tesis de ahorro de energia

8/6/2019 Tesis de Ahorro de Energia

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81,9(56,'$'1$&,21$/'(/$/7,3/$12

(6&8(/$'(3267*5$'2

)$&8/7$''(,1*(1,(5,$

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0$(675$(1(&2120$

3UR\HFWRV GH$KRUURGH(QHUJtDFDVR8QLYHUVLGDG

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7HVLVSUHVHQWDGDSRU/XLV$OEHUWR$UFRV6DOD]DU

Puno, 09 de junio de 2004


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6800$5


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The formless present consists of seven chapters referred to:

I surrender I. position of the problem. Where you focuses with clarity the probleminvestigation object it is the good consumption of energy of the ONE FIST thatfactors influence to settle down in it is consumption and that measured they shouldtake including technical, Organizational questions, of Administration and of thepersonnels behavior to optimize that consumption.

I surrender II Antecedents where it is mentioned that the topic of saving of Energy isnot approached in works of investigation of our region. And it also describes thesituation of the electric system of the ONE Fist

I surrender III. Theoretical Marco. The exhibition is elaborated based in scientifictheories on the concept of saving of Energy, The development of Strategies ofprojects of saving of Energy where it is adopted measures of low cost and expensivefor projects of energy Saving like strategies, he/she settles down reference terms thatthey characterize the Projects of Saving of Energy and he/she thinks about economicmodels for PAE

I surrender IV. Investigation method. He/she is defined the Objective and theHypothesis of the Investigation, the investigation type that it is experimental pre themethod effect it causes where it is shown the technical questions they are shownwithout a I stimulate TO and a situation B where it is applied a I stimulate to part ofthe technical questions, being left the questions organizations, of administration andof the intact personnels behavior.

I surrender V. Exhibition, analysis and interpretation of results. In the one that oneobserves the achievements reached by each one of the outlined Hypotheses so muchyou specify as the general Hypothesis with the proposal of application of Terms ofreference of Projects of energy Saving when they join in an integral way theoperative actions technician with the decisions economic office workers to takeadvantage of all the opportunities to save energy

I SURRENDER I SAW Conclusions and Recommendations. Where it is shown in avery succinct way the reached results and the actions to take with the investigationwork.

I SURRENDER VII Bibliography where the investigation work is supported.


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352


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INDICE

5(680(1 i.,1752'8&&,21 ii.&$3,78/2,3/$17($0,(172'(/352%/(0$

11-1. Planteamiento del Problema 11.1.1 Definicin del problema 11.2. Justificacin de la Investigacin 2&$3,78/2,,$17(&('(17(6

3

2.1 Antecedentes de sistemas de ahorro de Energa 32.2 Estado del Sistema Elctrico de la UNA 32.2.1. Generalidades 32.2.2. Sub Sistema de generacin 42.2.3. Sub Sistema de Distribucin Primaria 42.3. Consumo de Energa de la UNA Puno 7&$3,78/2,,,0$5&27(25,&2

9

3.1 Desarrollo de Estrategias de Proyectos de Ahorro de Energa 93.2 Medidas de Bajo Costo para Proyectos de Ahorro de Energa 10

3.3 Medidas Costosas para Proyectos de Ahorro de Energa 113.3.1 Sistemas de administracin de energa 113.3.2.Unidades de recuperacin de calor del aire evacuada de edificios 123.3.3. Motores elctricos ms eficientes 123.3.4 Sistemas de iluminacin ms eficientes 123.4 Anlisis Econmico 133.4.1. Costes de Oportunidad 133.4.2. Valor temporal del Dinero 143.4.3. Tasa de Actualizacin 143.4.4. Criterios de Evaluacin 143.5 Caracterizacin de los Proyectos De Ahorro De Energa 18

3.5.1. Bienes Pblicos, de Libre Acceso, Tarificables y Privados 183.6 Medidas de Bajo Costo en la UNA 193.6.1. Tarifa de Energa 193.7 Medidas Costosas en la UNA 213.7.1. Conductores 213.7.2. Motores 233.7.3. Aprovechamiento del calor 243.7.4. Banco de Condensadores 293.7.5 Iluminacin 303.8 Modelos Econmicos Planteados En Proyectos De Ahorro DeEnerga 34

3.8.1. Formulaciones Matemticas Para La Seleccin De Conductores 343.8.2. Formulaciones Matemticas Para La Seleccin De Un Motor 403.8.3. Formulaciones Matemticas Para La Viabilidad Econmica DelAprovechamiento Del Calor 47


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3.8.4. Formulaciones Matemticas Para La Seleccin De Un Banco DeCondensadores 523.9 La Metodologa De Los Sistemas Blandos (MSB) 553.9.1. Estudio de la Situacin Estructurada 553.9.2. Estudio de la Situacin No Estructurada 553.9.3. La elaboracin de las definiciones races 553.9.4. La elaboracin de los modelos conceptuales. 553.9.5. Comparacin de 4 versus 2 563.9.6. Cambios factibles y deseables. 563.9.7. Implantacin de los cambios en el mundo real 57&$3,78/2,9

0(72'2'(,19(67,*$&,1

584.1. Objetivos de la Investigacin 584.1.1. Objetivos Generales 584.1.2. Objetivos Especficos 584.2. Hiptesis de la Investigacin 584.2.1. Hiptesis General 584.2.2. Hiptesis Especifica 584.3. Tipo y Diseo de Investigacin 594.3.1. Tipo de Investigacin 594.3.2 Diseo de la Investigacin 614.4 Poblacin y muestra de la Investigacin 624.4.1. Poblacin 624.4.2. Muestra 624.4.3.-Procedimientos para la aplicacin de los Instrumentos deInvestigacin

62

4.5 Tcnicas de Recoleccin de datos 634.5.1. Tcnicas 634.6 Diseo Estadstico 63&$3,78/29(;326,&,1$1/,6,6'(5(68/7$'26

64

5.1. Medidas de Bajo costo para proyectos de ahorro de Energa 64

5.1.1. Anlisis Tarifario 645.1.2. Anlisis comportamiento del personal 655.2.Medidas costosas para Proyectos Ahorro de Energa 675.2.1. Anlisis de conductores 675.2.2. Anlisis de la Potencia Reactiva 725.2.3 Anlisis de Iluminacin 745.2.4. Alumbrado Publico 755.3. Estado del Sistema Elctrico en Situacin con Estimulo B 765.3.1. Consumo de la Energa Electrica de la UNA Puno con cambiodel sistema Elctrico (Situacin B)

76

5.3.2. Anlisis Tarifario 77

5.3.3. Anlisis del comportamiento del personal (Situacin B) 78

5.3.4. Anlisis de los conductores (Situacin B) 785.3.5. Anlisis de Potencia Reactiva (Situacin B) 805.3.6. Anlisis de la Iluminacin (Situacin B) 815.4. Aplicacin De La Metodologa De Sistemas Blandos MSB 815.4.1. Etapa I : Situacin Del Problema No Estructurado. 825.4.2. Etapa II Situacin Del Problema Estructurado. 835.4.3. Etapa III Elaboracin De Las Definiciones Races YConstruccin De Los Modelos Conceptuales

83

5.4.4. Etapa IV Cambios Factibles Y Deseables : El ModeloConceptual De Consenso O Modelo Conceptual De Tarea Primaria

89

5.4.5. Consenso De Anlisis De Metodologa De Sistemas Blandos

Aplicado A Ahorro De Energa

91

5.5 Anlisis Global del Ahorro de Energa de la UNA 935.5.1. Anlisis Global del Ahorro de Energa en la UNA en situacinsin estimulo A

93

5.5.2. Anlisis Global del Ahorro de Energa en la UNA en situacincon Estimulo B

94

5.5.3. Evaluacin del crecimiento del consumo de Energa 965.5.4. Evaluacin de la Inversin necesaria 985.5.5. Operacin del Proyecto de Ahorro de Energa 1005.6 Anlisis Del Aprovechamiento Del Calor 101

&$3,78/29,&21&/86,21(6


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5.3.4. Anlisis de los conductores (Situacin B) 785.3.5. Anlisis de Potencia Reactiva (Situacin B) 805.3.6. Anlisis de la Iluminacin (Situacin B) 815.4. Aplicacin De La Metodologa De Sistemas Blandos MSB 815.4.1. Etapa I : Situacin Del Problema No Estructurado. 825.4.2. Etapa II Situacin Del Problema Estructurado. 835.4.3. Etapa III Elaboracin De Las Definiciones Races YConstruccin De Los Modelos Conceptuales

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5.4.4. Etapa IV Cambios Factibles Y Deseables : El ModeloConceptual De Consenso O Modelo Conceptual De Tarea Primaria

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5.4.5. Consenso De Anlisis De Metodologa De Sistemas Blandos

Aplicado A Ahorro De Energa

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5.5 Anlisis Global del Ahorro de Energa de la UNA 935.5.1. Anlisis Global del Ahorro de Energa en la UNA en situacinsin estimulo A

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5.5.2. Anlisis Global del Ahorro de Energa en la UNA en situacincon Estimulo B

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5.5.3. Evaluacin del crecimiento del consumo de Energa 965.5.4. Evaluacin de la Inversin necesaria 985.5.5. Operacin del Proyecto de Ahorro de Energa 1005.6 Anlisis Del Aprovechamiento Del Calor 101

&$3,78/29,&21&/86,21(6


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5(680(1

El uso racional de energa en todos los sectores econmicos, entre ellos elsector de las entidades del estado es un problema, ( caso Universidad Nacional DelAltiplano) pues dichas entidades carecen de un pensamiento de concientizacin yuna sensibilizacin respecto al tema, es decir carecemos como nacin de una culturade uso racional de energa, olvidando que la generacin y usos de energa tienentambin costos sociales y ambientales para nuestro pas y que debemos asumirvalores y principios que sean base de conductas mas racionales y responsables.

El problema de investigacin se formula en trminos de la siguienteinterrogante: Cul es el consumo optimo de Energa Elctrica en la UNA PUNO?

Ante la interrogante planteada se formula la siguiente hiptesisEstableciendo cuestiones tcnicas, Organizacionales, de Gestin y de Conducta delpersonal se consigue un nivel de Consumo optimo de Energa Electrica en la UNAPUNO. que se sub divide en dos formas de abordar el problema de maneraconjunta e Inter. relacionada a travs de acciones tcnico operativas llamadascuestiones tcnicas y a travs de decisiones econmico administrativas llamadascuestiones de organizacin, de gestin y de conducta del personal.

Para expresar la Hiptesis planteada en trminos de consumo optimo deenerga se a encontrado que la UNA PUNO debera consumir 91045 KWh mes locual significa que debera pagar solo 53 % de lo que actualmente pagamensualmente si aplicara un Proyecto de Ahorro de Energa

Si analizamos los resultados los principales problemas estn en el cambiotarifario y en el uso de energa reactiva que representan el 13.4 % y 18.4 %respectivamente del pago mensual promedio por energa electrica lo cual estaradentro de las conclusiones tcnicas sin embargo para dar sostenibilidad alProyecto de ahorro de energa se recomienda la creacin de un Comit de GestinEnergetica .


