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U N I V E R S ID ID A D N A C I O N A L P E D R O R U I Z G A L L O F A C U L T A D D E I N G E N IE IE R I A M E C A N I C A Y E L E C T R I C A

CAPÍTULO I.6: LA AUDITORÍA ENERGÉTICA

1. GE GENE NERA RALI LIDA DADE DES S Consiste en la recolección de datos sobre el suministro y consumo de todas las formas de energía con el propósito de evaluar las posibilidades de ahorro de energía y la cuantifica cuan tificación ción de las mismas, mismas, así como para para determinar determinar la convenie conveniencia ncia de la oportunidad económica de ejecutarlas. “Ahorrar la mayor cantidad de energía al menor costo”

2. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UNA AUDITORÍA ENERGÉTICA Paso 1.-

Recolección de información básica e inventario general de las instalaciones. - Identificación del proceso productivo y/o áreas principales. principales. - Identificación de las fuentes de energía. energía. - Identificación de los consumidores consumidores de energía, capacidad capacidad instalada y horas de operación. - Información histórica histórica de las facturas de los suministradores suministradores de energía

Paso 2.-

Elaborar balances de energía, con el objeto de conocer la distribución de energía en las diferentes fases del proceso productivo y/o áreas, es decir la caracteriz caracterización ación de carga. carga. - Toma de dato datos. s. - Registros Registros y mediciones mediciones puntuales. puntuales. - Las diferentes formas de energía que entran o salen del sistema deben deben estar referidas a un mismo período de tiempo y expresadas en las mismas unidades. - Los balances deben deben regirse por el principio de que la energía energía que se aporta al sistema es idéntica a la que éste cede.

Paso 3.-

Determinar la incidencia del consumo de energía de cada equipo o grupo de equipos en el consumo de energía total y por lo tanto en el costo total.

Paso 4.-

Obtener índices de consumo de energía los cuales pueden ser usados para determinar la eficiencia energética de las operaciones, y consecuentemente, el potencial de ahorro de energía. Indices típicos:

CURSO: ENERGETICA DOCENTE: ING. JONY VILLALOB OS CABRERA

U N I V E R S ID A D N A C I O N A L P E D R O R U I Z G A L L O F A C U L T A D D E I N G E N IE R I A M E C A N I C A Y E L E C T R I C A

- Consumo específico de energía - Factor de carga. Paso 5.-

Determinar los potenciales de ahorro de energía por equipos, áreas o centros de costos, mediante una evaluación técnica detallada en los diferentes campos, como: - Sistemas eléctricos: evaluación de la transformación y distribución, cargas eléctricas, sistema tarifario, generación propia. - Sistemas mecánicos: evaluación de sistemas de aire comprimido, sistemas de bombeo, sistemas de manejo de aire, manejo de materiales sólidos. - Sistemas térmicos: generación de vapor, sistemas de recuperación de calor residual, redes de distribución de fluídos térmicos, sistemas de refrigeración y aire acondicionado, hornos industriales, sistemas de quemadores, etc.

Paso 6.-

Identificar las medidas apropiadas de ahorro de energía.

Paso 7.-

Evaluación de los ahorros de energía en términos de costos. Se lleva a cabo una evaluación económica que permite realizar un análisis en función de los desembolsos requeridos para poner en práctica las recomendaciones de la auditoría.

Luego de la Auditoría Energética teniendo como base las conclusiones y recomendaciones de la misma, se ejecutará un Plan de Acción. Estos resultados deben ser conocidos por todo el personal de la empresa porque de esa manera comienza a crearse un buen ambiente de motivación y concientización. Las acciones correctivas deben iniciarse con las medidas de housekeeping, y divulgar sus resultados para una mayor motivación del personal. Asimismo, debe complementarse el programa con cursos de capacitación dirigidos al personal, y de incentivos. Lo que incidirá en mayores rendimientos del mismo.

Ejemplo: Auditoría energética en hospitales Consideraciones: -

Cada hospital es diferente en términos de tamaño, los servicios que provee y las funciones especializadas que ofrece.

-

Estos factores, junto con los diseños arquitectónicos y estructurales, inciden en el diseño de todos los sistemas de ingeniería para cada hospital en particular.

-

En todos los países se tienen estrictos códigos y normas en el diseño de hospital, construcción y operación, así como en los sistemas mecánicos y eléctricos.



