6.3 ahorros en el sistema de iluminación

UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
ZONA POZARICA - TUXPAM
“PROPUESTA DE AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN EL
HOSPITAL IMSS POZA RICA
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERIO MECÁNICO ELÉCTRICISTA
PRESENTAN
MARCO ANTONIO CASTAÑEDA CASTELAN
ISMAEL VIRAMONTES CRUZ
POZA RICA, VERACRUZ
FEBRERO , 2006
“PROPUESTA DE AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA
EN EL IMSS POZA RICA VER”.
INDICE
Pág. Num.
3
INTRODUCCION
CAPITULO I
JUSTIFICACIÓN
6
TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO
7
CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES
8
CAPTULO II. PROCESOS DEL TRABAJO
10
SUB-TEMA 1, Diagnostico del estado actual del sistema
Eléctrico del hospital
13
1.1 Sistema de alimentación general
1.2 Subestación principal
1.3 Sistema de iluminación
1.4 Sistema A/A y servicios auxiliares
1.5 Sistemas de protección contra descargas atmosféricas
14
16
18
21
23
SUB-TEMA 2 Evaluación económica de la
operación del sistema actual
26
2.1 Tarifas eléctricas
2.2 Estructura tarifaría
2.3 Erogaciones anuales por concepto de consumo eléctricos
27
28
29
1
SUBT-TEMA 3. Sistema de iluminación
33
3.1 Conceptos generales de iluminación
3.2 Fuentes luminosas
3.3 Luminaria
3.4 Procedimientos para el control de la iluminación
34
36
37
38
SUB-TEMA 4 Dispositivos para ahorro de energía.
40
4.1 El apagador inteligente
4.2 La fotocelda
4.3 Los temporizadores
4.4 Los censores de presencia
4.5 Los dimmers
41
44
45
46
47
SUB-TEMA 5 Recomendaciones para el ahorro de energía
Eléctrica Sistema de iluminación del IMSS de Poza Rica.
49
5.1 Normatividad
5.2 Medidas aplicables a la subestación
5.3 Medidas aplicables a los sistemas de contactos
5.4 Medidas aplicables en los sistemas de iluminación
5.5 Medidas generales
50
55
56
58
60
SUB-TEMA 6 Pronóstico de ahorro esperado
64
6.1 Ahorros en la subestación
6.2 Ahorros en el sistema de contactos
6.3 Ahorros en el sistema de iluminación
65
66
67
COSTOS
76
CAPITULO III
APORTACIONES O CONTRIBUCIONES AL DESARROLLO
78
BIBLIOGRAFIA
80
ANEXOS
81
APENCICE
2
INTRODUCCIÓN
En los últimos años el consumo de energía eléctrica se ha elevado a un
ritmo superior al crecimiento económico, ya que suple las necesidades del aparato
productivo, porque está relacionado con mayores niveles de vida y propósitos no
materializados, lo anterior lleva a reflexionar, sobre todo si se tiene en cuenta que
esta no es la única razón por la que debe utilizar la electricidad de manera
racional. Hay que mencionar que un alto porcentaje de la electricidad que
actualmente se utiliza procede de plantas termoeléctricas cuyo costo de
producción es elevado. Además de ser contaminante y que usan derivados del
petróleo.
Esta realidad pone de manifiesto que la electricidad no es sólo ese enchufe
donde se conectan los equipos, es el final de la inmensa cadena que se origina en
las grandes centrales de generación y para que llegue hasta un hogar debe: ser
generada en grandes y costosas plantas, en el mismo instante en que se requiera;
debe ser transportada hasta los centros poblados, utilizando inmensas torres,
transformadores y cantidades de cables; distribuida en menores bloques de
energía, hasta los usuarios, requiriendo así ser entregada, medida y facturada,
para lo cual se requiere de equipos de medición, herramientas y personal. Todo
este sistema eléctrico debe mantenerse al día, lo cual requiere personal
especializado y alta tecnología en materiales y equipos.
Es de imaginarse cómo se podría vivir sin la vital electricidad, qué sería de
todos los adelantos y la tecnología, si un día dejara de existir. Nada, en su gran
mayoría, tendría el valor que por ello se paga, sin la electricidad para hacerlo
funcionar. Entonces, ¿quién tiene más valor, aquél televisor supermoderno de 90
pulgadas, el computador de 1000 MHz, el útil equipo desintegrador de cálculos
renales o la electricidad que lo hace funcionar?
Todo esto ha sido suficiente para sensibilizarnos, ponernos a reflexionar y
pensar en la necesidad de no malgastar los recursos energéticos.
Por ésta razón en los últimos tiempos y a medida que el hombre ha ido
adquiriendo y cultivando una consientisacion ecológica y de preservación del
medio ambiente, se han venido desarrollando e implementando, planes y
programas de ahorro de la energía, con a finalidad de racionalizar el uso de los
energéticos no renovables, aumentar las reservas existentes y prolongar la
existencia de los recursos energéticos no renovables. Esta ardua tarea ha sido
emprendida desde diferentes y variados ángulos, con actividades que implican el
desarrollo tecnológico a partir del diseño. Construcción de equipos y materiales
más eficientes, como con programas de ahorro de energía; todos ellos
encaminados hacía la eficientización en el uso de la energía y preservación del
medio ambiente, evitando y reduciendo en ello el uso desproporcionado que la
humanidad ha hecho del empleo de la energía eléctrica.
3
CAPITULO I
4
JUSTIFICACIÓN
Los altos costos del consumo de electricidad que ha tenido que pagar la
humanidad debido a las exigencias de la modernidad, son motivo de preocupación
de los hombres de ciencia y seguirán siéndolo durante en el futuro. Dentro de este
contexto, el uso de la electricidad cobra importante relevancia debido a la
contaminación ambiental que la generación de electricidad provoca. Este es un
motivo más para utilizarla en forma racional.
La reflexión anterior y los altos incrementos que han experimentado el
consumo de energía eléctrica en los últimos tiempos, exigen cambios en e uso de
la energía eléctrica surgiendo así los diversos programas de ahorro de energía.
Por lo mencionado y considerando que en los hospitales se consume una
enorme cantidad de energía eléctrica, se analiza en forma particular el sistema
eléctrico del hospital IMSS de la ciudad de Poza Rica Veracruz, donde un alto
porcentaje de los consumos de energía que se utiliza para el desarrollo de las
funciones se deben al sistema de iluminación, razón por la cual es la temática de
este trabajo.
5
TIPO Y NATURALEZA DEL TRABAJO
Una de las principales fuentes impulsoras del desarrollo de la industria, del
comercio, del hombre y la sociedad en la que se desenvuelve, es la electricidad,
la cual proviene de grandes y complejos centros de generación, a partir de los
cuales es transformada, transportada a través de las líneas de transmisión hasta
subestaciones instaladas estratégicamente en diferentes puntos, para de ahí por
medio de circuitos eléctricos distribuirse hasta los diferentes lugares donde se le
da uso.
Ahorrar energía eléctrica no es reducir el nivel de bienestar o grado de
satisfacción de las diferentes necesidades, sino por el contrario es dar a un lugar
una reflexión y cambio en los comportamientos que conduzcan a un uso racional
de la misma. Por esto el uso racional y efectivo de la energía para minimizar
costos y destacar las situaciones competitivas se presentan como el objetivo
principal de unos programas de ahorro de energía, para el Instituto Mexicano del
Seguro Social (IMSS) donde se consideran estrategias para el ahorro, las áreas
pertinentes a los programas, presupuestos y estimaciones de ahorro, etc.
De acuerdo con lo anterior la totalidad del trabajo se conforma con
actividades de investigación documental, acopio de información de campo;
recursos que exigen la utilización de formatos mediante los cuales se permita
proceder en forma eficiente y ordenada.
6
CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES ESENCIALES.
La política energética de nuestra nación es manejada por el estado; quien
debido a la grave crisis económica en que se ha visto involucrada la economía
nacional en los últimos tiempos se ha visto en la imperiosa necesidad de indexar
los costos los energéticos como el gas, la electricidad, gasolina y diesel. Por esta
razón, es necesario un replanteamiento de la utilización de estos insumos, el cual
abarque un análisis detallado de las formas en las que se están utilizando, los
equipos con que se les utiliza, su régimen de trabajo, los volúmenes de consumo
para un periodo determinado y los costos que los usuarios deben pagar.
El estudio debe tener entre
otras metas la búsqueda de nuevos
procedimientos, para usar la energía eléctrica, nuevos hábitos en el uso de la
misma. El empleo de aparatos construidos conforme a las normas de ahorro de
energía tan comunes en estos tiempos, el retiro de los materiales dañados y la
sustitución de los equipos obsoletos por otros más modernos que estén fabricados
con nuevas normas de eficiencia y construidos con tecnología de punta y como
meta final reducir los costos de la utilización de energía eléctrica que se tienen en
la actualidad.
Lo anterior, habrá de traducirse en la identificación del mayor número de
oportunidades que permitan el ahorro energético tan preciadamente buscado por
las actúales técnicas del uso de energía; dicho de otra manera “el desarrollo
sustentable”.
7
CAPITULO II
8
SUB-TEMA 1
9
PROCESOS DEL TRABAJO
SUB-TEMA 1, Diagnostico del estado
hospital
actual del Sistema eléctrico del
A través de los tiempos el hombre se ha valido de múltiples servicios que le
han proporcionado confort a su subsistencia, tal es el caso de la energía eléctrica
que ha tenido un papel preponderante en el desarrollo de la sociedad porque
permite el avance de la tecnología en la vida moderna, y a su vez ésta ofrece
equipos cada vez más sofisticados que brindan recreación, entretenimiento y
comodidades, demandando mayor cantidad de energía, como lo son los
electrodomésticos, los aires acondicionados, etc., que en el ámbito residencial
representan un papel primordial, ya que cada día son más necesarios para facilitar
las labores tanto en el hogar como en el trabajo.
Es en esta etapa del proyecto donde se realiza al acopio de toda la
información que servirá de fundamento para el análisis de la problemática,
abarcando los diferentes enfoques involucrados o por lo menos a una gran
mayoría de ellos.
Para hacer un diagnostico del uso que sé esta dando a la electricidad en
una instalación determinada se requiere del acopio de información, tanto de
campo(inspección del actual), como de operación( tiempo que lleva en operación,
horas de trabajo diario, como opera, etc.) y a medida que más información se
logre reunir y a medida de lo mas real que se pueda ser, se podrá aspirar a lograr
un buen diagnostico que sirva del medio para alcanzar la eficiencia.
Después de realizar el acopio de información en el IMSS, se encontró una
importante deficiencia en el sistema eléctrico, las luminarias presentan un arreglo
de luminaria directa, y en la mayoría de las luminarias están fundidas o
incompletas, y no satisfacen las necesidades de régimen de trabajo. Así mismo se
encontró la existencia de apagadores y contactos en mal estado, conexiones flojas
y contactos fantasmas.
10
1.1 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN GENERAL
Es el punto donde se interconectan el sistema eléctrico propiedad del
suministrador (en el caso de la Comisión Federal de Electricidad) con el sistema
propiedad del usuario. Los servicios pueden ser subterráneos o aéreos y
dependen usualmente del tipo de sistema de distribución del que se originan. Sin
embargo, se instalan frecuentemente servicios subterráneos desde un secundario
aéreo para eliminar que crucen los cables aéreos a la propiedad del cliente.
La construcción de acometida, requeridas del empleo de diversos tipos de
conectadores. Dentro de las cuales se distinguen principalmente los empalmes,
las derivaciones paralelas, los diferentes tipos de conectores aislados y sin aislar,
mecánicos o de compresión.
Las conexiones de conductores asilados se realizan utilizando empalmes y
derivaciones aisladas. Los conectores aislados han sido diseñados para sellar los
contaminantes y la humedad para minimizar los efectos de la corrosión galvánica.
Sin embargo, cuando se conectan al conductor neutro, es recomendable que solo
se usen ductos desnudos. La ausencia de aislamiento en el alambre neutro evita
que un conector aislado selle completamente la humedad. Puede ocurrir una falla
prematura de corrosión como resultado directo de humedad capturada dentro del
aislamiento del conector.
Sin importar el tipo de conector usado, una de las características más
importantes del conector de servicio es su fácil instalación. En muchos casos, el
instalador estará sobre una escalera y/o en una situación incómoda. La facilidad
de instalación reduce las posibilidades de lesiones al minimizar el tiempo dedicado
a tan precaria situación. En el caso específico del empalme de compresión de
servicio existen herramientas mecánicas de compresión para asistir al instalador
con la instalación de la conexión.
En el caso del hospital la acometida es alimentada de la red de distribución
área y trifásica que opera a un nivel de tensión de 13.2 kv, propiedad de la
Comisión Federal de Electricidad, la cual llega hasta la colindancia del predio,
punto en el que se ubica una estructura de transición para cambiar el alimentador
aéreo en alimentador subterráneo.
El alimentador subterráneo tiene una longitud de 130 metros y llega ala
subestación (de 300kva) donde se tiene un gabinete con interruptor de fusibles de
alta tensión antes de energizar al transformador. Después de reducir el voltaje de
13,200 a 220 volts, la energía es medida y enviada a un tablero de distribución
general de donde salen los alimentadores hacia los diferentes tableros de
distribución de alumbrado de cada uno de los edificios.
En el anexo No. 1 se muestra con detalle el arreglo de referencia.
11
1.2 SUBESTACION PRINCIPAL
La subestación es un conjunto de equipos, aparatos y dispositivos de
protección interconectados entre sí que tienen la función de modificar los
parámetros de la potencia eléctrica, permitiendo el control del flujo de
energía, brindando seguridad para el sistema eléctrico, para los mismos
equipos y para el personal de operación y mantenimiento Existen diversas
formas de clasificar a las subestaciones: una de ellas generalizada es la
siguiente:
Subestaciones de las plantas generadoras o centrales eléctricas.
Subestaciones receptoras primarias.
Subestaciones receptoras secundarias.
