
0
58
0
0
116
0
0
0
En. Adic(kW-H)/d
0.0000.0000.0290.0000.4640.0000.0000.0000.0000.0000.4640.0000.0000.9280.0000.0000.000
IL
A
A
D
A
D
A
A
A
A
A
D
E
A
D
E
E
E
PR2.(W)
262
176
176
396
176
44
132
88
88
88
176
264
176
264
264
132
264
TF2.(H)
1
8
0.5
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Ahorro2(kW-H)/d
0.2621.4080.0883.1681.4080.3521.0560.7040.7040.7041.4082.1121.4082.1122.1121.0562.112
PR3.(W)
0
116
116
174
102
0
58
0
0
0
116
174
116
174
0
0
174
TF3.
(H>0
6.5
0.5
6.5
6.5
0
6.5
0
0
0
6.5
6.56.5
6.5
0
0
6.5
FACTCORR
0.000.800.800.500.850.850.850.000.000.000.800.900.800.900.000.000.80
Ahorros(kW-H)/d
0.000
0.603
0.046
0.566
0.564
0.000
0.320
0.000
0.000
0.000
0.603
1.018
0.603
1.018
O.OOO
0.000
0.905
SUBTOTAL 1 9.792 1.885 22.174 6.2465.015.025.035.045.055.065.075.085.095.105.115.12
6
5
4
3
11
2
10
1
7
8
9
12
-2
+ 2
-14
102
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
714
8
00
0
8
0
0
0
0
0
0
8
0.8160.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0005.712
0
0
0
0
102
0
0
0
0
0
0
0
0.0000.0000.0000.0000.8160.0000.0000.0000.000o.ooo0.0000.000
E
AA
A
D
A
A
A
A
A
A
E
132
264
352
352132
132
396
264
396
396
264
352
8
8
8
88
8
8
8
0.080.5
8
8
1.0562.1122.8182.8161.0561.0563.1682.1120.0330.1982.1122.816
58
174
174
2320
298
174
174
174
174
174
0
6.5
6.5
6.5
6.5
0
6.5
6.5
6.5
0.080.5
6.5
0
0.500.800.900.900.000.850.800.801.001.000.800.00
0.189
0.905
1.018
1.357
0.000
1.646
0.905
0.905
0.015
0.087
0.905
0.000
SUBTOTAL 2 Total 6.528 0.816 21.351 7.9316.016.026.036.046.056.066.076.086.096.106.116.126.13
7
13
6
5
4
3
108
9
2
11
121
-12
-4
-12-4
-4
-8
-8
-4
0
0
612
204
0
0
612204
204
408
408
2040
0
0
o.oa8
0
0
6a8
8
8
80
0.0000.0000.0511.6320.0000.0004.8961.6321.6323.2643.2641.6320.000
0
0
0
0
0
0
0O
0
00
0
0
0.0000.000o.ooo0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000
A
A
E
EA
A
EE
E
E
EE
A
0
44
264
264
264
176
352264
264
352
176
88
176
0
8
0.088
8
8
88
8
8
8
8
0.08
0.0000.3520.0222.1122.1121.4082.8162.1122.1122.8161.4080.7040.015
0
0
0
116
232
116
0
116
116
232
00
0
0
0
0
6.56.5
6.50
6.5
6.5
6.5
0
00
0.000.000.000.800.850.850.000.800.850.800.000.000.00
0.000
0.000
0.000
0.603
1.282
0.641
0.000
0.603
0.641
1.206
0.000
0.000
0.000
SUBTOTAL 3 18.003 0.000 17.989 4.976T O T A L 34.323 2.701 61.514 19.153TOTAL AHORRO 112.289
APÉNDICE 9
213
CALCULO ECONÓMICO DE CONSUMO DEL VALOR ESPERADO
Medidor No. 8182T15CONSUMO ESTIMADO (kW-H/m) = 1416.756
kW-H20
60
70
350
500
416.756
Costo Unitario
$75.00$160.00$200.00$220.00$240.00
kW-H Totales20
80150500
10001416.756
Costo Total$2,725.00$4,500.00
$11,200.00$70,000.00
$110,000.00$100,021.44
Costo Acumulado$2,725.00$7,225.00
$18,425.00$88,425.00
$198,425.00$298,446.44
'LANILLA 1 Consumo medido $298,446.442 Alumbrado Publico $29,844.643 Imp. para Bomberos $50.004 Seguro contra Incendios $272.005 Tasa recolección de basura $29,844.646 Fondo de Etectrif (FERUM) $29,844.64
VALOR TOTAL $388,302.37
Medidor No. 9116T15CONSUMO ESTIMADO (kW-H/m) = 1372.647
kW-H20
60
70
350
500
372.647
Costo Unitario
$75.00$160.00$200.00$220.00$240.00
kW-H Totales2080
150500
10001372.647
Costo Total$2,725.00$4,500.00
$11,200.00$70,000.00
$110,000.00$89,435.28
Costo Acumulado$2,725.00$7,225.00
$18,425.00$88,425.00
$198,425.00$287,860.28
= LAN ILLA 1 Consumo medido $287,860.282 Alumbrado Publico $28,786.033 Imp. para Bomberos $50.004 Seguro contra incendios $272.005 Tasa recolección de basura $28,786.036 Fondo de Electrif (FERUM) $28,786.03
VALOR TOTAL $374,540.36
Medidor No. 9011 T1 5CONSUMO ESTIMADO (kW-H/m) = 1559.97
kW-H20
60
70
350500
559.97
Costo Unitario
$75.00$160.00$200.00$220.00$240.00
kW-H Totales2080
150
5001000
1559.97
Costo Total$2,725.00$4,500.00
$11,200.00$70,000.00
$110,000.00$134,392.80
Costo Acumulado$2,725.00$7,225.00
$18,425.00$88,425.00
$198,425.00$332,817.80
'LANILLA 1 Consumo medido $332,817.802 Alumbrado Publico $33,281.783 Imp. para Bomberos $50.004 Seguro contra incendios $272.005 Tasa recolección de basura $33,281.786 Fondo de Electrif (FERUM) $33,281 .78
