PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO José Andrés Aguilar Hagar Luisa Margarita Ballina Azcuaga Jesús Jair Guzmán Escobar Juan Ramón Herrera Cortés César Gustavo Ontiveros González Jaime Rodrigo Sosa Ruiz PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO INDICE INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 3 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 5 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................... 5 OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................ 5 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................. 5 CENTRO DE CARGA POR SALÓN Y CONSUMO MENSUAL APROXIMADO ............. 6 AULA 213........................................................................................................................... 7 AULA 215........................................................................................................................... 8 AULA 217........................................................................................................................... 9 AULA 219......................................................................................................................... 10 AULA 221......................................................................................................................... 11 PROPUESTA Y CÁLCULO DE AHORRO ENERGÉTICO BASADO EN USOS Y COSTUMBRES ....................................................................................................... 12 USOS Y COSTUMBRES ........................................................................................................... 12 PERSONALES........................................................................................................... 12 PARA LA ESCUELA .................................................................................................... 13 AULA 213......................................................................................................................... 14 AULA 215......................................................................................................................... 14 AULA 217......................................................................................................................... 15 AULA 219......................................................................................................................... 15 AULA 221......................................................................................................................... 16 PROPUESTA DE CAMBIO DE EQUIPOS PARA OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO ............................................................................................................ 16 AIRES ACONDICIONADOS .......................................................................................... 16 ILUMINACIÓN ......................................................................................................... 17 AULA 2013....................................................................................................................... 18 AULA 2015....................................................................................................................... 19 AULA 2017....................................................................................................................... 20 AULA 2019....................................................................................................................... 21 AULA 2021....................................................................................................................... 21 1 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO CONCLUSIONES GENERALES................................................................................ 23 ANEXOS ................................................................................................................ 