tesina ing. final

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CIUDAD JUÁREZ

SEP CGUT

“AHORRO ENERGÉTICO DEL EDIFICIO DE ZONA DE CFE

JUÁREZ”

PROYECTO DE ESTADÍA QUE PRESENTA:

ANTONIO SOLÍS AGUILAR

PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN ENERGÍAS RENOVABLES, ÁREA

DE CALIDAD Y AHORRO DE ENERGÍA

CD. JUÁREZ, CHIH. ABRIL DEL 2013

AGRADECIMIENTOS:

Le agradezco a Dios por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi

carrera, por ser mi fortaleza en momentos de debilidad y por brindarme una vida

llena de aprendizajes, experiencias y sobre todo felicidad.

Les doy las gracias a mis padres Antonio y Antonieta por apoyarme en

todo momento, por los valores que me han inculcado, y por darme la

oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso de mi vida.

Sobre todo por ser un excelente ejemplo de vida a seguir.

Le doy las gracias a mi hermana Brissa que a pesar de la distancia que

nos separa siempre está para mí cuando la necesito, también por darme el

apoyo no como una hermana si no como un amiga, sus consejos que me han

servido y me han ayudado para crecer como un mejor ser humano y persona.

Le doy las gracias a mi vecina Carolina Parra ya que ella aunque no es

familia sanguínea, ella me dio su amor y su cariño sin merecerlo, nos acogió

dándonos otra familia y cariño que es valorado por mí y mi familia, siempre.

Agradezco a mis tíos Serapio y Cuca que fueron un gran apoyo para mi

familia a través de los años dándonos su apoyo en momentos difíciles.

Le agradezco a mi abuelo Ricardo Sánchez ya que fue una gran

influencia positiva durante mi niñez, y que esas enseñanzas nunca las olvidare.

¡Te tengo en mi corazón y en mi mente siempre!

Le agradezco a mi tío Raúl Sánchez que al momento de mi nacimiento,

realizo un viaje desde Chihuahua a plena noche ya que yo había nacido sin

pigmentación y el único donante a parte de mi madre eras tú, y si no fuera por ti

yo ni siquiera estaría vivo en estos momentos.

Gracias por darme la oportunidad de una vida

i

Le doy las gracias a mi novia Flor ya que ha sido un pilar importante en mi

vida, ya que en aquellos momentos más obscuros de mi vida me ayudo a ver la

luz y sigue haciéndolo dándome así su cariño, su amor y su confianza.

Te amo bb

Le agradezco a Manuel Acosta que fue un amigo en todo el sentido de la

palabra, agradezco tu apoyo y esta ingeniería no es solamente para mí y mi

familia, “Es Para Ti”.

En paz descanses Manolo, ¡te lo prometí!

ii

DEDICATORIA

Para mis padres por su interminable apoyo en todo momento de mi vida,

por sus enseñanzas, consejos y por su eterna paciencia y perdón ante mis

constantes errores.

Para mi hermana por su apoyo incondicional en aquellos momentos

difíciles de mi vida y al ser una de las personas que más quiero en la vida.

Para mi cuñado que ha sido como un hermano en mi vida y me ha

brindado su apoyo a través del tiempo aunque no me lo mereciera.

Para mi sobrinita Elyssa, eres la luz de mi vida que crece conforme el

tiempo y que ame desde mucho antes que naciera.

Para mi novia Flor por su interminable amor que en todo momento ha sido

apoyo y fuerza, por la paciencia y ternura con que respondía en mis momentos

de enojo y desesperación.

Para mi familia por el amor y cariño que me han dado siempre,

especialmente a mi tío Raúl, mi tío Roberto y mi abuelo Ricardo que si no fuera

por ellos y por su apoyo incondicional no sería la persona que en estos

momentos soy.

Gracias a los maestros y a la universidad que me dieron el apoyo

incondicional para llegar hasta donde estoy logrando mis metas y para llegar a

ser lo que ahora soy, un Ingeniero

Pero sobre todo se la dedicado a Dios

iii

RESUMEN

El problema nace mediante la gran demanda de energía y el

cumplimiento de una norma que la SEDE les exige, lo cual hace que la empresa

tenga que realizar cambios en sus instalaciones como también estudios

energéticos para cumplir con lo que la SEDE demanda.

Debido a la demanda y al alto empeño que ellos crean por resolver la

situación se realizó este proyecto para ayudarles y quitarles del camino tal

preocupación, el proyecto incluye cumplimientos de la norma NOM-025-STPS-

2008 como también el diseño de un sistema verde o el mejoramiento de la

estructura actual del edificio.

Un intermediario en este proyecto es el Licenciado Ortega Sagarnaga ya

que el presentara este proyecto ante el PAESE para la aceptación, corrección,

mejoramiento y/o aplicación del proyecto, debido a que por falta de tiempo para

el diseño y la aceptación del mismo no se dio una respuesta concreta a la cual

esperaremos por lo menos hasta el fin del año actual.

iv

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN..................................................................................................1

1. ANTECEDENTES.............................................................................................1

1.1 Planteamiento del Problema.....................................................................3

1.1.1 Descripción del Problema..................................................................3

1.1.2 Delimitación..........................................................................................4

1.2 Objetivos......................................................................................................4

1.2.1 Objetivo Generales.............................................................................4

1.2.2 Objetivos Específicos.........................................................................4

1.3 Justificación.................................................................................................5

1.4 Impacto Técnico y Social del Proyecto...................................................6

1.4.1 Los Sistemas Fotovoltaicos...............................................................6

1.4.1.1 ¿Cuáles son algunas de sus ventajas?....................................6

1.4.1.2 ¿Qué pasa en México?...............................................................7

1.4.1.3 Evolución del mercado fotovoltaico en México.......................7

1.4.1.4 Mercado Potencial en México....................................................8

1.4.2 Impacto Social.....................................................................................8

1.5 Alcances y Logros del Proyecto...............................................................9

2. MARCO TEÓRICO.........................................................................................10

2.1 Energía Solar Directa...............................................................................10

2.1.1 Sistemas Fotovoltaicos....................................................................10

2.1.2 Sistemas Solares Térmicos.............................................................11

2.2 Energía del Viento o Eólica.....................................................................12

2.3 Hidráulica...................................................................................................12

2.4 Biomasa.....................................................................................................13

2.4.1 Leña.....................................................................................................13

2.4.2 Fermentación.....................................................................................14

2.4.3 Biometanación...................................................................................15

2.4.4 Biogás de los Rellenos Sanitarios..................................................15

3. DESARROLLO................................................................................................16

3.1 Primer Paso: Identificar Estructura Interior y Exterior........................16

3.2 Segundo Paso: Conocer el Problema...................................................17

3.3 Tercer Paso: Ver Posibles Zonas de Mejora.......................................20

3.4 Cuarto Paso: Diagrama Representativo y Estudio de Luxes............22

v

3.5 Quinto Paso: Investigar Recursos para la Mejora de la Estructura. 31

3.5.1 Paneles Solares Mono-Cristalinos.................................................31

3.5.2 Tubos de LED T8..............................................................................32

3.5.2.1 Ventajas Tubos T8 LED............................................................32

3.5.2.2 Principales Aplicaciones...........................................................33

3.5.3 Detector de Presencia......................................................................34

3.5.3.1 Datos Técnicos...........................................................................34

3.6 Sexto Paso: Comparación Entre los Recursos y Estructura Actual.35

3.7 Séptimo Paso: Retribución en Tiempo del Proyecto..........................38

3.8 Octavo Paso: Realizar Plan de Sectorización.....................................38

3.9 Noveno Paso: Presentación y Cumplir con la NORMA......................40

3.10 Decimo Paso: Ver la Decisión del PAESE.........................................41

4. RESULTADOS................................................................................................41

5. CONCLUSIONES...........................................................................................42

5.1 Recomendaciones....................................................................................42

6. BIBLIOGRAFIA...............................................................................................43

7. ANEXOS..........................................................................................................44

7.1 Anexo 1.0 Tabla de Mediciones de Edificio de Sindicato......................44

7.2 Anexo 1.1 NOM-025-STPS-2008..............................................................46

vi

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 3.1 Equipo Instalado

Tabla 3.2 Consumo Energético del Año 2012

Tabla 3.3 Mediciones del Primer Piso de Reforma

Tabla 3.4 Mediciones del Segundo Piso de Reforma

Tabla 3.5 Mediciones del Tercer Piso de Reforma

Tabla 3.6 Mediciones de Edificio de Sindicato

Tabla 3.7 Promedio de Consumo Anual

Tabla 3.8 Datos de Panel

Tabla 3.9 Calculo de Paneles e Inversión

Tabla 3.10 Consumo Actual de Luminarias por Hora

Tabla 3.11 Consumo Actual por Mes

Tabla 3.12 Consumo Esperado de Luminarias por Hora

Tabla 3.13 Consumo Esperado por Mes

Tabla 3.14 Cotización y Comparativa

vii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Grafica de Consumo de Recursos Energéticos en México

Figura 1.2 Situación del mercado a nivel mundial Aplicaciones de los sistemas Fotovoltaicos

Figura 1.3 Grafica de Potencia Fotovoltaica Instalada

Figura 3.1 Edificación de CFE Reforma

Figura 3.2 Estructura Interior del Edificio

Figura 3.3 Zona de Trabajo

Figura 3.4 Lámpara de 128w

Figura 3.5 Lámpara de Led T8 de 16 watts

Figura 3.6 Detector de Presencia “COMPACT OFFICE”

Figura 3.7 Sistema Mixto

Figura 3.8 Primer Piso Edificio Reforma

Figura 3.9 Segundo Piso Edificio Reforma

Figura 3.10 Tercer Piso Edificio Reforma

Figura 3.11 Edificio de Sindicato

Figura 3.12 Edificio de Personal y Servicios Generales

Figura 3.13 Datos Técnicos de Panel Solar

Figura 3.14 Datos Técnicos de Tubo de LED

Figura 3.15 Datos Técnicos de Detector de Presencia

viii

INTRODUCCIÓN

A continuación se presenta un proyecto de ahorro basado en un consumo

energético de una instalación de Gobierno y para resolver este problema se

presentaron dos maneras para la disminución de ese consumo, después de ver

cifras y números se optó por realizar el proyecto de menos costo y con un ahorro

energético sustancial.

