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Gestión de Energía y Diagnósticos Energéticos

3.1 Principios de Administración de Energía

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¿El Por Qué de la Administración de la Energía?

“De una cosa podemos estar seguros: la energía será más desafiante y más importante en el futuro. ¿Estarán listos tú y tu empresa?

Peter Schwartz, Chairman, Global BusinessNetwork

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Estrategia Energética para el Futuro

El reporte de inicio, Energy Strategy for theRoad Ahead, revela que veinte compañíaslíderes de los E.U.A. recomiendan que lasempresas deben prepararse ahora paraafrontar los riesgos y las oportunidades denuestro futuro de la energía.

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El Panorama de la Energía: ¿En Dónde Estamos Ahora? ¿En Dónde Estaremos

en el Futuro?

La experiencia de la EPA (Environmental ProtectionAgency) mediante sus interacciones con las empresasde los E.U.A., es que muchas de ellas están iniciandoprogramas de energía.

Para las empresas operando programas de energíaformales, estos programas tienen típicamente menosde 5 años. Y, apenas está comenzando elinvolucramiento de los ejecutivos principales en laplaneación energética y en la toma de decisiones.

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El Panorama de la Energía: ¿En Dónde Estamos Ahora? ¿En Dónde

Estaremos en el Futuro?

Las tendencias del mercado sugieren que la demanda de recursos energéticos crecerá dramáticamente durante los próximos 25 años: La demanda global para todas las fuentes de energía está

pronosticada para crecer un 57% durante los próximos 25 años. Dentro de 25 años se espera que se incremente un 31% la

demanda de los E.U.A. para todos los tipos de energía. Para el 2030, el 56% del uso de la energía mundial estará

en Asia. Para el 2032 la demanda de electricidad en los E.U.A.

crecerá al menos 40%.

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La nueva generación de energía equivaldrá aalrededor de 300 centrales eléctricas (1,000 MW).

Actualmente, el 50% de la generación eléctricade los E.U.A. proviene del carbón, uncombustible fósil; mientras que el 85% de lasemisiones de gases de efecto invernaderoresultan de las actividades consumidoras deenergía soportada por combustibles fósiles.

Fuentes: Annual Energy Outlook (DOE/EIA-0383(2007)), International Energy Outlook 2007 (DOE/EIA-0484(2007),Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2005 (April 2007) (EPA 430-R-07-002).

DR© Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey | México, 2015 1




Si los precios de la energía se elevan también dramáticamente debido al incremento de la demanda y a las restricciones del suministro, los impactos en las empresas pudiesen incluir: Reducción de las ganancias debido a los altos costos de

operación. Disminución de las ventas de los productos usando energía. Pérdida de competividad en los negocios de uso intensivo de la

energía. Desorden en las cadenas de suministros conforme los

proveedores sean incapaces de cumplir con las obligaciones de costos o vayan a la bancarrota.




La historia reciente demuestra también que loseventos catastróficos del clima, terrorismo ycambio de los centros económicos no son sóloeventos de nuestra imaginación, sino realidadesde nuestro tiempo.

En vista de este escenario desafiante, ¿quémedidas requieren tomar las empresas hoy parasobrevivir un futuro potencial de desorden de laenergía?

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Pautas para la Administración de la Energía

La EPA ofrece una estrategia probada para laadministración superior de la energía conherramientas y recursos para ayudar en cadapaso del camino.

Basada en las prácticas exitosas de asociadosde ENERGY STAR, estas pautas pueden apoyara su organización para mejorar su desempeñoenergético y financiero, al mismo tiempo quedistinguen a su organización como un líderambiental.

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Pautas para la Administración de la Energía

Los pasos:Paso 1: Establecer un Comité.Paso 2: Evaluar el Desempeño.Paso 3: Establecer las Metas.Paso 4: Crear un Plan de Acción.Paso 5: Implementar el Plan de Acción.Paso 6: Evaluar el Progreso.Paso 7: Reconocer los Logros.

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Pautas para la Administración

de la Energía (Cont.)