Las subestaciones, también se pueden clasificar por el tipo de
instalación, por ejemplo:
Subestaciones tipo intemperie.
Subestaciones de tipo interior.
Subestaciones tipo blindado.
Para el caso del hospital los aspectos más relevantes que se
encontraron durante los trabajos de inspección en la subestación son los
siguientes:
 En la estructura de transmisión de línea aérea a línea
subtarrenea se encontró un apartarrayo en mal estado y
desconectado de la red del sistema.
 Conexión floja del conductor desnudo que conecta al
transformador con la red de tierras, representando un peligro para
el personal que transita dentro del área, toda vez que puede llegar
a enderarse su calzado con el cable provocando un accidente y
hasta llegar a desconectar al equipo.
 Reinstalación de banco de capacitares para corregir el factor de
potencia.
 Acumulación de polvo y suciedad en el tablero de distribución.
A manera de ejemplo en el anexo 2 se muestra una subestación y sus
componentes principales.
12
1.3 SISTEMA DE ILUMINACION
Se encontró que el sistema de iluminación es un auxiliar importante para los
servicios tanto médicos como administrativos, de los cuales se pudieron observar
los siguientes detalles susceptibles a corregirse:
 Las luminarias carecen
de difusores e insuficientes niveles de
iluminación para las tareas visuales
 En quirófanos, consultorios (mesa exploratoria), dormitorios cuentan
con Un sistema de alumbrado local y general carecen de un adecuado
foco ahorrador y un buen sistema de fijación del mismo.
 Luminarias con alguna de sus lámparas fundidas
 luminarias incompletas
 Apagadores y contactos en mal estado
 Se encontraron conexiones flojas
 Contactos fantasmas
El hospital cuenta con la siguiente carga de iluminación:
Área
Sótano
Sótano
Sótano
Planta 1
Planta 1
Planta 1
Planta 2
Planta 2
Planta 2
Planta Baja
Planta Baja
Planta Baja
Descripción
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 75W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Cantidad
Carga (Kw.).
24
4.44
49
4.9
59
3540
10
1.85
65
6.5
65
3.9
10
1850
65
6500
65
3900
243
44955
112
11200
340
20400
13
1.4 SISTEMAS DE AIRE ACONDICIONADO Y SERVICIOS
AUXILIARES
El equipo de acondicionamiento de aire se encarga de proporcionar frío o
calor y de impulsar el aire tratado a la vivienda o local.
Generalmente, los acondicionadores de aire funcionan según un ciclo
frigorífico similar al de los frigoríficos y congeladores domésticos. Al igual que
estos electrodomésticos, los equipos de acondicionamiento poseen cuatro
componentes principales:
Evaporador
Compresor
Condensador
Válvula de expansión
En el anexo 3 se muestra los componentes y principio de operación del equipo de
aire acondicionado.
Tipos de quipos:





Acondicionador Portátil
Acondicionador ventana
Equipo Compacto Individual
Equipo Partido Individual
Consola
 Bomba de calor (Calefacción Compacto Individual)
En cualquier equipo de acondicionamiento de aire necesita una toma de aire
exterior. Se puede colocar en un falso techo o en un armario, existiendo modelos
horizontales y verticales
En el anexo 4 se exponen los equipos existentes en el hospital. Enseguida se
explican sus arreglos:
Equipo Partido Individual
Es un equipo de descarga indirecta, mediante red de conductos y emisión
de aire a través de rejillas en pared o difusores en techo.
Está formado por dos unidades: el compresor y el condensador se sitúan en
la unidad exterior, mientras que la unidad evaporadora se instala en el interior,
conectada a la red de conductos. Ambas unidades se conectan mediante las
líneas de refrigerante.
14
Se suele instalar un equipo para toda la vivienda o local. El control es
individual por equipo, y se realiza dé acuerdo con las condiciones de confort de la
habitación más representativa
Equipo Compacto Individual
Es un equipo de descarga indirecta, mediante red de conductos y emisión de
aire a través de rejillas en pared o difusores en techo.
Generalmente se instala un equipo para todo el conjunto de una vivienda o
local. El control es individual por equipo, y se realiza de acuerdo con las
condiciones de confort de la habitación más representativa (por ejemplo, en una
vivienda, la Sala de Estar).
El equipo necesita una toma de aire exterior. Se puede colocar en un falso
techo o en un armario, existiendo modelos horizontales y verticales.
En la inspección de la instalación de aire acondionado se encontraron las
siguientes conclusiones.






Equipos de aire acondionado antiguos.
Ventanas rotas o con ranuras.
Tonelaje inadecuado para el área ha acondicionar.
A algunos equipos les falta refrigerante.
Falta de limpieza a los ductos.
Ausencia de aislante termico.
15
1.5. SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS
ATMOSFERICAS
El rayo es la unión violenta de las cargas positivas y negativas,
constituyendo una descarga eléctrica a través de gases de baja conductividad.
Las descargas pueden ocurrir de nube a nube o de nube a tierra. Estas
últimas son a las que nos referiremos, por ser las que provocan daños tanto en
tierra, como en el agua.
Usualmente las nubes están cargadas negativamente en su base y
positivamente en su parte superior. Por inducción electrostática la tierra resultará
positiva inmediatamente debajo de tal nube. Se establece así una diferencia de
potencial enorme, produciéndose el rayo cuando se vence la rigidez dieléctrica del
medio (aire o vapor de agua. Simultáneamente con el rayo se produce la luz
(relámpago) y sonido (trueno.
Aproximadamente la mitad de los rayos constituyen descargas simples y la
otra mitad corresponde a rayos compuestos por descargas múltiples de rápida
sucesión.
Dado que la nube puede cubrir grandes superficies terrestres, su influencia
electrostática será importante. Puede haber de este modo muchos centros de
carga.
Efectos de los rayos:
Mecánicos: destrucción de elementos afectados.
Térmicos: incendios, volatilización de metales por fusión.
Fisiológicos: quemaduras, parálisis, y a menudo, la muerte.
Eléctricos: generación de tensiones de paso y de contacto, por
circulación de corriente de descarga, producción de corrientes inducidas
en conductores o piezas metálicas próximas y paralelas a la corriente de
descarga.
Pararrayos
Un sistema pararrayos es un elemento que se compone de tres partes:
Pararrayo propiamente dicho.
Cable o elemento conductor.
Tierra Física (en el caso de embarcaciones, el elemento que
asegure contacto eléctrico con él
16
En el hospital sé encontró que el sistema contra descargas
atmosféricas se encuentran en la siguiente situación:
 El apartarrayos en mal estado y desconectado de la red del
sistema.
 La tierra física desconectado
 Cable conductor presenta curvas pronunciadas y ángulos rectos
alo largo del sistema.
 El elemento receptor (punta del pararrayo) se encuentra dé tal
forma que no sobresale lo menos 15 cm con respecto a
cualquier otro elemento que este montado.
Los apartarrayos con que cuenta el hospital del IMSS es de tipo antena.
En el anexo 5 se presentan apartarrayos comúnmente utilizados
17
SUB -TEMA 2
18
SUB-TEMA 2 Evaluación económica de la operación del sistema actual
La fijación de las tarifas eléctricas es un importante mecanismo para la
formulación de la política energética del país. Por ello, la presente administración
ha venido trabajando en una estructura tarifaría que envíe señales apropiadas de
eficiencia económica y al mismo tiempo promueva el uso eficiente de la energía
eléctrica sin afectar a las familias de menores ingresos, que conforman de menor
consumo.
El principal objetivo de la actual política tarifaría es recuperar la relación
precio/costo a niveles que permitan el sano crecimiento de las empresas y
generen los recursos suficientes para financiar los programas de inversión.
La ingeniería en sus diferentes campos, ha tenido por objeto presentar respuesta
a los diferentes problemas que se le ha presentando al hombre el desarrollo de la
humanidad, sus soluciones abarcan dos rubros. El aspecto técnico y el aspecto
económico.
19
2.1 TARIFAS ELECTRICAS
.
Las tarifas de energía eléctrica son las disposiciones específicas, que contienen
las cuotas y condiciones que rigen para los suministros de energía eléctrica
agrupados en cada clase de servicio.
Las tarifas se identifican oficialmente por su número y/o letra(s).
Para la
contratación
y
demás propósitos internos, las tarifas se denominaran
invariablemente de acuerdo con su identificación, solamente los casos en que sea
preciso complementar la denominación, adelante de su identificación se
escribirá el titulo de la respectiva tarifa.
El principal objetivo de la actual política tarifaría es recuperar la relación
precio/costo a niveles que permitan el sano crecimiento de las empresas y
generen los recursos suficientes para financiar los programas de inversión.
En el anexo 6 se muestran una lista de tarifas y aplicaciones de las tarifas
eléctricas para uso industrial
20
2.2 CONFORMACION TARIFARIA HM
APLICACION:
Se aplicara a los servicios que destinen la energía a cualquier uso,
suministrados en media tension, con una demanda de 300 kw o mas.
Las tarifas eléctricas de uso general se establecen con base en una estructura
de 36 categorías de acuerdo a criterios tales como energía demandada, tensión,
temperatura, uso, tipo y garantía de servicio.
Cuotas aplicables en el mes de marzo de 2005.
Se aplicarán los siguientes cargos por la demanda facturable, por la energía
de punta, por la energía intermedia y por la energía de base.
Cargo por
kilowatt de
demanda
facturable
Región
Baja
California
Baja
California
Sur
Central
Noreste
Noroeste
Norte
Peninsular
Sur
Cargo por
kilowatt hora de
energía de
punta
Cargo por
kilowatt - hora
de energía
intermedia
Cargo por
kilowatt hora de
energía de
base
$ 154.50
$ 2.1115
$ 0.5843
$ 0.4593
$ 148.46
$ 1.6944
$ 0.8111
$ 0.5741
$ 107.09
$ 98.46
$ 185.98
$ 98.94
$ 110.63
$ 107.09
$ 2.0234
$ 1.8692
$ 1.7916
$ 1.8825
$ 2.1168
$ 1.9819
$ 0.6473
$ 0.6010
$ 0.6416
$ 0.6069
$ 0.6781
$ 0.6189
$ 0.5406
$ 0.4924
$ 0.5161
$ 0.4940
$ 0.5201
$ 0.5145
CUOTAS APLICABLES MENSUALMENTE
MESES
CARGO POR KW CARGO POR KWH CARGO POR KWH CARGO POR KWH
DE DEMANDA
DE ENERGIA
DE ENERGIA
DE ENERGIA
FACTURABLE
DE PUNTA
INTERMEDIA
DE BASE
mar-03
$
83,08 $
1,54 $
0,40 $
0,48
abr-03
$
88,01 $
1,63 $
0,42 $
0,51
may-03
$
90,63 $
1,68 $
0,44 $
0,52
jun-03
$
90,35 $
1,67 $
0,43 $
0,52
21
2.3
EROGACIONES ANUALES POR CONCEPTO DE CONSUMOS
ELECTRICOS.
La energía eléctrica utilizada en el instituto mexicano del seguro social
(IMSS) se compra la en tarifa, cuyo documento de cobro se integra de la siguiente
forma:
Conceptos que incluyen el recibo de la facturación de la tarifa OM.





Datos generales del servicio.
Información relacionada con el consumo.
Detalle de los cargos y créditos que integran la facturación.
Historia del consumo.
Talón de caja.
o Datos generales del servicio
Los datos generales del servicio incluyen:
A)
B)
C)
D)
E)
Ubicación del suministro.
Nombre o razón social del usuario.
Dirección donde se suministra la energía.
Población.
Entidad federativa.
º Información relacionada con el consumo
La información del consumo comprende:
A)
B)
C)
D)
E)
F)
G)
H)
I)
J)
El periodo del consumo
Él numero de días que abarca el periodo de consumo
Tarifa aplicable
Numero de hilos de la acometida.
El promedio de consumo diario (resultante sé dividir el consumo de
periodo entre él numero de días que abarca el periodo).
Él numero de medidor
Las lecturas (actual y anterior)
El factor de multiplicación del medidor.
Los consumos (Kwh.). Y (kvars.)
El factor de potencia
22
K) La demanda máxima (la cual se determinara mensualmente por medio
de instrumentos de medición, que indican la demanda media en
kilowatts, durante cualquier intervalo de 15 minutos, en el cual consumo
de energía eléctrica sea mayor que en cualquier otro intervalo de 15
minutos en el periodo de la facturación)
º
Detalle de los cálculos de cargos y créditos que integran la
facturación.
Comprende los cálculos de los cargos por cada uno de los conceptos de
cobro, entre los cuales se distinguen:
Por Kwh. consumidos
A) Por demanda máxima
B) Por bajo factor de potencia en baja tensión
C) IVA
º Historia del consumo
Presentación de los consumos registro en el servicio durante de los 12
meses anteriores al periodo de facturación.
º
Talón de caja
Parte de recibo de pago que se queda para control contable de la compañía
suministradora que como ya se menciono es la comisión federal de electricidad
En anexo 7 se muestra un formato de cobro de la tarifa OM
De acuerdo con la información disponible entre enero del 2004 y diciembre
del 2004, se registraron los siguientes valores en el instituto mexicano del
seguro social. (IMSS)
Mes
Kwh.
KVAR
F.P.