VALOR TOTAL $432,985.14
APÉNDICE 10
214
CALCULO DE AHORRO ECONÓMICO
Medidor 81 82T1 5
OPCIÓN 1:
AHORRO ESTIMADO (kWH/d) 6.477AHORRO ESTIMADO (kWH/m) = 1 36.01 7CONSUMO ESTIMADO (kW-H/m) = 1280.739
CALCULO
kW-H206070
350500
280.739
PLANILLA
1
23
4
56
Costo Unitario
$75.00$160.00$200.00$220.00$240.00
kW-H Totales Coste20 $2,80 $4,
150 $11,500 $70,
1000 $110,1280.739 $67,
i Total Costo Acumulad725.00 $2,725.00500.00 $7,225.00
200.00 $18,425.00000.00 $88,425.00
000.00 $198,425.00
377.36 $265,802.36
Consumo medido $265,802.36Alumbrado Publico $26,Imp. para Bomberos
580.24
$50.00
Seguro contra incendios $272.00Tasa recolección de basura $26Fondo de Electrif (FERUM) $26
VALOR TOTAL $345
580.24580.24
865.07
APÉNDICE 11
215
AHORRO ECONÓMICO ESTIMADO
Consumo Estimado(kW-H/m)
Ahorro Estimado(kW-H/m)
Valor total(S/./m)
Ahorro(S/./m)
Medidor No. 81 82T1 5Opción 1Opción 2Opción 3Opción 4Opción 5
1280.741053.94
1088.32
801.71
653.89
136.0217.28
328.44
615.05
762.87
345,865.07
275,103.47
285,829.09
201,562.99
159,286.75
42,437.30113,198.90102,473.28
186,739.38229,015.62
Medidor No. 911 6T1 5
Opción 1Opción 2Opción 3Opción 4Opción 5
1252.71980.931006.91
678.01
637.77
119.95391 .72
365.75
694.64
734.87
337,115.34
252,819.82
260,427.46
166,185.07154,678.78
37,425.02121,720.54114,112.91208,355.29219,861.58
Medidor No. 9011 T1 5
Opción 1Opción 2Opción 3Opción 4Opción 5
1181.91
998.13
943.08
720.31
699.95
378.06561.84
616.89
839.66860.02
315,030.79257,738.99241,994.87
178,283.22
172,461.00
117,954.35
175,246.15
190,990.27
254,701 .92
260,524.14
216
APÉNDICE 12
PRESUPUESTO DE REMODELACION DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN
Medidor No. 81 82T1 5OPCIÓN 1
MATERIALESRUBR
1
2
TOTAL
ESPECIFICACIÓN UNIDAD CANTIConductor de cobr u 1 0(solido N 14 AWGInterruptor doble* u 11 0 A. con placa
MATERIALES
DA VALOR UNIT VALOR TOTAL) 400.00 40,000.00
6,000.00 6,000.00
46,000.00
MANO DE OBRARUBR
12
3
TOTAL
ESPECIFICACIÓN UNIDAD CANTPunto de iluminacio u 5Cambio de posicio u 34de luminariaRetiro de luminaria u 12
MANO DE OBRA
TOTAL MANO DE OBRA Y MATERIALESHERRAMIENTAS (5%)TRANSPORTE (10%)IMPREVISTOS (5%)DIRECCIÓN TÉCNICA (20%)
PRESUPUESTO TOTAL
IDA VALOR UNIT VALOR TOTAL10,000.00 50,000.0010,000.00 340,000.00
5,000.00 60,000.00
450,000.00
496,000.00
24,800.0049,600.00
24,800.00
99,200.00
694,400.00
(*) requiere cambio
APÉNDICE 13
217
PRESUPUESTO DE REMODELACION DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN
Medidor No. 81 82T1 5
MATERIALESMANO DE OBRAADICIONALESTOTAL1
OPCION146,000.00
450,000.00198,400.00694,400.00
OPCION2142,500.00538,000.00272,200.00952,700.00
OPCION34,422,000.00
655,000.002,030,800.007,107,800.00
OPCION45,017,000.00
655,000.002,268,800.007,940,800.00
OPCIÓN 516,990,500.00
640,000.007,052,200.00
24,682,700.00
Medidor No. 911 6T1 5MATERIALESMANO DE OBRAADICIONALESTOTAL2
105,400.00190,000.00118,160.00413,560.00
198,400.00286,000.00193,760.00678,160.00
4,411,400.00380,000.00
1,916,560.006,707,960.00
4,921,400.00380,000.00
2,120,560.007,421,960.00
20,436,000.00780,000.00
8,764,160.0029,980,160.00
Medidor No. 9011 T1 5MATERIALESMANO DE OBRAADICIONALESTOTAL3
54,500.00310,000.00145,800.00510,300.00
98,000.00366,000.00185,600.00649,600.00
4,290,500.00485,000.00
1,910,200.006,685,700.00
4,715,500.00485,000.00
2,080,200.007,280,700.00
16,082,500.00610,000.00
6,677,000.0023,369,500.00
TOTAL 1,618,260.00 2,280,460.00 20,501,460.00 22,643,460.00 78,032,360.00
APÉNDICE 14
218
VALOR ESPERADO DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Medidor No. 8182T1 5CONSUMO (kWHDIARIOMENSUAL
CURVA DE CARG67.199
1,411.185
INVENTAR!67.583
1,419.243
PLANILLA67.611
1,419.840
VALOR ESPERAD67.465
1,416.756
DESV.STANDA0.0140.298
Medidor No. 91 16T1 5CONSUMO (kWHDIARIOMENSUAL
CURVA DE CARG63.174
1,326.660
INVENTAR!71.680
1,505.280
PLANILLA61.238
1,286.000
VALOR ESPERAD65.364
1,372.647
DESV.STANDA5.221
109.640