Crear Un Plan de Acción

Implementar el Plan de

Acción

Evaluar el Progreso

Reconocer los Logros

Re-

Eva

luar

Establecer un Comité

Evaluar el Desempeñoy Establecer Metas

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Paso 1: Comité para la Mejora Continua

Las organizaciones observando los retornosfinancieros de la administración superior de laenergía hacen esfuerzos continuamente paramejorar su desempeño energético.

Su éxito está basado en evaluar regularmente eldesempeño energético y en implementar lospasos para incrementar su eficiencia energética.

No importa el tamaño o tipo de la organización, elelemento del éxito en la administración de laenergía es el Comité.


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Formar un Equipo Dedicado:1.1 Designar un Director de Energía

Establece metas, da seguimiento al avance, y promueve al programa de administración de la energía.

1.2 Establecer un Equipo de EnergíaEjecuta la administración de las actividades de la energía a través de las diferentes partes de la organización y asegura la integración de las mejores prácticas.

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Instituir una Política Energética:1.3 Instituir una Política Energética

Proporciona el sustento para el establecimiento de metas de desempeño e integrar la administración energética en una cultura y operaciones organizacionales.

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Paso 2: Evaluar el Desempeño

La comprensión del uso pasado y actual de la energía es como la mayoría de las organizaciones identifican las oportunidades para mejorar el desempeño energético y obtener beneficios financieros.

Evaluar el desempeño es el proceso periódico de evaluar el uso de la energía para todas las instalaciones y funciones principales en la organización, y establecer una línea de referencia para medir los resultados futuros de los esfuerzos para su eficiencia.

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Los aspectos clave incluyen:Recolección de Datos y Administración:

2.1 Compartir y dar seguimiento a los datos. Recolectar la información del uso de la energía y documentar los datos a lo largo del tiempo

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Línea de Referencia y Benchmarking:2.2 Establecer líneas de referencia

Determinar el punto de arranque desde el cual medir el progreso

2.3 BenchmarkComparar el desempeño energético de sus instalaciones con respecto a cada otra, grupos y competidores, y a lo largo del tiempo para priorizar en cuales instalaciones enfocarse para las mejoras

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Análisis y Evaluación:2.4 Analizar

Comprender sus patrones y tendencias del uso de la energía

2.5 Evaluaciones y auditorías técnicasEvaluar el desempeño operacional de los sistemas y equipos de la planta para determinar el potencial de mejoras


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Paso 3: Establecer las Metas

Las metas de desempeño dirigen a las actividades de la administración de la energía y promueven la mejora continua. El establecimiento de metas medibles y claras es crítico.

Las metas bien establecidas guían la toma de decisiones diaria y son la base para el seguimiento y medición del progreso. La comunicación y el desplegado de las metas puede motivar al equipo para mantener los esfuerzos.

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Paso 3: Establecer las Metas

Para desarrollar metas efectivas de desempeño:3.1 Determine el enfoque. Identifique los parámetros organizacionales y de tiempo para las metas.

3.2 Estime el potencial para las mejoras. Revise las líneas de referencia, haga benchmark para determinar el potencial y el orden prioritario de las mejoras.

3.3 Establezca las metas. Cree y exprese claramente, metas medibles con fecha de los objetivos, para la organización completa, las plantas, y otras unidades.

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Paso 3: Establecer las MetasSugerencias:Cuando establezca las metas, esté seguro

de usar el amplio rango de conocimientodel Equipo de Energía para ayudarlo aestablecer metas agresivas, pero realistas.Haga que la administración revise susmetas para obtener su retroalimentación ysoporte.

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Paso 4: Crear un Plan de Acción Con los objetivos establecidos, su organización está ahora en

posición para desarrollar un plan de acción para mejorar el desempeño energético.

Las organizaciones exitosas usan un plan de acción detallado para asegurar un proceso sistemático para implementar medidas de desempeño energético.

A diferencia de la política energética, el plan de acción es actualizado regularmente, la mayoría frecuentemente sobre una base anual, para reflejar los logros recientes, cambios en el desempeño y prioridades de cambios.