Demanda max
ENE-04
89.808
8,456
94,16
165
FEB-04
MAR-04
ABR-04
MAY-04
JUN-04
80.328
119.316
130.2
168.228
178.056
7,574
110,224
11,608
14,884
15,743
94,3
92,38
89,16
88,48
88,42
154
151
255
JUL-04
AGO-04
SEP-04
OCT-04
NOV-04
DIC-04
184.968
188.916
177.636
171.804
150.048
186.906
16,341
16,569
15,63
151,737
133,077
164,434
88,35
87,71
87,99
88,32
88,69
88,36
303
303
298
288
TOTAL
296
297
1.826.214
23
De la tabla anterior, sobresalen los siguientes conceptos
CONCEPTO
VALOR REGISTRADO
PERIODO DE MAYOR CONSUMO AGOSTO 2004 ( 188,916)
PERIODO DE MAYOR DEMANDA JULIO Y AGOSTO (303 KW)
MENOR FACTOR DE POTENCIA AGOSTO(87,71)
MEJOR FACTOR DE POTENCIA FEBRERO (94,3)
Los cargos de facturación en cuestión fueron los siguientes:
MES
ENE-04
FEB-04
MAR-04
ABR-04
MAY-04
JUN-04
JUL-04
AGO-04
SEP-04
OCT-04
NOV-04
DIC-04
TOTAL
PAGO POR
CARGO
SUBTOTAL
ENERGÍA ($) POR BAJO FP. ($)
58537,39
57263,97
51368,45
78084,55
87410,35
102147,09
112950,66
119643,05
124458,09
118571,79
124459,59
113385,38
109,101,639
768,88
1312,2
1579,92
1662,77
2496,45
295,25
2587,56
1303,93
1,200,696
72623,57
70276,12
64364,88
100745,19
170423,33
132532,42
145209,33
229235,88
158524,77
151756,65
162542,88
146186,16
160,442,118
2%
I.V.A.
GRAN
TOTAL
1452,47
1405,52
1287,28
2014,1
3408,46
2650,64
2904,18
4584,71
3170,49
3035,13
3250,84
2923,72
3,208,754
11,111,406
10752,24
9847,82
15413,89
26074,76
20277,45
22217,02
35072,95
24254,28
23218,76
24381,43
22366,48
269,242,766
85,187,446
82433,88
75499,98
118173,48
199906,55
155460,42
170330,2
268893,54
185949,54
178010,54
190175,15
171476,36
188,149,709
Como datos más relevantes de la tabla anterior son dignos de mención los
siguientes conceptos:
Pago por consumo de energía consumida en un año $1881,497086
Penalizaciones por bajo factor de potencia en el periodo $ 12,00696
24
SUB-TEMA 3
25
SUBT-TEMA 3.
Sistema de iluminación
Los sistemas de alumbrado es un tema complejo debido a la gran variedad
de equipos existentes, estos equipos son de gran importancia debido a que son
utilizados en las distintas áreas, por esta razón es que el hombre se ha visto en la
necesidad de corregir y mejorar estos sistemas a medida que va transcurriendo el
tiempo se adquieren beneficios que contribuyan al bienestar y desarrollo de la
sociedad.
Los sistemas de iluminación, proporcionan un servicio que tiene por objeto
fundamental alumbrar el área o lugar en la cual se desenvuelve el hombre, a fin de
facilitar y crear condiciones ambientales que contribuyan al buen desenvolvimiento
de las actividades humanas de acuerdo a los requerimientos que se tengan.
En la industria, la iluminación ha tomado importancia para que se tengan
niveles de iluminación adecuados. Esto ofrece riesgos alrededor de ciertos
ambientes de trabajo como problemas de deslumbramiento y síntomas oculares
asociados con niveles arriba de los 100 luxes.
Toda instalación de alumbrado debe proporcionar una iluminación
adecuada con objeto de que las personas vean lo suficientemente bien para poder
realizar de forma idónea sus tareas. Una iluminación inadecuada o insuficiente
incide negativamente en el desarrollo de cualquier actividad.
Un alto porcentaje de los consumos de energía que se utiliza para las
funciones del hospital regional del IMSS de poza Rica se debe al sistema de
iluminación por esta razón de este trabajo.
26
3.1 CONCEPTOS GENERALES DE ILUMINACIÓN.
Antes de abordar el tema de luminarias que contiene nuestro sistema de
alumbrado tenemos que tener bien comprendidos los conceptos que se usan en el
lenguaje del alumbrado e iluminación para ir comprendiendo la secuencia en un
estudio de alumbrado, es por esta razón que daremos algunos de los muchos
conceptos que se manejan. Para el alcance del trabajo en cuestión basta tener
claro los siguientes conceptos.
Unidad: CANDELA (CD).La intensidad de una fuente expresada en candelas en su “potencia
en candelas (cp)
DEFINICION.- La candela la cantidad física básica internacional en todas las
medidas de luz; las de mas unidades se derivan de ella. Una vela corriente en
dirección horizontal una intensidad luminosa de aproximadamente una candela.
Intensidad: se define como la intensidad de flujo a través de un ángulo sólido en
una dirección determinada. La unidad utilizada para medir la intensidad ( I ) es la
candela ( CD )
UNIDAD: LUMEN (lm )
DEFINICION.- Un lumen es flujo de luz que incide sobre una superficie de 1 metro
cuadrado, la totalidad de cuyos puntos diste 1 metro de una fuente puntual teórica
que tenga una intensidad luminosa de 1 candela en todas direcciones.
La diferencia entre el lumen y la candela reside en que aquel es una medida del
flujo luminoso, independiente de la dirección
UNIDAD: LUX (LX)
DEFINICION.- Un lux es la iluminación en un punto (A) sobre una superpie que
dista: en dirección perpendicular, un metro de una fuente puntual de una candela
De la definición de lumen se deduce que un lumen uniformemente distribuido en
un metro cuadrado sé superficie produce una iluminación de un lux
ILUMINACION: se denomina (E) a la densidad de flujo luminoso sobre una
superficie.cuando la unidad de flujo es el lumen y el area esta expresada en pies
cuadrados la unidad de la iluminación es la bujia*-pie o foot candles (fc) cuando él
are esta expresa en metros cuadrados, la unidad de iluminación es el lux (lx)
Curva de distribución: es la representación grafica del comportamiento de la
intensidad luminosa emitida por una luminaria
Se representa en coordenadas polares y los valore están dados en candelas
Lámpara: dispositivos que transforma la energía eléctrica en energía luminosa
27
3.2
FUENTES LUMINOSAS
Entrando en materia definiremos las lámparas utilizadas y las lámparas a
utilizar debemos puntualizar en algunos puntos cuyos aspectos no pueden pasar
por alto, Aquí solo resaltaremos las ventajas y desventajas que tiene cada una de
ellas, las lámparas utilizadas en el Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) lo
veremos mas detalladamente en el sub.-tema 6
Las fuentes luminosas eléctricas se llaman lámparas. Se fabrican miles de
lámparas para muy diversas aplicaciones.
Las lámparas incandescentes se basan en el principio de convertir
energía eléctrica en calor, a una temperatura que hace que el filamento de la
lámpara se ponga incandescente (rojo o blanco).
Este tipo de lámparas, comúnmente llamadas “focos” o “stop”, son las más
ineficientes que existen en el mercado, ya que el 90% aproximadamente de la
energía eléctrica se transforma en calor y solamente el 10% en luz visible. Su
eficiencia esta entre 15 y 18 lúmenes / watt.
Mientras las fluorescentes
compactas tienen entre 60 y 75 lúmenes/ watt, lo cual significa que las
incandentes consumen cuatro veces mas energía eléctrica que las compactas.
Una desventaja mas consiste en que su vida útil es solo 1000 horas, es decir 10
veces menor que una fluorescente compacta. Por contrapartida la única ventaja
que tienen los focos incandescentes es que producen fielmente los colores
Las lámparas fluorescentes convierten vapor de mercurio. Cuando se
aplica un voltaje adecuado, se produce un arco eléctrico entre los electrodos
opuestos, generado radiaciones ultravioleta visibles, pero en su mayor parte
invisible. Estas ultravioleta excitan el recubrimiento de fósforo en el interior de la
unidad, emitiendo por lo tanto luz visible.
Al igual que la incandescente, estas lámparas tienen la posibilidad de producir
una luz calida como la de un foco, pero adicionalmente, puede reproducir tonos de
luz que van desde un color neutral hasta uno frió.
La lámpara fluorescente compacta es capaz de reproducir los colores fielmente
en un 85%; asimismo existen en el mercado una gran variedad de modelos
tamaños y potencias, cuya tendencia es semejarse a las dimensiones de un foco
normal.
28
Para operar una lámpara fluorescente es necesario pasar a través de ella
una corriente una corriente eléctrica, ya a fin de producir la tensión necesaria se
requiere de un dispositivo auxiliar comúnmente conocido como balastro. El
balastro utilizado durante el último medio siglo ha sido del tipo electromagnético
convencional. Construido a base de de bobinas y componentes asfálticos, mismos
que al calentarse puede derretirse. La utilización de estos balastros incrementa el
consumo de energía eléctrica del conjunto lámpara- balastro, debido a sus
perdidas.
Los balastros también han evolucionado y hoy en día se recomienda la utilización
de los electrónicos, que usan componentes de estado sólido y están diseñados
para operar en alta frecuencia. Su peso es menor sus componentes están
cubiertos con una resina que los protege de la humedad y actúa como reductor de
ruido además de que prácticamente no presenta perdidas de energía.
Las lámparas T-8 pueden ser operadas por medio de balastros electrónicos y
electrónicos de alta eficiencia los cuales nos permiten un importante ahorro de
energía contra los balastros para lámpara fluorescentes T-12 tipo slimline.
En el caso de balastros Electromagnéticos para 2*32 W T-8 podemos ahorrar un
28% de la energía que demandaría un sistema 2*39 W T-12 con balastro
electromagnético de baja energía. Y si utilizamos un balastro eléctrico este ahorro
puede alcanzar hasta el 40%
Otras ventajas de los balastros de alta eficiencia para lámpara fluorescente
tipo T-8 contra los equipos para lámparas fluorescentes T-12 tipo slimline son:




Que cuentan con alto factor de potencia >90%
La temperatura de operación del balastro es menor a uno slimline
El ruido producido por estos equipos es menor a uno de slimline.
El ruido producido por estos equipos es menor a los 30 decibeles, por lo
tanto su operación es muy silenciosa.
 La vida de los balastros electromagnéticos es 3 veces mayor que la de los
balastros electrónicos, aumentan hasta más de 5 veces.
 El diseño de los balastros de alta eficiencia para equipos T-8 los hacen
menos pesados y de menor tamaño que los de slimline
29
3.3. LUMINARIAS.
Como parte de un equipo este concepto es muy importante ya que este
nos ayudara en el control y el ahorro de energía de este proyecto que estamos
realizando.
Es un Equipo de iluminación que distribuye, filtra o controla la luz emitida por
una lámpara o lámparas y el cual incluye todos los accesorios necesarios para
fijar, proteger y operar esas lámparas y los necesarios para conectarse al circuito
de utilización eléctrica.
Clasificación de la luminaria
 Directa, donde del 90 al 100% del flujo es dirigido hacia abajo.
 Semidirecta, donde del 60 al 90% del flujo es dirigido hacia abajo y el
resto hacia arriba.
 Difuso general, donde entre el 40 y el 60% es dirigido ya sé hacia arriba
o hacia abajo y la distribución es mas o menos uniforme en todas
direcciones.
 Directa/indirecta, donde entre el 40 y 60% del flujo es dirigido ya sea
hacia arriba o hacia abajo y muy poco flujo en dirección horizontal. CIE
considera la categoría directa/indirecta como formando parte de
luminarias de tipo difuso general. Desde el punto de vista del diseñador,
estos dos tipos deben clasificarse por separado ya que producen
relaciones especiales distintas, en función de las propiedades de
luminancia de paredes, brillo y coeficiente de utilización.
 Semi indirecta, donde el 60% al 90% del flujo es hacia arriba.
 Indirecta, donde el 90% al 100% del flujo es hacia arriba.
A manera de de ilustración en el anexo 8 se muestran las clasificaciones de
luminaria
30
3.4 PROCEDIMIENTOS PARA EL CONTROL DE LA ILUMINACIÓN
Para llevar acabo un Procedimiento de Control de Iluminación dentro de
este Instituto Mexicano del Seguro Social debemos de tener en cuenta que es lo
que contamos y cual es la mejor manera de llevar acabo un mantenimiento
Predictivo, o Mantenimiento Preventivo siempre tratando de no caer en un
mantenimiento Correctivo ya que este ultimo es el más difícil y por ende el más
costoso
La función de un sistema de control es adecuar el nivel de iluminación a la
necesidad del trabajo a realizar. El control más sencillo es el interruptor y se prevé
que este, se mantenga como el principal sistema de control para la iluminación en
residencias, comercios y restaurantes.
Para el alumbrado, a veces las necesidades de la luz en las horas nocturnas y el
control se puede lograr mediante un interruptor de control humano, o
automáticamente con el uso de fotoceldas que miden el nivel de luz natural y
encienden o apagan las lámparas según se requiera. Este sistema automático
parece más confiable que una dependencia sobre un equipo de individuos
responsables de realizar la operación manual. , Pero esta explicación mas
especifica se dará en el siguiente capitulo. (Dispositivos para ahorrar energía)
31
SUB -TEMA 4
32
SUB-TEMA 4
Dispositivos para ahorro de energía.
Los hechos fundamentales que revolucionaron las formas de utilizar la
electricidad, son por un lado los altos costos a que estuvieron sujetos los precios
del petróleo al principio de los ochentas del siglo pasado, por otro lado la creciente
preocupación por preservar el medio ambiente. A partir de estos eventos,
surgieron los programas de ahorro de energía, horarios de verano y utilización de
dispositivos ahorradores de energía.
El diseño de un buen programa de ahorro de energía debe abarcar el
análisis detallado de la forma y técnicas con las que se usan la electricidad ya qué
existen en su utilización diversos hábitos que representan dispendios o derroches
susceptibles de reducir o eliminar y que por tanto representan oportunidades de
ahorro. Como por ejemplo el funcionamiento de un TV que nadie ve, un radio que
nadie escucha o el encendido de un foco que nadie utiliza son hechos comunes en
el uso de la electricidad, lo cual aunado a la indiosicracia del individuo, exige el
desarrollo de técnicas eficientes que sean capaces de superar las resistencias al
cambio tan comunes de la mentalidad latina y mexicana en particularidad.
Los fabricantes de material y equipo eléctrico han desarrollado en los
últimos tiempos diversos dispositivos que permiten operar a los sistemas de
iluminación sin la dependencia del hombre, antídoto que garantiza el cambio de
hábitos en la utilización de la energía, cuando ello se requiera.