24 2 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO INTRODUCCIÓN La energía es uno de los pilares fundamentales del progreso humano. En la actualidad, el papel del sistema energético constituye una de las prioridades de la agenda científica, política, económica y social, dadas las amplias repercusiones que tiene sobre el conjunto del planeta. El previsible agotamiento de los recursos de origen fósil y el cambio climático como consecuencia de las emisiones de efecto invernadero generan una serie de desafíos que trascienden a los actores individuales y los ámbitos nacionales y exigen la búsqueda de soluciones comunes. Debido a este ritmo de crecimiento se deben tomar una serie de acciones que impidan aumente el índice físico del consumo energético, y para esto resulta imprescindible identificar y explotar todas las reservas de eficiencia, extendiéndose el proceso al acomodo de carga, lo que es sinónimo de eliminar todas las producciones y servicios que no están haciendo trabajo útil en el horario de máxima demanda. Además, son muchas 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 inteligente. Pensando en ello se ha desarrollado una tecnología de bajo consumo de energía, lámparas, controles electrónicos y sistemas de iluminación que ahorran energía, tienen una mayor duración y ayudan, de esta forma, a evitar riesgos de suministro. Para tener mayor compresión de este trabajo se muestra la imagen 1 que representa las etapas que nos llevaron a concluir la propuesta que seguidamente se presentará. En la Etapa 1 se nos fue planteado por medio de nuestros maestros en la materia de ahorro de energía la búsqueda de soluciones que apoyaran a reducir el gasto energético en la universidad. Seguidamente la Etapa 2 consistió en observar y recopilar información sobre hábitos, costumbres y material eléctrico que se encontraba en funcionamiento en las instalaciones. Este fue complementado por una serie de planos que representan las dimensiones y posiciones de los aparatos, esto con el propósito de tener una presentación más grafica. Posteriormente se encuentra la Etapa 3 que es en la que actualmente nos encontramos, en ella presentaremos las propuestas que bajo nuestro criterio seria la mejor manera para mantener un mayor ahorro energético y aunque posiblemente su implementación no sea aplicada servirá como una idea para actividades futuras. Para finalizar, la Etapa 4, aunque no se podrá llevar a cabo en estos momentos, consta de la evaluación de los resultados obtenidos con la propuesta y dependiendo 3 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO de esta se propone una retroalimentación en la que en el futuro se podrán hacer nuevas adecuaciones para mejorar constantemente. Imagen 1.- Diagrama de actividades del proyecto 4 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Regular y fomentar el ahorro de consumos energéticos de la universidad modelo, aprovechando únicamente lo necesario para el beneficio de la institución y el ambiente. OBJETIVOS ESPECIFICOS • Minimizar los consumos electricidad. • Implementar herramientas que permitan controlar los consumos energéticos de la universidad. • Crear conciencia para el uso adecuado de los equipos eléctricos ofrecidos por la institución en pro del ahorro. JUSTIFICACIÓN La generación de energía tiene impactos ambientales. Ahorrar energía ayuda a reducir este impacto y contribuye a combatir los efectos del calentamiento global y del cambio climático. Asimismo, las acciones de eficiencia energética hacen los gastos en energía disminuyan. Recuerda que no hay energía más limpia y barata que la que no se consume. CFE (2020) En el siguiente documento se realizará la presentación de propuestas para el ahorro y uso efectivo de los recursos eléctricos en la Universidad modelo, esto con el propósito de optimizar el manejo adecuado de las instalaciones y reducir en lo posible el consumo energético ya que hoy en día no se tiene ninguna medida que nos ayude a regular en este tema. Actualmente la universidad es muy accesible en el uso de las luces y aires acondicionados para los alumnos y de igual forma no se tiene un control de estos cuando no se encuentran en utilización, esta propuesta pretende reducir esfuerzos del personal administrativo y de mantenimiento, ya que suelen desperdiciarse mucha energía por cuestiones como olvido y seguridad, al mismo tiempo que apoyamos en el cuidado del medio ambiente y la disminuir el impacto ambiental. 5 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO CENTRO DE CARGA POR SALÓN Y CONSUMO MENSUAL APROXIMADO En la Imagen 2 se presenta el diagrama completo de los salones censados, estos se encuentran en un mismo pasillo, se puede apreciar los aparatos eléctricos y conexiones que lo conforman. Imagen 2 Los centros de carga están divididos uno por salón y en ellos se muestra una aproximación de lo que se consumiría en ventiladores, aires acondicionados, proyectos y lámparas. En el caso del consumo convencional consideraremos que cada aula se encuentra en uso 15 horas al día, ya que cumplirá con clases en turno matutino y vespertino, las variaciones que se considerarán serán divididas por bloques como se muestra seguidamente: • BLOQUE 1: De 7AM a 8AM solo se utilizarán los ventiladores. 