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Paso 4: Crear un Plan de Acción

Mientras que el enfoque y la escala del plan deacción son frecuentemente dependientes en laorganización, los pasos siguientes delinean un puntode arranque básico para crear un plan:

4.1 Defina los pasos técnicos y los objetivos4.2 Determine los roles y recursos

Antes de finalizarlo, obtenga la aceptación del plande acción. Trabaje con el Equipo de Energía paracomunicar el plan de acción a todas las áreas de laorganización.

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Paso 5: Implementar el Plan de Acción

Para implementar el plan de acción, consideretomar los siguientes pasos:

5.1 Cree un plan de comunicación. Desarrolle la información objetivo para las audiencias claves, acerca del programa de administración de la energía.

5.2 Mejore el reconocimiento. Cree apoyo en todos los niveles de la organización para las iniciativas y metas de la administración de la energía.


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Paso 5: Implementar el Plan de Acción

5.3 Cree capacidad. Mediante entrenamiento, acceso a la información, y transferencia de las prácticas exitosas, procedimientos, y tecnologías, usted puede expandir la capacidad de su equipo.

5.4 Motive. Cree incentivos que motiven al equipo para mejorar el desempeño energético para lograr las metas.

5.5 Seguimiento y monitoreo. Usando el sistema de seguimiento desarrollado como parte del plan de acción para dar seguimiento y monitorear regularmente el progreso.

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Paso 6: Evaluar el Progreso

Los pasos clave implicados incluyen:6.1 Medición de los resultados.

Compare el desempeño actual con las metas establecidas.

6.2 Revise el plan de acción. A fin de identificar las mejores prácticas, entienda qué trabajo bien y qué no.

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Paso 6: Evaluar el Progreso

La evaluación regular del desempeño energético y la efectividad de las iniciativas de la administración de la energía facultan también a los administradores de energía para: Medir la efectividad de los proyectos y programas

implementados. Tomar decisiones sustentadas acerca de los proyectos de

energía futuros. Recompensar a los individuos y equipos por sus logros. Documentar oportunidades adicionales de ahorros también

como los beneficios cuantificables que pueden ser ventajosos para las futuras iniciativas.

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Paso 7: Reconocer los Logros

El proporcionar y obtener el reconocimiento para loslogros de la administración de la energía es un pasocomprobado para sostener el ímpetu y el soporte delprograma:

7.1 Proporcionar reconocimiento interno. Para individuos, equipos, e instalaciones dentro de su organización.

7.2 Recibir reconocimiento externo. De agencias gubernamentales, los medios, y otras organizaciones que reconocen los logros.

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Premios Nacionales de AprovechamientoSustentable de la Energía

Son un reconocimiento público a las personas, instituciones, organismos y empresas, por sus esfuerzos y logros en el uso eficiente de la energía y el aprovechamiento de las energías renovables en México.

Consisten en una medalla conmemorativa y unreconocimiento.

Las categorías de los premios son: Estados y municipios, Ahorro de energía en edificaciones y comercios, Financiamiento, Ahorro de energía en la industria, Ahorro de energía en el transporte, Energías renovables, Promoción dela eficiencia energética y las energías renovables.

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Premio Nacional de Ahorro de Energía Eléctrica

La Comisión Federal de Electricidad (CFE) ha instituido el Premio Nacional de Ahorro de Energía Eléctrica, como un reconocimiento público anual a las empresas industriales, comerciales y de servicios , micro y pequeñas empresas así como a las instituciones educativas, de investigación y empresas de consultoría y de servicios energéticos que se hayan destacado por los esfuerzos desarrollados y los logros obtenidos en el uso racional y eficiente de la energía eléctrica, durante el año calendario inmediato anterior al del lanzamiento de la convocatoria


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El objetivo principal de este certamen es el deestimular a las empresas e instituciones antesseñaladas, para optimizar energéticamente susprocesos, métodos de producción o los serviciosque ofrecen, mediante la aplicación de mejoreshábitos en el uso racional de la energía eléctrica,aplicación de técnicas, uso de equipos másavanzados y actualización de sistemas operativosy organizacionales, orientados a reducir elconsumo y la demanda de energía eléctrica.