Existe una gran variedad de formas tipos y aplicaciones para los controles
de iluminación, sin embargo estos controles pueden ser agrupados en sensores
de movimiento, atenuadores(dimmers), temporizadores(timers), sensores de
presencia, sensores de luz.
Los edificios que cuentan con este tipo de sistemas reciben el nombre de
Edificios Inteligentes
33
4.1 EL APAGADOR INTELIGENTE
Siendo la temática del presente trabajo la búsqueda de nuevas alternativas
de utilización de la electricidad en el Hospital del IMSS de Poza Rica Ver. , resulto
verdaderamente necesaria la inclusión de un apartado para abordarlos
El análisis de los dispositivos ahorradores de energía se inicia con el
apagador inteligente partiendo de la descripción del mismo, sus componentes, sus
principios de operación y su posible incorporación en una Instalación Electrica
existente.
Interruptor de acción rápida, operación manual y baja capacidad, que
generalmente se usa para el control de aparatos domésticos y residenciales, así
como unidades de alumbrado cuya corriente nominal no excede 15 A.
El propósito de un interruptor es permitir la apertura y el cierre de un circuito
eléctrico de forma segura y conveniente. Los interruptores se utilizan en las
instalaciones eléctricas para controlar manualmente luces, motores y otras cargas.
Existen también interruptores activados automáticamente por luz, calor presión,
movimiento, magnetismo corriente y otras variables.
TIPOS DE INTERRUPTORES ESPECIALES
Interruptor Fotocelda:
Es un dispositivo de interrupción automático de la electricidad, ya que este
funciona con el nivel de variación luminosa del sitio de donde se encuentre
instalado abriendo el circuito cuando este nivel es adecuado y cerrando el circuito
cuando este nivel es inadecuado o bajo
El componente principal de una fotocelda es una fotorresistencia la cual
está expuesta a la luz en el dispositivo, a través de una pantalla o cámara; que
permite el acceso del flujo luminoso con lo cual este fotoresistor abre o cierra el
circuito de acuerdo a las circunstancias.
Una fotocelda siempre debe ser instalada con su pantalla dirigida hacia el
sito donde sale el sol.
La fotocelda es el único interruptor que además de entrar la fase también
entra el neutro; y su mayor aplicación es en el alumbrado público.
34
Interruptor Temporizado:
Son interruptores que además de abrir o cerrar un circuito está diseñados
para apagarse automáticamente con un tiempo determinado después de haber
sido accionados. Estos dispositivos se usan con el fin de ahorrar energía y su uso
más frecuente se da en los edificios de apartamentos, en las escaleras.
Generalmente estos interruptores tienen una perilla interna, que al graduarla me
determina el tiempo en el cual el interruptor debe abrir el circuito; la conexión de
este interruptor es similar a las de los interruptores sencillos; pero también su
conexión se puede hacer mediante un relé, un temporizador y pulsadores o
mediante un contactor, un temporizador mecánico y un pulsador. Dependiendo de
la aplicación.
Interruptor de movimiento:
Son interruptores que efectúan el control automáticamente a través de la
detección de movimiento en el sector donde se encuentra instalado, cerrando el
circuito en el momento en el que detecta el movimiento y abriéndolo un tiempo
determinado después de que ha cesado el movimiento, esta detección la efectúa
el interruptor a través de la emisión de rayos infrarrojos que al ser cortados dan la
señal al interruptor con la cual se produce el accionamiento respectivo.
Interruptor Reed (Magnético):
Este es un interruptor normalmente abierto el cual al entrar en un campo
magnético (rodearlo con Imán) cierra sus contactos y permite el funcionamiento
del circuito al que este conectado, pero al salir de este campo vuelve a su posición
normal, por lo cual se hace necesario hacer un circuito de retención con un relé.
Este interruptor se conecta en serie al aparato que se quiera manejar (bombillo,
sirena), su mayor aplicación es en los circuitos de alarma residenciales.
El principio de funcionamiento de este interruptor se basa en que cierra
sus contactos internos cuando se encuentra inmersa en un campo magnético.
35
4.2 LA FOTOCELDA
La fotocelda es un dispositivo sensible a la luz que opera en forma similar a
los semiconductores, ya que bajo circunstancias permite el paso de la corriente y
bajo condiciones contrarias opera impidiendo el paso de la corriente. Ha sido
precisamente esta la que ha permitido que se le emplee en diversos servicios cuya
operación debe supeditarse a determinadas condiciones de iluminación.
El campo de aplicación de la fotocelda ha sido durante muchos años de
sistemas de iluminación para servicios exterior y particularmente en los sistemas
de alumbrado publico, donde se utiliza para el encendido y apagado de una o
varias lámparas.
Existen fotoceldas que operan bajo principios térmicos con relevador, con
retardo en su operación, electrónicas con interruptor térmico y electrónicas con
retransmisores, de todos estos tipos las primeras son las más utilizadas en
nuestro país por su bajo costo; tiene principio de operación muy simple. Una celda
de de sulfuro de cadmio se conecta en serie con una placa bimetalica. Cuando la
luz brilla durante las horas del día, la celda conduce energía por tener aplicando
un voltaje en los extremos de su resistencia por lo que esta se calienta, lo que
hace que la tira bimetalica se doble y active una cuchilla que a su ves abre el
circuito y por lo tanto hace que la carga se desenergice. En la noche, la corriente
de la celda es baja, lo que ocasiona que la tira bimetalica se enfrié y por ende los
contactos se cierren.
La ventaja principal de su uso es su producción de energía constante, su
larga vida y su mínimo mantenimiento.
Debido a la masa terminal del bimetal y a la resistencia, este tipo de
fotocelda tienen un largo retraso de respuesta ( entre 30 segundos y 3 minutos)
tanto para el encendido como para el apagado, esta situación representa una
desventaja cuando sé desa probar una fotocelda como se hace en el campo
(tapando el elemento con la mano). Por otro lado, hace difícil la calibración.
La mayoría de fotoceldas existentes en el mercado tienen un rango de
operación que varia entre 1 y 3 foot-candles, aunque también existen rangos 2 y
10 foots- candles.
Por otro lado, los niveles de apagado son entre 3 y 5 veces mayores a los
niveles de encendido.
En el anexo N. 9 se presenta un diagrama esquemático de todos los
componentes de este tipo de fotocelda.
36
4.3 LOS TEMPORIZADORES
Los temporizadores, también llamados interruptores de tiempo, es un
dispositivo que controla los ciclos de encendido-apagado de equipos de
alumbrado con respecto a una base de tiempo preestablecido y ajustable, esta
propiedad ofrece grandes ventajas para la utilización de la energía y proporciona
una respuesta efectiva contra los malos hábitos que se tienen para usar
electricidad ya que se les utiliza con diversos fines, como amanera de ejemplo en
el hospital del IMSS.
A) Encender y apagar sistemas de iluminación exterior ( patios, fachadas y
jardines).
B) Desconexión total de todos los aparatos que presenten pérdidas en
espera dentro de los horarios de descanso del personal administrativo.
C) Encendido y apagados de baños privados y archiveros.
D) Encendido y apagados de oficinas y almacenes de alimentos.
E) Encendidos automático de bombas para los servicios de aire
acondionado y alimentación de necesidades del hospital.
Es un hecho que el empleo de los temporizadores en estos casos,
proporcionaría grandes ahorros en el consumo total de energía, toda vez que
elimina los consumos de electricidad que no se usa pero que si se paga como lo
representaría el caso de la energía consumida por un sistema de iluminación
exterior, que por olvido no sea apagado después de las 7 de la mañana o las
perdidas en espera debidas a los aparatos de televisión en horario de 1 a 5 Am.
Estudios estadísticos han demostrado que durante el tiempo de recreación
del personal es un hábito común salir del área de trabajo y regresar en corto lapso
de tiempo, sin apagar las luces y equipo electrónico, por lo que el consumo de
energía de este mal hábito representaría un valor considerable aunque se tengan
lámparas de bajo consumo. Casos como estos se pueden corregir adaptando un
temporizador y ajustado el tiempo de apagado adecuado.
El ahorro obtenido con el uso de temporizadores se estima en valores del
orden del 40% sobre el consumo previo a su instalación, por lo que representan
una herramienta muy útil en la innovación y readecuación de sistemas
consumidores de energía eléctrica.
Existen temporizadores electromecánicos y estáticos en el anexo N.10 se
presenta un temporizador de los diversos que existen en el mercado.
37
4.4 LOS SENSORES DE PRESENCIA
Los detectores de presencia se pueden utilizar para encender o apagar el
sistema de iluminación de un local en respuesta a la presencia o ausencia
ocupantes en el mismo.
El control de encendido y apagado se realiza automáticamente, sin
intervención activa de los usuarios, de manera que el detector desconecta el
alumbrado cuando no hay personas en el interior del local y con ello ajusta el uso
de la energía a las necesidades reales. Con lo cual se logra conseguir un ahorro
de energía considerable.
Estos dispositivos también conocidos como detectores de movimiento o
interruptores de proximidad son ideales para utilizarse en aquellos lugares en los
que por mal hábito se acostumbra dejar encendida la iluminación al abandonar el
recinto, y que existe la posibilidad de regresar en corto tiempo. Lo cual en
ocasiones se prolonga demasiado representado consumos de energía no la
utilizada.
Los detectores de presencia fueron diseñados pensando en el ahorro de
energía y debido a que al sensar la presencia de una persona área controlado,
éstos encienden automáticamente la lámpara o conjunto de lámparas que
iluminan el local y de igual forma, apagan la luz una vez desocupada dicha área.
Existen en el mercado diversos tipos de detectores que funcionan con
diferentes tecnologías dentro de estos se distinguen los siguientes:
-detectores de rayos infrarrojos pasivos (PIR)
-detectores ultrasónicos
-detectores duales
DETECTORES DE RAYOS INFRARROJOS PASIVOS ( PIR )
Los detectores PIR reaccionan sólo ante determinadas fuentes de energía tales
como el cuerpo humano; captan la presencia detectando la diferencia entre el
calor emitido por el cuerpo humano y el espacio alrededor.
Los sensores PIR utilizan un lente de Fresnel que distribuye los rayos infrarrojos
en diferentes radios (o zonas), los cuales tienen diferentes longitudes e
inclinaciones, obteniendo así una mejor cobertura del área a controlar. Cuando se
da un cambio de temperatura en alguno de estos radios o zonas, se detecta la
presencia y se acciona la carga.
38
Con objeto de lograr total confiabilidad, esta tecnología integra además, un filtro
especial de luz que elimina toda posibilidad de falsas detecciones causadas por la
luz visible (rayos solares), así como circuitos especiales que dan mayor inmunidad
a ondas de radio frecuencia. La tecnología PIR permite definir con precisión al
100% el área de cobertura requerida.
Los detectores de Rayos Infrarrojos Pasivos (PIR) se fabrican en tres diferente
tipos:



Para montaje en pared
Para montaje en techo
Para montaje en mesa

DETECTOR DE RAYOS INFRARROJOS PARA MONTAJE EN PARED
Este tipo de detector resulta ideal para sustituir al apagador convencional ya
que al igual que este, se monta empotrado en una caja (chalupa) estándar de
2”X4”, sin necesidad de soporte o placa. Tiene la flexibilidad de poderse operar
tanto en forma manual como automática. Para la operación manual, el usuario
enciende la luz oprimiendo el mecanismo de encendido integrado y el sensor la
apaga un vez transcurrido el tiempo de apagado automático (programable por el
usuario). En la operación automática, el sensor enciende la luz cuando una
persona ingresa en el área controlada y la apaga automáticamente una vez
desocupada ésta. El tiempo de apagado automático de las luces es ajustable de
15 segundos a 30 minutos y transcurre a partir de la última detección.
El detector incluye una fotocelda encargada de medir la cantidad de luz natural
en el ambiente. El nivel de luz exterior a partir del cual el detector, al sensar
presencia, encenderá las luces es regulable según las preferencias del usuario y
las características específicas del lugar. Así, cuando la luz solar supere el límite
anteriormente fijado, el aparato no encenderá las luces.
El dispositivo permite definir el área de cobertura con exactitud debido a que
utiliza la tecnología de de rayos infrarrojos pasivos y un lente de Fresnel de
elemento múltiple.
En el anexo No 11 de presenta una imagen de este tipo de dispositivo,
incluyendo su cobertura; en tanto que en el anexo No 12 de muestran los
diagramas de conexiones correspondientes para diferentes alternativas.
39
La especificaron técnica de este dispositivo es la siguiente:
Especificación Técnica






Tecnología PIR
Voltaje de operación 120/277 V
Carga máxima 800W
Cobertura 180° 93 M2
Led para indicar detección
Selector que permite
A).- Seleccionar el funcionamiento entre las opciones Manual y Automático
B).- Ajustar el tiempo de apagado entre 15 Segundos y 30 Minutos
C).- Ajustar el nivel de luz para que el dispositivo opere (entre 108 y 1614
luxes)
D).-Ajustar la sensibilidad de detección





Detección y bloqueo contra caídas de voltaje
Sin corrientes de fuga
Con lente Fresnel de 4 niveles para detección de movimiento horizontal y
vertical
Cobertura de 93 M2
DETECTOR DE RAYOS INFRARROJOS PARA MONTAJE EN TECHO
Este tipo de detector se caracteriza por presentar un campo de detección de
360°., su diseño está especialmente proyectado para otorgar la máxima discreción
una vez instalado. Enciende la lámpara o cualquier tipo de carga cuando una
persona ingresa en el área de cobertura y apaga automáticamente una vez
desocupada ésta. El tiempo de apagado automático de las luces es ajustable de
15 segundos a 30 minutos transcurridos a partir de la última detección.
El sistema permite controlar diferentes tipos de iluminación, ya sean focos
incandescentes, lámparas fluorescentes, lámparas ahorradoras de energía, etc.
debido a que se conectan por medio de una fuente de poder, la cual es la
encargada de controlar las cargas.