Medidor No. 9011 T1 5CONSUMO (kWHDIARIOMENSUAL
CURVA DE CARG73.788
1,549.544
INVENTARI79.577
1,671.117
PLANILLA69.488
1,459.250
VALOR ESPERAD74.284
1,559.970
DESV.STANDA5.044
105.933
APÉNDICE 15
219
ANÁLISIS ECONÓMICO DE ALTERNATIVAS
PISO 4
MaterialesMano de obraAdicionalesTotal inversión
OPCION146,000.00
450,000.00198,400.00694,400.00
OPCION2142,500.00538,000.00272,200.00952,700.00
OPCION3
4,422,000.00655,000.00
2,030,800.007,107,800.00
OPCION4
5,017,000.00655,000.00
2,268,800.007,940,800.00
OPCION516,990,500.00
640,000.007,052,200.00
24,682,700.00
VPNC 694,400.00 952,700.00 7,107,800.00 7,940,800.00 24,682,700.00
Beneficio(S/./m) 42,437.30 113,198.90 102,473.28 186,739.38 229,015.62
Beneficio(S/./a) 509,247.60 1,358,386.80 1,229,679.36 2,240,872.56 2,748,187.44
CALCULO VPNB
A-0A-1A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
A-9
A-10
509,247.60454,685.36405,969.07362,472.38
323,636.06288,960.76258,000.68230,357.75205,676.56183,639.79163,964.10
1,358,386.801,212,845.361,082,897.64
966,872.89
863,279.37770,785.15688,201.03614,465.20548,629.65489,847.90437,364.19
1,229,679.361,097,928.00
980,292.86875,261.48781,483.46697,753.09
622,993.83556,244.49496,646.87443,434.70
395,923.84
2,240,872.562,000,779.07
1,786,409.891,595,008.831,424,115.021,271,531.271,135,295.781,013,656.94
905,050.84808,081.11721,500.99
2,748,187.442,453,738.792,190,838.201,956,105.541,746,522.801,559,395.361,392,317.281,243,140.431,109,946.81
991,023.94884,842.80
VPNB 3,386,610.12 9,033,575.18 6,285,392.09 11,454,012.41 18,276,059.40
VPN 2,692,210.12 8,080,875.18 (822,407.91)1 3,513,212.41 (6,406,640.60)
B/C 4.68 9.48 0.88 1.44 0.74
X = I /A 0.21 0.11 1.13 0.69 1.35
TIR (%) 63.34 132.58 7.30 18.22 1.13
220
APÉNDICE 15Pagina 2
ANÁLISIS ECONÓMICO DE ALTERNATIVAS
PISOS
VI ateríalesMano de obraAdicionalesTotal inversión
OPCIÓN 1105,400.00190,000.00118,160.00413,560.00
OPCION2198,400.00286,000.00193,760.00678,160.00
OPCION34,411,400.00
380,000.001,916,560.006,707,960.00
OPCION44,921,400.00
360,000.002,120,560.007,421,960.00
OPCION520,436,000.00
780,000.008,764,160.00
29,960,160.00
VPNC 413,560.00 678,160.00 6,707,960.00 7,421,960.00 29,980,160.00
Beneficio(S/./m) 37,425.02 121,720.54 114,112.91 208,355.29 219,861.58
Beneficio(S/./a) 449,100.24 | 1,460,646.48 1,369,354.92 2,500,263.48 2,638,338.96
CALCULO VPNB
A-0
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
A-9
A-10
449,100.24400,982.36358,019.96319,660.68285,411.32254,631.54
227,528.16203,150.14181,384.05161,950.05144,598.26
1,460,646.48
1,304,148.641,164,418.431,039,659.31
928,267.24828,810.04740,008.96660,722.29589,930.62526,723.76
470,289.07
1,369,354.921,222,638.321,091,641.36
974,679.78870,249.81777,008.76693,757.82619,426.62553,059.49493,803.11440,895.64
2,500,263.482,232,378.111,993,194.741,779,638.161,588,962.641,418,716.641,266,711.291,130,992.221,009,814.49
901,620.08805,017.92
2,638,338.96
2,355,659.792,103,267.671,877,917.561,676,712.111,497,064.381,336,664.63
1,193,450.56
1,065,580.86951,411.48849,474.53
VPNB 2,986,616.76 9,713,624.86 6,999,330.77 12,779,865.06 17,545,542.51
VPN 2,573,056.76 9,035,464.86 291,370.77 5,357,905.06 (12,434,617.49)
B/C 7.22 14.32 1.04 1.72 0.59
X = I / A 0.14 0.07 0.96 0.58 1.71
TIR (%) 98.59 205.38 10.41 23.69 (1.20)
221
APÉNDICE 15Pagina 3
ANÁLISIS ECONÓMICO DE ALTERNATIVAS
PISO 6
MaterialesMano de obraAdicionales
OPCION154,500.00
310,000.00145,800.00
OPCION298,000.00
366,000.00185,600.00
OPCION34,290,500.00
485,000.001,910,200.00
OPCION4
4,715,500.00485,000.00
2,080,200.00
OPCION516,082,500.00
610,000.006,677,000.00
Total Inversión 510,300.00 649,600.00 6,685,700.00 7,280,700.00 23,369,500.00
VPNC 510,300.00 649,600.00 6,685,700.00 7,280,700.00 23,369,500.00
Beneficio(S/./m) 37,425.02 121,720.54 114,112.91 208,355.29 219,861.58
Beneflcio(S/./a) 449,100.24 1,460,646.48 1,369,354.92 2,500,263.48 2,638,338.96
CALCULO VPNB
A-0
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
A-9
A-10
449,100.24