-

En todo hospital pueden encontrarse sustanciales ahorros, en los diferentes sistemas como: -Calefacción, ventilación y aire acondicionado. -Sistema sanitario de agua caliente -Sistema de agua fría -Cocinas -Lavandería -Sistema eléctrico

La definición, implantación y administración de un programa de eficiencia energética requiere de un cuadro y soporte adecuados para identificar y evaluar las oportunidades de ahorro. Se requiere responder a estas preguntas: ¿Cuánto de energía se consume? ¿Dónde se consume? ¿Cómo se consume? Y se podrá responder, ¿cuándo y dónde su eficiencia puede ser mejorada? Para ello se requiere una inspección comprensiva y detallada de los usos y pérdidas de energía, conocida como Auditoría Energética. El personal de mantenimiento puede efectuar lo que denominamos una Auditoría Energética Preliminar (AEP). La AEP utiliza sólo los datos disponibles y no requiere instrumentación sofisticada; se realiza en un corto período de tiempo. La AEP da énfasis en identificar fuentes obvias de posible mejoramiento en el uso de la energía. Por ejemplo, la falta de aislamiento, fugas de vapor, instrumentación defectuosa y equipos que operan innecesariamente. El típico resultado de la AEP es un conjunto de recomendaciones de bajo costo y acción inmediata, así como una recomendación de un análisis más profundo de la situación energética, es decir una auditoría energética detallada. AEP en el sistema eléctrico: -

Record global de demanda de energía y potencia máxima y promedio.

-

Record de demanda de energía por secciones del hospital. CURSO: ENERGETICA DOCENTE: ING. JONY VILLALOB OS CABRERA


-

Medir los niveles de iluminación de los ambientes de las diferentes secciones.

-

Chequear la operación y consumo de energía de todos los equipos médicos como rayos X, equipos de laboratorio, etc.

-

Chequear la correcta y segura operación de los ascensores.

-

Chequear la correcta operación de los equipos de medición.

-

Chequear la correcta operación del sistema de generación eléctrica de emergencia. Fig. I.6.1. Diagrama de Carga típico de un Hospital de Apoyo



RESUMEN DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS MEDIDOS Y CALCULADOS PARÁMETROS REGISTRADOS MÁXIMA DEMANDA

DEMANDA PROMEDIO

H.P.

32.00

kW

H.P.

21.16

kW

H.F.P.

48.60

kW

H.F.P.

26.86

kW

DÍA

48.60

kW

DÍA

25.67

kW

ENERGÍA ACTIVA

ENERGÍA REACTIVA

H.P.

105.78

kWh

H.P.

71.54

kVARh

H.F.P.

510.33

kWh

H.F.P.

360.64

kVARh

DÍA

616.10

KWh

DÍA

432.18

kVARh

FACTOR DE POTENCIA (PROMEDIO)

0.83

PARÁMETRO CALCULADO FACTOR DE CARGA TOTAL (Demanda promedio/Demanda máxima)

0.53

Nota: La planta opera los 3 turnos H.P.: Horas Punta (18 a 23 h) H.F.P.: Horas Fuera de Punta

I.6.2 Estructura de Demanda por subestaciones de un Hospital de Apoyo

37% 45% SS.EE. A SS.EE. B SS.EE. C

18%



ESTRUCTURA DE DEMANDA POR TIPO DE CARGA - HOSPITAL DE APOYO 10%

LAVAND./COCINA CONSULTORIOS CASA DE FUERZA

3% 33%

19%

AIRE ACONDICION. EMERG./MATERNO

16%

14%

5%

OFICINAS/LABOR. OTRAS CARGAS



3. DIAGRAMA DE FLUJO DE ENERGÍA

PÉRDIDAS D I E S E L

T R A N S F O R M

ILUMINACIÓN MÁQUINA DE PROD.

HORNOS

REFRIGERACIÓN

ILUMINACIÓN MÁQUINA DE PROD. E L E C T R I C I D A D

SECADORES

PRENSAS

BOMBAS COMPRESORES ACONDICIONADORES DE AIRE

PÉRDIDAS DE DISTRIBUCIÓN

ESTERILIZADORES T h A N g

G A S

PÉRDIDAS

Fig. I.6.5.