Este dispositivo puede controlar sistemas de ventilación, aire acondicionado,
calefacción, sistemas de monitoreo y sistemas administradores de energía, etc.,
debido a que cuenta con un relevador integrado. El cual dispone de un contacto
normalmente abierto y otro normalmente cerrado.
40
También incluyen una fotocelda encargada de medir la cantidad de luz natural en
el ambiente. El nivel de luz exterior a partir del cual el detector encenderá las luces
es regulable según las preferencias del usuario y las características específicas
del lugar. Así, cuando la luz solar supere el límite anteriormente fijado, el
dispositivo no encenderá las luces aún cuando sense presencia de alguien dentro
de su área de acción.
Encuentran una aplicación adecuada en lugares como los baños públicos en
donde muchas veces los usuarios dejan las luces encendidas, sin embargo su
utilización debe analizarse detalladamente cuando se utilicen con unidades cuya
vida útil se vea afectada por frecuentes acciones de encendido y apagado.
En el anexo No 13 se presentan unas vistas de este dispositivo en tanto que en el
anexo No 14 se muestran sus diagramas de conexiones; por lo que toca a sus
coberturas, estas aparecen en el anexo 15.
La especificación técnica es la siguiente:
Especificación Técnica
– Tecnología PIR (infrarrojo pasivo)
– Voltaje de operación: 24 V
– Carga máxima: Determinada por la fuente de poder
– Cobertura: Variable
– Led para indicar detección
– Perilla de ajuste de:
• Nivel de luz necesario: de 43 a 2044 luxes
• Tiempo de apagado automático: de 15 seg. a 30 min.
• La sensibilidad de detección
– Relevador con contactos aislados NA y NC
– Hasta 3 unidades por Fuente de poder

DETECTOR DE RAYOS INFRARROJOS PARA MONTAJE EN MESA
Este tipo de detector se caracteriza por su fácil instalación y versatilidad para
adaptarse a múltiples aplicaciones tales como pequeñas oficinas, cubículos,
cuartos de copiadoras, cafeterías de oficina, etc. El montaje es del tipo
sobreponer ya sea sobre una mesa o muro
Se le puede utilizar para el control de sistemas de iluminación, de aire
acondicionado, ventiladores o calefacción. Opera al entrar una persona al área
controlada y apaga automáticamente una vez desocupada ésta.
El tiempo de apagado automático de las luces es ajustable de 30 segundos a 30
minutos y transcurre a partir de la última detección.
41
El sistema permite controlar diferentes tipos de de fuentes luminosas ya sea focos
incandescentes, lámparas fluorescentes, lámparas ahorradoras de energía, etc.,
Requiere fuente de energía para su operación. El detector de presencia permite
además definir el área de cobertura con exactitud ya que utiliza la tecnología de
rayos infrarrojos pasivos y un lente de Fresnel de elemento múltiple.
En el anexo No. 16 se muestra una imagen de este detector, y en el anexo 9 se
muestran sus coberturas.
La especificación técnica de este dispositivo es la siguiente:
Especificación Técnica
– Tecnología avanzada PIR (infrarrojo pasivo)
– Voltaje de operación: 24 V
– Carga máxima: Según su fuente de poder
– Corriente de control de salida máxima: 110mA
– Cobertura: 90° 28m2
– Led para indicar detección
– Perillas que permiten:
• Ajustar el tiempo de apagado automático: de 30 seg. a 30 min.
• Ajustar la sensibilidad de detección
– Hasta 4 unidades por Power Pack
DETECTORES ULTRASÓNICOS
Los detectores ultrasónicos son sensores de movimiento volumétricos que utilizan
el principio Doppler. Que consiste en emitir ondas de sonido ultrasónico hacia el
área a controlar, las cuales rebotan en los objetos presentes y regresan al receptor
del detector. El movimiento de una persona en el área provoca que las ondas de
sonido regresen con una frecuencia diferente a la cual fue emitida, lo cual es
interpretado como detección de presencia.
Los sensores ultrasónicos contienen un transmisor y uno o varios receptores.
Estos transmiten las ondas sonoras a una alta frecuencia generada por un
oscilador de cristal de cuarzo. Dicha frecuencia es tan alta que no alcanza a ser
percibida por el hombre.
Dado a que la cobertura ultrasónica puede “ver” a través de puertas y divisiones,
es necesario darle una ubicación adecuada al sensor para evitar así, posibles
detecciones fuera de la zona deseada.
42
Las áreas con alfombra gruesa y materiales antiacústicos absorben el sonido
ultrasónico y pueden reducir la cobertura. La eficiencia del sensor también puede
verse alterada por flujo excesivo de aire (provocado por aires acondicionados,
ventiladores, calefacción, etc.).
En el anexo No 17 se muestra una imagen de este tipo de detector y su diagrama
de control, en tanto que en el anexo No 18 se muestra su área de cobertura.
La especificación técnica para este dispositivo, es la siguiente:
Especificación Técnica
- Tecnología Ultrasónica
- Voltaje de operación 24 Volts
- Carga máxima (según fuente de poder)
- Transmisión omnidireccional de 360°
- Frecuencia ultrasónica de 25 Khz. ± 0.005 %
- Cobertura variable según el modelo
- Receptores resistentes a la temperatura y a la humedad
- Led para indicar detección
- Perillas de ajuste de:
Apagado automático de 15 Seg. A 15 minutos
Sensibilidad de detección
- Dimensiones: 115 mm x 115 mm x 32 mm
DETECTORES DUALES
El detector de ocupación dual, presenta una de las más avanzadas tecnologías
desarrolladas para el control automático de sistemas de alumbrado, debido a que
reúne las ventajas de la tecnología de rayos infrarrojos pasivos y de la tecnología
ultrasónica.
En su configuración estándar, los detectores operan encendiendo la luz cuando
ambas tecnologías detectan ocupación, la mantienen encendida mientras una
tecnología siga detectando presencia y la apagan automáticamente una vez
desocupada el área. Según las condiciones específicas de la zona a controlar, es
posible cambiar dicha configuración estándar.
El tiempo de apagado automático de las luces es ajustable de 15 segundos a 15
minutos y transcurre a partir de la última detección.
Los detectores incluyen una fotocelda encargada de medir la cantidad de luz
natural en el ambiente. El nivel de luz exterior a partir del cual el detector
encenderá las luces es regulable según las preferencias del usuario y las
características específicas del lugar. Así, cuando la luz solar supere el límite
43
anteriormente fijado, el aparato no encenderá las luces aún cuando detecte
presencia.
El sistema permite controlar diferentes tipos de iluminación: como por ejemplo
focos incandescentes, lámparas fluorescentes, lámparas ahorradoras de
energía, etc., debido a que se conectan por medio de una fuente de poder, la cual
es la encargada de controlar las cargas.
Estos dispositivos pueden controlar también sistemas de ventilación, Sistemas de
aire acondicionado, sistemas de calefacción, sistemas de monitoreo y sistemas
administradores de energía, pues disponen de un relevador integrado el cual
cuenta con un contacto normalmente abierto y otro normalmente cerrado.
Este tipo de detector se presenta en 2 diferentes versiones, los cuales varían en
su campo de cobertura según el lente Fresnel instalado.
Los detectores de tecnología dual pueden ser montados en pared o en techo; son
recomendables en cualquier aplicación donde por especiales características del
lugar, un detector de tecnología simple pudiera presentar falsas detecciones
provocados por excesivos flujos de aire.
En el anexo No 19 se presenta una imagen de este dispositivo y sus
componentes, en tanto que en el anexo No 20 se presentan sus coberturas; por
su parte el diagrama de conexiones se presenta en el anexo 21.
La especificaron técnica de este dispositivo es la siguiente:
Especificación Técnica
– Tecnología PIR y Ultrasónica
– Voltaje de operación: 24 V
– Carga máxima: La que resista la fuente de poder
– Frecuencia ultrasónica de 40kHz 0.006%
– Relevador con un contacto NA y otro NC.
– Led para indicar detección de tecnología PIR.
– Led para indicar detección de tecnología Ultrasónica.
– Perillas y puentes direccionales que permiten:
• Ajustar nivel de luz necesario: de 27 a 4627 luxes.
• Ajustar tiempo de apagado automático: de 15 seg. A 15 min.
• Ajustar la sensibilidad de detección.
44
4.5 LOS DIMMERS
Con este interruptor además de poderse controlar una o más salidas de
iluminación también se puede controlar el nivel lumínico de las lámparas que este
esté controlando. Los dimmers o reguladores electrónicos de luminosidad se
utilizan para controlar, en forma continua y gradual, la cantidad de luz emitida por
fuentes luminosas, generalmente lámparas incandescentes halógenas. Sirven
también como interruptores de encendido y apagado convencionales. El empleo
de dimmers en lugar de interruptores electromecánicos permite crear atmósferas y
efectos luminosos interesantes. Bajo determinadas condiciones, los dimmers
pueden utilizarse para realizar la potencia de cargas resistivas como calefactores,
hornos, calentadores, etc.
El control de la luminosidad mediante un dimmer se realiza generalmente
con una perilla. Existen Dimmers tanto para lámparas incandescentes como para
lámparas fluorescentes, pero los dos tipos no son intercambiables. En la mayoría
de los casos, los dimmers sustituyen directamente los interruptores de
encendido/apagado convencionales.
Este control de nivel de iluminación lo efectúa el dimmer a través de una
resistencia variable que posee el dimmer internamente, actúa como resistencia en
serie, modificando el valor de la tensión aplicada a la carga. A mayor tensión
aplicada, mayor luminosidad y viceversa. Mediante un dimmer, se toma de la red
una potencia menor de la que consumiría la carga en condiciones normales.
Puesto que los contadores solo registran lo que efectivamente se consume, los
dimmers contribuyen al ahorro de energía. Con su empleo se consigue ahorro
adicional representado en una mayor vida útil de las lámparas que controlan.
45
SUB-TEMA 5
46
SUB-TEMA 5
Recomendaciones para el ahorro de energía eléctrica Sistema
De iluminación del IMSS de Poza Rica.
En las instituciones de salud ya sea publica o privada, comúnmente se
presentan problemas de derroches de energía eléctrica debidas a actitudes como:
la indiferencia de todo el personal que se desenvuelve en el entorno; situación
muy natural por su carácter de ser ajeno a las erogaciones motivadas por
concepto de consumo de electricidad, o el encendido de luces y equipos que no
están siendo utilizados; el uso de lámparas incandescentes de muy alto consumo
de energía; el envejecimiento y deterioro de materiales y equipos muchos de los
cuales ya han cumplido con su período de vida útil tras el cual deben ser
reemplazados; la falta de mantenimiento, la falta de personal responsable de la
operación técnico-financiera del servicio eléctrico, el crecimiento anárquico y
descontrolado de la instalación, etc., todo esto ocasiona frecuentes interrupciones
prolongadas y costosas, en el servicio de electricidad, afectando directa o
indirectamente al personal que labora en dichas instituciones, al personal que
estudia y a todas las actividades que se desarrollan en el hospital, afectando
También a la compañía suministradora
( Comisión Federal de Electricidad)
porque deja de vender su Producto.
Esta problemática ubicada en el terreno económico puede ofrecer
atractivas oportunidades de ahorro en los costos de operación del hospital y
eficientización es sus resultados, al lograr las mismas metas a menor costo, pues
no se debe soslayar la realidad de que los costos de la energía eléctrica son
elevados en nuestro país y que la situación por la que atraviesa actualmente la
economía nacional ha obligado a indexar sus costos mensualmente, situación
que representa incrementos anuales del orden del 5 %.
Ahorrar energía eléctrica no es precisamente reducir los niveles de
bienestar o grados de satisfacción de nuestras diferentes necesidades, sino por
el contrario es dar lugar a una reflexión y un cambio en los comportamientos que
conduzcan a un so racional de la misma, lo que invariablemente redundará en
una prolongación n la disponibilidad de los recursos energéticos no renovables (
como el carbón, el as natural o el combustóleo) y en un desarrollo sustentable al
dejar de contaminar el medio ambiente arrojando emisiones a la atmósfera como
el bióxido de carbono (C02) que contribuye al calentamiento del globo terrestre lo
que a su vez origina cambios climatológicos ( Fenómeno del Niño) o el monóxido
de Azufre que en combinación con el agua que existe en la atmósfera, da lugar a
la formación de la lluvia ácida, Tan perjudicial para los sembradíos, lagunas, ríos
y el mar.
De los diferentes métodos que ofrece la tecnología para reducir los
consumos eléctricos se debe identificar y aplicar los más adecuados para cada
caso. A Continuación se identifican las medidas aplicables al hospital.
47
5.1 NORMATIVIDAD
El objetivo de esta norma es el establecimiento de niveles de eficiencia en
términos de densidad potencia eléctrica con que deben de cumplir los edificios no
residenciales nuevos y ampliaciones a los ya existentes apara que sean
proyectados o construidos haciendo un uso eficiente de la energía eléctrica. Y
establecer el método de calculo para la determinación para la determinación de la
densidad de potencia eléctrica ( D.P.E.A) de los sistemas de alumbrado para uso
general en edificios no residenciales con el fin de verificar el cumplimiento de esta
norma.
El propósito de esta norma no es el limitar el nivel de iluminancia en los
edificios a los que se aplica, si no fijar la cantidad de potencia necesaria para
obtener el mismo nivel de iluminancia.
Objetivo
La norma”eficiencia energética para sistemas de alumbrado en edificios no
residenciales” NOM-007-ENER-1995, tiene como objetivos fundamentales
Esta Norma Oficial Mexicana tiene por objeto:
a). Establecer niveles de eficiencia energética en términos de Densidad de
Potencia Eléctrica con que deben cumplir los sistemas de alumbrado para uso
general de edificios no residenciales nuevos y ampliaciones de los ya existentes,
con el propósito de que sean proyectados y construidos haciendo un uso eficiente
de la energía eléctrica en estas instalaciones, mediante la optimización de diseños
y la utilización de equipos y tecnologías que incrementen la eficiencia energética
sin menoscabo de los niveles de iluminancia requeridos.
b). Establecer el método de cálculo para la determinación de la Densidad de
Potencia Eléctrica (DPEA) de los sistemas de alumbrado para uso general de
edificios no residenciales con el fin de verificar el cumplimiento de la presente
Norma Oficial Mexicana.