400,982.36358,019.96319,660.68285,411.32254,831.54
227,528.16203,150.14181,384.05161,950.05144,598.26
1,460,646.481,304,148.641,164,418.431,039,659.31
928,267.24828,810.04740,008.96660,722.29
589,930.62526,723.76470,289.07
1,369,354.921,222,638.321,091,641.36
974,679.78870,249.81777,008.76693,757.82619,426.62553,059.49
493,803.11440,895.64
2,500,263.482,232,378.111,993,194.741,779,638.161,588,962.641,418,716.641,266,711.291,130,992.221,009,814.49
901,620.08805,017.92
2,638,338.962,355,659.79
2,103,267.671,877,917.561,676,712.111,497,064.381,336,664.631,193,450.561,065,580.86
951,411.46849,474.53
VPNB 2,986,616.76 9,713,624.86 6,999,330.77 12,779,865.06 17,545,542.51
VPN 2,476,316.76 9,064,024.86 313,630.77 5,499,165.06 (5,823,957.49)
B/C 5.85 14.95 1.05 1.76 0.75
X = I /A 0.17 0.07 0.96 0.57 1.33
TIR (%) 78.01 214.85 10.48 24.34 1.29
ANEXO 1
223
PLANILLAS DE PAGOLECTURA ANTERIOR LECTURA ACTUAL CONSUMO
MEDIDOR No. 8182T15Anio1993
1993
1993
19931993
1994
1994
1994
19941994
1994
1994
1994
1994
19941995
1995
19951995
MesAGOSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULSEPOCTDICENEFEBMARABR
Día27282826282726
29
27
2829
28
28
27
2927
28
2927
Lectura6853169965713717267273983
75295
76603
78059
79418
80802
82201
83591
86199
875279066992112
93640
9539596808
Anio19931993199319931994
1994
1994
19941994
19941994
1994
1994
19941995
1995
19951995
1995
MesSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOOCTNOVENEFEBMARABRMAY
Día2828262827262927282928
27
272627
28
29
2727
Lectura69965713717267273983
75295
76603
78059
79418
80802
822018359184671
87527
8917392112
93640
95395
9680898332
(kW-H)14341406
13011311
1312
1308
1456
1359
1384
13991390
1280
1328
1646
144315281755
14131524
MEDIDOR No. 9116T15Anio19941994199419941994
MesABRMAYJUNJULSEP
Día
27
282928
28
Lectura730047426775468
76799
79313
Anio199419941994
1994
1994
MesMAYJUNJULAGOOCT
Día2829282727
Lectura74267754687679978008
80473
(kW-H)12631201133112091160
ANEXO 1Pagina 2
224
19941994
1994
1995
1995
1995
1995
OCTNOVDICENEFEBMARABR
272629
27
28
2927
80473
81897
83342
84528
854358713688413
19941994
1995
19951995
1995
1995
NOVDICENEFEBMARABRMAY
26292728292727
81897
83342
845288543587136
88413
89741
14241445
1186
907
1701
1277
1328MEDIDOR No. 9011T15
Anio199219931993
1993
1993
19941994
19941994
19941994
1994
1994
19941994
1994
1995
1995
19951995
MesAGOSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULSEPOCTNOVDICENEFEBMARABR
Día27282826
28
2726
29
2728
29
2828
2726
2927
28
29
27
Lectura34571
35926
37363
38615
39865
4111742368
43749
45043
4625248133
49625525245388055501
57397
58882
603836217963725
Anio1993
19931993
1993
19941994
19941994
19941994
1994
1994
19941994
1994
1995
1995
1995
1995
1995
MesSEPOCTNOVDICENEFEBMARABRMAYJUNJULAGOOCTNOVDICENEFEBMARABRMAY
Dia282826
28
27
26
2927
2829
28
2727
26
29
27
28
292727
Lectura3592637363386153986541117
42368
4374945043
462524813349625
5106153880
5550157397
5868260383621796372565219
(kW-H)
1355
1437
1252
1250
12521251
1381129412091881
1492
14361356
162118961485
1501
1796
1546
1494
ANEXO 2
225
INVENTARIO DE CARGAPISO 4
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
2526
27
28
29
30
Equipo
CafeteraCocinaCentral TelefónicaP.C.ImpresoraImpresora LáserFaxMaquina de escribirMaquina de escribirFotocopiadoraTelexSumadoraFaxP.C.Maquina de escribirSumadoraTerminalMaquina de escribirP.C.P.C.CafeteraP.C.TerminalP.C.TerminalCompaginadoraCompaginadoraFijadora de matricesOffsetOffset
Marca
Regal WareCapitalPanasonicMclntoshImagen W2MclntoshPanasonicElectric MXElectric MXRicohSiemensCasioPanasonicAST
IBM
CasioData GeneralIBMAST
AcerRegal WareAST
Data GeneralAST
Data GeneralPlockmatic 10Plockmatic 10RicohRicoh
Pot.(W)
10901550300
300
200
600
64
40
40
140045
10
64
325
156
12
165
156
325
430
1090325
165
325
165
500
500
800
320
200
Tiempo(H/d)
2.000.25
24.0010.001.002.00
24.008.000.508.00
24.001.00
24.0010.0010.004.00
10.0010.0010.0010.004.00
10.0010.0010.0010.002.002.000.500.508.00
Ubic.Of.