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,1752'8&&,1

La investigacin titulada 7pUPLQRVGH5HIHUHQFLDHQ3UR\HFWRVGH $KRUUR GH (QHUJtD FDVR 8QLYHUVLGDG 1DFLRQDO GHO $OWLSODQR Estaorientada a Establecer Trminos de Referencia para proyectos de Ahorro deEnerga, incluyendo cuestiones tcnicas, Organizacionales, de Gestin y de conductadel personal . para lo que necesitamos fijar y evaluar los factores que determinan elnivel de consumo de Energa Electrica en la UNA Puno y Disear una metodologaconducente al Ahorro de Energa validando la propuesta de la UNA Puno conrecomendacin en las cuestiones ya mencionadas

El presente informe consta de siete captulos referidos a:

Capitulo I. planteamiento del problema. Donde se enfoco con claridad el problemaobjeto de investigacin es establecer el consumo optimo de energa de la UNAPUNO, que factores influyen en es consumo y que medidas deben tomarseincluyendo cuestiones tcnicas, Organizacionales, de Gestin y de conducta delpersonal para optimizar ese consumo.

Capitulo II Antecedentes donde se menciona que el tema de ahorro de Energa no esabordado en trabajos de investigacin de nuestra regin. Y describe tambien lasituacin del sistema elctrico de la UNA Puno

Capitulo III. Marco Terico. Se elabora la exposicin fundamentada en teorascientficas sobre el concepto de ahorro de Energa, El desarrollo de Estrategias deproyectos de ahorro de Energa donde se adopta medidas de bajo costo y costosaspara proyectos de Ahorro de energa como estrategias, se establece trminos dereferencia que caracterizan los Proyectos de Ahorro de Energa y se planteamodelos econmicos para PAE

Capitulo IV. Mtodo de investigacin. Se define el Objetivo y la Hiptesis de laInvestigacin, el tipo de investigacin que es pre experimental el mtodo efectocausa donde se muestra las cuestiones tcnicas estn mostradas sin un estimulo A yuna situacin B donde se aplica un estimulo a parte de las cuestiones tcnicas,dejndose las cuestiones organizaciones, de gestin y de conducta del personalintactas.

Capitulo V . Exposicin, anlisis e interpretacin de resultados. En la que se observalos logros alcanzados por cada uno de las Hiptesis planteadas tanto especificascomo la Hiptesis general con la propuesta de aplicacin de Trminos de referencia

de Proyectos de Ahorro de energa cuando se juntan de forma integral las acciones


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tcnico operativas con las decisiones econmico administrativas para aprovechartodas las oportunidades para ahorrar energa

CAPITULO VI Conclusiones y Recomendaciones. Donde se muestra de forma muysucinta los resultados alcanzados y las acciones a tomarse con el trabajo deinvestigacin.

CAPITULO VII Bibliografa donde se respalda el trabajo de investigacin.


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&$3,78/2,

3/$17($0,(172'(/352%/(0$

3/$17($0,(172'(/352%/(0$

'HVFULSFLyQGHOSUREOHPD

Para el caso especifico de la Universidad Nacional Del Altiplano, alhacer una observacin del recibo por venta de energa emitida por parte deElectro Puno que paga la Universidad esta asciende a un promedio mensual(2001-2002) de S/.29345.00 Veintinueve mil tres cientos cincuenta y cuatronuevos soles, lo cual por su estructura de consumo que es de iluminacin, yuso de computadores principalmente en sector Pblico de Educacin requierede un anlisis de investigacin mas detallado, pues no cuenta con motores degran magnitud, ni su trabajo se realiza las 24 horas del da. (OAC CPIME :2001, 48 )

Establecemos que requerimos una anlisis de investigacin

mas detallado en base a estudios preliminares realizados por la OAC y laCPIME ( OAC CPIME: 2001, 136) puesto que este Estudio de perdidasdetecta que la Universidad tiene un exceso de perdidas de energa por tipo deopcin tarifara adecuada, energa reactiva y por conceptos relacionados alestado de las instalaciones de S/ 5020.00 equivalentes al 17% del pago porconsumo elctrico mensual.

Las observaciones iniciales que se hace a este estudio preliminar, esque no considera el Estudio de Energa de forma Integral si no que tan soloabarca dos factores y obvia mas factores que afectan el ahorro de energacomo cuestiones tcnicas en su totalidad, cuestiones de comportamiento del

personal, cuestiones organizativas y de gestin que hacen incompleto suestudio. Por lo tanto es necesario profundizar el estudio como unainvestigacin formal que haga posible ahorrar energa, aplicando trminos dereferencia que hagan mas viable la metodologa para Proyectos de Ahorro deEnerga

'HILQLFLyQGHOSUREOHPD

Para esto planteamos el siguiente problema que la tesis espera encontrar.

Cul es el consumo optimo de Energa Elctrica en la UNA PUNO ?


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Cules son los factores que influyen en el nivel de consumo optimo de laEnerga Electrica en la UNA-Puno?

Qu medidas deben tomarse en el aspecto Tcnico, Organizacional, deGestin y de conducta del personal para optimizar el nivel de consumooptimo de Energa Electrica en la UNA- Puno?

1.2 .- -XVWLILFDFLyQGHODLQYHVWLJDFLyQ.A partir de la crisis del petrleo del ao 1973, la energa se convierte

en un bien caro y escaso, lo cual desencadena una preocupacin a escalamundial para paliar de alguna manera la situacin originada, con un objetivocomn de encontrar la solucin idnea para reducir el consumo energtico yen consecuencia el gasto econmico.

Ante este reto surge la necesidad de comenzar a plantear paralelo auna normativa amparada en una legislacin pertinente que debera plantear elEstado como lo estn haciendo otros pases europeos en la comunidadeuropea , conceptos y nuevos procesos de seleccin tcnico econmicas queconsideren conceptos de ahorro energtico y reduccin de gasto econmico.

En realidades de otros pases, estos repararon que para ser

competitivos en los diferentes mercados, tenan que reducir sus costos deproduccin, entre ellos sus costos energticos, pues este factor es la piedraangular para conquistar otros mercados, con la globalizacin de Mercados

nos queda entonces para poder sobrevivir considerar el factor de reduccinde gasto econmico a travs del ahorro energtico en el desarrollo denuestras empresas.

Ahora considerando el ahorro energtico, Este esta en cualquieresfera, tanto publica como privada, pues la utilizacin de un bien escasocomo son las unidades monetarias requieren de una buena distribucin delos mismos. Al plantear un modelo econmico que permita el ahorroenergtico, puede entonces ahorrar recursos que se pueden invertir en otraactividad en bien de la comunidad universitaria.


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&$3,78/2,,

$17(&('(17(6

$17(&('(17(6'(6,67(0$6'($+2552'((1(5*,$

No se a encontrado informacin en la Universidad Nacional del Altiplano sobreAhorro de Energa, por tener la maestra en economa pocos titulados en laEscuela de Post Grado y la carrera de Ingenieria Mecanica Electrica solo apresentado trabajos de implementacin de laboratorios y tener tambin pocastesis presentadas hasta el momento

(67$'2'(/6,67(0$(/(&75,&2'(/$81$

Actualmente en la Ciudad Universitaria existe un Sistema Elctricoinadecuado y deteriorado, de ms de 30 aos de funcionamiento y sin uncorrecto programa de mantenimiento, que hace prever la existencia de unProyecto de Ahorro de Energa significativo, traducido en un problemaeconmico, debido al pago por Consumo de Energa Elctrica.

Adems debemos tener en cuenta que el crecimiento del SistemaEnergtico, ha venido realizndose de una forma desordenada, es decir uncrecimiento no planificado, repercutiendo en una mala distribucin de lasnuevas cargas de Energa.

Las primeras instalaciones de la Red Elctrica de DistribucinSecundaria datan del ao de 1965, cuya primera Subestacin ubicada frente a lafachada lateral izquierda del Coliseo Cerrado, posee circuitos alimentadoressubterrneos, los cuales en la actualidad siguen alimentando la mayor parte delas cargas existentes.

Posteriormente se han realizado ampliaciones a las Redes Elctricas deDistribucin Primaria y Secundaria, teniendo en la actualidad un total deCuatro Subestaciones, ubicadas de cualquier manera sin ningn criteriotcnico. Por todo lo antes mencionado es importante y urgente realizar elpresente Proyecto de Ahorro de Energa en la - UNA - Puno.

*(1(5$/,'$'(6


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Al hablar del Sistema Elctrico de la Ciudad Universitaria nos referimosa los Sub Sistemas de Generacin (Grupo Electrgeno), Sub Sistemas de

Distribucin (Primaria y Secundaria) y las Instalaciones Elctricas Interiores.

68%6,67(0$'(*(1(5$&,21

En la Casa de Fuerza o Sub Estacin 001 de la Ciudad Universitaria, setiene 04 Grupos Electrgenos, de los cuales uno est operativo de cualquierforma, sin mantenimiento adecuado que permita una operatividad ptima delmismo, cuyas Caractersticas Tcnicas son las siguientes :

- Marca : Electric Machinery MFGSerie : 84057

- Potencia Nominal : 98.8 KVA y 75 KW- Tensin Nominal : 120 - 208 V- Corriente Nominal : 261 A- Factor de Potencia : 0.80- RPM : 900- Frecuencia : 60 Hz- Sistema : Trifsico

68%6,67(0$'(',675,%8&,2135,0$5,$

$6XE(VWDFLyQ

UBICACION Y TIPO :La SS. EE. 001, sta ubicada frente a la fachada lateral izquierda

del Coliseo Cerrado de la Ciudad Universitaria y es una SubestacinConvencional en Cabina.

CARGAS QUE ALIMENTA :Pabelln Administrativo, Biblioteca Central, Imprenta

Universitaria, Pabellones 04, 05 y 06 (antiguos), Auditorio Magno,Librera Universitaria, Kioscos, Taller de Produccin, EstadioUniversitario, Escuela de Post Grado, Residencia de Docentes, Servcentro Universitario, Coliseo Cerrado, Residencia de Estudiantes,Cafetn y Comedor Universitario, Pabellones 01, 02 y 03 (antiguos) yel Alumbrado Pblico de la Ciudad Universitaria.

ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL TRANSFORMADOR :Potencia Nominal : 125 KVA

Marca : CANEPATABINI (Producto Peruano)

Relacin de Transformacin : 10 / 0.22 KVSistema : Trifsico

Frecuencia : 60 Hz


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Tensin de Corto Circuito : 4,4%Tipo de Conexin : Yd11

Altura de Trabajo : 3800 m.s.n.m.Ao de Fabricacin : 1965

Estado en situacin A, BLa Subestacin 001, se encuentra operativa de cualquier manera, sin

mantenimiento de ningn tipo, ni seguridad de los equipos existentes en lamisma, con un tiempo de vida til ya cumplida.

% 6XE(VWDFLyQUBICACIN Y TIPO :

La Subestacin 002, est ubicada frente a la fachada principal deledificio en actual construccin de la Facultad de Ingeniera de Minas y esuna Subestacin Area Biposte.

CARGAS QUE ALIMENTA :

Pabellones 01 y 02 (antiguos), Facultad de Ingeniera Minas, Facultadde Ciencias Sociales (Turismo y Antropologa), Facultad de Enfermera,Facultad de Ingeniera Econmica

Especificaciones Tcnicas Del Transformador :

Potencia Nominal : 80 KVAMarca : DELCROSARelacin de Transformacin : 10 / 0.22 KV.Sistema : TrifsicoFrecuencia : 60 HzTipo de Conexin : Yd11Altura de Trabajo : 4000 m.s.n.m.Ao de fabricacin : 1975

Estado En Situacin A, B

La Subestacin 002, en general se encuentra en PX\PDOHVWDGR,el Tablero de Distribucin requiere un cambio, no brinda ningn tipo degaranta, se encuentran sin Fusibles de Proteccin (las fases de ingreso ysalida del mencionado interruptor se encuentran unidas con conductores decobre), falta de mantenimiento. El transformador trabaja al 40% de suPotencia Nominal lo que implica que no trabaja en sobrecarga, necesita demantenimiento peridico para su mejor funcionamiento. Los Postes,Medias Plataformas, Medias Palomillas y Puestas a Tierras se encuentrandeteriorados necesitando tambin cambio de las mismas. El estado de losPararrayos y Seccionadores Cut Out es aparentemente bueno.

& 6XE(VWDFLyQ


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UBICACIN Y TIPO :

La Subestacin 003, est ubicada frente a la fachada posterior de la Facultad deCiencias Contables y Administrativas, y es una Subestacin Area Biposte.

CARGAS QUE ALIMENTA :Facultad de Ciencias Contables y Administrativas (Pabellones 09,

10 y 11), Facultad de Ingeniera Estadstica e Informtica, Fac. de Ing.Qumica (Pabelln Nuevo), Pabellones 07 y 08 (Antiguos).

ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL TRANSFORMADOR :

Potencia Nominal : 100 KVAMarca : ASEA BROWN BOVERI

Relacin de Transformacin : 10 / 0.22 KVSistema : TrifsicoFrecuencia : 60 Hz.Tensin de Corto Circuito : 1.5%Tipo de Conexin : Dy5Altura de Trabajo : 4000 m.s.n.m.Ao de Fabricacin : 1992

Estado del sistema en situacin A, B :La Subestacin 003, en general se encuentra en muy mal estado, el

Tablero de Distribucin requiere un cambio, no brinda ningn tipo degaranta, falta de mantenimiento y una de las fases del Interruptor Generalno tiene proteccin, los bornes de la misma se encuentran unidos medianteun conductor de cobre. El transformador trabaja al 30% de su PotenciaNominal lo que implica que no trabaja en sobrecarga, necesita demantenimiento peridico para su mejor funcionamiento. Los Postes,Medias Plataformas, Medias Palomillas y Puestas a Tierras se encuentrandeteriorados necesitando tambin cambio de las mismas. El estado de losPararrayos y Seccionadores Cut Out es aparentemente bueno.

D. Sub Estacin 004 :

UBICACIN Y TIPO :La Subestacin 004, est ubicada frente a la fachada lateral izquierda del

edificio de la Facultad de Ingeniera Civil y Arquitectura, y es una SubestacinArea Biposte..

CARGAS QUE ALIMENTA :

Laboratorio de Ing. Mecnica Elctrica, Unidad de Transportes(Taller y Almacn), Aulas de Ing. Metalrgica, Aulas de Ing. Electrnica ySistemas, Almacn Central, Clnica Universitaria - ESSALUD, Facultades

de Enfermera, Biologa y Ciencias de la Salud; Facultades de Medicina


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Humana (en actual remodelacin), Kiosco, Fac. de Educacin, Oficina deArquitectura y Construcciones, Fac. de Ing. Civil y Arquitectura (Pabelln

Nuevo); Pabelln de Ing. Civil, Arquitectura, Ing. Agrcola e Ing.Mecnica Elctrica; Pabelln Fac. Ing. de Minas y Fac. de Ing. Geolgicay Metalrgica; Alumbrado Prgolas 01 y 02, Pabelln de Ing. Agrcola eIng. Mecnica Elctrica (nuevo); Pabelln de Ing. Qumica, Ing. deSistemas, Ing. Geolgica y Metalrgica; C.P. de Ing. Agro Industrial(Pabelln nuevo), Fac. Ciencias agrarias; Laboratorio de MedicinaVeterinaria y Zootecnia, Laboratorio de Ciencias Agrarias y Fac. deMedicina Veterinaria y Zootecnia (Construcciones 01, 02, 03, 04, 05, 06,07 y 08).

Especificaciones Tcnicas Del Transformador :

Potencia Nominal : 100 KVAMarca : ASEA BROWN BOVERIRelacin de Transformacin : 10 / 0.22 KVSistema : TrifsicoFrecuencia : 60 HzTipo de Conexin : Yd11Altura de Trabajo : 4000 m.s.n.m.Ao de Fabricacin :1992

Estado En Situacin ALa Subestacin 004, en general se encuentra en regular estado de

conservacin, necesitando un mantenimiento a todo el conjunto de la SubEstacin. El transformador trabaja al 70% de su Potencia Nominal lo queimplica que no trabaja en sobrecarga.

&216802'((1(5*,$'(/$81$3812

La Universidad Nacional del Altiplano consta de 04 Sub Estacioneslas cuales tienen un promedio mensual durante el periodo de Estudio Abril2000 Diciembre del 2001 de 111 258 Kwh me, lo cuales se detalla en elsiguiente cuadro:


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&8$'521UR

81$3812 &216802 '( (1(5*,$ .: 0(6 '( /$ 81$ 3812'(/3(5,2'2

&RQVXPRGH(QHUJtD

Sub EstacinConsumoKWh mes Porcentaje

SE01 52198 47%SE02 9740 9%SE03 7496 7%SE04 41824 38%727$/ Obs : SE son las Sub Estaciones con las que cuenta la UNA

Fuente : Elaboracin Propia en base a recibos UNA por electricidad

*UDILFR3RUFHQWDMHGH&RQVXPRGH(QHUJLDGHOD81$SRU6XE

(VWDFLyQSURPHGLRPHQVXDOSHULRGR

47%

9%7%

38% SE01

SE02

SE03

SE04

De este Grafico Observamos que las Sub Estaciones de Mayor consumo son la SE01 con 47 % de las Instalaciones antiguas donde esta principalmente las oficinasAdministrativas y la SE 04 con 38 % del Pabelln de Ingenieras hasta la Facultadde Educacin esto es hasta Diciembre del 2001


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CAPITULO III

0$5&27(25,&2

3.1 DESARROLLO DE ESTRATEGIAS EN PROYECTOS DEAHORRO DE ENERGIA

En casi todas las instalaciones de una Empresa puede descubrirse un nmerosorprendentemente grande de oportunidades para ahorrar energa, que varandesde las obvias, como el uso de apagadores, hasta sistemas que implicanavanzadas tecnologas de conversin energtica. La identificacin demaneras de ahorrar energa requiere imaginacin e ingenio, as como de unslido conocimiento de los principios tcnicos. (CARL BLUMSTEIN,1999:59)

Esta labor consiste en encontrar modos de eliminar tareas innecesariasque consumen energa y de minimizar el trabajo requerido para realizar lastareas necesarias. Algunas estrategias que se pueden aplicar para eliminartareas innecesarias son mejores controles, eliminacin de perdidas delSistema y diversas modificaciones al sistema.

Las estrategias dirigidas a minimizar el trabajo requerido para tareasnecesarias incluyen recuperacin de calor, PD\RUHILFLHQFLD en la conversinde energa y diversas modificaciones al sistema. Las estrategias derecuperacin de calor varan desde complejos sistemas para generar energaelctrica o trmica, hasta simples termo cambiadores que se pueden usar paracalentar agua con el calor de desecho del equipo.

Algunos ejemplos de incremento de eficiencia de conversin son motoresms eficientes para convertir energa elctrica en trabajo mecnico y, fuentesluminosas ms eficientes para convertir energa elctrica en luz. Algunasmodificaciones al sistema que pueden reducir el trabajo requerido para

realizar tareas como la utilizacin adecuada de conductores.

No hay un mtodo fijo para descubrir todas las posibilidades de ahorro deenerga en una instalacin. El enfoque ms comn es revisar listas demedidas de conservacin energtica que hayan sido aplicadas en otros sitios.Sin embargo, aun cuando las listas de medidas son tiles, no pueden sustituiruna 3ODQLILFDFLyQ(VWUDWpJLFD,QWHOLJHQWH\ FUHDWLYD.

Durante el proceso de identificacin de oportunidades para Proyectos deahorro de energa, el paso inicial es concentrarse primero en las medidas deconservacin no costosas. Se debe estimar el potencial de ahorro de estas

medidas antes de evaluar otras de mayor costo. Luego se podrn hacer


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20

estimaciones del potencial de ahorro de las medidas ms costosas, a partir delmenor nivel de consumo energtico que resultara al implementar las

medidas de bajo costo.

Aunque esto parece obvio, ha habido numerosas ocasiones en las que se hanaplicado medidas costosas, pero se han omitido alternativas ms sencillas ybaratas. (CARL BLUMSTEIN, 1999:63)

3.2 MEDIDAS DE BAJO COSTO PARA PROYECTOS DEAHORRO DE ENERGA

Las medidas no costosas de conservacin incluyen desactivar el equipoelctrico cuando no se necesita, reducir los servicios de alumbrado yClimatizacin hasta los niveles recomendados, reprogramar las operacionesque consumen mucha electricidad para realizarlas en horas de poca demanda,ajustar apropiadamente los controles del equipo y dar mantenimiento conregularidad. Estas medidas se pueden iniciar de inmediato, pero susbeneficios usualmente dependen de un esfuerzo permanente. Para garantizarbuenos resultados, se necesita un SURJUDPD GH DGPLQLVWUDFLyQ HQHUJpWLFDque asigne las responsabilidades de mantener estas medidas de bajo costo yde vigilar su eficacia.