48
Campo de aplicación
Para fines de esta norma oficial mexicana los edificios no residenciales se
clasifican por su tipo de ocupación
Edificios para oficinas
-oficinas publicas
-oficinas privadas
Edificios para escuelas y demás centros docentes
Edificios para establecimientos comerciales
-tiendas departamentales
-tiendas de autoservicio
-tiendas de especialidades
Edificios para hospitales clínicas
Edificios para moteles y hoteles
Edificios para restaurantes y cafeterías
Especificación De La Densidad De Potencia Eléctrica (D.PE.A)
Los valores de densidad de potencia eléctrica con que deben cumplir los sistemas
de alumbrados interior y exterior de los edificios indicados en el campo de
aplicación de la presente norma oficial mexicana, no debe exceder los valores
indicados en la siguiente tabla.
49
Tabla Nº, 5 valores máximos permisibles de densidad de potencia para
sistemas de alumbrado en edificios no residenciales.
TIPO DE EDIFICIO
DENSIDAD DE POTENCIA ELECTRICA (WATS/M2
ALUMBRADO
INTERIOR
Oficinas
Escuelas
Hospitales
Hoteles
Restaurantes
Comercios
Bodegas o áreas
de
Almacenamiento.
Estacionamientos
Interiores
ALUMBRADO
EXTERIOR
16.0
16.0
14.5
18.0
15.0
19.0
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
---------------------
2.0
---------------------
Bonificaciones De Potencia Electrica
Con el propósito de promover la utilización de equipos y sistemas de control
de alumbrado como una alternativa que propicie el uso de energía en sistemas de
alumbrado, se establecen las bonificaciones de potencia con base en los factores
indicados en la tabla siguiente, aplicaciones a los diferentes equipos de control
mas comúnmente utilizados en nuestro país.
Estas bonificaciones de potencia influirán en él calculo de la carga
conectada para la determinación de la D.P.E.A de acuerdo con el método de
calculo que se explicara en su momento.
50
Tabla No.6 créditos bonificaciones de potencias por el uso de equipo o sistemas
de control para sistemas de alumbrado
TIPO DE CONTROL
TIPO DE ESPACIO
Sensores de presencia( con censor independiente para cada espacio)
Cualquier espacio menor de 25m2 sin partiones de piso a techo
Bodegas o áreas de estacionamiento
Cualquier espacio mayor de 25m2
Atenuadores (dimmers)
Manual para lámparas fluorescentes
Programable centralizado para lámparas fluorescentes
Sensores de luz natural
(daylight)
Zona perimetral de interiores distante de ventanas hasta 5m
Temporizadores (timers)
Cualquier espacio menor de 25 m2 sin particiones de piso a techo
Alumbrado exterior
Controles combinados
Censor de ocupación en combinación con atenuador programable
centralizado
FACTOR
0.20
0.50
0.10
0.05
0.20
0.10
0.40
0.50
0.50
51
Método De Cálculo
Consideraciones Generales.
Cuando un edificio sea diseñado y construido para un uso único, se considerará
para fines de aplicación de la presente Norma Oficial Mexicana, la Densidad de
Potencia Eléctrica (DPEA) máxima permisible correspondiente según lo
establecido en la Tabla 5.
Cuando un edificio sea diseñado y construido para más de un uso (uso mixto),
se determinarán por separado las DPEA correspondientes a cada uso aplicándose
para cada una de ellas los valores máximos permisibles establecidos en la Tabla 5
Cuando un edificio sea diseñado y construido para uso mixto y tenga usos no
contemplados en el Campo de Aplicación, se considerará como DPEA máxima
permisible de estos usos el valor de DPEA de aquel uso que predomine sobre los
demás en términos de la superficie ocupada.
La determinación de las DPEA del sistema de alumbrado de un edificio no
residencial nuevo o ampliación de alguno ya existente, de los tipos cubiertos por la
presente Norma Oficial Mexicana, serán calculada a partir de la carga total
conectada de alumbrado y el área total por iluminar de acuerdo a la metodología
indicada a continuación.
La expresión genérica para el cálculo de la Densidad de Potencia Eléctrica
(DPEA)
DPEA = Carga Total Conectada para Alumbrado
Área Total Iluminada
Donde la Densidad de Potencia Eléctrica (DPEA) está expresada en W/m2,
la carga total conectada para alumbrado está expresada en Watts y el área total
iluminada está expresada en m2.
Se considerará que la instalación cumple con lo establecido por esta Norma
Oficial Mexicana sí y sólo sí, las DPEA calculadas son iguales o menores que los
valores límites establecidos para cada uso del edificio analizado, tomando en
cuenta las excepciones aplicables y los ajustes por bonificaciones de potencia
permitidos.
Será obligatorio para fines de certificación y verificación del cumplimiento de
la presente Norma que los proyectos incluyan un cuadro resumen del cálculo de
las DP
52
5.2 MEDIDAS APLICABLES EN LA SUBESTACIÓN
Medidas Aplicables en la Subestación.
Para estar en condiciones de determinar el mayor número de medidas a realizar con
el fin de reducir los costos por consumo de energía eléctrica en la institución, una vez
que se había configurado el plan, se procedió a la realización de los trabajos de
inspección, los cuales proporcionaron la información que sirve de base para alcanzar el
objetivo del proyecto.
Los trabajos de inspección se iniciaron en la acometida y la subestación, en donde
se establecieron las siguientes actividades:
A) Retirar la estructura de transición él aparta rayos dañado e instalar uno
nuevo para que el sistema eléctrico y todos los equipos que lo
integren, queden debidamente protegidos contra los dañinos
sobrevoltaje atmosférico que se puedan presentar.
B) Corregir los desperfectos que se observaron el sistema de tierras,
limpiando y fijando firmemente los conectadores que sujetan a los
conductores eléctricos y protegiendo debidamente a estos. Al final de
los trabajos tomar medidas de la resistencia del sistema con objeto de
comprobar que su valor cumple con lo establecido en las normas
(debe tener valores de resistencia menores de 5 ohms).
C) Someter al transformador a mantenimiento general (incluyendo
cambio de aceite), cambio de juntas y empaques, revisión de los
cambiadores de derivación, etc. con esto se mejoraran la rigidez
dieléctrica de aceite, se reducirán las perdidas caloríficas durante la
operación del equipo.
D) Balancear las cargas para tratar en lo posible de que el neutro no
conduzca corriente y con ello evitar o reducir las perdidas caloríficas
en el conductor de lo conforma.
E) Ajustar y apretar las conexiones de los conductores a las terminales de
interruptores o transformadores y demás equipo.
F) Instalación de un banco de Capacitores para corregir el factor de
potencia que muchas veces a sido menor al 90%, lo que a ocasionado
que se tengan que pagar penalizaciones por este concepto.
53
5.3 MEDIDAS APLICABLES A LOS SISTEMAS DE
CONTACTOS.
La constante adquisición y entrada en operación de diversos equipos de uso
propio de oficinas y equipos tales como computadoras, fax, copiadoras, y diversos
aparatos como Radiografía, aparato topográfico, desfibrilador, etc., han propiciado el
crecimiento anárquico y desordenado del numero de contactos en la Institución,
situación que ha dado lugar a desbalanceos de alimentadores principales que por
un lado han llegado a provocar daños a los equipos a ellos conectados y por otro
han ocasionado que con el paso del tiempo los conductores que conforman a los
alimentadores queden reducidos, o que ocasiona caídas de voltaje y pérdidas de
energía en forma de calor, debido a las altas temperaturas a que operan.
Otro resultado de los trabajos de campo y que esta relacionada con el
servicio de los contactos consiste en lo siguiente: se pudo observar que
generalmente al término de las labores, por mal hábito la persona! Dejaba
conectados los equipos a los contactos, debido a que algunos de ellos tienen
corrientes de fuga (consumo de energía cuando el equipo no funciona), esto
representa un consumo de corriente susceptible de reducir o eliminar con el uso de
temporizadores que desenergicen los circuitos de contactos a las 21:30 hrs. Y
energicen a los 6.45 AM esto hablando en el servicio administrativo, cosa que no
acontece en el servicio medico se deben de tener equipos a los cuales auxilian a los
pacientes las 24 hrs. Como pueden ser,respiradores, pulsos electromagnéticos, etc.
Por todo lo anterior, se requiere modificar el alambrado de aquellos circuitos
derivados que energizan servicios de tomacorriente y en aquellos casos en los que
se encontraron contactos dañados proceder a su reposición.
El tomacorriente debe servir para suministrar energía a equipos pequeños y
portátiles y no es recomendable que a ellos se conecten equipos de aire
acondicionado porque las corrientes con que opera este tipo de carga pueden
sobrecargar y hasta llegar a quemar a los conductores que conforman a los circuitos
derivados, ocasionan caídas de voltaje en los alimentadores lo que a su vez provoca
sobre corrientes que pueden quemar a los climas, ocasionando además
interrupciones que afectan tas labores del institución de salud. Esta situación en
particular contraviene a las disposiciones establecidas en las normas ya que el
hecho de conectar directamente un equipo de Aire acondicionado a un contacto
omite la protección contra sobrecarga y (lo que es peor) la protección contra cada
cortocircuito. Aspectos primordiales que todo motor debe cumplir para su buen uso.
54
5.4 MEDIDAS APLICABLES EN LOS SISTEMAS DE
ILUMINACIÓN
El sistema de alumbrado representa el aspecto primordial de este proyecto,
toda vez que un alto porcentaje de oportunidades de ahorro de energía se ubican en
ente renglón.
Dentro de estas opciones se pueden enunciar las siguientes:
Modificar Las Potencias De Los Tubos Fluorescentes
La fabricación de lámparas ha tenido varias innovaciones en los últimos tiempos:
En el caso particular del Hospital del IMSS se ha presentado un hecho
particular susceptible de corregir. El hecho consiste en lo siguiente: Dentro de las
líneas de productos existentes en el mercado, se dispone de una amplia gama de
tubos fluorescentes cuyas potencias que van de los 17 Watts, pasando por 25, 32,
40.
A partir del tiempo en que empieza a surgir la concientizacion ecológica, la
industria del foco respondió con el desarrollo de mejoras técnicas en sus: sacando
al mercado tubos con potencia de 60 W cuya producción luminosa es igual que la de
los de 75 W y tubos de 32 W cuya producción luminosa es similar a la del de 40W,
lo que proporciona mejores rendimientos en a uso de la electricidad.
Otra medida que contribuye al ahorro de energía consiste en sustituir el uso
de del no de tubo fluorescente que actualmente se viene utilizando (Slim Line Luz
de a) por iluminación tipo Blanco frío cuya producción luminosa es mayor.
Los focos incandescentes proporcionan una producción luminosa que varía
entre E 24 Lúmenes por Watts, en tanto que l as unidades fluorescentes ofrecen
valores que varían entre 60y 100 Lúmenes por watt. Además, los focos
incandescentes tienen una vida útil que varía entre 750 y 3500 hrs. En tanto que las
fluorescentes tienen una vida promedio entre 7,500 y 2000 hrs.
55
Utilización De Balastros Electrónicos Para El Alumbrado
Fluorescente, En Sustitución De Los Electromagnéticos Actuales
Existen en el mercado balastros de diversas calidades, siendo muchas de
ellas altamente ineficientes, situación que es fácilmente detectable por el gran calor
que producen al operar Además, es frecuente que operen con bajo factor de
potencia, lo que repercute en una penalización por parte de la compañía
suministradora de electricidad
En forma general un balastro electromagnético consume una energía del
orden del 25 % de la potencia de la lámpara que controla, aunque en los últimos
años se han emitido normas de eficiencia que establecen reducciones hasta el 150
18 % En tanto que un balastro electrónico presenta un consumo del orden del 2 al 3
% de la potencia de la lámpara que alimenta. Lo que viene a ofrecer grandes
oportunidades de ahorro de energía.
Utilización De Sensores De Luz De Día
Cuando en una oficina se dispone de luz natural es adecuado utilizar
sensores de luz del día que no son otra cosa que interruptores que operan con la
señal de una fotocelda eléctricas para apagar o encender una o varias lámparas que
se localicen próximas a tragaluces o ventanales.
Estos dispositivos operan encendiendo al sistema hasta el momento en que a
luz natural no es suficiente para las tareas de visualización y evitan la entrada en
operación del sistema de iluminación mientras que la luz natural que entra por los
tragaluces o ventanales, sea suficiente para la realización de las tareas visuales.
Utilización De Sensores De Presencia
Con el empleo de sensores de presencia se garantiza el apagado de las
luces al estar desocupados los consultorios médicos, las oficinas, los baños, la
farmacia, etc., lográndose significantes ahorros de energía.
56
Uso De Fotoceldas
El empleo de fotoceldas proporciona grandes oportunidades de ahorro de
energía en casos corno la iluminación de escaleras, pasillos exteriores a los
edificios, corredores, etc., Pos cuales permanecen encendidos después de haber
aclarado el día.
Reducción De Elevados Niveles De Iluminación
Reducir la potencia luminosa de as lámparas de iluminación perimetral, retirando las
actuales de 250 W y sustituyéndolas por otras de 100 W, toda vez que este sistema
de iluminación tiene como principal objetivo delimitar el área del predio no exige de
un nivel de iluminación determinado.
Actividades Complementarias
Reubicar escritorios y áreas de trabajo a una posición y orientación para que con la
mayor ventaja la iluminación natural que entra a los locales por los tragaluces.
Utilizar colores claros en las paredes (actualmente ostión), para mejorar la emisión
de la luz sobre sus superficies.