Así que a continuación veremos los dos diferentes acercamientos que se

les dieron al problema, tanto como información importante sobre los proyectos al

igual que información útil para la realización de un proyecto en Energías

Renovables al presentar y explicar los diferentes tipos que existen.

1. ANTECEDENTES

Cuando en 1973 se produjeron eventos importantes en el mercado del

petróleo en el mundo, que se manifestaron en los años posteriores en un

encarecimiento notable de esta fuente de Energía No Renovable, resurgieron las

preocupaciones sobre el suministro y precio futuro de la energía. Resultado de

esto, los países consumidores, enfrentados a los altos costos del petróleo y a

una dependencia casi total de este energético, tuvieron que modificar

costumbres y buscar opciones para reducir su dependencia de fuentes no

renovables.

Entre las opciones para reducir la dependencia del petróleo como

principal energético, se reconsideró el mejor aprovechamiento de la Energía

Solar y sus diversas manifestaciones secundarias tales como la Energía Eólica,

hidráulica y las diversas formas de biomasa; es decir, las llamadas Energías

Renovables.

1

Así, hacia mediados de los años setenta, múltiples centros de

investigación en el mundo retomaron viejos estudios, organizaron grupos de

trabajo e iniciaron la construcción y operación de prototipos de equipos y

sistemas operados con Energías Renovables. Asimismo, se establecieron

diversas empresas para aprovechar las oportunidades que se ofrecían para el

desarrollo de estas tecnologías, dados los altos precios de las energías

convencionales.

En la década de los ochenta, aparecen evidencias de un aumento en las

concentraciones de gases que provocan el efecto de invernadero en la

atmósfera terrestre, las cuales han sido atribuidas, en gran medida, a la quema

de combustibles fósiles. Esto trajo como resultado una convocatoria mundial

para buscar alternativas de reducción de las concentraciones actuales de estos

gases, lo que llevó a un replanteamiento de la importancia que pueden tener las

Energías Renovables para crear sistemas sustentables. Como resultado de esta

convocatoria, muchos países, particularmente los más desarrollados, establecen

compromisos para limitar y reducir emisiones de gases de efecto de invernadero

renovando así su interés en aplicar políticas de promoción de las Energías

Renovables.

Hoy en día, más de un cuarto de siglo después de la llamada crisis del

petróleo, muchas de las tecnologías de aprovechamiento de Energías

Renovables han madurado y evolucionado, aumentando su confiabilidad y

mejorando su rentabilidad para muchas aplicaciones. Como resultado, países

como Estados Unidos, Alemania, España e Israel presentan un crecimiento muy

acelerado en el número de instalaciones que aprovechan la Energía Solar de

manera directa o indirectamente a través de sus manifestaciones secundarias.

Además de la riqueza en energéticos de origen fósil, México cuenta con

un potencial muy importante en cuestión de recursos energéticos renovables,

cuyo desarrollo permitirá al país contar con una mayor diversificación de fuentes

2

de energía, ampliar la base industrial en un área que puede tener valor

estratégico en el futuro, y atenuar los impactos ambientales ocasionados por la

producción, distribución y uso final de las formas de energía convencionales.

Para analizar y plantear estrategias nacionales sobre energías

renovables, la Secretaría de Energía se ha apoyado en la Comisión Nacional

para el Ahorro de Energía, Conae, creada como comisión intersecretarial en

1989 y elevada a la categoría de órgano desconcentrado de la Secretaría de

Energía en 1999. A su vez, reconociendo su invaluable participación en el tema,

la Conae estableció, desde hace más de tres años, una alianza con la

Asociación Nacional de Energía Solar, ANES, y juntas han operado el Consejo

Consultivo para el Fomento de las Energías Renovables, Cofer.

1.1 Planteamiento del Problema

1.1.1 Descripción del Problema

En la institución de Comisión Federal de Electricidad ubicada en la calle

Reforma, tiene un problema potencialmente grande. La institución consta de

grandes instalaciones que cuentan con luminarias de 96w, también ciertas

luminarias tiene un mayor consumo las cuales cuentan con un mayor número de

tubos fluorescente de 32w (Figura 1.0). La SEDE de Comisión Federal de

Electricidad (CFE) tiene que seguir por normatividad ciertos aspectos de ahorro:

los cuales incluye electricidad, agua, aislamiento, refrigeración y automatización.

Ya que por SEDE se les exige que cumplan con los requisitos

previamente descritos sean realizados, se les da una cantidad de dinero para

que realicen estos cambios. El encargado de verificar estos cambios y de ayudar

a la empresa a llevarlos a cabo es Programa de Ahorro de Energía del Sector

Eléctrico (PAESE). Este programa incluye la aceleración del proceso de

construcción y entrada en operación de nuevas centrales eléctricas, cambiar

algunos conceptos en la Ley del Servicio Público de Energía Eléctrica con el fin

3

de permitir la participación del sector privado en la generación de electricidad, y

el establecimiento de ahorro de energía como un objetivo.

1.1.2 Delimitación

Lo que causa el problema es que debido a que la instalación fue diseñada

de manera que fuera de gran iluminación y varias oficinas no se tomó en cuenta

ciertas normas las cuales nos indican cuanta iluminación tenemos que tener en

cada zona de trabajo. Para saber estos valores y diseñar con anterioridad se

debería leer la NOM-025-STPS-2008 para ya sea modificar ubicación de

muebles, lámparas o llegar a un cambio de modelo de lámparas.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Generales

1. Reducir el consumo energético por lo menos en un 45%, al instalar

lámparas de bajo consumo.

2. Que la instalación quede dentro de los valores requeridos por la NOM-

025-STPS-2008.

3. Quitar un problema potencial de salud a los trabajadores.

4. La creación de la primera institución de CFE que cuenta con Energías

Renovables.

5. Dar a conocer las Energías Renovables en una empresa de Gobierno.

6. Que las demás instituciones de CFE después de ver este proyecto

quieran seguir el ejemplo al aplicar el mismo criterio.

1.2.2 Objetivos Específicos

1. La instalación de lámparas de bajo consumo eléctrico.

2. El seguimiento de la NOM-025-STPS-2008 para quedar normalizados.

3. La aplicación de mis conocimientos para la realización de un proyecto de

esta magnitud.

4. Promover la Energía Solar Fotovoltaica en el ámbito nacional.

4

5. Propiciar el intercambio de conocimientos y experiencias generados por

los socios investigadores y profesionistas en el campo de la Energía Solar

Fotovoltaica.

6. Organizar y coordinar trabajos disciplinarios e interdisciplinarios.

7. Propiciar el acceso a información básica y herramientas útiles en el

campo de la Energía Solar Fotovoltaica.

1.3 Justificación

La razón por la cual se realiza este proyecto es debido a que Comisión

Federal de Electricidad requiere cumplir con un ahorro energético para así estar

certificado por NORMA. La cual indica índices permisibles por zona de trabajo a

la cual se tiene que referir en el momento de hacer el ahorro energético ya que

si hacen el ahorro energético y la iluminación queda por debajo de esos rangos

aunque ahorren energía ocasionará que no acepten el proyecto debido a que no

cumpliría con lo requerido.

Se consideró también un proyecto de Energía Renovable para el 50% de

ahorro del consumo total mensual de la instalación de Comisión Federal de

Electricidad siendo que el programa del PAESE tiene ciertas cantidades

destinadas para el diseño y aplicación de un proyecto de Energía Renovables, lo

cual, es una de las razones principales para el diseño y propuesta de este

proyecto.