En las Empresas, con frecuencia es posible lograr ahorros energticos

muy grandes simplemente desconectando o desactivando los sistemas dealumbrado durante las horas inhbiles. Esto se puede hacer de maneramanual o, en los proyectos de climatizacin, mediante reguladores horariosno costosos. Si ya hay instalados elementos de este tipo, se deben manteneren buen estado y poner apropiadamente a tiempo. Durante las horas detrabajo, se deben apagar las luces en reas no ocupadas. El frecuente apagadoy encendido de las lmparas causa cierta disminucin en la vida de stas,pero tal acortamiento generalmente no es significativo en comparacin conlos ahorros de energa. Como regla emprica, las luces se deben apagar en unespacio que vaya a estar desocupado durante ms de 5 min.

Las mediciones de niveles de iluminacin, temperaturas y flujos de aire,que excedan los niveles recomendados. Los niveles de iluminacin se puedenreducir instalando lmparas de baja potencia o eliminando algunas de ellas.En los luminarias fluorescentes, excepto para lmparas de encendidoinstantneo, o balastos o reactores, tambin se deben desconectar porqueconsumen energa aunque las lmparas hayan sido retiradas.

Debido a que la mayora de compaas de servicio elctrico cobran mspor la electricidad durante los periodos de demanda alta, se pueden ahorrarcantidades considerables de dinero reprogramando la operacin de algunos

equipos. No siempre es fcil reprogramar las actividades para evitar las


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tarifas de demanda mxima de una compaa suministradora, puesto que lademanda mxima tiene lugar cuando la mayora de instalaciones estn

ocupadas en actividades que requieren de electricidad. Sin embargo, unexamen cuidadoso del equipo elctrico principal con frecuencia revelaralgunas oportunidades de reprogramacin. Como ejemplos de actividadesque se han reprogramado para ahorrar costos de electricidad estn elencendido de hornos cermicos elctricos, la operacin de bombas parapiscinas, la pulverizacin final en plantas productoras de cemento y elbombeo de agua de pozos a tanques de almacenamiento. (CARLBLUMSTEIN, 1999:65)

3.3 MEDIDAS COSTOSAS PARA PROYECTOS DE AHORRO DEENERGA

Las ms importantes adiciones, modificaciones o reemplazos de equipoconsumidor de energa usualmente requieren de montos significativos decapital. Por consiguiente, estas medidas se someten a un escrutinio msminucioso antes de que la gerencia decida aplicarlas. Aunque el enfoquefundamental de eliminar tareas innecesarias y minimizar el trabajo querequieren las necesarias siga vigente, el auditor debe dedicar mucha msatencin a las tareas de estimar costos y ahorros cuando considere lasmedidas costosas de conservacin.

Slo describiremos algunas de las muchas medidas posibles que implicancosto de capital. Estas acciones se han elegido porque ilustran algunos de losplanteamientos ms comunes del ahorro energtico; sin embargo, no sonapropiadas en todas las instalaciones y no representan la mayora de losahorros en muchos casos. (CARL BLUMSTEIN, 1999:66)

3.3.1. Sistemas de administracin de energaUn sistema de administracin de energa (SAE) (o EMS, de

Energy Management System) es un sistema de control centralcomputadorizado para servicios a edificaciones, especialmente declimatizacin. Dependiendo de su complejidad, el SAE puede

funcionar como un simple regulador horario (o interruptor de tiempo)para activar el equipo cuando sea necesario, cambiar automticamenteel ciclo de operacin de un equipo elctrico grande para reducir lademanda mxima, o programar la operacin del sistema en respuestaa las tendencias de temperatura externa o interna, de manera que, porejemplo, se minimice el tiempo preliminar de calentamiento antes deque se ocupe un edificio por las maanas. Aunque un sistema aspuede ser un componente valioso de los sistemas complejos deservicio energtico en Empresas, se debe reconocer que las funcionesde un SAE con frecuencia duplican los servicios de equipos menoscostosos como reguladores horarios, controles de temperatura einterruptores manuales. (CIRCUTOR, 2002: 7)


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8QLGDGHVGHUHFXSHUDFLyQGHFDORUGHODLUHHYDFXDGDGH

HGLILFLRVLa recuperacin del calor en el aire evacuado puede ser

prctica, en climas relativamente extremosos, para instalaciones queutilizan grandes caudales de aire externo. Los hospitales y otrasinstalaciones que deben tener ventilacin continua son oportunidadesespecialmente idneas. Las unidades de recuperacin de calor del aireevacuado reducen la prdida de energa transfiriendo calor del airesaliente al aire fresco de entrada. (COSCOLLANO, 2001 : 32)

0RWRUHVHOpFWULFRVPiVHILFLHQWHV

El reemplazo de los motores elctricos comunes de potenciaintegral (de 1 HP o ms) por motores de alta eficiencia producir porlo general una mejora en la eficiencia de 2 a 5% a plena carga.Aunque este ahorro es relativamente pequeo, el reemplazo deelectromotores plenamente cargados puede seguir siendo econmicopara motores que operan de manera continua en reas donde loscostos de electricidad son altos. Los electromotores sumamente subcargados son mejores candidatos para reemplazo. La eficiencia de losmotores elctricos comunes empieza a disminuir notablemente amenos del 50% de carga, y su sustitucin por un motor ms pequeode alta eficiencia puede producir una rpida ganancia. Los motores

que deben funcionar con carga parcial durante una parte significativade su ciclo operativo tambin son buenos candidatos al reemplazo, yaque los electromotores de alta eficiencia suelen tener mejorrendimiento a carga parcial que los ordinarios.

Los motores de alta eficiencia (de induccin) normalmentegiran con mayor rapidez que los comunes al mismo rgimen develocidad, pues operan con menos deslizamiento. La instalacin de unmotor de alta eficiencia para impulsar un ventilador o una bombapuede incrementar en realidad el consumo de energa debido alaumento de velocidad, ya que la potencia consumida en ventiladores

y bombas crece con el cubo de !a velocidad. Las poleas en unaimpulsin de ventilador o de bomba se deben ajustar o cambiar paraevitar este problema. (PROCOBRE, 1999:84)

3.3.4 Sistemas de iluminacin ms eficientesEl cambio de aparatos de alumbrado a fuentes luminosas ms

eficientes suele ser prctico cuando las luces se usan durante unaporcin significativa del ao. El uso de reactores o balastosahorradores de energa en lmparas fluorescentes proporciona unapequea reduccin porcentual (5-12%) en el consumo de potencia por

ese concepto, pero el costo se puede justificar por los ahorros en el


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costo de energa si las luces estn encendidas la mayor parte deltiempo. Los controles de alumbrado adicionales, como los

atenuadores automticos de iluminacin, pueden reducir el consumode energa aprovechando mejor la luz diurna. Tambin se debededicar atencin a la eficiencia de los luminarias y (en iluminacin deinteriores) a la eficiencia de las paredes para dirigir luz a !as reasdonde se necesita. La referencia 1 ofrece datos para estimar losahorros provenientes de luminarias ms eficientes, as como desuperficies de paredes y techos con mayor reflexividad.(PROCOBRE ,1999 : 34)

$1$/,6,6(&210,&2El anlisis econmico de proyectos de inversin tiene por objeto el

estudio de la evolucin de los resultados de la empresa y de la rentabilidad delos capitales empleados.

La evaluacin econmica constituye una herramienta muy importantepara la 7RPDGH'HFLVLRQHVDXQTXHQRH[FOXVLYD, pues esta se debe tomar apartir de amplio anlisis que cubra los aspectos tcnicos, econmicos,financieros de riesgo e intangibles.

El anlisis econmico se efecta manejando el modelo econmico delproyecto, que esta constituido por la sucesin temporal de flujos de fondos

positivos y negativos, que determinan el posible atractivo econmico delproyecto. Para que el anlisis econmico sea completo es preciso considerarel valor temporal del dinero, dada la importancia de ocurrencia de los flujosde fondos en el tiempo.

La construccin del modelo econmico del proyecto se apoya enplanteamientos hipotticos que se traducen en proyeccin futuras. El anlisisconvencional se suele efectuar en condiciones de certeza supuesta peroactualmente se sabe que la LQFHUWLGXPEUH\HOULHVJR son elementos siemprepresentes en los proyectos de inversin. (NASSIR SAPAG CHAIN, 1987:24)

&267(6'(2325781,'$'La evaluacin econmica de un proyecto de inversinmediante la determinacin de los fondos generados menos los fondosabsorbidos, requiere una estimacin del coste de utilizacin de losactivos involucrados en el proyecto. para ello, es indispensableconsiderar las alternativas reales existentes, para la utilizacin dedichos activos.

En este sentido los nicos costes aplicables en el anlisiseconmico son los costes de oportunidad, entendiendo como tal lamejor remuneracin real alternativa a la que se puede optar para el

activo incorporado al proyecto, es decir, la decisin de invertir en el


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proyecto implica el sacrificio de los ingresos que se hubieran podidoobtener en otras aplicaciones de estos mismos recursos. Por tanto, el

coste de oportunidad es el mayor beneficio sacrificado.

Es evidente que en aquellos activos que se obtienen mediantealquiler o compra en un mercado abierto el coste de oportunidadcoincide con el pago realizado. (BLANK & TARQUIN, 1992 : 61)

9$/257(0325$/'(/',1(52Para realizar una correcta evaluacin de los flujos de fondos

de un proyecto es preciso tener en cuenta el valor cronolgico deldinero. El origen de este concepto estriba en que el dinero tiene uncoste de utilizacin significativo, por un lado, dicho coste se puedepresentar en forma de intereses que es necesario desembolsar si nosha sido prestado o bien como el coste de oportunidad equivalente alos intereses que se obtendran de otras aplicaciones.

Por consiguiente, dado un cierto capital se podr dispone de elincurriendo en coste de oportunidad o , por el contrario ceder su usodurante un periodo de tiempo, recibindose a cambio unos interesespor la falta de disponibilidad de dicho capital.

Habitualmente se trabaja con una tasa de inters que se

expresa como un porcentaje del capital y que se refiere a un ciertoperiodo de tiempo. (BLANK & TARQUIN , 1992 : 81)

En trminos matemticos se dan las siguientes formulas:

F = P (1+ i) n

L

L$[)

Q 1)1( +=

Q

Q

LL[

L$[3

)1(

1)1(

+

+=

Donde: F = Valor FuturoP = Valor PresenteA = Amortizacin

7$6$'($&78$/,=$&,21Los flujos de fondos de cualquier proyecto que se analice se

deben actualizar con un tipo o tasa que debe ser igual a larentabilidad mnima aceptable ( RMA) de esta forma al actualizar


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25

dichos flujos el proyecto sera aceptable, segn que el valoractualizado neto total resultase positivo o negativo.