4.1
4.1
4.1
4.2
4.2
4.2
4.3
4.3
4.4
4.5
4.5
4.5
4.5
4.6
4.6
4.6
4.6
4.7
4.7
4.8
4.9
4.10
4.10
4.11
4.11
4.124.124.124.124.12
Energía(kW-H)/d
2.1800.3887.2003.0000.2001.2001.5360.3200.020
11.2001.0800.0101.5363.2501.5600.0481.6501.5603.2504.3004.3603.2501.6503.2501.6501.0001.0000.4000.1601.600
FactorCorree
0.4
0.3
0.2
0.4
0.4
0.2
0.0
0.0
0.2
0.0
0.0
1.0
0.0
0.4
0.1
0.1
0.1
0.4
0.4
0.1
0.2
0.4
0.1
0.2
0.1
0.3
0.3
0.5
1.0
0.4
En.Correg(kW-H)/d
0.6180.1291.2001.2000.0830.2500.0320.0070.0030.4670.0230.0100.0321.3000.0780.0060,1650.6241.3000.4300.8181.3000.1650.6500.0830.2500.2500.2000.1600.600
226
ANEXO 2Pagina 2
31
32
33
34
35
36
37
38
394041
42
43
Procesadora matrlclalMaquina de vibraciónMaquina de escribirImpresoraP.C.SumadoraTerminalMaquina de escribirP.C.SumadoraTerminalAguzadoraImpresora
IBMEpson StylusAST
CasioData GeneralIBM
AST
CasioData General
Citizen
1400
75
156
80
325
26
165
156
325
26
165
200
200
3.000.501.00
10.00
10.008.00
10.000.25
10.0010.0010.000.25
10.00
4.124.124.134.144.144.144.144.144.144.144.144.144.14
4.2000.0380.1560.8003.2500.2081.6500.0393.2500.2601.6500.0502.000
0.1
0.2
1.0
0.1
0.4
0.1
0.2
1.0
0.4
0.1
0.2
0.7
0.1
0.2330.0060.1560.0401.3000.0260.3300.0391.3000.0260.3300.0330.100
Totall = 81.358 16.551CARGAS DE ILUMINACIÓN
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
LUMINARIA
Fluorescentes 2XLIncandescente X1Incandescentes X4Incandescentes X4Incandescentes X4FluorescentesFluorescentesIncandescentes X3Fluorescentes 2XLFluorescentes 2XL
Marca
PhilipsOsramOsramOsramOsramPhilipsPhilipsOsramPhilipsPhilips
Pot.(W)
102
100
240
320
240
22
25
120
102
102
Tiempo(h/d)9.000.500.509.000.509.000.250.500.501.00
Num.(u)70
1
1
1
1
2
712
3
Energía(kW-H)/d
64.2600.0500.1202.8800.1200.3960.0440.0600.1020.306
FactorCORR
0.80.30.5
0.10.5
0.8
0.0
0.2
1.0
0.5
En.Correg(kW-H)/d49.9800.0170.0600.3200.0600.3300.0000.0100.1020.153
Total2 = 68.338 51.032TOTAL = 149.6958 67.583
ANEXO 3227
INVENTARIO DE CARGAPISO 5
No
1
2
3
4
5
6
7
B
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Equipo
CafeteraP.C.TerminalP.C.P.C.TerminalMaq. de escribirP.C.P.C.ServidorServidorServidorP.C.P.C.ImpresoraImpresoraP.C.Reloj TarjeteroP.C.P.C.TerminalMaq. de escribirImpresora LáserP.C.SumadoraP.C.Terminal
Marca
Regal WareAST
Data GeneralAST
AST
Data GeneralIBM
AST
AST
Premia SE4/66dPremia SE4/66dData GeneralAST
AST
Epson DFX5000Data GeneralAST
AST
AST
Data GeneralIBM
MclntoshAST
NascoAST
Data General
Pot.(W)
1090
325
165
325
325
165
156
325
325
500
500
600
325
325
500
300
325
130
325
325
165
156
600
325
12
325
165
Tiemp(H/d)
10
10
10
10
10
10
1
10
10
24
24
24
10
10
10
10
10
24
10
10
10
0.5
8
10
1
10
10
Ubic.Of.
5.1
5.2
5.2
5.3
5.3
5.3
5.3
5.3
5.3
5.4
5.4
5.4
5.4
5.4
5.4
5.4
5.4
P
5.5
5.6
5.6
5.6
5.6
5.7
5.7
5.8
5.8
Energía(kW-H)/d
10.9003.2501.6503.2503.2501.6500.1563.2503.250
12.00012.00014.4003.2503.2505.0003.0003.2503.1203.2503.2501.6500.0784.8003.2500.0123.2501.650
FactorCorree
0.1
0.1
0.1
0.4
0.3
0.1
0.5
0.4
0.3
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.0
0.0
0.3
0.0
0.3
0.3
0.2
0.3
0.0
0.1
1.0
0.1
0.1
En.Correg(kW-H)/d
0.8180.3250.1651.3000.9750.1650.0781.3000.9752.0002.0002.4000.9750.9750.0830.0500.9750.0650.9750.9750.3300.0260.1000.3250.0120.3250.165
Total! = 111.066 18.857CARGAS DE ILUMINACIÓN
28
29
30
31
32
33
34
35
LUMINARIA
Fluorescentes 2XLFluorescentes 2XLFluorescentes 2XLIncandescentes X1Incandescentes X8Incandescente X4Incandescente X4Incandescentes X2
Marca
PhilipsPhilipsPhilipsOsramOaramOsramOsramOsram
Pot.(W)
102
102
102
60
360
0
240
200
Tiemp(h/d)
100.25
3
1
10
10
8
1
Num
(u)67
9
9
5
1
1
1
1
Energía(kW-H)/d
68.3400.2302.7540.300
3.6000.0001.9200.200
FactorCorree
0.7
0.3
0.20.5
0.7
0.7
0.9
0.5
En.Correg(kW-H)/d47.8380.0770.4590.1502.5200.0001.6800.100
Total2 = 77.344 52.824TOTAL = 188.410 71.680
ANEXO 4
228
INVENTARIO DE CARGAPISO 6
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Equipo
Televisor
V H S
BetamaxCafeteraHorno MicroondasRefrigeradora 8'P.C.FotocopladoraImpresoraFaxAguzadorTerminalP.C.Maquina de EscrlbImpresoraP.C.ImpresoraMaquina de Escrib
P.C.P.C.P.C.P.C.ImpresoraSumadora
Marca
SonyPanasonicSony
PanasonicDurexASTMinoltaData GeneralPanafax
Data GeneralASTIBM
LaserJet 4ASTEpson
IBM
AST
AST
AST
AST
Citizen 200GXCasio
Pot.(W)160
18
281090
1500
736
325
1200
400
120
100
165
325
156
200
325
80156
325
325
325
325
20018
Tiempo(H/d)0.25
0.25
0.25
10.00
0.25
24.00
10.00
8.00
0.50
24.00
0.25
10.00
10.00
0.25
8.00
10.00
10.000.25
10.00
10.00
10.00
10.001.00
8.00
Ubic.