La segunda razón por la cual se realiza esta memoria es por parte del

diseño de un proyecto de finalización de carrera en el área de Ingeniería en

Energía Renovables lo cual nos pide el diseño de un sistema verde de uso y/o

aplicación en una empresa a la cual podremos beneficiar con la realización del

mismo, muchos de las propuestas que se verán a continuación lo cual incluye el

diseño de un sistema solar o el ahorro energético por medio de una comparativa

con lámparas de Led.

5

1.4 Impacto Técnico y Social del Proyecto

1.4.1 Los Sistemas Fotovoltaicos

1.4.1.1 ¿Cuáles son algunas de sus ventajas?

En México contamos con un gran nivel de insolación.

La radiación solar se convierte directamente en energía eléctrica.

Se genera modularmente sólo la cantidad que se requiere.

Se instala muy fácilmente y su costo cada vez es menor.

El mantenimiento es mínimo.

Su tiempo de vida es relativamente largo (20 años o más).

Figura 1.1 Grafica de Consumo de Recursos Energéticos en México

Figura 1.2 Situación del mercado a nivel mundial Aplicaciones de los sistemas

Fotovoltaicos

6

1.4.1.2 ¿Qué pasa en México? En México hay un crecimiento gradual del mercado pero no al ritmo que

está creciendo en otros lugares del mundo.

Existen (y han existido en el pasado) algunos programas

gubernamentales que han permitido instalar sistemas fotovoltaicos en

zonas rurales del país. Varios gobiernos estatales han establecido

programas propios para la instalación de este tipo de sistemas.

Desafortunadamente, estos esfuerzos aislados, o programas como el de

FIRCO-SAGARPA fomentados por instituciones externas - como el Banco

Mundial - no han originado una política nacional que fomente el uso de los

sistemas fotovoltaicos, en particular, y otras fuentes de energía en

general.

Por ello, estamos en espera de que la nueva Ley de “Energías

Renovables y para la Transición Energética” aprobada a raíz de la

Reforma Energética el año pasado se ponga en operación este año. A

pesar de ser una ley insuficiente, se espera que ayude a aumentar el uso

y desarrollo de las fuentes renovables de energía en México.

1.4.1.3 Evolución del mercado fotovoltaico en México

Figura 1.3 Grafica de Potencia Fotovoltaica Instalada

1.4.1.4 Mercado Potencial en México Sector Rural

7

Más de 6 000 000 de personas sin energía eléctrica y sin posibilidades de

tener este servicio por parte de la CFE. Si cada usuario pudiera instalar un

sistema de sólo 200 Wp, el mercado sería de más 1.2 GWp. Su realización en el

corto y mediano plazo fundamentalmente depende de las políticas nacionales

para el desarrollo en el campo.

Sector residencial en zonas urbanas y las ciudades

Este sector sólo crecerá mediante incentivos que fomenten el uso de las

Energías Renovables y dependerá fuertemente de la conciencia ecológica de los

grupos urbanos. Por lo tanto, su desarrollo será gradual y relativo a la población

comparada con la que hay en otros países. Potencialmente representa un

mercado de varios GWp.

¡Una industria fotovoltaica nacional para el mundo!

El gran mercado FV para México lo representa el mercado mundial ya que

claramente los países con fuerte desarrollo económico tienen mayor capacidad

para instalar los sistemas requeridos.

Esa industria FV para ser competitiva debe establecerse en México en el

corto plazo, pues de otra manera los niveles de inversión requeridos la harán

menos factible. En sólo 10 años se requerirán inversiones de billones de dólares.

1.4.2 Impacto Social

Conocimiento de nuevas fuentes de energía y promoción en el sector

privado local.

Incentivo para implementar nuevos proyectos.

Gran interés del sector público y privado por los proyectos para

replicarlos.

A todos los proyectos del municipio se les está incorporando el

requerimiento que a lo menos un 15% de su demanda energética

provenga de Energías Renovables.

8

1.5 Alcances y Logros del Proyecto

El alcance del proyecto abarca tres aspectos diferenciados:

En primer lugar, se presentará una introducción a las Energías

Renovables: su principio de funcionamiento, sus diferentes tipologías de

instalación, etc.

En segundo lugar, se llevará a cabo el dimensionado óptimo de un

sistema de generación híbrido en un edificio de carácter industrial,

concretamente dos edificios incluidos dentro de las instalaciones, con objeto de

realizar un proyecto verde el cual mejore la estructura, reduzca gastos y genere

una ganancia a la empresa a mediano plazo. Este diseño estará condicionado

también a la superficie disponible y a criterios estéticos y arquitectónicos.

Por último, y con objeto de garantizar la sostenibilidad energética del

edificio, así como verificar que el diseño llevado a cabo sea el idóneo, se

realizara una serie de tablas las cuales incluirán costos-inversión, ganancia-

tiempo de remuneración los cuales describirán y desarrollaran el proyecto para

que sea de la manera idónea para la empresa.

Los logros del proyecto son:

El mejoramiento de la infraestructura del edificio.

Costo de la Energía Renovable 75% más barata que energía tradicional.

Incentivo a otras empresas de realizar proyectos de la misma categoría.

2. MARCO TEÓRICO

La Energía Solar se manifiesta de diversas formas y su aplicación ha sido

fundamental para el desarrollo de la humanidad. A estas formas se les conoce

9

como Energías Renovables, ya que son formas de energía que se van

renovando o rehaciendo con el tiempo o que son tan abundantes en la tierra,

que perdurarán por cientos o miles de años, las usemos o no.

2.1 Energía Solar Directa

La Energía Solar que recibe nuestro planeta es resultado de un proceso

de fusión nuclear que tiene lugar en el interior del Sol. De toda la energía que

produce ese proceso nuestro planeta recibe menos de una milmillonésima parte.

Esa energía, que en ocho minutos recorre los más de 145 millones de kilómetros

que separan al Sol de la Tierra resulta, sin embargo, una cantidad enorme en

proporción al tamaño de nuestro planeta.

La Energía Solar se manifiesta en un espectro que se compone de

radiación ultravioleta, visible e infrarroja. Al llegar a la Tierra, pierde primero su

parte ultravioleta, que es absorbida por una capa de ozono que se presenta en

el límite superior de la atmósfera. Ya en la atmósfera, la parte infrarroja se pierde

ya sea por dispersión al reflejarse en las partículas que en ella se presentan o al

llegar a las nubes, que son capaces de reflejar hasta un 80% de la radiación

solar que a ellas llega. El resto llega a la superficie, ya sea de manera directa o

indirectamente como reflejo de las nubes y partículas en la atmósfera.

La radiación solar que llega a la superficie terrestre se puede transformar

directamente en electricidad o calor. El calor, a su vez, puede ser utilizado

directamente como calor o para producir vapor y generar electricidad.

2.1.1 Sistemas Fotovoltaicos

Las celdas fotovoltaicas son placas fabricadas principalmente de silicio.

Cuando al silicio se le añaden cantidades relativamente pequeñas de ciertos

materiales con características muy particulares, obtiene propiedades eléctricas

únicas en presencia de luz solar: los electrones son excitados por los fotones

asociados a la luz y se mueven a través del silicio produciendo una corriente

10

eléctrica; este efecto es conocido como fotovoltaico. La eficiencia de conversión

de estos sistemas es de alrededor de 15%, por lo que un metro cuadrado puede

proveer 150 Watts, potencia suficiente para operar un televisor mediano.

Las celdas fotovoltaicas, para poder proveer de energía eléctrica en las

noches, requieren de baterías donde se acumula la energía eléctrica generada

durante el día, lo cual encarece su aplicación. Sin embargo, en la actualidad se

están desarrollando sistemas fotovoltaicos conectados directamente a la red

eléctrica, evitando así el uso de baterías, por lo que la energía que generan se

usa de inmediato por el propio usuario que la genera, con la posibilidad de

vender los excedentes de electricidad a las compañías generadoras.

2.1.2 Sistemas Solares Térmicos

Los sistemas solares térmicos pueden clasificarse en planos o de

concentración o enfoque. Los sistemas solares planos, o colectores solares

planos, son dispositivos que se calientan al ser expuestos a la radiación solar y

que transmiten el calor a un fluido. Con el colector solar plano se pueden

calentar fluidos a temperaturas de hasta 200 º C (para el caso de sistemas de

tubos evacuados) pero, en general, se aprovecha para calentar hasta los 75 º C.

Los sistemas solares de concentración son aquellos que funcionan

concentrando la radiación solar directa en un área focal, pudiéndose ubicar ésta

alrededor de un punto o a lo largo de una línea. Este conjunto de dispositivos

requiere de procedimientos o mecanismos de seguimiento, ya que la línea de

incidencia varía durante el día y durante el año. Estos sistemas pueden lograr

temperaturas de varios centenares de grados centígrados y en casos especiales

hasta los miles de grados.

2.2 Energía del Viento o Eólica

11

Los vientos ocurren por diferencias de presión generadas por un

calentamiento no uniforme de la atmósfera terrestre, desplazándose grandes

masas de aire de las zonas de alta presión a las de baja.