En condiciones de capital disponible para invertir limitado,que es el caso mas frecuente, la RMA equivale a la rentabilidad delproyecto ms atractivo pendiente de financiar dentro de la cartera deproyectos que la empresa posee. En trminos econmicos la RMA esel coste de oportunidad del capital que representa la rentabilidad deotras oportunidades de inversiones existentes y no desarrolladas. Deotro modo representa tambin el valor del capital para la empresa yaque es el fruto que esta podra obtener mediante su inversin. (BLANK & TARQUIN , 1999 : 39)

&5,7(5,26'((9$/8$&,1Para llevar a cabo la valoracin econmica de los proyectos

existen diferentes mtodos que puede clasificarse en dos grandesgrupos, segn que tengan en cuenta o no el valor temporal del dinero.: Mtodos estticos y Mtodos dinmicos.

0pWRGRVHVWiWLFRVEstos mtodos se caracterizan por tomar en consideracin el

factor tiempo. Ello quiere decir que para estos mtodos el momentoen que se produzca el flujo de fondos positivo o negativo- es

irrelevante. Tan solo se toma en consideracin la cuanta de ese flujode fondos.

Hoy en da ese planeamiento resulta excesivamente simplista,dentro de un contexto de tipos de inters generalizadamente altos. Noobstante se van a exponer los principales criterios, ya que algunos deellos aportan indicadores muy tiles y significativos o se siguenutilizando con frecuencia.

Dentro de este grupo se consideran los mtodos clsicos: Elperiodo de retorno de la inversin y el del rendimiento de la

inversin. (LAWRENCE MATTHEWS , 1984:58)

3HULRGR0HGLRGH5HFXSHUDFLyQGH,QYHUVLyQ305&Tambin es denominado payback time o payoff , etc. Se

trata de calcular el nmero de aos que son necesarios para recuperarla cantidad de dinero invertida en el proyecto. Para ello se sumanalgebraicamente los flujos de fondos positivos de los diferentesperiodos hasta llegar a aquel en que iguale la cantidad monetariainvertida.

Este criterio es muy fcil de aplicar siendo adecuado ensituaciones de incertidumbre o de limitaciones financieras.


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Entre los inconvenientes que presenta este criterio los

principales son: no valora adecuadamente la influencia del tiempo, noconsidera la vida del proyecto ni lo que ocurre transcurrido el tiempode reembolso de la inversin y no cuantifica adecuadamente larentabilidad.

5HQGLPLHQWRGHODLQYHUVLyQExisten diversos conceptos y formulas sobre el rendimiento de

la inversin o rentabilidad simple: Beneficios, flujo de fondos,mrgenes, etc. Que hace aos se utilizaba para valorarla. Hoy losmtodos dinmicos o con actualizacin se han impuesto de tal formaque la mayor parte de esos criterios estticos, han quedado en desuso.

Entre los que se siguen empleando destacan los siguientes:1. Porcentaje medio anual de los flujos netos sobre la inversinmedia:

2

)( ,R,Q

Q

&M

+

2. EL ROI Return on Investment cuya formula es:

2

)( ,Q,RQ

$M&M

+

Donde:Cj = Flujos netos en el ao iAj = Amortizaciones en el ao iIo = Inversin inicialIn = Inversin final ( Total).n = nmero de aos

Segn estos criterios es preferible de entre varios proyectosaquel que ofrece mayor rendimiento a la inversin. El primer criterioes el mas sencillo y directo por prescindir de las amortizaciones; Elsegundo es el mas empleado, pero el procedimiento elegido paracalcular las amortizaciones le pueden hacer arbitrario.


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Se trata pues de unos criterios que ofrecen la ventaja frente alperiodo de retorno de tomar en cuenta todos los flujos de fondo del

Proyecto, sin embargo olvida el elemento de riesgo que supone quedichos flujos se produzcan con mayor o menor lentitud. Amboscriterios olvidan el elemento financiero. ( BELTRN & CUEVA,1997 : 68)

0pWRGRVGLQiPLFRVEste grupo de mtodos tiene como caracterstica fundamental

que toman en consideracin el momento en que se produce cada flujode fondos. Siempre es preferible percibir una suma de dinero hoy quemaana, el dato que mide la devaluacin del dinero comoconsecuencia de la espera, esto es, el precio que hay que pagar por

disponer del dinero hoy, frente a la alternativa de hacerlo dentro de unperiodo y tiempo dado es el inters. (LAWRENCE MATTHEWS ,1984:78)

La caracterstica general que presentan los criterios conactualizacin es la introduccin del concepto inters. No todos lohacen de la misma forma, pues unos emplean directamente el tipo deinters RMA, mientras que otros calculan un tipo de inters propiopara compararlo con el del dinero y con el de otras inversiones.

9DORUDFWXDOL]DGRQHWR9$1El valor actualizado neto se calcula deduciendo del valor

actual de flujos de fondos, el coste de la inversin, el coste de lainversin, su formula es:

&RL

&M9$1

Q +=

)1(

Siendo:Co = Coste inicial de la inversinCi = Flujo de fondos positivo neto correspondiente al ao i.i = inters de oportunidadn = nmero de aos

Conforme a la definicin de inters de oportunidad esta es latasa de rentabilidad interna de la mejor oportunidad de inversin noiniciada. Por ello, el VAN de dicha oportunidad es nulo.

El hecho de que para el proyecto analizado resulte un VANpositivo, significa que la inversin en el mismo resulta mas ventajosaque en la mejor de las otras oportunidades de inversin, pues el


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patrimonio neto de la empresa, experimenta un aumento mayor.(BLANK & TARQUIN: 1997,119)

7DVDLQWHUQDGHUHWRUQR7,5La tasa de rentabilidad interna de un proyecto tambin llamada

Internal rate off Return, aquel valor de la tasa de actualizacin quehace igual a cero el flujo de fondos acumulado, actualizado al final dela vida del proyecto. se trata de hallar el valor de i para el cual secumple :

0)1(

=+

&RL

&MQ

Siendo:Co = valor de la inversin inicialCj = Valor de flujos correspondiente al periodo n.i = tasa de la rentabilidad interna.

La TIR puede definirse como la tasa a la que se remuneran losfondos invertidos en un proyecto de manera que al final de la vida delmismo se hayan recuperado dichos fondos y los intereses devengadoscada ao por el saldo acumulado pendiente de recuperacin.

El criterio de seleccin de un proyecto ser pues el siguiente:Un proyecto ser aceptable econmicamente cuando su TIR seamayor que la RMA.

Como en el mtodo del VAN, se tiene en cuenta el factortiempo. En el polinomio del cual se deduce la tasa de rentabilidadinterna tienen menos valor los flujos monetarios cuanto mas alejadosse hallen en el tiempo.

De lo expuesto se deduce que el criterio de la TIR tiene dosventajas fundamentales:Mide el atractivo econmico de los proyectos con un indicador fcilde comprender y juzgar y permite ordenar los proyectos segn susrentabilidades, independientemente del tamao de los mismos.(BLANK & TARQUIN: 1997,179)

5DWLRGHYDORUDFWXDO59$En ocasiones se emplea como indicador de rendimiento de una

inversin el resultado de relacionar el VAN con la inversin inicial.Esto es:

RVA = VAN / I


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Siendo:VAN = Valor actualizado neto

I = valor actualizado de la inversin requerida

Como el RVA y el VAN tienen el mismo signo para que un proyectosea econmicamente aceptable es preciso que RVA > 0.Este criterio resulta sencillo de manejar pero presenta elinconveniente de no ser comparable con los tipos de inters o tasas derentabilidad manejadas habitualmente. ( LOPEZ JIMENO , 1997 :211)

&$5$&7(5,=$&,21'(/26352


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*UDGRGH([FOXVLyQ

%DMR $OWR

BIENES PUBLICOS BIENES TARIFICABLES

Paisaje Agua PotableAlumbrado pblico Alcantarillado

%DMR Evacuacin de aguas Lluvias Energa ElctricaCaminos sin peaje Caminos de PeajeDefensa nacional

*UDGRGH(OHFFLyQ

%,(1(6'(/,%5($&&(62 %,(1(635,9$'26Parques Nacionales Alimentos

$OWR Parques urbanos Pblicos MueblesEnerga Solar Equipos y MaquinariasPlayas Servicio de consultora

Como hemos dicho anteriormente, no hay un mtodo fijo paradescubrir todas las posibilidades de ahorro de energa en unainstalacin. El enfoque ms comn es revisar listas de medidas deconservacin energtica Sin embargo, aun cuando las listas demedidas son tiles, no pueden sustituir una 3ODQLILFDFLyQ(VWUDWpJLFD,QWHOLJHQWH\ FUHDWLYD.

Esta planificacin estratgica consiste en la identificacin deoportunidades de ahorro de Energa y la aplicacin de medidas decorreccin costosas y no costosas, para el caso de la CiudadUniversitaria de la Universidad Nacional Del Altiplano, estas seclasificaran en mediadas de bajo costo el anlisis de tarifa de laenerga, las cuestiones organizacionales y de conducta del personal ylas medidas de alto costo, estara en los bancos de capacitores,

capacidad de los conductores, eficiencia de los motores, sistemas deiluminacin , intercambiadores de calor, gestin de la EnergaElectrica. (LOPEZ JIMENO , 1997 : 179)

0(','$6'(%$-2&2672(1/$81$

7$5,)$'((1(5*,$&21&(3726%6,&26 La Tarifa Elctrica se la podra definircomo una tabla o lista de precios y/o derechos que se deben pagarpor consumo de Energa Elctrica.Para el anlisis de la misma se debe tener en cuenta lo siguiente:

Cuales son las variables elctricas de importancia ha medirse.


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El intervalo de tiempo de medicin que debe durar. Clase de usuario al que se va ha estudiar y el tipo de carga.

Tamao de la muestra. El modo de instalar los equipos de medicin, etc.

Los conceptos que a continuacin se desarrollan se basa en la

Resolucin de la Comisin de Tarifas Elctricas N 024-97 P/CTE

23&,21(6 7$5,)$5,$6


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Se entender por Horas Fuera de Punta (HFP) al resto de horas del mes, no

comprendidas en las Horas de Punta (HP).

G'HPDQGD0i[LPD

Se entender por Demanda Mxima al ms alto valor de las Demandasintegradas en perodos sucesivos de 15 minutos, en el perodo de un mes. LaDemanda Mxima Anual es el mayor valor de las Demandas MximasMensuales en el periodo de 12 meses consecutivos.

H3HUtRGRGH)DFWXUDFLyQEn general, el Perodo de Facturacin es mensual y no podr ser inferior a 28

das ni exceder los 33 das calendario.E HOHFFLyQGHODRSFLyQWDULIDUtD

Los clientes podrn elegir libremente cualquiera de las Opciones Tarifarasque se describen en la presente, teniendo en cuenta el sistema de medicinque requiere la respectiva Opcin Tarifara, con las limitaciones establecidasen cada caso y dentro del nivel de tensin que les corresponda, las mismasque obligatoriamente debern ser aceptadas por las empresas distribuidoras.