En algunos casos, es conveniente el empleo de relojes, a os cuales los
puede: - para mantener encendida las luces en el horario de mayor afluencia de
gente.
Realambrado de circuitos de apagadores para eliminar las centralizaciones
de prendido y apagado y con esto evitar que las lámparas que no se utilizan
permanezcan encendidas.
57
5.5 MEDIDAS GENERALES
El desarrollo de de una cultura de consientisacion solo puede aspirar al éxito
cuando se apoye con medidas colaterales que contribuyan a reforzar sus efectos,
aceptación y aplicación, por ello, un programa de ahorro de energía no debe
interpretarse como un simple cambio de focos o un menor uso de la luz “sino que
debe ser un plan integral, profundamente concebido e inteligentemente diseñado.
Dentro de estas medidas existen algunas que no precisamente corresponden
al ámbito técnico, como los cursos de orientación y consientisacion, o la
implementación de campañas apoyadas con carteles, anuncios o avisos que
Induzcan a os usuario hacia el ahorro de energía.
La organización de competencias entre los diferentes usuarios, acompañada
de reconocimientos públicos para las personas que logren los mejores resultados
dentro de la comunidad, invariablemente ha de estimular la participación y ha de
contribuir a la corrección de lo malos hábitos que se tienen en el uso de a
electricidad.
Un concepto que no debe faltar en este tipo de trabajo, es la revisión de los
programas de mantenimiento que se aplican, por ejemplo, no se puede hacer uso
eficiente de la energía, cuando en un sistema de iluminación las lámparas no
reciben mantenimiento de limpieza, debido a que la producción luminosa disponible
se ve afectada en un alto porcentaje por la suciedad y polvo de la lámpara o del
gabinete que la contiene; son estas condiciones el resultado (La cantidad de luz que
Recibimos de la lámpara) no es el óptimo para el que fue diseñado el foco “pero la
potencia que consume si lo es”. Otro ejemplo se presenta en los casos en los que
una luminaria fluorescente que contiene dos tubos, este operando con uno de ellos
fundido.
En esas circunstancias, no se obtiene la producción luminosa nominal sin
embargo el consumo de energía en el balastro (pérdidas en el balastro) no se
reduce.
Para apoyar las labores de mantenimiento, se recomienda la utilización de
calcomanías de identificación para las lámparas, lo que mayormente apoyaría en
casos de iluminación de exteriores.
El involucramiento de la comunidad que labora en la institución en el cambio
de actitudes (como el apagar unas luces que nadie usa) se podría conseguir a
través de normas de disciplina y reglamentos internos de la institución.
58
SUB-TEMA 6
59
SUB-TEMA 6
Pronóstico de ahorro esperado
Una de las definiciones de la ingeniería establece que esta es una actividad
profesional que utiliza el método científico para transformar de una manera
económica y optima los recursos naturales en beneficio del hombre. Con base en
estos principios, el proyecto aquí expuesto, debe tener un costo como todo en la
vida, pero este debe ser lo más económico y los resultados obtenidos deberán de
ser óptimos.
Por loa anterior, es menester realizar un amplio detallado estudio técnico
económico que involucre todo los factores que tengan influencia en la operación del
sistema eléctrico y en sus costos de construcción, operación y mantenimiento tanto
para las condiciones anteriores al proyecto como para los tiempos posteriores,
determinar los costos de su implementación, identificar las ventajas que se
obtendrán, calcular su tiempo de amortización, el conjunto de estos constituye el
soporte para su justificación.
Él pronostico de ahorro esperado. Es como su nombre lo dice, una idea de
los posibles resultados que se esperan, por lo que no puede ser exacto, sin
embargo es lógico suponer que en la medida que involucre mayor cantidad de
aspectos que influyen en los costos, tendrán un mayor graso de aproximación; por
esta razón es sumamente importante que algunas actividades alejadas de la
tecnología del uso de la electricidad como lo son la Concientizacion, la organización
de competencias y la aplicación de reglamentos y norma para el uso de la
electricidad sean valorada en toda su dimensión.
60
6.1 AHORROS EN LA SUBESTACIÓN
Dentro de este concepto, se considera que el área comprende a partir de la
acometida de CFE. Y hasta el lado carga de los interruptores termomagnéticos que
protegen a los circuitos derivados que salen del tablero general de distribución.
De ahí que el análisis se inicie en el poste de concreto de 13 mts. , Que sirve
de estructura de transición para que el alimentador en alta tensión que se conecta a
la red de distribución eléctrica a cual es del tipo aéreo, transforme en alimentador
oculto
(con tubo conduit de acero galvanizado).
Los ahorros que se pueden esperar en el área de a Subestación Eléctrica,
son primordialmente los relacionados con el ahorro que se obtendrá corrigiendo el
bajo de potencia que como ya se vio fue de $ 12006,96 en los 12 meses analizados.
Los ahorros que se pudieran tener con él apriete de conexiones en el sistema
de tierras y en los componentes de Subestación en general, son difíciles de evaluar
por lo que no se les considerará en la evaluación total; Por otro lado, las ventajas no
económicas que esto proporcione se capitalizarán como seguridad tanto para el
personal como para los equipos y el sistema en general.
En cuanto a las ventajas obtenidas con el mantenimiento general también
son difíciles evaluar toda vez que se manifestarán en reducciones de temperatura
durante la operación del equipo, lo que evidentemente es un mejoramiento en la
eficiencia.
Otra mejora también muy evidente pero también difícil de evaluar es la que sé
con el balanceo de fases en el alimentador principal
61
6.2 AHORROS EN EL SISTEMA DE CONTACTOS
En ningún caso se debe considerar a los contactos como equipos eléctricos dado
que no lo son, ya que únicamente son dispositivos que permiten la interconexión de
equipo de oficina, tales como cafeteras, computadoras, fotocopiadoras, y para hacer
una evaluación son sus consumos de energía y los costos que esto implica, se
deben hacer ciertas consideraciones.
En ellos supondremos un consumo moderado de energía, que para nuestro
caso consideraremos del 35 % del número total de contactos instalados en el IMSS,
que como ya se mencionó es de 554 y cuya carga para efectos de este estudio,
considera de 250 W por cada uno de ellos.
Los servicios médicos se divide en turnos diurnos, vespertinos y nocturnos se
inician a las 7:00 am, el personal administrativo inicia sus labores cotidianas
también a las 7 AM, terminando su jornada a las 15 hrs. , Hora en que entra el
personal de la jornada vespertina para dejar de laborar a las 20 hrs. , Lo que
implica que el servicio de contactos en servicios médicos se emplea desde 7:00 AM
hasta las 7:00 hrs. Del siguiente día; es decir 24 hrs. Mientras que para
administrativos 7:00 AM a 20 hrs. , Es 13 hrs.
Nota: la diferencia de horas de los servicios médicos o administrativos con de
11 horas. Por esta razón la energía diaria que estimativamente se consume por este
concepto será:
Energía consumida en los contactos = 554 x 0.35 x 250 x 24 = 1163.4 kwh/día
El consumo mensual estimado será de = 1163.4 x 30 = 34.902 kwh/mes
Se considera en ahorro del 10% por la eliminación de las corrientes de fuga
entre las 20:30 PM. Y las 6:45 AM del día siguiente, se conseguirá una disminución
en el consumo de aproximadamente 34.902 kwh/mes
Ahorros adicionales se tendrán con las campañas de concientización dentro
del personal que desempeña sus labores dentro de las oficinas, por balanceo de
carga y algunos otros conceptos, pero no existe forma de poder evaluarlos.
62
6.3 AHORROS EN EL SISTEMA DE ILUMINACIÓN
El sistema de iluminación de la institución por su parte, tiene un régimen de
trabajo distinto del de contactos, existiendo varias diferencias aún entre los distintos
tipos de alumbrado de que se dispone.
En este caso no se pueden considerar porcentajes de carga en
funcionamiento durante determinados lapsos de tiempo, ya que es una
particularidad de los sistemas de iluminación existentes que cuando se requieren su
funcionamiento, este se realiza un alto porcentaje de la totalidad, un estimado
aproximado del ahorro de la energía consumida es el siguiente:
ILUMINACION DE INTERIORES
El personal administrativo tiene un régimen de carga que da inicio inicia sus labores
cotidianas a las 7AM, terminando su jornada a las 15 hrs. hora en que entra el
personal de la jornada vespertina para dejar de laborar a las 20hrs situación que no
acontece en los servicios médicos que como ya se menciono se divide en turnos
(diurnos, vespertinos y nocturnos)
Área
Descripción
Sótano
Sótano
Sótano
Planta 1
Planta 1
Planta 1
Planta 2
Planta 2
Planta 2
Planta Baja
Planta Baja
Planta Baja
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 75W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Unidad Fluorescente 2 x 74W
Unidad Fluorescente 2 x 40W
Focos Incandescentes 60w
Cantidad
24
49
59
10
65
65
10
65
65
243
112
340
Carga ( Kw. )
4.44
4.9
3540
1.85
6.5
3.9
1850
6500
3900
44955
11200
20400
Al cambiar los tubos fluorescentes de 74 Watts por tubos de 60 y los de 40 por
tubos de 32 Watts y retirar los balastros electromagnéticos y sustituirlos con
balastros electrónicos, si consideramos que estos presentan unas pérdidas del 3 %
la carga conectada se modifica de la siguiente forma:
63
Área
Descripción
Sótano
Sótano
Sótano
Planta 1
Planta 1
Planta 1
Planta 2
Planta 2
Planta 2
Planta Baja
Planta Baja
Planta Baja
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Cantidad
Carga ( Kw. )
24
49
59
10
65
65
10
65
65
243
112
340
2.966
3.23
767
1.236
4.285
845
1.236
4.285
845
30034,8
7383,04
4420
SOTANO (administrativo)
Como ya se mencionó, el régimen de servicio administrativo se inicia a las
7:00 AM termina a las 15:00, se remida a las 15:00 hrs. Para terminar a las 20 hrs. ;
lo que implica que durante el día, el sistema opera 13 hrs. Por esta razón los
consumos de energía han de variar conforme a lo siguiente:
A) consumo Actual
KwH/dia = carga eléctrica (sotano) x horas de trabajo
Kwh./día = 12.88x 13 = 167.44 Kwh./día
En virtud de que se trabaja de lunes a viernes, el consumo semanal será:
Kwh./Semana = 167.44 x 5 = 837.2 Kwh./Semana
Y porque el mes esta constituido por 4 semanas, el consumo mensual que se tiene
es:
Consumo mensual = Kwh./Semana x 4 = 3348.8 Kwh.
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
KwH/d = nueva carga x horas de trabajo
Kwh/dia = 6.963x 13 = 90.5 Kwh/dia
En virtud de que se trabaja de lunes a viernes, el consumo semanal será:
KwhlSemana = 90.5 x 5 = 452.5 Kwh.
Y porque el mes esta constituido por 4 semanas, el consumo mensual
Mensual Kwh/Semana x 4 = 1810.38 Kwh.
64
C) Ahorro mensuales
Estará definido por la diferencia de los anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual.- Consumo proyecto = 3348.8 —452.5 Ahorro
mensual = 2896.3 Kwh.
PLANTA BAJA
En planta baja los servicios médicos se divide en turnos diurnos, vespertinos
y nocturnos se inician a las 7:00 AM a15: 00 PM, vespertinos14: 00 a 22:00 y
nocturnos 22:00 PM a 7:00 AM, los cuales son (ceye, sala de urgencias,
laboratorios, pediatría ginecología, unidad tocoquirúrgica, quirófano, rayos x unidad
de recuperación)
Por lo que a situación presentaría el siguiente panorama:
A) Consumo Actual
KwH/dia = carga conectada(servicos medicos) x horas de trabajo
Kwh/día = 76.555 x 24 = 1837.32 Kwh/día
Que a la semana representan = 1837.32 x 7= 12861.24 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 12861.24 x 4 = 51444.96 Kwh/mes
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
K nueva carga por horas de trabajo
Kwh./c = 41.83 x 24 = 1004.108 Kwh
Que a la semana representan = 1004.108 x 7 = 7028.75 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 7028.75 x 4 = 28115.02 Kwh/mes
Al cambiar los tubos fluorescentes de 74 Watts por tubos de 60 y los de 40 por
tubos de 32 Watts y retirar los balastros electromagnéticos y sustituirlos con
balastros electrónicos, si consideramos que estos presentan unas pérdidas del 3 %
la carga conectada se modifica de la siguiente forma:
65
Área
Descripción
Sótano
Sótano
Sótano
Planta 1
Planta 1
Planta 1
Planta 2
Planta 2
Planta 2
Planta Baja
Planta Baja
Planta Baja
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Unidad Fluorescente 2 x 60W
Unidad Fluorescente 2 x 32W
Lámpara Fluorescente 13w
Cantidad
24
49
59
10
65
65
10
65
65
243
112
340
Carga ( Kw. )
2.966
3.23
767
1.236
4.285
845
1.236
4.285
845
30034,8
7383,04
4420
SOTANO (administrativo)
Como ya se mencionó, el régimen de servicio administrativo se inicia a las
7:00 AM termina a las 15:00, se remida a las 15:00 hrs. Para terminar a las 20 hrs. ;
lo que implica que durante el día, el sistema opera 13 hrs. Por esta razón los
consumos de energía han de variar conforme a lo siguiente:
A) consumo Actual
KwH/dia = carga eléctrica (sotano) x horas de trabajo
Kwh./día = 12.88x 13 = 167.44 Kwh./día
En virtud de que se trabaja de lunes a viernes, el consumo semanal será:
Kwh./Semana = 167.44 x 5 = 837.2 Kwh./Semana
Y porque el mes esta constituido por 4 semanas, el consumo mensual que se tiene
es:
Consumo mensual = Kwh./Semana x 4 = 3348.8 Kwh.
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
KwH/dia = nueva carga x horas de trabajo
Xwh/dia = 6.963x 13 = 90.5 Xwh/dia
En virtud de que se trabaja de lunes a viernes, el consumo semanal será:
66
Kwh/Semana = 90.5 x 5 = 452.5 Kwh.