(Of)6.1
6.1
6.1
6.2
6.2
6.2
6.4
6.5
6.5
6.5
6.6
6.6
6.6
6.6
6.7
6.7
6.7
6.7
6.8
6.9
6.9
6.1
6.1
6.1
Energía(KW-H)/d
0.040
0.005
0.007
10.900
0.375
17.664
3.250
9.600
0.200
2.880
0.025
1.650
3.250
0.039
1.600
3.250
0.800
0.039
3.2503.250
3.250
3.250
0.2000.144
Factor
Corree0.7
0.7
0.1
0.1
0.3
0.0
0.1
0.0
0.7
0.0
0.30.2
0.40.7
0.0
0.4
0.10.7
0.2
0.2
0.4
0.1
0.3
0.1
En.Correg(KW-H)/d
0.0270.003
0.001
0.818
0.100
0.736
0.325
0.400
0.133
0.060
0.007
0.330
1.300
0.026
0.050
1.3000.040
0.026
0.650
0.650
1.300
0.3250.050
0.018Total! = 68.918 8.674
CARGAS DE ILUMINACIÓN
25
26
27
28
2930
31
3233
LUMINARIA
Fluorescentes 2XLIncandes. ReflectoFluorescentes 4XLFluorescentes 4XLFluorescente 4XLIncandescentes XIncandescentes X
Incandescentes XFluorescentes 4XL
Marca
PhilipsOsramPhilipsPhilipsPhilipsOsramOsram
OsramPhilips
Pot.
(W)
220
120
200
200
120100
420300
200
Tiempo
(h/d)
1
1
10
1
101
1010
1
Num
(u)4
14
37
6
11
5
1
2
Energía(KW-H)/d
0.880
1.680
74.000
1.200
1.200
0.10021.000
3.0000.400
FactorCorree
0.5
0.5
0.7
0.1
0.70.5
0.7
0.70.1
En.Correg
(KW-H)/d
0.440
0.840
51.800
0.1000.840
0.050
14.7002.100
0.033
Total2 = 103.460 70.903
TOTAL = 172.378 79.577
ANEXO 5 229
LEVANTAMIENTO DE LA CURVA DE CARGAMedidor No. 81 B2T1SHora(H)0.00.51.01.52.02.53.03.5
4.04.55.0
5.56.06.57.07.58.08.5
9.09.5
10.0
10.511.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.0
16.517.0
17.518.0
18.519.019.5
20.020.521.021.522.022.523.023.524.0
IA
(A)1.51.52.01.51.52.02.02.01.5
1.52.52.5
11.010.527.026.527.530.031.0
29.530.531.027.0
29.024.0
24.522.56.05.5
22.523.522.529.0
30.029.530.029.028.516.0
14.59.5
11.09.54.52.01.52.01.51.5
IB
(A)1.52.0
1.52.01.51.01.01.01.51.0
2.01.57.55.56.05.55.0
13.013.5
14.514.0
13.013.5
12.513.511.53.52.52.0
11.513.014.016.014.5
16.514.013.5
14.015.55.0
3.52.01.51.5
2.01.51.01.51.5
IC
<A>1.00.5
0.51.0
0.51.0
1.01.0
0.50.5
1.00.5
0.50.5
1.01.01.01.01.0
1.53.0
3.01.5
1.51.0
1.51.0
1.00.50.5
1.01.01.00.51.01.01.0
1.00.51.00.50.51.O1.01.00.51.00.50.5
VA
(V)121122121121
121122
121121
122122
122121
121121
119119
121121119120119118
120119120121123123123121121120122120120121120119
119120
122122121122122121121122121
VB
(V)121120121120121121120121
120120
121121120120119119
121121118120119119119
120120
121122122122120122
121122
121121121121121121120
121121121121120
121121120
121
VC
(V)121120
120121
121120121120120120
121120120121119119
120121
119119120119120
121121122122123122121121
121122
121120121121119120120
121121120120120120121120
120
POT.A(W)181.5183.0
242.0181.5
181.5244.0
242.0242.0
183.0183.0305.0302.5
1,331.01,270.53,213.03,153.53,327.53,630.03,689.0
3,540.03,629.5
3,658.03,240.0
3,451.02,880,0
2,964.52,767.5
738.0676.5
2,722.52,843.52,700.03,538.03,600.03,540.03,630.0
3,480.03,391.51,904.01,740.01,159.01,342.01,149.5
549.0244.0181.5242.0183.0181.5
POT.B
(W)181.5240.0181.5240.0181.5121.0120.0121.0
180.0120.0
242.0181.5
900.0860.0
714.0654.5605.0
1,573.01,593.01,740.01,666.01,547.01,606.5
1,500.01,620.01,391.5
427.0305.0244.0
1,380.0
1,586.01,694.01,952.01,754.51,996.51,694.01,633.51,694.01,875.5
600.0423.5242.0181.5181.5240.0181.5121.0180.0181.5
POT.C(W)
121.060.0
60.0121.0
60.5120.0121.0120.060.060.0
121.060.0
60.060.5
119.0119.0
120.0121.0
119.0178.5360.0357.0180.0181.5121.0183.0122.0123.061.060.5
121.0
121.0122.0
60.5120.0121.0121.0119.060.0
120.0
60.560.5
12O.O120.0120.060.0
121.060.060.0
P.TOT(W)
484.0483.0483.5542.5423.5485.0483.0483.0
423.0363.0
668.0544.0
2,291.01,991.0
4,046.03,927.04,052.55,324.05,401.0
5,458.55,655.5
5,562.05,026.5
5,132.54,621.0
4,539.03,316.51,166.0
981.54,163.04,550.54,515.05,612.0
5,415.05,656.5
5,445.05,234.5
5,204.53,839.52,460.01,643.01,644.51,451. 0