Para aquellos usuarios que no cuenten con acuerdos formales con relacin alinicio de la eleccin tarifara, sta deber computarse anualmente a partir del1 de mayo de cada ao. Para aquellos otros que eligieron una opcin conanterioridad a la presente Resolucin, el perodo de inicio ser computado apartir de la fecha en que eligieron su opcin.

Con el propsito de cumplir con el Decreto Legislativo N 716, las EmpresasConcesionarias de Distribucin, debern proporcionar a los usuarios que losoliciten, la informacin necesaria y suficiente para la eleccin de su OpcinTarifara.

FYLJHQFLDGHODRSFLyQWDULIDUtD

Salvo acuerdo con las Empresas Concesionarias de Distribucin, la OpcinTarifara tomada por los clientes regir por un plazo de un ao. Si no

existiera solicitud de cambio, se renovar automticamente por perodosanuales, mantenindose la opcin vigente.

G&DPELRGH2SFLyQ7DULIDUtD

El cliente podr cambiar de Opcin Tarifara, comprometindose con laempresa al pago del remanente que tuviese por concepto de facturacin depotencia. El remanente a considerar debe representar el costo que incurre laempresa distribuidora frente a su suministrador. (COMISION DE TARIFASELECTRICAS:1998, 12)

0(','$6&26726$6(1/$81$


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33

&21'8&725(6

&5,7(5,275$',&,21$/

Tradicionalmente se utiliza el criterio de minimizar el costo en lacompra de los conductores elctricos. Esto se logra escogiendo el conductorde menor seccin que le permite resistir las condiciones extremas esperadas,es decir, cuya corriente mxima resistible, Imax, supera la corriente mximadel proyecto, Ip, tambin se considera como exigencia un mximo de cadade tensin en el extremo de la carga.

Ambos requerimientos determinan la existencia de una seccinmnima Smin, impuesta por las condiciones de carga y cada de tensinmximas y por las caractersticas del conductor y tipo de canalizacin.

Las expresiones algebraicas que se aplican en el criterio tradicionalson las siguientes :

D 3RU&RUULHQWHPi[LPDGHGLVHxRGHFRQGXFWRUHV

,WDUPU[9DORUPRWR[)[)VN,NLF R Q G

NL

W H PMLP [

>),(),(),( ),(

Imx(k,S(i,j)) : Corriente que soporta el conductor i, de seccin j, que es

canalizado del modo k. (A)

Ftem(i,k) : Factor de correccin por temperatura ambiental delconductor i, canalizado en forma k. (%)

Fcond(i,k) : Factor de correccin por nmero de conductores canalizados,del conductor i, canalizado en forma k. (0/1)

Valor Motor : Si se utiliza en motores "Valor Motor" = 0.8, si no se utiliza"Valor Motor" = 1

I tarm : Corriente rms que incluye armnicas

E 3RU&DtGDGHSRWHQFLDO

62),(

),(

10100

1(),( [[9X

ISFLFOR

8FLFOR[/[6N,S[;[/[IS

6,S[

Q R P ML

ML


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34

S(i,j) : Corresponde a la seccin (mm2) del calibre j del conductor i.

L : Longitud del conductor por fase. Si existe ms de un conductor,corresponde a la longitud de uno de ellos. (m)

X(k,S(i,j)): Reactancia del calibre j del conductor i, canalizado en forma k.(Ohm/m)

Uciclo : Corresponde al valor de la variable "Uciclo"

ciclo : Corresponde al valor de la variable "ciclo" obtenida de los datos deconductores.

FP : Corresponde al Factor de Potencia.

u : Cada de potencial mxima en el conductor. (%)

Vnom : Voltaje nominal del consumo. (kV)

F 3RU7HQVLyQGHVHUYLFLR

Vnom < Vserv

Vserv : Tensin de servicio del conductor (i) segn base de datos deconductores.(kV)

Vnom : Voltaje nominal del consumo. (kV)

El valor de la menor seccin S(i,j) que cumple con las tres desigualdadesanteriores se llama seccin mnima (Smin). (PROCOBRE , 1999 : 37)

02725(6

La gestin adecuada de un parque de motores de una plantaindustrial y la seleccin tcnica econmica de los motores requeridos ya

sea para proyectos nuevos, ampliaciones de instalaciones existentes yen la sustitucin de motores antiguos, requiere de la aplicacin demtodos de seleccin tomando relevancia el criterio de ahorroenergtico.

Los criterios de ahorro energtico evalan los beneficioseconmicos, en el corto y mediano plazo, vinculados a una adecuadaeleccin o sustitucin de un motor. Para este calculo se toman en cuentafactores tales como los precios relativos de los motores comparados,eficiencias relativas, el precio de la energa y potencia, y ademsconsideran las condiciones de operacin a las que se encuentran

sometidos los motores como su factor de carga, horas de uso mensual,


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calidad de la red (regulacin y desbalances de voltajes y/o corrientes),condiciones ambientales (temperatura ambiente de operacin, altitud de

la faena) y la historia de reparaciones (ENCASO de motores obsoletos).

Los antecedentes asociados a la operacin del motor sonnecesarios para la determinacin efectiva del rendimiento de dichomotor; de modo de realizar una correcta determinacin de los beneficioseconmicos asociados a la seleccin o sustitucin de motores. (PROCOBRE , 1999 : 42)

',)(5(1&,$6 (175( 1250$6 ,(& 1(0$


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36

&8$'52152

3(5','$63$5$6,7$6'(8102725

3RWHQFLD+3 1250$,(& 1250$,(((1-125126-500501-24992500 a mas

0.5 %0.5 %0.5 %0.5 %

1.8 %1.5 %1.2 %0.9 %

Fuente : Normas IEC,, Normas IEEE

Al adoptar estos valores para las prdidas parsitas, por cierto seobtienen diferentes valores para la eficiencia de un motor. La Tablasiguiente muestra los valores tpicos obtenidos, para motores dediferentes potencias nominales.

&8$'52152 (),&,(1&,$'(/2602725(66(*11250$6

(),&,(1&,$3RWHQFLD+3 1250$,(& 1250$,((( 1250$-(&10125500

20003500

85.49 %94.6 %96.2 %

96.3 %96.8 %

84.40 %93.0 %95.0 %

95.5 %96.0 %

85.70 %95.1 %96.6 %

96.8 %97.0 %Fuente : Normas IEC, Normas IEEE, Normas JEC

Es decir, la diferencia entre la eficiencia de motores calculadasegn las sugerencias de diferentes normas lleva a sugerir al usuarioque confirme, de parte del proveedor, la Norma que emplear en laevaluacin de la eficiencia del motor, y el mtodo de medida queemplear segn cada norma (ya que el suponer un valor para lasprdidas parsitas es slo un mtodo de evaluacin de la eficiencia;siempre existe la opcin de medir estas prdidas con dinammetro,

para lo cual cada norma sugiere un procedimiento) (PROCOBRE :1999 , 46)

$3529(&+$0,(172'(/&$/25 Tradicionalmente, el mbito de la construccin de viviendas seregia por criterios de disponibilidad de materiales en las cercanas ypor la confianza de soluciones constructivas tradicionales que sehaban ido perfeccionando a lo largo del tiempo. Sin embargo, losnuevos modelos de desarrollo han elevado considerablemente el nivelde esas exigencias, lo que han empujado en el mundo a la industrialde la construccin y de las instalaciones a la creacin yperfeccionamiento de nuevas tcnicas, materiales y equipos para


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37

cubrirlos adecuadamente, considerando criterios de ahorro de energa.( HOLMAN : 1998, 23)

)250$6'(75$160,6,1'(/&$/25

La experiencia demuestra que el calor producido por un fococalorfico se propaga por todo el espacio que lo rodea. Estatransmisin del calor puede producirse de tres formas:

&21'8&&,1

Es el principal medio de transferencia de calor. Se realiza porla transferencia de energa cintica entre molculas, es decir, se

transmite por el interior del cuerpo establecindose una circulacin decalor. La mxima cantidad de calor que atravesar dicho cuerpo seraquella para la cual se consigue una temperatura estable en todos lospuntos del cuerpo.

En este tipo de transmisin se debe tener en cuenta laconductividad trmica de las sustancias (cantidad de calor transmitidopor unidad de tiempo, superficie, gradiente de temperatura). Y estadado por la formula siguiente:

G[

77.$2N

)(12

=

Donde :

K = Coeficiente de conduccin

A = Area de transferencia de calor

T2-T1 = Variacin de temperatura

dx.= Distancia de conduccin de calor ( HOLMAN : 1998, 24)

&219(&&,1

El calor de un slido se transmite mediante la circulacin deun fluido que le rodea y este lo transporta a otro lugar, a este procesose le llama conveccin natural. Si la circulacin del fluido estprovocada por un medio externo se denomina conveccin forzada. Yesta dado por la formula siguiente:

Qc = A h (T2 T1 )

Donde:A = rea de conveccin


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38

h. = Coeficiente de conveccinT2 T1 = Variacin de temperatura ( HOLMAN : 1998, 24)

5$',$&,1

El calor se transfiere mediante emisiones electromagnticasque son irradiadas por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor acero grados Kelvin. El estado de la superficie influye en gran medidaen la cantidad de calor radiado. Las superficies mates son msfavorables que las pulidas y los cuerpos negros son los de mayorpoder de radiacin, por este motivo se efecta un ennegrecimiento dela superficie radiante. La transferencia de calor por radiacin no se

tiene en cuenta puesto que a las temperaturas a que se trabaja sta esdespreciable. Y esta dada por la formula siguiente

Qr = A (14 24)

Donde:

A = rea de radiacin = Constante de emisividad = Constante de Bolztman

14 24 = Variacin de la temperatura ^ 4 ( HOLMAN:1998, 25)

$3529(&+$0,(1723$6,92'(/$(1(5*,$62/$5

El diseo de un edificio puede concebirse de tal forma quefavorezca la captacin controlada de la radiacin solar incidente,acumulndola en elementos constructivos dispuestos para ello ydistribuyndola despus a los locales a calefactar, pudiendo regular suflujo para adecuarse a las necesidades de calor a lo largo del tiempo.

La acumulacin del calor en los materiales de construccin sebasa en las cualidades termo fsicas de los materiales (calorespecfico). Tal propiedad de los materiales consiste en laacumulacin y cesin posterior del calor es lo que conocemos comoinercia trmica.

Para hacer efectiva la captacin de energa, se consideranelementos de captacin, de acumulacin y distribucin.