Aproximadamente el 2% del calor del Sol que llega a la Tierra se

convierte en viento, pero sólo una fracción muy pequeña puede ser

aprovechada, ya que buena parte de estos vientos ocurre a grandes alturas o

sobre los océanos, mar adentro. Además, se requieren condiciones de

intensidad y regularidad en el régimen de vientos para poder aprovecharlos. Se

considera que vientos con velocidades promedio entre 5.0 y 12.5 metros por

segundo son los aprovechables.

El viento contiene Energía Cinética (de las masas de aire en movimiento)

que puede convertirse en Energía Mecánica o Eléctrica por medio de Aero

turbinas, las cuales se componen por un arreglo de aspas, generador y torre,

principalmente. Las Aero turbinas pueden ser clasificadas, por la posición de su

eje, en horizontales y verticales.

De manera muy general, con un aerogenerador cuyas aspas tienen un

diámetro de 40 metros y sujeto a vientos con velocidad promedio de 8 metros

por segundo, se pueden tener 600 kW de capacidad, lo cual es suficiente para

proveer de electricidad a un conjunto habitacional de 200 departamentos.

2.3 Hidráulica

La energía que llega del sol da lugar, entre otros fenómenos, a la

evaporación del agua contenida sobre su superficie, principalmente en los

océanos. Esta humedad se acumula en nubes que viajan largas distancias y se

deposita en forma de lluvia sobre montañas, muchas alejadas del mar. El agua,

acumulada en corrientes y por gravedad, busca de nuevo el mar, formando ríos.

Este caudal, que se puede manifestar en grandes caídas o en muchas

corrientes, es la fuente de la Energía Hidroeléctrica.

12

En muchos casos, esta energía se deposita en forma potencial en

embalses y se transforma en energía aprovechable al desplazarse hacia niveles

inferiores. El agua en movimiento empuja dispositivos giratorios que la

convierten en Energía Mecánica, o para mover generadores de electricidad. Por

ejemplo, para lograr una capacidad de 3,000 kW, que es la suficiente para

satisfacer, por ejemplo, 1,000 departamentos, se requiere tener una caída de

agua de 100 metros con un gasto de 3 metros cúbicos por segundo. Esto se

logra ampliamente en cualquier zona montañosa del planeta con un régimen

regular de lluvias.

2.4 Biomasa

Las plantas acumulan energía a través de la fotosíntesis donde,

alimentadas por la Energía Solar, separan las moléculas de bióxido de carbono,

acumulando el carbono en forma de hidrocarburos y soltando el oxígeno. La

eficiencia de conversión de Energía Solar en energía almacenada en forma de

materia orgánica (a través de la fotosíntesis) es muy baja, estimándose su límite

máximo en cerca de 3%, aunque algunas especies forestales en explotación

comercial alcanzan eficiencias de conversión de hasta 1%.

2.4.1 Leña

La forma más común de biocombustibles sólidos es la leña, que aún en la

actualidad cubre casi 50% de las necesidades energéticas en los países en vías

de desarrollo. El carbón vegetal es otra forma de biocombustible sólido, así

como las briquetas y los lechos artificiales que se fabrican aglomerando y

comprimiendo astillas y pajas. También los residuos de las cosechas de granos,

trátese de tallos y pajas de trigo, arroz, maíz, etc., que se pueden aprovechar

para hacer funcionar pequeñas centrales eléctricas.

Es aún tan importante el uso de la leña como energético, que existen

plantaciones de árboles de rápido crecimiento, como el eucalipto, que se

13

denominan plantaciones energéticas, cuyo propósito es producir madera para

combustible.

Como referencia al potencial de la biomasa, un metro cúbico de leña es

suficiente para permitir que 5 personas tengan suficiente calor para calentar

agua para 108 baños de 15 minutos cada uno.

2.4.2 Fermentación

Los procesos de fermentación de alcohol y su destilación son conocidos y

empleados por las sociedades humanas desde la antigüedad para la producción

de vinos y aguardientes. A través de este mismo proceso es posible obtener

etanol, un alcohol que se emplea actualmente como combustible en la

sustitución de la gasolina o mezclado con ella, y como insumo en la obtención

de productos químicos (vitaminas, antibióticos, solventes y otros).

La caña de azúcar, el sorgo dulce, las frutas y la remolacha son los

cultivos más fácilmente convertibles en etanol; los azúcares base de la

fermentación se obtienen con pre-tratamientos suaves tales como prensado,

corte o lavado de los cultivos. Los procesos de fermentación tienen una

eficiencia de conversión muy alta, ligeramente superior al 85%.

El uso intensivo del etanol puede ser motivado por su habilidad para

sustituir a la gasolina o utilizarlo como componente oxigenante de la gasolina y

antidetonante principalmente de dos maneras.

1. En vehículos de gasolina (90% gasolina y 10% etanol en volumen) gasoil,

esto se practica sin ninguna modificación al motor.

2. Etanol como sustituto de la gasolina. Una mezcla de 85 % etanol y 15%

gasolina (E85) es un combustible viable para vehículos ligeros, éstos

pueden operar con cualquier proporción de etanol mezclado con gasolina,

14

teniendo como límite 85%. Algunos autobuses y camiones con la

adecuada modificación a sus motores diésel, pueden operar con etanol

casi puro.

Un ejemplo de la aplicación del etanol lo encontramos en Brasil, donde

gran parte de los automóviles queman este biocombustible mezclado con

gasolina en una proporción de 60 y 40 respectivamente.

2.4.3 Biometanación

En el proceso de biometanación, desperdicios orgánicos o biomasa con

alto contenido de humedad se alimentan a un recipiente llamado digestor

biológico. Por la acción de microorganismos adecuados, la materia orgánica se

transforma en biogás (una mezcla de bióxido de carbono y metano

esencialmente), que puede aprovecharse como combustible, produciéndose

además lodos residuales empleables como mejoradores de suelos o

fertilizantes.

2.4.4 Biogás de los Rellenos Sanitarios

El biogás también se produce en rellenos sanitarios, que contienen gran

proporción de desechos orgánicos húmedos, y en donde existen las condiciones

adecuadas para que proliferen las bacterias anaerobias que al digerir esos

desechos producen el metano y el bióxido de carbono en el interior del relleno.

Por ejemplo, un relleno sanitario de la Ciudad de México con 5.6 millones

de toneladas de residuos sólidos produce suficiente biogás para alimentar una

planta de 5 MW de capacidad para operar durante 10 años.

3. DESARROLLO

3.1 Primer Paso: Identificar Estructura Interior y Exterior

15

Figura 3.1 Edificación de CFE Reforma

Aquí será donde se estudiara la estructura tanto interior como exterior de

la institución de Comisión Federal de Electricidad ubicada en la calle Reforma

(Figura 3.1). Esta institución cuenta con lo que es otros dos edificios los cuales

se encuentran en la parte posterior del edificio.

El primer edificio cuenta con cuatro pisos, los cuales son un sótano, y tres

pisos para personal (oficinas). El segundo edificio es el de Sindicato y el tercer

edificio es el de Personal y servicios generales. Aquí se ve se analiza todo

aquello en lo que se pueda realizar una mejora, tanto lámparas, apagadores,

aislamientos térmicos, rediseñar oficinas (reorganizar mobiliario) y servicios que

den uso al agua.

Para ver si los colores de las estructuras ayudan a una reflexión o una

gran calidad de iluminación (Figura 3.2), ya que colores opacos/oscuros

requieren de una mayor cantidad de lámparas, y si la estructura es de color

16

pasteles/brillantes requiere menos lámparas, ya que en algunas zonas contara

con ventanas o tragaluces que preverán una cantidad mayor de luz natural

durante horas del día y ayudaría a reducir la cantidad de lámparas necesarias

para iluminar los diferentes sectores que cuenten con estos.

Figura 3.2 Estructura Interior del Edificio

Se conocerá o se investigara con qué tipo de apagadores, lámparas,

sensores de humo, servidores, computadoras cualquier cosa electrónica que use

luz cuenta la instalación para así poder realizar un estudio energético más

minucioso.

3.2 Segundo Paso: Conocer el Problema

Uno de los problemas más grandes es que cuenta con mucha variedad de

equipo electrónico de oficina pero también cuenta con ciertos equipos los cuales

no están tomados en cuenta, los cuales aparte de generarnos un consumo extra

(Tabla 3.1), es algo que no estaba anticipado en el momento de diseñar la

instalación, lo cual al sumar el equipo de oficina y el equipo extra nos genera un

consumo reflejado en el recibo.

17

Tabla 3.1 Equipo Instalado

Además de que la institución de Reforma no solamente cuenta con un

edificio, en total son tres edificios los cuales son: Sindicato, Oficinas de Zona y

Servicios Generales, este dato lo tome del año pasado ya que nos da una

apreciación mejor a la del año actual, ya que actualmente solo sería una toma

de cuatro meses (Tabla 3.2).

Debido a los diferentes equipos electrónicos que se usan en la instalación

se genera una gran cantidad de armónicos diferencias de frecuencias como

cortos circuitos lo cual ocasionaría un mal funcionamiento del equipo que se

encuentre conectado a esas tomas como también puede ocasionar un daño a

futuro de que el equipo deje de funcionar ya que la mayoría de la institución no

cuenta con reguladores de voltaje.