6 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO • • BLOQUE 2: De 9AM a 5PM se utilizarán ventiladores y aires acondicionados. BLOQUE 3: De 6PM a 9PM se utilizarán ventiladores, aires acondicionados, lámparas y proyectores. Imagen 3 NOTA. El uso del proyector puede variar y por comodidad será puesto en el bloque 3 para cumplir con cuatro horas mínimas de uso por día. AULA 213 La imagen 4 nos muestra la distribución física de los aparatos en el aula 213, cabe mencionar que este salón no cuenta con ventiladores razón por la cual consideraremos el uso de un aire acondicionado en el BLOQUE 1. Imagen 4 7 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO El centro de carga se muestra en la Imagen 5 y el consumo convencional por día, mes y semana con los aparatos que se tienen actualmente se muestran en la Imagen 6. Imagen 5 Imagen 6 AULA 215 Este salón si cuenta con todos los aparatos como son ventiladores, proyector, lámparas y aires acondicionados. Imagen 7 8 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO El centro de carga se muestra en la Imagen 8 y el consumo convencional por día, semana y bimestre con los aparatos que se tienen actualmente se muestran en la Imagen 9. Imagen 8 Imagen 9 AULA 217 Este salón cuenta con todos los aparatos como son ventiladores, proyector, lámparas y aires acondicionados. Imagen 10 9 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO El centro de carga se muestra en la Imagen 11 y el consumo convencional por día, semana y bimestre con los aparatos que se tienen actualmente se muestran en la Imagen 12. Imagen 11 Imagen 12 AULA 219 Este salón cuenta con todos los aparatos como son ventiladores, proyector, lámparas y aires acondicionados. Imagen 13 10 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO El centro de carga se muestra en la Imagen 14 y el consumo convencional por día, semana y bimestre con los aparatos que se tienen actualmente se muestran en la Imagen 15. Imagen 14 Imagen 15 AULA 221 La imagen 16 nos muestra la distribución física de los aparatos en el aula 221, cabe mencionar que este salón no cuenta con ventiladores razón por la cual consideraremos el uso el aire acondicionado en el BLOQUE 1. Imagen 16 11 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO El centro de carga se muestra en la Imagen 17 y el consumo convencional por día, mes y semana con los aparatos que se tienen actualmente se muestran en la Imagen 18. Imagen 17 Imagen 18 PROPUESTA Y CÁLCULO DE AHORRO ENERGÉTICO BASADO EN USOS Y COSTUMBRES Usos y costumbres Consideramos que uno de los mayores cambios que se pueden hacer es la concientización y racionalización de las personas acerca del uso de la energía eléctrica, esto nos ayudara a tener un mayor ahorro no solo en la escuela sino en nuestros hogares, algunas de las estrategias que consideramos esenciales son las siguientes: Personales ▪ Utiliza la vegetación a tu favor. Esto es crear espacios que nos permitan un mayor contacto con la naturaleza, la cual nos proporcionara sombra y aire. ▪ Aprovecha la iluminación natural. No utilizar lámparas cuando aun sean las horas claras del día. ▪ No dejes encendidas lámparas, radios, televisores u otros aparatos eléctricos cuando nadie los está utilizando. 12 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO ▪ ▪ ▪ Una forma de ahorrar mucha luz es estableciendo una temperatura adecuada. Esta suele estar entre los 18ºC y los 20ºC en invierno, y entre los 24ºC y 26ºC en verano. Aprovechar el calor y el frío de fuera, dejando pasar la mayor luz solar posible en invierno para calentar nuestro espacio de trabajo, o la brisa de la noche en verano para refrescarnos, también permite gastar menos energía. Mantener cerrados los salones en los meses de frío y cuando se encuentre con el aire acondicionado nos ayuda tener un mayor control de temperatura que nos reducirá el consumo energético. Para la escuela ▪ Pinta las paredes y techos de colores claros dentro y fuera de los salones. ▪ Comprueba que la instalación eléctrica no tenga fugas. Para eso, desconecta todos los aparatos eléctricos, incluyendo relojes y timbre; apaga todas las luces y verifica que el disco del medidor no gire; si el disco sigue girando, manda revisar la instalación. ▪ Da mantenimiento preventivo y correctivo a los aparatos eléctricos y cableados. ▪ Efectuar trabajos de re-balanceo de cargas en los tableros de distribución de los edificios administrativos, para reducir las pérdidas producidas por sobre corrientes en el neutro