Un empleo inteligente de los materiales y sus combinaciones,en funcin de su densidad y espesor permitir un control de lasaportaciones energticas, que se producirn con un cierto retraso, o


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39

desfase y una disminucin de su amplitud o amortiguamiento como lodefine la figura adjunta. (COSCOLLANO RODRIGUEZ : 2001, 15)

&8$'52152'(3$57$0(172'(38120(',&,21(6'(5$',$&,1

62/$5(1(/'(3$57$0(172'(3812$f2Mediciones de Radiacin Solar en El Departamento de Puno

Minutos (1( )(% 0$5 $%5 0$< -81 -8/ $*2 6(7 2&7 129 ',& 680$0 5,83 5,69 5,73 4,52 3,35 3,8 3,45 3,63 4,76 5,29 5,6 5,6

30- 5,18 5,3 5,67 4,76 3,68 4,42 3,89 3,88 4,84 5,06 4,92 4,92 25- 5,36 5,44 5,76 4,79 3,68 4,38 3,89 3,89 4,89 5,17 5,1 5,1 20- 5,51 5,54 5,82 4,79 3,68 4,31 3,88 3,84 4,92 5,25 5,26 5,26 15- 5,63 5,62 5,84 4,76 3,65 4,21 3,84 3,79 4,91 5,29 5,38 5,55 10- 5,72 5,67 5,83 4,7 3,6 4,1 3,79 3,72 4,89 5,25 5,48 5,38 5- 5,79 5,69 5,79 4,62 3,53 3,96 3,72 3,63 4,83 5,3 5,55 5,48 0 5,83 5,69 5,73 4,52 3,45 3,8 3,63 3,53 4,76 5,32 5,6 5,55 5 5,84 5,66 5,63 4,4 3,35 3,63 3,53 3,42 4,67 5,29 5,62 5,6

10 5,82 5,6 5,51 4,26 3,24 3,43 3,42 3,29 4,55 5,25 5,61 5,62 15 5,78 5,52 5,36 4,11 3,12 3,23 3,29 3,14 4,42 5,17 5,58 5,61 20 5,7 5,41 5,19 3,93 2,98 3 3,14 2,98 4,26 5,08 5,52 5,58 25 5,6 5,27 4,98 3,73 2,83 2,76 2,98 2,81 4,08 4,96 5,44 5,52 30 5,46 5,1 4,75 3,51 2,67 2,51 2,44 2,81 3,88 4,81 5,32 5,44

Prom 5,65 5,51 5,54 4,39 3,34 3,68 3,49 3,45 4,62 5,18 5,43 5,44Fuente : SENAMI

Para un correcto aprovechamiento de la radiacin solar, deberamosobtener para el sur un retardo de 8 horas o mas, lo mismo que para el este demanera que recibiramos en el interior el mximo de la onda trmica, cuando

anochece; para el Oeste, el retardo debe ser de 14 horas; para una correcta


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40

radiacin recibida, de tal forma que aun en la madrugada llegue la primeraenerga disponible.

&RQFHSWRV'H$KRUURGH(QHUJtDHQHODSURYHFKDPLHQWRGHO&DORUEste concepto se define de la siguiente forma:

La consecuencia final del correcto funcionamiento de unainstalacin o sistema en un edificio donde la relacin FRQVXPRFRVWH esmenor que la unidad y en consecuencia la HPLVLyQGHJDVHVQRFLYRVHVQXOD Para conseguir el mensaje intrnseco de la definicin, intervienen 3factores unidos entre si cada uno de ellos por separado, como son:

- Consumo racional de Energa- Demanda Energtica solicitada por el propio edificio.- Rendimiento de la instalacin energtica.

&RQVXPRUDFLRQDOGH(QHUJtDEl consumo de energa en un edificio, es el resultado de dos variables,

como son la Demanda energtica y el rendimiento de la instalacin o sistema,expresada en la siguiente igualdad.

Ce = De / nCe : Consumo de EnergaDe : Demanda Energtica

n. : rendimiento de la instalacin

Si se analiza la igualdad, se puede decir que para que para quedisminuya el consumo Ce, existen tres posibilidades para conseguir esteobjetivo, es decir:a) Reducir la demanda de Energa (De )b) Aumentar el rendimiento (n) de la instalacinc) Actuar sobre las posibilidades a) y b) al mismo tiempo.

Cualquiera de estas posibilidades permiten por un aparte reducir lafactura energtica y por otra la agresin medioambiental, con un resultado

muy positivo que es el poder respirar un aire ms limpio.

/D'HPDQGDGH(QHUJtD

La Demanda Energtica que precisa un edificio, es funcin bsicamente defactores mas o menos complejos y que se exponen en la siguiente tabla:


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41

&8$'52152

1250$63$5$/$'(0$1'$'((1(5*,$&$/25),&$)DFWRUHV 'HILQLFLyQ 1RUPDClimatologaCalidad de CerramientosCaractersticas FuncionalesSistema Energtico

Zona ClimticaEstudio Higro trmicoProyectoProyecto

NB CT79NB CT79NBESegn marcas

Observaciones : Estas normas estn planteadas en base a Normas TcnicasInternacionales Europeas emitidas en el ao 2000Fuente : Normas NB CT79, NBE

El sistema energtico no es influyente en el valor de la demanda energtica,ya que este se ha elegido marca instalacin etc posteriormente el calculohigro trmico de los cerramientos del edificio, pues si la disminucin delconsumo fuera nica responsabilidad de los mismos, sera una tarea muy fcilpero esto no es as porque no tiene la garanta de un mantenimiento correcto.

Por el contrario, el adecuar o mejorar los cerramientos exteriores,verticales u horizontales a la demanda energtica, si nos garantiza en el tiempoun ahorro de consumo y emisiones nocivas, estando en nuestras manos elcontrolarlo.

La influencia de la capacidad aislante de un edificio, o lo que es lomismo la mxima resistencia trmica se sus cerramientos exteriores, quedareflejado en Normativas internacionales NBE CT-79 por el coeficiente globalKG siendo fundamental para el cumplimiento de la Directiva internacionalpropuesta para su adaptacin en el Per 93/76/CEE, porque por cada cm masde espesor en el aislamiento se genera un aumento en el ahorro energtico.

Pero es tericamente valido, pero la realidad es muy distinta porque lacurva DLVODPLHQWR FRVWH es un momento se la misma el espesor delaislamiento es inversamente proporcional al coste, es decir que al aumentar el

espesor aislante no se produce la citada disminucin de consumo energtico yla inversin realizada no compensa econmicamente con el ahorro de energa.

Tambin hay que tener en cuenta la inercia trmica producida por elaprovechamiento de la energa solar pasiva del propio cerramiento, por laposicin del material aislante o aislamiento, pues el objetivo a conseguir es lamxima resistencia trmica y esta forma evitar al mximo la fuga de caloraso frigoras. (COSCOLLANO RODRIGUEZ : 2001, 26)

%$1&2'(&21'(16$'25(6


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42

El consumo de Energa Activa que se transforma en Trabajo estasociado con consumo de Energa Reactiva utilizada en la generacin de

Campos Magnticos de: Transformadores, Motores Asncronos, Equipos deSoldadura, Lmparas Fluorescentes y otros.

Este consumo es costoso ya que ello ocasiona una corriente eficazpara una Potencia Activa dada y es ms elevada si el Factor de Potencia esms bajo.

&RVI 3$[9[, Donde :

Cos : Factor de PotenciaPA : Potencia ActivaV : Tensin de servicioI : Corriente Elctrica

D,QFRQYHQLHQWHVGHIDFWRUGHSRWHQFLDEDMR

Los inconvenientes de un Factor de Potencia bajo son:

La disminucin del rendimiento de las Instalaciones Elctricas, originandoPrdidas por Efectos Joule.

El aumento de Cadas de Tensin proporcionales a la Corriente. Las Empresas Concesionarias como Electro Puno S.A.A., penalizan el

consumo de Energa Reactiva cuando existe un bajo Factor de Potencia; esdecir, se incrementa el Consumo de Energa Reactiva y al sobrepasar el del Consumo de la Energa Activa, la Institucin realizar el pagopor dicho consumo; de acuerdo a la Ley de Concesiones Elctricas.

Sobre Carga del Transformador de Distribucin.

ELQVWDODFLyQGHEDQFRVGHFRQGHQVDGRUHVGHSRWHQFLD

La Instalacin de Bancos de Condensadores de Potencia, est justificado por: Reduccin de Prdidas de Potencia Activa en los conductores. Incremento de la Potencia Activa disponible en el Secundario del

Transformador. Mejoramiento de la Tensin en la Redes Elctricas. Y lo ms importante, la reduccin del Consumo de Energa Reactiva.

Los Bancos de Condensadores de Potencia adems tienen dimensionesreducidas, son fciles de instalar, no necesitan de constante mantenimiento.

0pWRGRVGHFRPSHQVDFLyQUHDFWLYDBsicamente, se puede realizar la compensacin de la potencia reactiva pormedio de cuatro mtodos diferentes contando a su ves los mismos con

distintas posibilidades:


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43

1. Compensacin individual2. Compensacin por grupos

3. Compensacin centralizada (regulacin Automtica)4. Compensacin de transformadores (PROCOBRE , 1992 :14)

,/80,1$&,1

1LYHOHVGHLOXPLQDFLyQUHFRPHQGDGRV

Los niveles de iluminacin recomendados para un localdependen de las actividades que se vayan a realizar en l. En

general podemos distinguir entre tareas con requerimientosluminosos mnimos, normales o exigentes.

En el primer caso estaran las zonas de paso (pasillos,vestbulos, etc.) o los locales poco utilizados (almacenes, cuartosde maquinaria...) con iluminancias entre 50 y 200 lx. En elsegundo caso tenemos las zonas de trabajo y otros locales de usofrecuente con iluminancias entre 200 y 1000 lx. Por ltimo estnlos lugares donde son necesarios niveles de iluminacin muyelevados (ms de 1000 lx) porque se realizan tareas visuales conun grado elevado de detalle que se puede conseguir con

iluminacin local.

&8$'52152

1,9(/(6'(,/80,1$&,17(25,&266(*1(67$%/(&,0,(172

,OXPLQDQFLDPHGLDHQVHUYLFLROX[7DUHDV\FODVHVGHORFDO

0tQLPR 5HFRPHQGDGR SWLPR

=RQDVJHQHUDOHVGHHGLILFLRVZonas de circulacin, pasillos 50 100 150

Escaleras, escaleras mviles, roperos, lavabos,almacenes y archivos

100 150 200

&HQWURVGRFHQWHV

Aulas, laboratorios 300 400 500

Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750

2ILFLQDV


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45

costos tendern a disminuir y ser posible aplicarlas a situaciones en las quehoy no resultan muy rentables.

Otra forma de hacer uso eficiente de la energa elctrica es utilizarsistemas de control

6LVWHPDVGHFRQWUROGeneralmente las instalaciones de iluminacin se caracterizan por la

rigidez de su funcionamiento: Encendido Apagado

Una vez que han sido puestas en marcha no es posible adaptar sufuncionamiento a los requerimientos de nuevas circunstancias sin tener quemodificar su esquema inicial.