18

Descripción Consumo Eléctrico (c/u) Unidades Consumo Total

Cafetera 900 watt 20 18,000Purificador de Agua 75 watt 7 525

Computadoras de Escritorio 300 watt 45 13,500Computadoras de Escritorio (monitor) 350 watt 45 15,750

Refrigeradores 180 watt 4 720Impresoras 1100 watt 9 9,900

Abanicos de Pedestal 100 watt 8 800Televisión de Plasma 140 watt 4 560

Radio 40 watt 15 600Unidad Paquete 1350 watt 10 13,500

Microondas 800 watt 12 9,600TOTAL= 83,455 watts

Tabla 3.2 Consumo Energético del Año 2012

MESOFICINAS DE ZONA

CSCCENTRO

COMPUTOTOTAL

ENERO CONSUMO KWH 24,965 13,920 12,560 51,445FEBRERO CONSUMO KWH 23,425 10,800 11,200 45,425MARZO CONSUMO KWH 20,816 9,120 13,760 43,696ABRIL CONSUMO KWH 18,743 8,800 12,800 40,343MAYO CONSUMO KWH 28,147 11,520 11,280 50,947JUNIO CONSUMO KWH 34,611 12,640 15,440 62,691JULIO CONSUMO KWH 37,679 15,600 10,880 64,159

AGOSTO CONSUMO KWH 37,539 14,320 12,560 64,419SEPTIEMBRE CONSUMO KWH 38,822 17,360 15,200 71,382

OCTUBRE CONSUMO KWH 29,809 14,080 13,760 57,649NOVIEMBRE CONSUMO KWH 26,962 11,520 14,320 52,802DICIEMBRE CONSUMO KWH 21,497 8,640 13,280 43,417

TOTALES 343,015 148,320 157,040 648,375

Otro problema que existe es que cuenta con una gran cantidad de

ventanas las cuales proporciona luz natural que desaprovechamos al tener las

luces prendidas, siendo que con la luz natural sería más que suficiente para

tener una iluminación adecuada dentro de la zona de trabajo cercana (Figura

3.3).

19

Figura 3.3 Zona de Trabajo

Un problema no tan grande pero que ayudara para realizar una

automatización y una disminución de costos al poner en marcha este proyecto

es las lámparas, los apagadores y los servicios de agua, para hacer una

disminución del consumo al aplicar los conocimientos de Energías Renovables

al realizar una automatización y el diseño de un sistema mixto o hibrido (Sistema

solar – Sistema de automatización).

3.3 Tercer Paso: Ver Posibles Zonas de Mejora

Figura 3.4 Lámpara de 128w

Una de las zonas de mejora es el cambio de luminarias (Figura 3.4), ya

que cada una de estas luminarias cuenta con tubos de 32W, es nuestra zona de

mejora ya que las cambiaremos cada tubo por un tubo de Led de menor

consumo (Figura 3.5), el cual nos reducirá el consumo eléctrico en un 50%, lo

cual se verá reflejado en un ahorro económico.

20

Figura 3.5 Lámpara de Led T8 de 16 watts

Como también la automatización de todas aquellas oficinas para que

cuenten con un detector de presencia (Figura 3.6) el cual nos ayudara a reducir

el tiempo que las lámparas se encuentren prendidas, en vez de ser sensor de

movimiento con timer será un detector de presencia el cual en oficinas donde se

encuentre una ventana y exista iluminación natural el sensor automáticamente

apagara las luces, en caso contrario su función será la misma de un detector de

movimiento.

Figura 3.6 Detector de Presencia “COMPACT OFFICE”

21

Nuestra segunda zona de mejora es el diseño de un proyecto solar –

eólico (Figura 3.7), se realizará de manera que se reducirán los costos

energéticos en una medida sustancial para que cuando la instalación no genere

consumo este sistema esté dando una generación limpia para el edificio,

también servirá para tener un abastecimiento de emergencia en caso de un

apagón, el cual evitara que la institución tenga tiempo perdido, el cual sirve para

atender a mucha más gente en la institución y realizar todos aquellos procesos

que se encuentran dentro de la misma.

Figura 3.7 Sistema Mixto

3.4 Cuarto Paso: Diagrama Representativo y Estudio de Luxes

Los diagramas se realizaron con la intención de saber el número de

lámparas, saber cuánta iluminación dentro de cada zona de trabajo hay, el cual

a cada medición se le otorgo un número para así poderlo ubicarlo. El cual

ayudara para ver si esta instalación se encuentra dentro de los rangos

permisibles de iluminación los cuales tienen que cumplir con la norma “NOM-

025-STPS-2008”.

22

Los siguientes diagramas ayudarán en la realización de la automatización

ya que se ha dividido las lámparas con un código de colores el cual ayuda para

distinguir las lámparas que tengan un mayor consumo eléctrico.

El código de colores es el que a continuación se presenta;

Color Rojo.- Lámparas de Cuatro Tubos de 32w = 128w

Color Amarillo.- Lámparas de Tres Tubos de 32w = 96w

Color Verde.- Lámparas de Dos Tubos de 32w = 64w

Color Azul.- Lámparas Tipo “U” de 32w = 64w

Primeramente veremos los 3 pisos del edificio principal de Reforma para ver

el tipo de iluminación que utiliza cada uno y así ver piso por piso posibles zonas

de mejora, ya que haciendo esto podemos localizar donde se genera un mayor

consumo eléctrico.

Figura 3.8 Primer Piso Edificio Reforma

23

El primer piso (Figura 3.8) consta de los siguientes departamentos;

Informática, Legislativo, Capacitación y Seguridad laboral. Dentro del diagrama

se aprecia que tenemos una numeración la que nos indica las mediciones

realizadas, las cuales se encontraran en una tabla (Tabla 3.3) para así apreciar

más y ver que todas aquellas mediciones estén dentro de la NOM-025-STPS-

2008.

Tabla 3.3 Mediciones del Primer Piso de Reforma

EDIFICIO DE ZONA 1ER PISO

RESULTADOS DE LA MEDICION. LECTURA.

No. de puntos

de medición

Nivel de iluminación

de luxes

Descripción de la localización del punto de

medición

Factor de reflexión (Kf=(E1/E2)*100)

¿cumple con la

norma? (si/no)

Pared (max. 60%) Plano de trabajo

1 2(max. 50%)

E1 E2 Kf E1 E2 Kf E1 E2 Kf

1 449 escritorio de seguridad340

115 295.652

362

156

232.05 449 168

267.26 SI

2 763 escritorio con computadora393

149 263.758

472

149

316.78 763 97 786.6 SI


274 135.766 244 32 762.5 SI


132 318.939

277 96

288.54 813 118

688.98 SI

5 496 computadora servidor230 78 294.872 496 125 396.8 SI

6 1088 Pasillo347

293 118.43

668

269

248.33

1088 254

428.35 SI


178 297.191

373

118 316.1 780 60 1300 SI


278 146.763 639 70

912.86 SI


208 287.019

642

230

279.13

1077 206

522.82 SI


212 210.377 948 94

1008.5 SI


308 266.234 532 89

597.75 SI


184 259.783 697 41 1700 SI


237 143.882

1348 179

753.07 SI


113 158.407 358 181

197.79 SI


141 209.929 421 197

213.71 SI

16 322 escritorio con computadora 25 21 119.048 322 66487.8

8 SI


101 274.257

319

103

309.71

1101 249

442.17 SI


280 125 94 11

854.55 SI


140 330 195 35

557.14 SI

20 415 escritorio con computadora139 39 356.41

254 83

306.02 415 28

1482.1 SI

El segundo piso (Figura 3.9) consta lo que es mayormente oficinas, un cuarto

de juntas, cuartos de archivos, los baños y una pequeña cocina. En este piso es

24

donde se empieza a ver oficinas con una ventana cercas de la zona de trabajo lo

cual nos otorga luz natural y podemos disminuir el número de lámparas dentro

de esa zona de trabajo.

Figura 3.9 Segundo Piso Edificio Reforma

En este diagrama faltaron de catalogar lámparas ya que no me

permitieron acceder siendo que no se encontraba la persona encargada o era

una zona muy privada, a la cual no me permitieron entrar sin el encargado o sin

que estuviera la persona de esa oficina.

En la tabla del segundo piso (Tabla 3.4) se verán las diferentes

mediciones cuando se encuentra una ventana, ya que al ser luz natural también

influye en la medición, dándonos así una cifra alta al momento de tomar la

medición, lo cual significa que esa zona de trabajo no necesariamente requiere

las lámparas para que tenga una iluminación suficiente para que el empleado

pueda desempeñar su trabajo de la mejor manera posible.