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Independientemente del tamaño y giro de laempresa, la práctica de revisar y reevaluar lasformas y condiciones del uso de la energíaeléctrica, ha generado buenos resultados a nivelnacional e internacional, por lo que estaconvocatoria es abierta y ofrece la oportunidad departicipación a prácticamente todos los sectoresde consumo del servicio eléctrico nacional y deautogeneración

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Developing an Energy Management System, State Government of Victoria, June 2002

• Consultar a todos los empleados sobre ideas de ahorro deenergía, especialmente al personal “en el campo de batalla”. Ellostendrán una comprensión exacta del flujo y uso de la energía yestarán en una buena posición para efectuar sugerencias.

• Consultar las fuentes internas de ingeniería buscando proyectosexistentes “en el fondo del cajón del escritorio”, y para una mejorcomprensión de las opciones y posibilidades.

Identificar las Oportunidades deAhorro de Energía

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• Recolectar cualquier auditoría de energía existente y otrosreportes y enliste todas las recomendaciones. Revise estosbuscando proyectos relevantes que se puedan incluir en el plande acción.

• Los suministradores de equipo de proceso pueden estarcalificados para proporcionar opciones de energía eficientes parael equipo existente, también como equipo nuevo más eficiente.

Identificar las Oportunidades deAhorro de Energía (Cont.)

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Las oportunidades de ahorro de la energía generalmente caenen tres amplias categorías:

1.Reducción del desperdicio obvio.

2.Mejoras al equipo.

3.Nuevos procesos o equipo y sistemas de recuperación delcalor de desperdicio.

Identificar las Oportunidades deAhorro de Energía (Cont.)

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El personal debe ser capaz de contribuir con ideas paraminimizar el desperdicio en su área.

Las buenas prácticas domésticas pueden ser estimuladasmediante un comunicado al personal o mediante eventospromocionales.

Muchas de estas ideas serán actividades de bajo costo o sincosto, tales como cambios simples a los procedimientos yprácticas de trabajo.

1. Reducción del Desperdicio Obvio


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Las áreas para bloquear primero incluyen conceptos talescomo:

•Fugas de vapor y de aire comprimido.

•Equipo funcionando sin ningún propósito.

•Calentamiento y enfriamiento innecesario de espaciosacondicionados.

•Niveles excesivos de iluminación.

•Ajustes incorrectos del termostato, etc.

1. Reducción del Desperdicio Obvio (Cont.)

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Bloqueando estas áreas se creará una sensación de logro yse obtendrán algunos avances anticipados.

Cuando se desarrolle un plan de acción, es recomendable quelas actividades de bajo costo/sin costo sean implementadasjunto con los principales proyectos principales.

La demostración del valor de los ahorros de energía de losproyectos pequeños puede facilitar la aceptación de losproyectos más grandes.

1. Reducción del Desperdicio Obvio (Cont.)

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Los cambios al equipo para reducir el consumo de energíapueden incluir:

• Mejora al control del equipo.

• Quemadores más nuevos y más eficientes de energía.

• Motores de alta eficiencia.

• Variadores de velocidad.

• Aislamiento adecuado.

• Alumbrado más eficiente, etc.

Generalmente estas iniciativas producirán ahorros de energíamás significativos, pero implicarán algún costo mayor.

2. Mejoras al Equipo

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Muchos cambios pequeños al equipo no son costosos y sepueden realizar al inicio del programa. Por ejemplo,remplazando los tubos fluorescentes estándar con tubos detrifósforo más eficientes es una medida rápida y fácil deimplementar los ahorros de energía.

2. Mejoras al Equipo (Cont.)

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Estas áreas pueden producir tanto ahorros de energía espectaculares como ganancias de productividad, pero casi siempre requieren de altos niveles de inversión de capital.