de los circuitos ramales. Adicionalmente, esto permitirá que los equipos eléctricos y electrónicos instalados tengan un óptimo funcionamiento. En el uso mediante la propuesta se plantea la utilización de los equipos ya existentes en la escuela solo en horas de clase marcadas por un calendario el cual se presenta en la Imagen 19 y de igual forma se usan los bloques antes mencionados. Imagen 19 13 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO AULA 213 La Imagen 20 presenta el centro de caga del salón y en la Imagen 21 se observa el cálculo del consumo diario, semanal y bimestral considerando que esta aula no cuenta con ventiladores y en el Bloque 1 se utilizara un aire acondicionado. Imagen 20 Imagen 21 AULA 215 La Imagen 22 presenta el centro de caga del salón y en la Imagen 23 se observa el cálculo del consumo diario, semanal y bimestral, considerando que este salón cuenta con todos los aparatos eléctricos. Imagen 22 Imagen 23 14 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO AULA 217 La Imagen 24 presenta el centro de caga del salón y en la Imagen 25 se observa el cálculo del consumo diario, semanal y bimestral, considerando que este salón cuenta con todos los aparatos eléctricos. Imagen 24 Imagen 25 AULA 219 La Imagen 26 presenta el centro de caga del salón y en la Imagen 27 se observa el cálculo del consumo diario, semanal y bimestral, considerando que este salón cuenta con todos los aparatos eléctricos. Imagen 26 Imagen 27 15 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO AULA 221 La Imagen 28 presenta el centro de caga del salón y en la Imagen 29 se observa el cálculo del consumo diario, semanal y bimestral considerando que esta aula no cuenta con ventiladores y en el Bloque 1 se utilizar á un aire acondicionado. Imagen 28 Imagen 29 PROPUESTA DE CAMBIO DE EQUIPOS OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO • PARA Aires acondicionados: Sobre los aires acondicionados se recomienda cambiar los aparatos actuales por unos inverter de 36000 BTU, los cuales deberían tener una capacidad enfriamiento suficientes, siendo recomendado poner 2 sobre todo en los salones más grandes para que no tengan que forzarse y así aprovechar la tecnología inverter que puede hacer que consuman una cantidad de energía menor, el mantenimiento será del mismo tipo que los aires convencionales, pero tenderán a tener una vida útil mayor. 16 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO Imagen 30 Esta marca tiene un precio accesible y resulta ser fiable, puede encontrarse en tiendas Boxito. Como otra alternativa también se encuentra la marca York la cual, aunque tiene un costo más elevado, es manejado por la empresa PERSSA la cual se especializa en lo equipos de refrigeración y puede dar asesoramiento ante el cambio mayor profundidad. Una opción para no hacer un cambio tan grande de momento sería adaptar un termostato inteligente para controlar los aires acondicionados, pero esta opción solo sería recomendable mientras se cambian a unos inverter y que la tecnología inverter resulta en un mayor ahorro. • Iluminación En cuanto a la iluminación que se presenta en los salones ya resulta ser una iluminación aceptable en cuanto al desempeño que tienen. Imagen 31 Actualmente se utilizan 6 lámparas led en barra de 54 W por salón, lo cual haciendo cálculos y basándose en tablas de conversiones de watts a 17 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO lúmenes para lámparas led los salones tienen una iluminación de aproximadamente 500 luxes, lo cual está dentro del rango sugerido para iluminación en aulas sin mucho margen por debajo. Es por esto que hacer una propuesta sobre cambiar las lámparas por unas de potencia menor no resultaría en un ahorro, más bien en una posible pérdida, así como un daño al ambiente de estudio en el aula. Por otra parte un cambio que se puede hacer para un ahorro de energía en este punto es hacer un cambio en la instalación eléctrica para que las luces frontales y traseras de los salones funcionen de manera independiente para que así cuando sea solo necesario utilizar las luces de enfrente las de atrás estén apagadas, estos casos se dan en ocasiones en las que hay pocas personas, ya sea porque es una clase con pocos estudiantes o porque es algo fuera de las clases. Seguidamente se muestran los centros de carga de cada salón utilizando el cambio propuesto y analizándolos en el consumo convencional y el propuesto bajo usos y costumbres. AULA 2013 Con los cambios propuestas el centro de carga se vería como en la Imagen 32 y proporcionaría un