Tabla 3.4 Mediciones del Segundo Piso de Reforma

25

EDIFICIO DE ZONA 2DO PISO


No. de puntos

de medició

n

Nivel de iluminación de luxes


medición


¿cumple con la

norma? (si/no)


1 2(max. 50%)



112 240.179 642 54

1188.9 SI

2 528 sala de juntas 528 100 528 SI

3 783 sala de juntas323

126 256.349 783 107

731.78 SI

4 509 sala de juntas197 70 281.429 509 91

559.34 SI


136 220.588 318 87

365.52 SI

6 382 sala de espera108 41 263.415 382 92

415.22 SI

7 296 sala de espera 25 20 125 296 56528.5

7 NO

8 583 escritorio con computadora208 22 945.455 583 207

281.64 SI


339.22 SI

10 138 Pasillo 70 86 81.3953 138 71194.3

7 NO

11 141 Pasillo 141 110128.1

8 NO


164 262.805 420 108

388.89 SI


122 219.672 773 188

411.17 SI


306.76 NO


410.28 SI


212 262.264 697 224

311.16 SI


271.29 SI


251 237.849 583 163

357.67 SI


191 171.728 438 117

374.36 SI


196 282.143

254 83

306.02 826 93

888.17 SI


229 236.681 479 224

213.84 SI

22 692 sala de espera369

140 263.571

218 85

256.47 692 69

1002.9 SI


145 262.069

260

102 254.9

1263 334

378.14 SI


263.21 NO


102 231.373 557 81

687.65 SI

26 613 escritorio con computadora144 60 240 613 124

494.35 SI


422.76 SI

El siguiente diagrama es del tercer piso (Figura 3.10) del edificio Reforma

el cual consta de unos baños y la sala de juntas principal de toda la institución.

Este piso cuenta con puras ventanas lo cual otorga demasiada luz natural en

26

casi toda la área solamente hay pocos lugares en los cuales no llega, donde si

es necesario que se prenda una luz. Aquí también podemos apreciar el terreno

para la realización de un campo con paneles solares, el cual es el techo del

segundo piso siendo que la unidad paquete se encuentra en el techo de este

piso, el cual otorgaría una gran cantidad de Energía Eléctrica limpia para el uso

de los 3 pisos.

Figura 3.10 Tercer Piso Edificio Reforma

La tabla (Tabla 3.5) de mediciones nos muestra que la iluminación natural

antes mencionada es suficiente para poder realizar junta o realizar cualquier

trabajo como presentaciones, foros, juntas de seguridad, etc.

Tabla 3.5 Mediciones del Tercer Piso de Reforma

EDIFICIO DE ZONA 3ER PISO

27


No. de puntos

de medición

Nivel de iluminación

de luxes


medición


¿cumple con la

norma? (si/no)


1 2(max. 50%)

E1 E2 KfE1

E2

Kf E1 E2 Kf

1 1402 sala de juntas 84 38 221.053140

2 148 947.3 SI


170 212.353

2132 132

1615.2 SI

3 1499 sala de juntas118 43 274.419

1499 130

1153.1 SI


468 140.812

1743 505

345.15 SI

5 818 sala de juntas escritorio303 97 312.371 818 142

576.06 SI


188 308.511 840 282

297.87 SI

A continuación veremos el segundo edificio (Figura 3.11) que se

encuentra dentro de la institución de Reforma al cual se le conoce como el

edificio de Sindicato ya que en este edificio se encuentra el coordinador, el

encargado de dirigir currículos para su posible aceptación y todas aquellas

personas encargadas de proteger los derechos de los trabajadores, el dirigir

trabajadores temporales a aquellos trabajos el cual requiera ser cubierto

mientras el trabajador se encuentre indispuesto.

Figura 3.11 Edificio de Sindicato

En este edificio podemos apreciar que la mayoría de su instalación

eléctrica es lámpara de alto consumo eléctrico el cual comprobaremos con una

28

tabla (Tabla 3.6), la cual nos indicara si la zona esta lo suficiente iluminada. Este

edificio usualmente no tiene abiertas las persianas las cuales podrían mejorar la

iluminación ya que proporcionaría suficiente para que el edificio no tuviera que

utilizar la mayoría de las luminarias, solamente habría dos zonas de trabajo a las

cuales les afectaría ya que se encuentra directamente enfrente de la ventana lo

cual podría causar un daño para el trabajador en la vista.

Tabla 3.6 Mediciones de Edificio de Sindicato

EDIFICIO DE ZONA (SINDICATO)


No. de puntos

de medició

n



medición


¿cumple con la

norma? (si/no)


1 2(max. 50%)



453

240

188.75 287 1317

21.792 SI

2 55 escritorio con computadora 55 20 275 49 17288.2

4 49 45108.8

9 NO


274 164.964 749 45

1664.4 SI

4 471 escritorio con computadora 471 232047.

8 SI


125 159.2

105 87

120.69 325 50 650 SI


288 98.9583

242

135

179.26

1266 118

1072.9 SI


334

164

203.66 244 64

381.25 SI


133 214.286

230 92 250

1025 215

476.74 SI

9 773 escritorio con computadora 773 88878.4

1 SI


182

106 171.7 452 1317 34.32 SI

11 270 escritorio con computadora179 20 895

161 83

193.98 270 45 600 NO


274 186.496 128 45

284.44 SI

13 387 escritorio con computadora 53 387 231682.

6 SI


125 526.4

184 96

191.67 426 50 852 SI


288 208.333 876 114

768.42 SI

El siguiente y último edificio que se encuentra dentro de la institución

Reforma es el de Personal y Servicios Generales (Figura 3.12) en el cual se

encuentra el Jefe de Zona, Oficinistas, Encargado de Compras y Tramites

Económicos, como su nombre lo indica en este edificio se encuentre el

departamento de Servicios Generales el cual se encarga del tiempo muerto por

usuario, lo cual significa que los ciudadanos tengan electricidad el mayor tiempo

posible ininterrumpido.

29

Figura 3.12 Edificio de Personal y Servicios Generales

Este edificio es el que tiene las lámparas de menor consumo entre toda la

institución, lo cual significa que es el de menor consumo eléctrico, pero esto no

nos indica que cuente con la iluminación suficiente así que realizamos el estudio

para ver si aparte de tener un consumo energético menor también cumple con lo

requerido (ANEXO 1.0).

Como ya vimos el edificio tiene zonas de mejora referente a la iluminación

como suficiente espacio arriba de cada edificio para la instalación de un proyecto

solar o un proyecto mixto (solar - eólico), ya que con esto se mejoraría toda la

instalación al reducir su consumo eléctrico al 50% y al realizar cambios para que

todas las zonas de trabajo queden dentro de la norma “NOM-025-STPS-2008”

3.5 Quinto Paso: Investigar Recursos para la Mejora de la Estructura

Los recursos para la mejora de la instalación son:

30

3.5.1 Paneles Solares Mono-Cristalinos

Figura 3.13 Datos Técnicos de Panel Solar

Los paneles que se propone usar son paneles mono cristalinos de 245w –

260w ya que proporcionarían una fuente de energía limpia, lo cual ayudaría a

reducir costos utilizados por la instalación. Cada panel solar tiene un costo de

aproximadamente $3,250 pesos.

31

3.5.2 Tubos de LED T8

Figura 3.14 Datos Técnicos de Tubo de LED

3.5.2.1 Ventajas Tubos T8 LED

Muy bajo consumo de energía (hasta 90% de ahorro).

Iluminación homogénea con 140° de apertura, frente a los 120° de

cualquier otro tubo LED del mercado.

Estos tubos LED generan muy poco calor, al transferirla mayor parte de

su energía directamente a la generación de luz y la eliminación de una

acumulación excesiva de calor, que puede afectar negativamente a los

costos de energía.

Muy alta durabilidad sobre 50.000 horas de uso.

Muy alta resistencia comparativa a los golpes.

32

Total capacidad de RE-ENCENDIDO INMEDIATO, sin esperas.

Baja necesidad comparativa de mantención.

Bajo requerimiento comparativo de soporte estructural.

Bajo requerimiento comparativo de conductividad eléctrica.

3.5.2.2 Principales Aplicaciones

Se recomienda en programas de ahorro energético, en grandes locales

comerciales, o en cuyo caso, cualquier lugar que tenga actualmente tubos

fluorescentes tradicionales instalados y desee ahorrar un 60% de

consumo eléctrico.

Casas o departamentos.

Estacionamientos o garajes.

Locales comerciales.

Vitrinas o exhibidores, probadores.

Edificios, empresas, oficinas.

Cada tubo de Led tiene un precio de $915 pesos lo cual nos generaría un

gran costo económico, pero al igual que sería un gran costo sería una gran

reducción referente al consumo energético de la instalación.

3.5.3 Detector de Presencia

33

3.5.3.1 Datos Técnicos

Alimentación 230 V AC

Frecuencia 50 Hz

Altura recomendada deMontaje

2 – 3 m

Tipo de montaje Montaje en el techo

Consumo propio 0,7 W

Clase de medición de luz

Medición de luz mezcla

Rango de regulación de la luminosidad

10 – 1500 lx

Tiempo de retardo al apagado Luz

Impuls (0,5 s), 10 s-20 min

Tipo de contacto Luz Relé 230 V

LámparasLámparas incandescentes/halógenas, Lámparas

fluorescentes, Lámparas fluorescentes compactas de bajo consumo, LEDs

Figura 3.15 Datos Técnicos de Detector de Presencia

El precio de cada uno de los Compact Office es aproximadamente de

$3020 pesos lo cual solamente serían necesarios unos cuantos, lo cual nos

reduciría el tiempo que las lámparas estén sin uso, ya que así evitaríamos

generar costos de electricidad en zonas a las cuales no se les esté dando uso.