Pueden ser más difíciles de evaluar que los desperdicios obvios y pueden requerir de apoyo externo para calificar los costos y beneficios.

3. Nuevos Procesos o Equipo y Sistemasde Recuperación del Calor de Desperdicio

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Una forma ideal de identificar las oportunidades de ahorro de energía en la empresa es llevando a cabo una auditoría energética.

Una auditoría energética cuantifica también el uso actual de la energía y las emisiones equivalentes de los gases de invernadero, y hace recomendaciones para las mejoras de eficiencia energética.

Auditoría Energética


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Su campo puede variar ampliamente y puede incluir un edificio o una planta completa, o el uso de la energía asociado con un proceso específico.

Una auditoría energética proporciona una línea de referencia del uso actual de la energía en la organización.

Auditoría Energética (Cont.)

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El trabajo emprendido durante una auditoría energética puede incluir:

•Investigar el uso de todos los tipos de energía consumidos y el equipo usando la energía dentro del edificio, complejo o planta.

•Investigar el uso de la energía de todos las aplicaciones de aire acondicionado y calentamiento y su porcentaje contra el total del uso de energía.

•Identificar las medidas de costo efectivo para mejorar la eficiencia del uso de la energía.


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• Estimar los ahorros de energía potenciales, indicando costo del presupuesto y periodos de retorno de la inversión para cada una de las acciones recomendadas.

• Revisar las estrategias de la administración de la energía,incluyendo a los sistemas de monitoreo y al proceso de evaluación.

Una auditoría energética puede ser dirigida por el administrador de la energía quien ha sido entrenado y es un experto en efectuar auditorías energéticas, o mediante la contratación de un consultor en auditorías energéticas.


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ASHRAE- (American Society of Heating, Ventilation, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers) define tres niveles de diagnósticos energéticos.

Tipos de Auditorías

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Una auditoría de Nivel 1, algunas veces llamada una visión general, permite un panorama del consumo de la energía del sitio por ser evaluado, para determinar si el uso de la energía es razonable o excesivo.

Proporciona puntos de referencia iniciales del sitio para que pueda ser seguido y evaluado el efecto de las medidas energéticas.

Auditoría Nivel 1

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Puede ser en la forma de un estudio de escritorio, sin embargo la información dada, o compartida con el auditor requiere ser la suficiente para permitir que sea determinada la eficiencia a nivel global del sitio.

Se espera que una auditoría de Nivel 1 de una visión general, la cual proporcione cifras aproximadas de costos y ahorros. La exactitud de las cifras generalmente estará dentro de ±40%.

Auditoría Nivel 1 (Cont.)


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Una auditoría de Nivel 2 identifica las fuentes de energía de un sitio, la cantidad de energía suministrada, y para qué está siendo usada la energía.

También identifica las áreas en dónde se pueden realizar ahorros, recomienda las medidas por ser tomadas, y proporciona una exposición de los costos y de los ahorros potenciales.

Auditoría Nivel 2

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Una auditoría de Nivel 2 es un sondeo del uso de la energía del cual se espera que proporcione una evaluación preliminar de los costos y los ahorros. La exactitud de las cifras generalmente estará dentro de ±20%


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Una auditoría de Nivel 3 proporciona un análisis detallado del uso de la energía, los ahorros que pueden ser hechos, y el costo de lograr esos ahorros.

Puede cubrir el sitio completo o se puede concentrar en un elemento individual, tal como un solo proceso industrial o uno de los servicios.

Frecuentemente el auditor puede emplear a un especialista para efectuar partes específicas de una auditoría o puede requerir de medición y almacenamiento de datos local.

Auditoría Nivel 3

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El formato del reporte de una auditoría de Nivel 3frecuentemente integra la justificación para una inversiónsustancial por el dueño o un contratista de desempeñode la energía. Se requiere de un análisis económicodetallado con el nivel de exactitud apropiado.

Se espera que una auditoría de Nivel 3 proporcione unaestimación firme de los ahorros y de los costos. Laexactitud de las cifras estará dentro de +10% de loscostos y -10% de los beneficios.