850.5604.0423.0484.0423.0
423.0
ANEXO 5Pagina 2
230
LEVANTAMIENTO DE LA CURVA DE CARGAMedidor No. 9116T15Hora(H)0.00.5
1.01.5
2.0
2.53.0
3.5
4.04.55.05.56.06.57.07.58.0
8.59.0
9.510.010.511.011.512.012.513.013,514.014.515.015.516.016.517.017.518.018.519.019.520.020.521.021.522.022.523.023.524.0
IA
(A)0.50.5
0.50.5
0.50.5
0.5
0.5
0.50.50.50.50.50.51.0
1.010.510.09.0
8.59.0
9.09.09.09.08.54.04.04.59.09.09.0
8.58.09.08.5
9.09.5
9.04.05.05.04.04.51.00.50.51.00.5
IB
(A)0.00.00.00.00.0
0.0
0.00.0
0.00.00.00.00.04.5
11.011.010.520.019.519.022.522.523.023.023.018.013.513.513.023.022.525.022.523.022.522.523.020.017.010.04.04.04.04.04.50.00.00.00.0
IC
(A)0.00.00.00.00.0
0.00.0
0.0
0.00.00.00.00.00.55.0
3.01.5
3.011.014.514.515.514.014.014.512.58.08.08.09.58.0
16.016.011.017.016.517.59.0
B.O8.08.08.02.50.50.00.00.00.00.0
VA
(V)121120
121121120
121
121121
120122121120120121119119121
121121
119120
121120121120122123122122121121121121121
120121
120119
119120121121120120
121120121120122
VB
(V)121121120120120
121121120
121121121120120121119119122
121120
120119
119120120120121122122122121122120121120
120121
120120119121120121121120121121120120122
VC
(V)120121121120
121121121121
121122
120120
121121119118121121119
119118
119121
121120121123121123120121121121120
120120
121119119119121122121120120121121121121
POT.A(W)
60.560.060.560.560.060.560.560.560.061.060.560.060.060.5
119.0119.0
1,270.51,210.01,089.01,011.51,080.01,089.01,080.01,089.01,080.01,037.0
492.0488.0549.0
1,089.01,089.01,089.01,028.5
968.01,080.01,028.51,080.01,130.51,071.0
480.0605.0605.0480.0540.0121.060.060.5
120.061.0
POT.B(W)
0.00.0
0.00.0
0.00.0
0.00.0
0.00.0
0.00.00.0
544.51,309.01,309.01,281.02,420.02,340.02,280.02,677.52,677.52,760.02,760.02,760.02,178.01,647.01,647.01,586.02,783.02,745.03,000.02,722.52,760.02,700.02,722.52,760.02,400.02,023.01,210.0
480.0484.0484.0480.0544.5
0.00.00.00.0
POT.C(W)
0.00.0
0.00.0
0.00.00.00.00.0
0.00.00.0
0.060.5
595.0354.0181.5363.0
1,309.01,725.51,711.01,844.51,694.01,694.01,740.01,512.5
984.0968.0984.0
1,140.0968.0
1,936.01,936.01,320.02,040.01,980.02,117.51,071.0
952.0952.0968.0976.0302.5
60.00.00.00.00.00.0
P.TOT(W)
60.560.060.560.560.060.560.560.560.061.060.560.060.0
665.52,023.01,782.02,733.03,993.04,738.05,017.05,468.55,611.05,534.05,543.05,580.04,727.53,123.03,103.03,119.05,012.04,802.06,025.05,687.05,048.05,820.05,731.05,957.54,601.54,046.02,642.02,053.02,065.01,266.51,080.0
665.560.060.5
120.061.0
ANEXOSPagina 3
231
LEVANTAMIENTO DE LA CURVA DE CARGAMedidor No. 901 1T15Hora(H)0.00.5
1.01.52.02.5
3.03.5
4.04.55.05.56.06.57.07.58.08.59.0
9.510.0
10.511.0
11.512.0
12.513.0
13.514.0
14.515.0
15.516.0
16.517.0
17.51S.O
18.519.019.520.020.521.021.522.022.523.023.5
24.0
IA
(A)3.53.5
4.03.5
4.04.0
4.04.0
3.53.54.04.03.53.53.55.0
22.522.521.5
22.023.0
23.022.5
23.022.522.56.06.56.5
12.022.024.023.5
22.023.0
24.025.5
24.023.523.526.022.022.521.521.55.05.53.5
3.5
IB
(A)2.52.0
2.02.0
2.02.0
2.02.5
2.52.02.02.52.53.02.52.56.57.0
12.012.511.5
11.011.511.511.59.08.59.0
8.59.09.0
10.510.09.5
11.517.519.517.017.517.03.02.52.52.02.52.02.02.02.0
IC
(A)0.00.0
0.00.0
0.00.0
0.00.00.00.00.00.00.01.00.50.5
10.010.09.5
10.09.58.07.58.08.02.51.02.01.55.0
11.511.0
12.513.014.518.015.58.52.53.00.50.00.00.00.00.00.00.0
0.0
VA
(V)122121
122121
121121120121
122121
122121
120121119119121121119119120119120120121122122122123120121
121121120120121121119120120121122121121121120
122121
122
VB
(V)121120121121
120122121
122120120121121121121119120121121121121120119121120119121122123123120121122122120
121121121120
121121122120120121121122120121121
VC
(V)121120121120122121120121121121121120121121119120121122121119120