3.6 Sexto Paso: Comparación Entre los Recursos y Estructura Actual

34

A continuación se verán las condiciones actuales de la institución

referente al consumo eléctrico de lámparas y el consumo de electricidad de toda

la institución, para así compararlo con lo que se desea instalar, como también

ver costos de cada mejora posible y ver lo que se ahorraría en comparación con

la instalación actual.

Primeramente se realizara un promedio del consumo de la instalación con

la información de la Tabla 1.1 para poder apreciar de mejor manera el consumo

(Tabla 3.7) y de allí poner nuestra meta de ahorro energético, la cual es de un

50%, y finalmente ver los recursos necesarios para cumplir con esta meta.

Tabla 3.7 Promedio de Consumo Anual

Promedio de Consumo por Año54,031

Los recursos que se utilizaran para la reducción del consumo de la

instalación como un total, será la utilización de paneles solares (Tabla 3.8)

instalados en el techo de la misma institución.

Tabla 3.8 Datos de Panel

Precio No de Paneles Watts del PanelWatts Totales por

Mes3250 1 245 88.2

Ya que están los datos del panel, se podrá realizar el cálculo para ver

cuantos paneles se utilizarían para la reducción del 50% del consumo anual

(Tabla 3.9). Dado que al sacar el promedio nunca se quedara por debajo de la

meta propuesta para la generación por medio de los paneles solares.

Tabla 3.9 Calculo de Paneles e Inversión

35

Promedio de Consumo Anual

No de Paneles Necesarios

Precio de Inversión

27,000 306 994,500

Ya que esta el cálculo de número de paneles que se necesitarían para

reducir el 50% del promedio, vemos que la inversión y el número de paneles que

se requerirían para cubrir con esa demanda es una cantidad muy alta debido a

que la institución no cuenta con el espacio suficiente para la instalación de un

proyecto de esta magnitud tenemos que descartar esta opción e irnos por una

opción más viable.

Una segunda opción un poco más viable es la reducción de consumo

energético de las luminarias que se encuentran instaladas (Tabla 3.10) para así

después poder comparar entre lo que actualmente consumen contra lo que

podrían consumir si se acepta el proyecto.

Tabla 3.10 Consumo Actual de Luminarias por Hora

Lámparas de Color # Total # Tubos Consumo Energético (W)Verde 58 2 3,712.0

Amarillas 82 3 7,872.0Rojas 33 4 4,224.0Azules 83 2 5,312.0

Total 21.1

Esta tabla representa una generalización de todas las lámparas que se

encuentran en la Instalación Reforma (Figura 3.8 – 3.12), esta tabla nos da el

consumo actual de iluminación de toda la Institución en Watts/Hora.

Ahora se verá el consumo de las mismas lámparas pero por mes (Tabla

3.11), ya que la Institución de CFE paga por mes, se realizará el cálculo de

consumo así mismo, para así apreciar cuanto consumen las lámparas en su

totalidad.

Tabla 3.11 Consumo Actual por Mes

36

Consumo Total/Día (KWH) Consumo Total/Mes (KWH)168.96 3.4

A continuación veremos el consumo de la misma instalación solamente

cambiando el número de tubos fluorescentes por tubos de Led (Figura 2.6), los

cuales tienen un consumo de la mitad de los actuales. Veremos primeramente el

consumo de la misma instalación pero en KWH (Tabla 3.12).

Tabla 3.12 Consumo Esperado de Luminarias por Hora

Lámparas de Color # Total # Tubos Consumo Energético (W)Verde 58 2 1,856.0

Amarillas 82 2 2,624.0Rojas 33 2 1,056.0Azules 25 2 800.0

Azules Tipo "U" 58 2 3,712.0Total 10.0

En esta tabla se ve que en comparativa con la instalación actual hay un

ahorro del 50% (Tabla 3.13) lo cual es notable tanto económicamente como en

iluminación, ahora se verá el mismo consumo pero mensualmente por las

mismas razones antes mencionadas.

Tabla 3.13 Consumo Esperado por Mes

Consumo Total/Día (KWH) Consumo Total/Mes (KWH)80.384 1.6

Este consumo equivale a un ahorro mensual, lo cual significa que se

tendría una disminución económica, esta disminución no se pudo calcular en

pesos ya que CFE no pudo proporcionar el valor al que pagan el KWH.

La tabla de a continuación es una comparación entre la instalación como

actualmente se encuentra y como se planea cambiarla (Tabla 3.14), el costo de

inversión que se tendría que realizar para que estos cambios sean posibles.

37

Tabla 3.14 Cotización y Comparativa

Consumo Actual (KWH) Consumo con Lámparas de Led (KWH) Ahorro Energético

3.4 1.6 1.8No de Lámparas No de Tubos Inversión

198 396 362,340

3.7 Séptimo Paso: Retribución en Tiempo del Proyecto

La retribución del proyecto no se puede calcular por el momento por falta

de información la cual no fue proporcionada por CFE, en caso dado que se

quisiera realizar en un futuro lo único que se tendría que hacer es tomar los

valores de las tablas donde contienen la información.

Tiempode Retribución= Inversionde losRecursos aUsarConsumo Anual Actual

Dónde:

Inversión de los Recursos a Usar; Al costo del sistema a instalar (Paneles

Solares o Tubos de Led).

Consumo Anual Actual; Consumo actual de la instalación, tiene que ser

de un año completo.

3.8 Octavo Paso: Realizar Plan de Sectorización

El plan de sectorización costara del remplazo de 188 lámparas, en

algunos casos se tendrá que cambiar lo que es balastro y la base, los términos

para definirlo son los siguientes, el código de colores que será fundamental para

nuestra decisión ya que nos indica cuales lámparas son primordiales a cambiar.

Primer paso será cambiar poco a poco las lámparas de las siguientes secciones:

38

Edificio de Sindicato

Tercer Piso de Edificio de Reforma

Segundo Piso del Edificio de Reforma

Y por último el Primer Piso del Edificio de Reforma

El edificio del sindicato:

Cuenta con 27 lámparas de diferente consumo las cuales se cambiaran

en un periodo aproximado de 2 máximo 3 días hábiles, lo cual será el primer

paso de la automatización.

Tercer Piso del Edificio de Reforma:

En este piso se encuentra un total de 29 lámparas las cuales serán

nuestro segundo paso en la automatización, con un periodo aproximado de 3

días hábiles, ya que en este piso se encuentra la sala de juntas es primordial

realizar esta automatización ya que es uno de los lugares con alto consumo en

los diferentes luminarias.

Segundo Piso del Edificio Reforma:

Este piso contiene 72 lámparas de diferentes consumos las cuales se

realizara un cambio en un periodo no máximo a 7 días hábiles, el cual no

importaría en qué lado o que zona empiece, ya que son zonas de oficina no se

le interrumpiría mucho tiempo al trabajador.

Primer Piso de Edificio de Reforma:

Esta zona cuenta con un total de 60 lámparas de diferentes consumos las

cuales se cambian en un periodo no máximo de 6 días hábiles, esta zona al

igual que el segundo piso no importa en qué zona se empiece ya que no tomaría

mucho tiempo realizar el cambio.

El edificio de personal cuenta con un total de 68 lámparas de 64w de un

modelo diferente, estas lámparas son de una medición de 2 x 2 ft las cuales el

39

tubo tiene forma de U, esto influye al no poder cambiarlas ya que el modelo que

se utilizara para realizar la sectorización ya fue antes mencionado y no se podrá

utilizar en este modelo de lámpara.

La sectorización que se postula, se planea realizar en un tiempo que

puede ser considerado largo ya que se cambiarían 10 lámparas al día, en caso

dado de que se quisiera realizar un cambio mayor por día, eso ocasionaría la

reducción del tiempo al realizar la sectorización, con esta sectorización se

planea acabar la institución en un periodo de 2 semanas y media.

El edificio Sindicato será el primero ya que cuenta con puras lámparas de

alto consumo y se requiere inmediatamente bajar ese consumo lo más que se

pueda y en el tiempo más pronto posible.

De allí continuaremos con el edificio de Reforma ya que este está

constituido de diferentes tipos de luminarias y en el cual son tres diferentes

pisos, en este edificio lo principal es cambiar el tercer piso ya que también

cuenta con puras lámparas de alto consumo, de allí continuaremos bajando

hasta completar toda la edificación.