4. ÍNDICES DE CONSUMO ENERGÉTICO Son indicadores que pueden ser usados para determinar la eficiencia energética de los procesos y operaciones, y subsecuentemente, el potencial de ahorro de energía. Los indicadores son una referencia de cómo los sistemas consumidores de energía pueden funcionar; aunque debe tenerse en cuenta que, nunca operan dos sistemas de la misma manera y las variaciones de consumo son inevitables. Por esta razón, los índices energéticos son desarrollados internamente a lo largo de cierto período de tiempo usando como información una gran base de datos. Los índices pueden ser desarrollados tanto a nivel macro (planta) como micro (equipo). A nivel macro son generalmente los consumos específicos de energía (c.e.e.), por ejemplo:

consumo de energía consumo específico de energía

= unidad de producto final

A nivel micro se desarrollan índices por equipo operando individualmente, por ejemplo, para un secador es la humedad evaporada por unidad de energía consumida. Las instalaciones como oficinas, escuelas, hospitales y edificios, no tienen un producto final como tal. Por esta razón se utiliza un tipo diferente de índice denominado índice de perfomance normal. Por ejemplo: kWh / m 2 de piso acondicionado En el caso de hospitales: kWh / cama; gal combustible / cama; kWh / paciente; gal combustible / paciente. En una lavandería puede ser: kg de vapor / kg de trabajo procesado



5. IDENTIFICACIÓN DE MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA

5.1 MEDIDAS SIN INVERSIÓN Comúnmente denominadas de “housekeeping”, relacionadas con los modos operati-vos, seguimiento y control. Por ejemplo: -

Ajustes de los controles de relación aire-combustible en calderas y hornos.

-

Desconexión de equipos que no están en producción.

-

Programación correcta de la producción evitando tiempos muertos.

-

Sustitución de fluorescentes T12 (40 W) por fluorescentes T8 (36 W) a medida que se vayan quemando (tienen el mismo precio).

5.2. MEDIDAS CON BAJA O MEDIANA INVERSIÓN También denominados de "retrofitting", generalmente tienen retorno menor a un año. Por ejemplo: -Recuperación de condensados de vapor. -Corrección del factor de potencia. -Uso de controladores de velocidad.

5.3. MEDIDAS CON ALTA INVERSIÓN Se refieren a “cambio de tecnologías y/o procesos” con tiempos largos do retorno de capital. Por ejemplo: -Instalación de equipos de alta eficiencia (motores, calderos). -Uso de controlador automático de demanda. -Cambio de procesos químicos, métodos de secado, etc.



6. EJEMPLO DE PLAN DE ACCION (caso típico de hospitales)

FASE

MEDIDA

1

Establecer Organización Energética Programa de Motivación al Personal

1

TIEMPO DE IMPLANTACIÓN Inmediato Inmediato

1

Retorno de Condensados

Inmediato

1

Fugas de Vapor

Inmediato

1

Fugas de Aire Comprimido

Inmediato

1

Aislamiento de Tuberías

Inmediato

1

Optimización Tarifaria

Inmediato Mediano plazo Progresivo

1

Uso de Fluorescentes T8 (36 W)

2

Corrección del Factor de Potencia

Inmediato

2

Monitoreo de Energía Eléctrica

A la instalación de medidores

3

Redistribución de Cargas Eléctricas

Progresivo


ACCIÓN REQUERIDA Designar un Responsable y el Comité de Energía a. Pegar carteles b. Realizar reuniones c. Comparar rendimientos d. Solicitar aportes e ideas Instalar tuberías para conectar tanques receptores de condensados con sistema de retorno Localizar las fugas y hacer un plan para repararlas como parte de programa de manto. Localizar las fugas y hacer un plan para repararlas como parte de programa de manto. a. Identificar falta aislamiento b. Contactar proveedores c. Solicitar materiales d. Instalar a. Solicitar cambio de tarifa b. Instalar medidor electrónico c. Cambio de tensión a. Solicitar compra de fls T8 b. Sustituir fls deteriorados o al final de su vida útil a. Contactar proveedores b. Especificar condensadores c. Solicitar materiales d. Instalar a. Establecer metodología b. Preparar hoja de cálculo o software a. Identificar cargas y tableros b. Determinar necesidades de materiales y servicios c. Ejecutar acciones

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