119121121120122123122123121121120122
121120121
121120120119121120121120121120120121122
POT.A(W)427.0
423.5488.0423.5484.0484.0480.0484.0427.0423.5488.0484.0420.0423.5416.5595.0
2,722.52,722.52,558.5
2,618.02,760.02,737.02,700.02,760.02,722.52,745.0
732.0793.0799.5
1,440.02,662.02,904.02,843.52,640.02,760.02,904.03,085.52,856.02,820.02,820.03,146.02,684.02,722.52,601.5
2,601.5600.0671.0423.5427.0
POT.B(W)302.5240.0
242.0242.0
240.0244.0
242.0305.0
300.0240.0
242.0302.5302.5363.0297.5300.0786.5847.0
1,452.0
1,512.51,380.0
1,309.01,391.51,380.01,368.51,089.01,037.01,107.01,045.51,080.01,089.01,281.01,220.01,140.01,391.52,117.52,359.52,040.0
2,117.52,057.0
366.0300.0300.0242.0302.5244.0240.0242.0242.0
POT.C(W)
0.00.00.00.00.00.00.00.0
0.00.0
0.00.0
0.0121.0
59.560.0
1,210.01,220.01,149.51,190.01,140.0
952.0907.5968.0960.0305.0123.0244.0184.5605.0
1,391.51,320.01,525.0
1,573.01,740.02,178.01,875.51,020.0
300.0357.060.50.00.00.0
0.00.00.00.00.0
P.TOT(W)
729.5663.5730.0665.5724.0728.0722.0789.0727.0663.5730.0786.5722.5907.5
773.5955.0
4,719.04,789.55,160.05,320.55,280.0
4,998.04,999.0
5,108.05,051.0
4,139.01,892.02,144.02,029.53,125.05,142.55,505.05,588.55,353.05,891.57,199.57,320.55,916.0
5,237.55,234.03,572.52,984.03,022.52,843.52,904.0
844.0911.0665.5669.0
POTENCIA
£ 4* oí en O)_ - _ . - = ^ : = - G * t o 9 * O
O O O O O O O O O O Ó Q O O Oo o o o o o o o o o o o o o oI I I I I I I I I I I I 1 I I I I I I I 1 I I I I I I • •
o30>co
Q)
coo
ocDD
>Om
3)Q
9OX3NV
V
Wat
ts
CU
RV
A D
E C
AR
GA
PIS
OS
01
23
45
67
89
1
01
11
21
31
41
51
61
71
81
92
02
12
22
32
4
HO
RA
S
to OJ
UJ
ü z LLJ
O a.
Wat
ts
CU
RV
A D
E C
AR
GA
PIS
O 6
01
23
45
67
89
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
HO
RA
S
235
ANEXO 7
SITUACIÓN ELÉCTRICA DEL ECUADOR EN CIFRAS4
Potencia Eléctrica Instalada (en MW)
HIDRÁULICA
- SNI
- EMPRESAS
TÉRMICA
- SNI
- EMPRESAS
TOTAL
1980
209
70
139
744
206
538
953
1985
736
569
167
774
376
398
1510
1990
896
725
171
822
392
430
1718
1992
1471
1300
171
830
392
438
2301
1993
1471
1300
171
824
392
432
2295
1994
1471
1300
171
824
392
432
2295
Generación Eléctrica Bruta (en GWh)
HIDRÁULICA
- SNI
- EMPRESAS
TÉRMICA
- SNI
- EMPRESAS
TOTAL
1980
837
262
575
2243
835
1408
3080
1985
3251
2638
613
1295
631
664
4546
1990
4988
4368
620
1373
845
528
6361
1992
5077
4407
670
1911
1401
510
6988
1993
4974
4377
597
2236
1501
735
7210
1994
5811
5077
734
1612
1025
587
7423
Energía Eléctrica Facturada (en GWh)
RESIDENCIAL
COMERCIAL
INDUSTRIAL
OTROS
TOTAL
1980
1035
381
930
253
2599
1985
1388
547
1192
410
3537
1990
1872
725
1525
674
4796
1992
2016
771
1672
808
5267
1993
2137
805
1653
889
5484
1994
2122
781
1594
923
5420
Otras variables eléctricas
AUTOCONSUMO
GENER. NETA
ENERGÍA DISP.
DEMAN. MÁXIMA
FACTOR CARGA
UNIDAD
GWh
GWh
GWh
MW
%
1980
84
2996
2890
618
55.7
1985
79
4467
4349
866
57.3
1990
109
6252
6020
1164
59
1992
139
6849
6604
1246
60.5
1993
136
7068
6827
1252
62.3
1994
111
7312
7023
1353
59.2
236
ANEXO 8
NIVELES DE ILUMINACIÓN RECOMENDADOS20
OFICINA
Oficina general
Oficina Privada y Sala de sesiones
Procesamiento de datos y teletipos
Oficinas de dibujo
Operadora telefónica
Recepción
Librería y Salas de lectura en general
Cuartos de descanso, baño y de casilleros
Corredores, descansos de gradas y pasillos
Área de presentación y promoción de servicios
Iluminación nocturna de seguridad
LUX
700 - 1000
700
1500
1500
500
300
700
300
200
1000
10
237
BIBLIOGRAFÍA
1. PLAN MAESTRO DE ELECTRIFICACIÓN, PERIODO 1993-1999,
Inecel, 1993.
2. GESTIÓN DE CARGA ELÉCTRICA, PROGRAMA EURCOLERG, Bogotá,
Noviembre de 1992.
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