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Auditoría Resumen

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3

Visión general. Panorama del consumo por ser evaluado, proporciona datos de referencia.Suficiente para determinar eficacia a nivel global.

Exactitud +- 40

Identifica las fuentes de energía, energía suministrada y uso.Encontrar áreas de ahorro. Recomendar medidas, costos y ahorros potenciales.

Exactitud +- 20%

Análisis detallado del uso de energía. Se emplea un especialista. Puede cubrir el sitio completa o una área. Justifica una inversión sustancial, análisis económico detallado

Exactitud +- 10%

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Antes de iniciar una auditoría, se recomienda recopilar unjuego detallado de datos existentes del sitio y de la energía.Los datos que se requieren proporcionar incluyen:

• Plano del sitio y dibujos del edificio, e inventario de la planta y delequipo principal.

• 24 meses de los recibos de electricidad, gas y combustibles.

• Niveles de actividad y/o de producción, por ejemplo el número depiezas por mes, kg de producto por día o volumen del producto enlitros por semana.

Preparándose para una Auditoría


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Una vez que se ha completado esta evaluación, se tendrá unaclara percepción del uso de la energía en la organización.Entonces se decidirá si se necesita realizar estudiosadicionales o contratar un auditor externo.

Preparándose para unaAuditoría (Cont.)

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Además, es importante para:

•Acordar con los administradores de área que se coordinendirectamente con el auditor.

•Asegurar que el personal esté concientizado de la auditoría yaporte sus sugerencias para mejorar la eficiencia energética oreducir el consumo de energía en su área. Invitar al auditor acoordinarse con el personal de operación.

Preparándose para unaAuditoría (Cont.)

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Costos Indicativos de unaAuditoría Externa (USD)

Tamaño de la EmpresaAuditoría

Energética de Nivel 1

Auditoría Energética de

Nivel 2

Auditoría Energética de

Nivel 3

Pequeño(p. ej. menos de 200 MWh de consumo eléctrico anual)

$300 a $600 $600 a $1,800 $1,800 a $6,000

Mediano(p. ej. mayor de 200 MWh pero menos de 3,000 MWhde consumo eléctrico anual)

$600 a $1,200 $1,200 a $3,000

$3,000 a $15,000

Grande(p. ej. más de 3,000 MWh de consumo eléctrico anual)

$1,200 a $3,000

$3,000 a $15,000

>$6,000

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La mayoría de los auditores energéticos tienen aptitudestécnicas también como el conocimiento y la experiencia paraemprender rápidamente un avalúo detallado del uso de laenergía en el sitio.

Un consultor auditor puede apoyar al administrador de laenergía dándole un consejo independiente y comentándolecríticamente sobre las prácticas relacionadas con la energíadentro de la organización.

Usando Auditores Energéticos

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Para el éxito de desarrollar un sistema es crítico que el consultor sea contratado en el momento correcto del proceso-demasiado tarde o demasiado pronto puede ser contra-producente.

Por ejemplo, si una auditoría es efectuada después de que una propuesta ha sido remozada, las recomendaciones para el ahorro de energía pueden ser demasiado costosas o imposibles de implementar.

Usando Auditores Energéticos (Cont.)

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Los resultados de una auditoría energética requieren ser compilados en un reporte energético claro y conciso. Algunos de los elementos clave incluyen:

• Resumen ejecutivo con recomendaciones en un orden prioritario,y estimaciones de sus costos de implementación y sus períodos de retorno.

• Datos relevantes de la planta y el proceso.

• Datos del equipo con mediciones o estimaciones del consumo de energía para cada componente individual de la planta.

Resultados de Una Auditoría


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• Registros del consumo de energía actual.

• Análisis del uso de la energía en forma gráfica.

• Detalles de las mejoras de la eficiencia energética.

• Comparación del consumo actual con el análisis de los resultadosestimados de las acciones recomendadas.

• Recomendaciones para incluir estrategias de administración de la energía tales como sistemas de monitoreo y revisión del proceso.

Resultados de Una Auditoría (Cont.)


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