consumo como el de la Imagen 33. Imagen 32 Imagen 33 En el caso convencional con relación a los aparatos que se tienen actualmente y el propuesto se tiene un ahorro de 344.24kWh 18 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO Considerando usos y costumbres el centro de carga se mantiene igual y la tabla de consumos comparando los aparatos que se tienen actualmente con los propuesto tendrían un ahorro como se muestra en la imagen 34 Imagen 34 AULA 2015 Con los cambios propuestas el centro de carga se vería como en la Imagen 35 y proporcionaría un consumo como el de la Imagen 36. Imagen 35 Imagen 36 En el caso convencional con relación a los aparatos que se tienen actualmente y el propuesto se tiene un ahorro de 344.24kWh Considerando usos y costumbres el centro de carga se mantiene igual y la tabla de consumos comparando los aparatos que se tienen actualmente con los propuesto tendrían un ahorro como se muestra en la imagen 37 19 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO Imagen 37 AULA 2017 Con los cambios propuestas el centro de carga se vería como en la Imagen 38 y proporcionaría un consumo como el de la Imagen 39. Imagen 38 Imagen 39 En el caso convencional con relación a los aparatos que se tienen actualmente y el propuesto se tiene un ahorro de 172.12kWh Considerando usos y costumbres el centro de carga se mantiene igual y la tabla de consumos comparando los aparatos que se tienen actualmente con los propuesto tendrían un ahorro como se muestra en la imagen 40. Imagen 40 20 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO AULA 2019 Con los cambios propuestas el centro de carga se vería como en la Imagen 41 y proporcionaría un consumo como el de la Imagen 42. Imagen 41 Imagen 42 En el caso convencional con relación a los aparatos que se tienen actualmente y el propuesto se tiene un ahorro de 172.12kWh Considerando usos y costumbres el centro de carga se mantiene igual y la tabla de consumos comparando los aparatos que se tienen actualmente con los propuesto tendrían un ahorro como se muestra en la imagen 43. Imagen 43 AULA 2021 Con los cambios propuestas el centro de carga se vería como en la Imagen 44 y proporcionaría un consumo como el de la Imagen 45. 21 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO Imagen 44 Imagen 45 En el caso convencional con relación a los aparatos que se tienen actualmente y el propuesto se tiene un ahorro de 185.36kWh Considerando usos y costumbres el centro de carga se mantiene igual y la tabla de consumos comparando los aparatos que se tienen actualmente con los propuesto tendrían un ahorro como se muestra en la imagen 46. Imagen 46 22 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO CONCLUSIONES GENERALES Con la elaboración del análisis de cargas se identifica de forma clara las áreas de mayor consumo de energía, se observa que las áreas se pueden controlar con un proceso sencillo, con esto contribuir al ahorro de energía y disminuir los gases emitidos a la atmósfera. El consumo actual de la energía eléctrica en las instalaciones de la Universidad Modelo actualmente es alto debido a falta de regulamiento de los electrónicos. Sin embargo, los equipos son de eficiencia media y cumplen en su mayoría con los requerimientos de ergonomía y seguridad que deben tener toda instalación. Después de realizar los diversos cálculos y deliberar algunas hipótesis, se llegó a la conclusión que la mayor parte de la energía eléctrica que se está consumiendo corresponde a la parte del aire acondicionado. Se presenta la posibilidad de sustituir el aire acondicionado por uno de menor consumo y una serie de propuestas a futuro para las próximas adecuaciones de la escuela y personales para el alumnado, el cual consiste en el estudio sistemático de los posibles ahorros basado en el método de usos y costumbres, que consideramos tendrán un mayor impacto, mejorando los resultados obtenidos anteriormente con cambios no sistemáticos. 23 PROPUESTA DE AHORRO ENERGETICO ANEXOS Boxito. (2020). Boxito.com. Obtenido de Boxito.com: https://boxito.com/tienda/producto/minisplit-benelux-inverter-plus-12000-btus-220vsolo-frio/ Electricidad, C. F. (2020). Cfe.mx. Obtenido de Cfe.mx: https://www.cfe.mx/industria/Ahorro%20de%20Energ%C3%ADa/Pages/Financiamiento.a spx Luisa Salazar, V. G. (2017). Análisis de medidas de ahorro de energía en una empresa de producción. Ecuado: Universidad Politécnica Salesiana. Vázquez, C. E. (2013). Análisis energético y propuesta de ahorro . Chihuahua: CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES AVANZADOS, S. C. 24