3.9 Noveno Paso: Presentación y Cumplir con la NORMA

Esta propuesta se presentara dentro de los siguientes días a más tardar

el 17 de mayo, para ver si se acepta la puesta en marcha de este proyecto, para

realizar el ahorro energético que anteriormente postulamos. Ya que para el

cumplimiento de la norma todos los formatos e información requerida fue

entregada, presentada y avalada por el Ingeniero Antonio Solís Aguilar.

Una vez que este proyecto se presente o se entregue ante el Licenciado

Ortega Sagarnaga, el dará seguimiento para presentarlo ante el PAESE, ya que

ellos son los encargados de aprobar proyectos “mediante el intermediario, que

40

sería el sindicato”, ya que tienen que ver cifras, inversión de proyecto, retribución

en tiempo, proveedores, etc. Para poder ver si en realidad costea la realización

de este proyecto. El PAESE dio una cifra aproximada para la realización de un

proyecto de ahorro energético, la cual para no dar información no se

mencionara, por lo mismo se presenta ya que queda dentro de la cantidad

mencionada.

3.10 Decimo Paso: Ver la Decisión del PAESE

Debido a que el proceso para la aceptación de proyectos es largo y

complejo, ya que no solamente tiene que ser aceptado por una sola persona,

tiene que ser aceptado tanto como por Licenciados como Ingenieros

especializados en las diferentes zonas de la realización de un proyecto, por lo

mismo este proyecto por el momento queda como propuesta, ya que no se ha

realizado el trámite para la aprobación de este proyecto.

En caso dado que el proyecto sea aceptado por el PAESE ellos mandaran

personal especializado para la instalación del proyecto. En un tiempo

aproximado de 1 año como máximo.

4. RESULTADOS

41

Después de haber planteado el proyecto ante el Licenciado, él lo

presentara ante el PAESE y realizara el trámite adecuado para la continuación

de este proyecto.

Al platicar con la persona que me acepto para realizar las estadías,

después de varios días de plantearle precios, maneras de instalarlos, para darle

mejor aspecto a la estructura, proteger el proyecto en caso de terremoto o

cualquier cosa que pudiera afectar de alguna manera a la instalación, y de ver

los diferentes proyectos que podrían ser aplicables en esta estructura el

resultado final fue:

Un “NO”, debido a que el tramite lleva mucho tiempo, ya que el costo para

el proyecto es caro pero, como lo dice el proyecto, es una inversión a mediano o

largo plazo, ya que en ese tiempo recupera su inversión. Debido a que es un

proyecto muy costoso tiene que ser evaluado por mucho personal.

Mi recomendación es que realice los trámites necesarios para la

aceptación del proyecto ya que otorgaría un ahorro energético fundamental y

nos ayudaría a la obtención de la aceptación por norma de la utilización de

Recurso Verde dentro de una instalación.

En caso dado de no aceptarlo, se recomienda el cambio de equipos

electrónicos tales como computadoras, impresoras, escáner, máquinas

dispensadoras, etc., las cuales por ser un equipo antiguo tiene un consumo

eléctrico muy alto. Al realizar el cambio por equipo novedoso y de mejor

consumo se verá un ahorro energético sustancial dentro de la instalación.

.

5. CONCLUSIONES

42

5.1 Recomendaciones

Una de las recomendaciones que más sencillas que puedo dar es el

cambio de equipo electrónico, la actualización de esos mismos equipos y la

protección de equipo con reguladores de voltaje, ya que en momentos

inoportunos puede ser que dañen al equipo, lo cual generaría una doble

inversión en equipos no protegidos.

Se recomienda también la disminución de lámparas en los edificios de la

instalación ya que para ser edificio de tamaño medio tiene demasiada cantidad

de luminarias lo cual genera un alto consumo, también el eliminar la zona de

iluminación que se encuentra arriba de informática (el techo original del edificio),

ya que al crear un techo falso o un plafón en las oficinas se creó zonas muertas

respecto a lámparas siendo que se encuentran en una altura demasiado alta y

no da la iluminación deseada.

Otra recomendación que se da es que o fomenten el prendido y apagado

de las luces en oficinas al salir o en caso dado la instalación de equipo de

detectores de presencia para evitar zonas de iluminación no necesarias.

43

6. BIBLIOGRAFIA

http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/

3710/2/horaciobuitron.pdf

http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/

4830/2/semblanza.pdf

http://www.theben.es/Detectores-de-presencia-para-un-control-de-la-

iluminacion

http://www.solartec.mx/mod-monocristalinos.html

http://www.itoools.com/es/knx/66068-theben-detectores-de-movimiento-y-

presencia-compact-office-eib-487.html

http://es.scribd.com/doc/37252611/2/ALCANCE-DEL-PROYECTO

http://www.anes.org/anes/index.php?option=com_wrapper&Itemid=75

44

7. ANEXOS

7.1 Anexo 1.0 Tabla de Mediciones de Edificio de Sindicato

EDIFICIO DE PERSONAL Y SERVICIOS GENERALES


NORMA

No. de puntos

de medició

n


Descripción de la

localización del punto de

medición


¿cumple con la

norma? (si/no)

Pared (máx. 60%) Plano de trabajo

1 2(máx. 50%)


1 508vestíbulo personal

111 180 61.6667

100 256

39.063

149 508

29.331 SI 100

2 419

oficina escritorio con computadora 58 165 35.1515

253 317

79.811

158 419

37.709 SI 300

3 274

oficina escritorio con computadora 26 42 61.9048 45 72 62.5 34 274

12.409 NO 300

4 233 pasillo oficina 39 88 44.3182 8 4617.39

1 40 23317.16

7 SI 100

5 423 pasillo baño 73 102 71.5686106 200 53 31 423

7.3286 SI 100

6 318 baño hombres 84 239 35.1464118 150

78.667 31 318

9.7484 SI 100

7 369 baño mujeres153 369 41.4634

112 201

55.721 40 276

14.493 SI 100

8 266 área limpieza100 219 45.6621 89 176

50.568 18 266

6.7669 SI 100

9 389 Pasillo 27 97 27.8351 0 111 0 40 38910.28

3 SI 100

10 441unidad central

maestra 15 142 10.5634122 338

36.095 35 441

7.9365 SI 200

11 201 área trabajo 22 33 66.6667 00.00

1 0 31 20115.42

3 NO 300

12 300 área trabajo 14 35 40 00.00

1 0 73 30024.33

3 NO 300

13 470 área trabajo 00.00

1 0 00.00

1 0 87 47018.51

1 SI 300

14 332

oficina escritorio con computadora 82 182 45.0549 0

0.001 0 90 332

27.108 SI 300

15 556


0.001 0 70 556 12.59 SI 300

16 627


0.001 0 57 627

9.0909 SI 300

17 807

oficina escritorio con computadora 0

0.001 0 0

0.001 0

284 807

35.192 SI 300

18 606


0.001 0 0

0.001 0

170 606

28.053 SI 300

19 585

oficina escritorio con computadora

166 376 44.1489 34 120

28.333 94 585

16.068 SI 300

20 539

oficina escritorio con computadora 29 97 29.8969

118 293

40.273

131 539

24.304 SI 300

21 235 servidores 16 61 26.2295 22 2359.361

7 0 36 0 SI 200

45

EDIFICIO DE PERSONAL Y SERVICIOS GENERALES


NORMA

No. de puntos

de medició

n


Descripción de la

localización del punto de

medición


¿cumple con la norma? (si/no)

Pared (máx. 60%) Plano de trabajo

1 2(máx. 50%)


22 258


0.001 0 0

0.001 0 60 258

23.256 NO 300

23 540


0.001 0 0

0.001 0

134 540

24.815 SI 300

24 612


0.001 0 0

0.001 0

173 612

28.268 SI 300

25 1069


0.001 0 0

0.001 0 47 1069

4.3966 SI 300

26 308


0.001 0 0

0.001 0 34 308

11.039 SI 300

27 557


0.001 0 0

0.001 0

102 557

18.312 SI 300

28 169pasillo y archivo 58 132 43.9394 0

0.001 0 35 169 20.71 SI 100

29 82 Pasillo 00.00

1 0 00.00

1 0 19 8223.17

1 NO 100

30 127 Pasillo 00.00

1 0 00.00

1 0 26 12720.47

2 SI 100

31 526


0.001 0 0

0.001 0

181 526

34.411 SI 300

32 617 Archivo173 338 51.1834 0

0.001 0 62 617

10.049 SI 100

33 554 Pasillo123 250 49.2

201 422 47.63 61 554

11.011 SI 100

34 294 Pasillo 97 108 89.8148 00.00

1 0 25 2948.503

4 SI 100

35 353baño

hombres 64 177 36.1582102 260

39.231 16 353

4.5326 SI 100

36 206baño

mujeres 47 143 32.8671 80 20638.83

5 7 1534.575

2 SI 100

37 588

oficina escritorio con computadora 96 203 47.2906 67 189 35.45

147 588 25 SI 300

46

7.2 Anexo 1.1 NOM-025-STPS-2008

47

tesina ing. final

Documents

vida llena

gran apoyo

interminable apoyo

apoyo a travs

apoyo incondicional

excelente ejemplo de

familia a travs

momentos de debilidad