Y porque el mes esta constituido por 4 semanas, el consumo mensual
Mensual Kwh/Semana x 4 = 1810.38 Kwh.
C) Ahorro mensuales
Estará definido por la diferencia de los anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual.- Consumo proyecto = 3348.8 —452.5 Ahorro
mensual = 2896.3 Kwh.
PLANTA BAJA
En planta baja los servicios médicos se divide en turnos diurnos, vespertinos
y nocturnos se inician a las 7:00 AM a15: 00 PM, vespertinos14: 00 a 22:00 y
nocturnos 22:00 PM a 7:00 AM, los cuales son (ceye, sala de urgencias,
laboratorios, pediatría ginecología, unidad tocoquirúrgica, quirófano, rayos x unidad
de recuperación)
Por lo que a situación presentaría el siguiente panorama:
A) Consumo Actual
KwH/dia = carga conectada(servicios medicos) x horas de trabajo
Kwh/día = 76.555 x 24 = 1837.32 Kwh/día
Que a la semana representan = 1837.32 x 7= 12861.24 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 12861.24 x 4 = 51444.96 Kwh/mes
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
KwH/dia= nueva carga(servicios medicos) x horas de trabajo
Kwh./dia= 41.83 x 24 = 1004.108 Kwh.
Que a la semana representan = 1004.108 x 7 = 7028.75 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 7028.75 x 4 = 28115.02 Kwh/mes
C) Ahorro mensual
Estará definido por la diferencia de entre los consumos anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual — Consumo proyecto =51444.96 —28115.02
Ahorro mensual = 23329.94 Kwh.
67
Edifico Piso 1
El servicio del edificio es función del servicio medico y tiene un régimen de
trabajo similar al mismo que para efectos de estudio se consideran los turnos
anteriormente mencionados.siguiente panorama en los consumos de energía:
A) Consumo Actual
KwH/dia = carga conectada x horas de trabajo
Consumo al día = 12.25 x 24 =294 Kwh
Consumo Semanal = 294 x 7 = 2058Kwh
Consumo mensual 2058 x 4 = 8232 Kwh.
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
KwH/dia = nueva carga x horas de trabajo
Kwh/día = 6.366 x 24 = 152.784
Que a la semana representan = 152.784 x 7 = 1069.488 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 1069.488 x 4 = 4277.952 Kwh/mes
C) Ahorro mensual
Estará definido por la diferencia entre los consumos anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual — Consumo proyecto = 8232 —4277.952 Ahorro
mensual = 3954.048 Kwh.
El ahorro de energía en iluminación interior es:
Edifico Piso 2
El servicio del edificio es función del servicio medico y tiene un régimen de
trabajo similar al mismo que para efectos de estudio se consideran los turnos
anteriormente mencionados.siguiente panorama en los consumos de energía:
A) Consumo Actual
KwH/dia = carga conectada(servicio medico) x horas de trabajo
Consumo al día = 12.25 x 24 =294 Kwh.
Consumo Semanal = 294 x 7 = 2058 Kwh.
68
Consumo mensual 2058 x 4 = 8232 Kwh.
B) Consumo después del programa de Ahorro de energía
KwH/dia = nueva carga x horas de trabajo
Kwh/día = 6.366 x 24 = 152.784
Que a la semana representan = 152.784 x 7 = 1069.488 Kwh/Semana
Lo que implica que el consumo mensual es = 1069.488 x 4 = 4277.952 Kwh/mes
C) Ahorro mensual
Estará definido por la diferencia entre los consumos anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual — Consumo proyecto = 8232 —4277.952 Ahorro
mensual = 3955 Kwh.
El ahorro de energía en iluminación interior es:
Área
Sótano
Planta Baja
Piso 1
Piso 2
Total
Ahorro mensual Kwh.
2896,3
23329,94
3,954,048
3.955
30,184,243
B) ALUMBRADO EXTERIOR
Los diferentes servicios que abastece el sistema de alumbrado exterior
también presentan diferentes horarios de trabajo, mismos que se analizan a
continuación:
Como ya se mencionó la iluminación exterior esta conformada de la siguiente forma
Área
Descripción
Cantidad
Cerca Perimetral Unidad Vapor de sodio 250 W 12
Estacionamiento Unidad Vapor de sodio 250 W 6
Carga (Kw.)
3.6
1.8
CERCA PERIMETRAL
El sistema de iluminación de la cerca perimetral, ilumina el contorno del
terreno que delimita la propiedad del IMSS; porque es controlado mediante
fotocelda y contador magnético, su régimen de operación varía durante el año, ya
que la luz natural de verano, tiene diferente tiempo de presencia que la de Invierno;
pero para fines prácticos se puede suponer que a fotocelda energiza al sistema
69
durante 12 Hs al día: por esta razón la variación en su consumo de energía seria
como sigue:
A) Consumo Actual
Consumo = carga conectada x horas de trabajo
Consumo /día = 3.6 x 12 = 43.2 Kwh.
En virtud de que este servicio si se requiere todo el mes, el consumo mensual por él
requerido es:
Consumo mensual = 43.2 x 30 = 1,296 Kwh.
B) Consumo después de programa
Al sustituir as lámparas actuales de Vapor de Sodio Alta Presión de 250
considerada con una potencia real de 300W por el consumo del balastro) por
lámparas de Vapor de sodio de 100 W (potencia real de 125 W ) el consumo
mensual quedara de la siguiente forma:
Potencia Instalada = Número de lámparas x Potencial Lámpara = 125 x 12
Potencia Instalada = 1500 VV 1.5 Kw
Consumo del día = 15 x 12 = 18 Kwh.
Consumo mensual = 18 x 30 = 540 Kwh.
C) Ahorro mensual
Estará definido por la diferencia de los anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual — Consumo proyecto = 1,296—540
Ahorro mensual = 756Kwh
ESTACIONAMIENTO
A diferencia del sistema de iluminación de acerca perimetral, que como ya
dijimos opera mediante combinación Fotocelda- Contactor magnético, las unidades
del estacionamiento se controlan manualmente mediante un interruptor de
seguridad (swich con fusibles. Su régimen de operación empieza al oscurecer el día
y termina a las 6:00 AM hrs. ; por lo que su tiempo de operación se puede estimar
en 10 hrs. Promedio; de tal suerte que a comparación de sus consumos será la
siguiente:
A) Consumo Actual
Consumo/día = carga conectada x horas de trabajo
70
Consumo diario = 1.8 x 10 = 18 Kwh.
Consumo semanal 18 x 7= 126 Kwh.
Consumo mensual = 126 x 4 = 504 Kwh.
B) Consumo después de programa
Al sustituir as lámparas actuales de Vapor de Sodio Alta Presión de 250W
(considerada con una potencia real de 300W por el consumo del balastro) por
lámparas de Vapor de sodio de 100W (potencia real de 125W) el consumo mensual
quedara de la siguiente forma:
Potencia Instalada = Número de lámparas x Potencial Lámpara = 125 x 6
Potencia Instalada = 750 W = 0.75 Kw
Consumo/día = carga conectada x horas de trabajo
Consumo/día = 0.75 x 10 = 7.5 Kwh.
Consumo semanal = 7.5 x 7 = 52.5 Kwh.
Consumo mensual 52.5 x 4 = 210 Kwh.
C) Ahorro mensual
Estará definido por la diferencia de los anteriores
Ahorro mensual = Consumo Actual — Consumo proyecto = 504—210
Ahorro mensual = 294Kwh
71
COSTOS
Para estar en condiciones de realizar un análisis Técnico-Económico
detallado de todos los conceptos involucrados en el Proyecto se realizaron las
siguientes acciones:
A) Monto de materiales y equipos requeridos
Se realizó una cuantificación de todo el material y equipos, se elaboraron las
especificaciones técnicas de los mismos y se solicitaron cotizaciones en las
principales tiendas de materiales y equipos que dan servicio en el ámbito local y
regional, obteniéndose diferentes cotizaciones cuyas mejores propuestas
totalizaron un monto (Incluyendo IVA) de $ 122,295.16
B) Monto de la mano de Obra
Una vez cuantificada la cantidad de mano de obra que se requería para la
ejecución de los trabajos, al igual que los materiales, se solicitaron a diferentes
contratistas locales cotizaciones por la realización de los trabajos; de todas éstas, l
la más económica totaliza un monto ( incluyendo el IVA) de $ 30,573.78
C) Monto Total
El costo total del proyecto esta representado por la suma de costo de los
materiales mas el costo de la mano de obra, por lo que se tiene:
Costo Total = $ 122,295.16 + $ 30,573.78 = $152,868.94
D) Amortización
La amortización es el tiempo de recuperación de la inversión requerida para
la ejecución del proyecto, que en éste caso se obtendrá con los ahorros mensuales
obtenidos por las reducciones del consumo de electricidad.
Antes de proceder a determinar el periodo de amortización, analicemos
algunos de los datos más sobresalientes del proyecto:
Consumo Total de energía en el periodo ( 12 Meses) 1.826.214Kwh.
Consumo promedio mensual... ... ... ... ... ... ... ........152.185Kwh.
Erogación por consumo de energía en el periodo $1881,497086
Erogación mensual aproximada...................... ...$ 156,7914238
Costo promedio por Kwh. consumido en el periodo........ $1.20
72
Ahorro mensual de energía... ...................... 6,568.02 Kwh/Mes
% de reducción en los consumos mensuales ...................24.06
\4onto del ahorro mensual ........................................$ 7,881.62
73
CAPITULO III
74
APORTACIONES Ó CONTRIBUCIONES AL DESARROLLO
Ahorrar energía eléctrica no es reducir el nivel de bienestar o grado de
satisfacción de las diferentes necesidades, sino por el contrario es dar lugar a
una reflexión y un cambio en los comportamientos que conduzcan a un uso
racional de la misma. Por esto el uso racional y efectivo de la energía para
minimizar costos y destacar las situaciones competitivas se presenta como el
objetivo principal de un programa de ahorro de energía, donde se consideran
estrategias para el ahorro, de las áreas pertinentes al programa, presupuestos
y estimaciones de ahorro, etc.
Para el caso especifico del Instituto Mexicano Del Seguro Social (IMSS),
el programa de ahorro de energía eléctrica permitirá obtener el mejor costo
beneficio de los sistemas de iluminación, ya que se considerará la sustitución
de todas las luminarias que presentan bajo rendimiento, también se tratará de
obtener un sistema de distribución de energía eléctrica que este acorde a las
normas de seguridad exigidas por las normas que para tal efecto existen en
México. Haciendo un balanceo total de todos los tableros eléctricos De esta
manera se estarían resolviendo la mayoría de los problemas eléctricos que se
presentan en la institución de Salud. Así mismo, este programa contendrá los
aspectos más relevantes sobre un alumbrado eficiente, donde se tendrá:
Diseño eficiente (bajo normas), uso apropiado de lámparas, balastos
adecuados y mantenimiento frecuente al sistema eléctrico.
La iluminación es la responsable de un alto porcentaje del consumo de
energía, muchas son las posibilidades de reducción del consumo de energía
que se gasta en iluminación, desde el simple cambio de una lámpara hasta la
implementación de nuevos sistemas con equipamiento electrónico inteligentes,
adelantos técnicos ya disponibles en nuestro medio, y cuya cultura de uso
requiere de difusión y aplicación toda vez que están destinados a resolver la
tecnología del uso de la energía en los sistemas de iluminación en el futuro
próximo De igual manera en instituciones de salud, como son el issste, hospital
regional, dependencias de gobierno se presenta los problemas de derroches de
energía eléctrica, de los cuales se pueden mencionar algunas como la
indiferencia y por parte de todo el personal, en cuanto al apagado de las luces
y equipos que No se están utilizando; el uso de lámparas incandescentes que
por su alto consumo están saliendo de uso; el envejecimiento y deterioro de
materiales y equipos, los cuales cumplen con su período de vida útil, tras el
cual deben ser reemplazados; la falta de mantenimiento; las conexiones
desproporcionadas, todo esto ocasiona interrupciones prolongadas y costosas
en el servicio de electricidad, que afecta al personal que por una u otra razón
se desempeña en estas instituciones.
75
Dentro de estas Instituciones se encuentra el Instituto Mexicano Del
Seguro Social de Poza Rica Veracruz, que de igual forma no escapa a la
problemática antes manifestada, ya que posee los sistemas eléctricos
comúnmente utilizados, circuitos de alumbrados, tomacorrientes, etc., que
permiten conectar equipos que demandan en energía.
Además, el deterioro de las instalaciones eléctricas. El IMSS es la
Institución de Seguridad Social más grande de América Latina, pilar
fundamental del bienestar individual, colectivo de la sociedad mexicana y
aunque cuenta con deficiencias (en cuanto a la iluminación), sigue siendo
recurso invaluable para la salud bienestar de los trabajadores mexicanos y se
enfrenta decididamente al reto de construir la seguridad social mexicana del
próximo siglo. Es sin duda la institución de salud mas querida por los
mexicanos y estar entre los mejores del país.
Es de suma importancia plantear un programa de ahorro de energía,
debido a que sé esta en un mundo cambiante donde los costos de la tarifa
eléctrica van en constante aumento y si se tienen equipos más eficientes y
rendidores, diseñados con los esquemas de ahorro de energía, que en la
actualidad es tema sumamente importante, no representaría un impacto
económico muy fuerte, el hecho de aumentar las tarifas por concepto de
electricidad y por ende los costos de la misma.
76
BIBLIOGRAFÍA
 Manual de instalaciones eléctricas y mecánicas en edificios (tomo 2)
autor William k.y.tao and Richard R.janis
 Instalaciones eléctricas practicas autor ing. Becerril l. diego onesimo
editorial limusa.
 Catalogo de focos y lámparas de tecno lite.
 Manual de alumbrado westinghouse; editorial limusa.
Pagina Web www.conae.gob.mx
Pagina Web www.cfe.gob.mx
Pagina Web www.fide.gob.mx
77
ANEXOS
78