El desarrollo de la tecnologa electrnica y su aplicacin en el campode la iluminacin, han permitido la creacin de una serie de sistemaselectrnicos de control de luz que dan una solucin definitiva alcomportamiento esttico, de las instalaciones tradicionales.

Estos sistemas de control van desde el control remoto a la iluminacinde una oficina (encendido, apagado, regulacin), hasta el control de

complejas instalaciones manejadas completamente por computador,permitiendo el mando centralizado de cada ambiente de acuerdo a susrequerimientos individuales.

El uso de los sistemas de control de luz, permite a los usuarios unareal economa derivada de los siguientes beneficios: Prolongacin de la vida til de las lmparas Menor depreciacin del flujo luminoso. Menor costo de mantencin y reposicin. Ahorro de energa elctrica al usar los diferentes mtodos de control de luz.

0pWRGRVGHFRQWUROSe distinguen dos mtodos de control de luz: Control Manual Control Automtico

Control ManualEs la forma de control de luz ms elemental, Se realiza con los siguientesdispositivos: Potencimetro Control remoto infrarrojo


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Permite realizar las funciones de encender, apagar, regular y en elcaso del control remoto permite memorizar varias configuraciones de

iluminacin.

Control AutomticoEl control automtico de la luz es posible haciendo uso de los

sensores de luz, se distinguen dos aplicaciones: Luz Constante Luz segn luz natural.

En ambos casos la cantidad de luz resultante del sistema, esdependiente de la 1uz natural incidente por ventanas que es registrada por elsensor de luz.

En la actualidad, los especialistas en iluminacin pueden elegir entreuna variedad de posibilidades de conmutacin y regulacin de la luz,simplemente seleccionando y/o combinando varios sensores y/ointerruptores, dentro de la gama de sistemas ofrecidos por las Empresasdedicadas al rubro de la Luminotecnia. (MUOZ RAMOS , 2001 :19)

02'(/26(&2120,&263/$17($'26(1352


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47

Bsicamente, las prdidas energticas por unidad de longitud del

conductor elctrico pueden ser expresadas en la siguiente frmula:

Perdida energa = R(s) * I2

en donde:R(s) : resistencia del conductor por unidad de longitud.I : corriente media del circuito.

Descomponiendo estas variables en otras ms bsicas, eincorporando la valoracin y actualizacin econmica de la energa,se han desarrollado las expresiones necesarias. Hay que notar que

tanto la expresin de las prdidas como la del ahorro energticoconsideran la tasa de descuento, por lo que sus valores sonactualizados. La resistividad del conductor, supone que el metalutilizado es cobre.

Tambin han sido omitidas, en la determinacin de laresistencia del conductor en corriente alterna, otras variables de pocarelevancia, tales como: el dimetro exterior y la separacin de loscentros de los conductores y la temperatura de operacin.

Por otro lado, se obtiene que el costo del conductor es unafuncin aproximadamente lineal de la seccin, i.e.:

C(s)=kS

Por cada proyecto queda determinado el tipo de conductor (i),y el tipo de canalizacin, con lo cual, i y k pasan a ser nmeros fijospara todos los clculos relacionados con los proyectos asociados.

Independientemente del nmero de proyectos a evaluar, se ledebe calcular a cada uno de ellos los valores siguientes:

&RUULHQWHPi[LPDSRUFDGDFRQGXFWRU,S)

F R Q G Q R P

1[

QXPI[IS[9

3,S

1max=

Pmx : Potencia activa nominal del consumo (kW).Vnom : Voltaje nominal del consumo (kV), entre fases si el sistemaes trifsicofp : Factor de potencia del consumo (0/1).


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48

numf : Nmero de fases (1 3) si el sistema es monofsico otrifsico .

Ncond : Nmero de conductores por fase utilizados en laalimentacin

3HUGLGDV

Conductividad del cobre = 0,0183

Factor de prdidas (Fper)

Fper = 0.9 * FC 2 +0.1 * FCDonde FC: Factor de carga

&RUULHQWHVGHDUPyQLFDV

Io1 = ( On1 % / 100 ) * IpIo2 = ( On2 % / 100 ) * IpIo3 = ( On3 % / 100 ) * IpIo4 = ( On4 % / 100 ) * IpIo5 = ( On5 % / 100 ) * Ip

donde :

Oni% : Porcentaje de la corriente de orden ni respecto de la corrientefundamental (Ip). (%)

Ip : Corriente fundamental (A), en valor efectivo

IOni : Corriente de armnica de orden ni, en (A), en valor efectivo.

&RUULHQWHWRWDOUPV

Sea :222222 54321 ,R,R,R,R,R,S,7$50 +++++=

Dado:

ITARM : Corriente RMS que incluye cinco armnicasIp : Corriente fundamental (A)IO1 : Corriente de orden n1 (A)IO2 : Corriente de orden n2 (A)IO3 : Corriente de orden n3 (A)IO4 : Corriente de orden n4 (A)IO5 : Corriente de orden n5 (A)

&RVWRHQSpUGLGDV


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)(100

12S R W H Q H U S H U S U R \ H F W R

3[1K[3)[[,7$50[& +=

Cproyecto : Costo incurrido por prdidasITARM : Corriente RMS que incluye armnicas (A) : Resistividad del cobre igual a 0,0183, en Ohms

mm2/mFper : Factor de prdidas Fper = 0.9 * FC 2 +0.1 * FCNh : Nmero de horas mensuales de consumo.Pener : Precio mensual de la energa ($/kWh/mes)Ppot : Precio de la potencia, cargo mensual ($/kW)

&RQGLFLRQHVSDUDODVHOHFFLyQ

Estas condiciones son las mismas que se dan el criteriotradicional que se han dado anteriormente que son :

Por corriente mxima de diseo de conductoresPor cada de potencialPor tensin de servicio

(YDOXDFLyQGH3UR\HFWRV\6HOHFFLyQGH&RQGXFWRUHV

En esta evaluacin se ha propuesto una evaluacin simultaneacon tipos de proyectos con diferentes secciones de conductores,enmarcados en :

D &RVWRDGLFLRQDO&6LM

1SRO[[FI[1

G[3V3V&

F R Q G MLML6

1)

1001()( min),()),(( =

P(Smin) : Precio por metro del conductor de seccin Smin($/m)

P(S(i,j)) : Precio por metro del conductor de seccin S(i,j) ($/m)

d. : Descuento (%) de precio del conductorNcond : Nmero de conductores por fase.CF : Constante funcin del nmero de fases Numf (=2 si

el nmero de fases es 1; 3 si el nmero de fases es3)Npol : Nmero de polos del conductor.


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50

E $KRUUR$6LM

[&I[1FRQGML66

&SUR\HFWRV$xRML

)),(

1min1()( ),( =

Ao(S(i,j)) : Ahorro en prdidas / largo asociado a la seleccinS(i,j) de conductor correspondiente a un ao. Estevalor no aparece en pantalla.

Cproyecto : Costo de las prdidas del proyectoSmn : Seccin mnima del conductor.S(i,j) : Seccin del calibre j del conductor i. (mm2)

CF : Constante funcin del nmero de fases Numf (=2 si elnmero de fases es 1; 3 si el nmero de fases es 3).Ncond : Nmero de conductores por fase.

1

Q

MLML U[

U

U

[V$DxRV$

)100

1(100

1)100

1()()( ),(),(

+

+=

A(S(i,j)) : Ahorro en prdidas por unidad de largo asociado a laseccin S(i,j) de conductor de tipo I actualizado en unperodo de N aos a una tasa de descuento r(%).

r : Tasa de actualizacin (%).N : Periodo de evaluacin (aos).

c) %HQHILFLR%6LM

B(S(i,j)) =A(S(i,j))I-C(S(i,j))I

B(S(i,j)) :Beneficio asociado a la seleccin S(i,j) del conductor

de tipo Id 7DVDLQWHUQDGHUHWRUQR

Se calcula a partir de inv, ing y el nmero de aos (N).Calcula una tasa interna de retorno (TIR); al hacerla igual a r elbeneficio B(S(i,j)) debe resultar nulo en los N aos especificados porel usuario.

H,QYHUVLyQLQY

inv = -C(S(i,j))


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51

C(S(i,j)) :Costo adicional asociado a seccin S(i,j)inv :Costo adicional con signo menos.

I,QJUHVRVLQJ.

Los ingresos producidos por el producto de la inversin soniguales al Ahorro anual A ao(S(i,j)) en prdidas por unidad delargo asociado a la seccin S(i,j).

J 7LHPSRGHUHFXSHUDFLyQGHFDSLWDO75&

Se calcula a partir de inversin, ingreso y la tasa de descuento(r). Calcula un nmero de aos Nfin; al emplear este nmero de aosel beneficio B(S(i,j)) debe resultar nulo a la tasa r especificada por elusuario.

K 6HFFLyQySWLPD6RSWSe realiza los clculos para todas aquellas secciones superiores

a la mnima. Se obtiene la seccin ptima Sopt que cumplesimultneamente 4 requisitos:

Sopt > Smin : La seccin ptima debe ser mayor que la mnima.TIR > rmin : La tasa interna de retorno debe ser mayor que la

especificada por el usuario.TRC > Nmax : El perodo de recuperacin del capital debe ser menor

que el perodo mximo especificado por el usuario.Sopt : Es tal que maximiza B(S(i,j)).

L&iOFXORGHFRUULHQWH\VHFFLyQGHOFRQGXFWRUGH1HXWUR

Si el sistema Elctrico considera la utilizacin del conductorneutro que se dan en caso de circuitos trifsicos, entonces se calculala corriente de neutro en base a la siguiente expresin:

225 )6.0()(( ,S,RQT[.RQT[VXP,QU P V

+=

Inrms : Corriente rms por el neutro.Ionq : Corriente de orden nqIp : Corriente de la fundamental.

Luego se debe calcular la seccin utilizada en el neutro, la cual debecumplir:


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52

Seccin Neutro = INrms/J

6RSWLPR

9DORU0RWRURSWLPRQGRSWLPR[)FRPRSWLPR[)WH[-

....___Im=

Imx_ptimo : Ampacidad del conductor ptimo.Ftem_ptimo : Factor de correccin por temperatura de laampacidad asociada al conductor ptimo.Fcond_ptimo: Factor de correccin por nmero de conductorescanalizados de la ampacidad asociada al conductor ptimo.ValorMotor : Si se utiliza motores entonces "ValorMotor" = 0,8

Si no se utilizan entonces "ValorMotor" = 1b) ,QWHUSUHWDFLyQJUiILFD

La figura adjunta muestra simultneamente las funciones de la

seccin del conductor en el eje horizontal y la valoracin econmicade las prdidas resistivas Perd(s) (inversamente proporcional a laseccin del conductor) con el costo del conductor C(s) (proporcionala la seccin) en el eje vertical; Como vemos la seccin mnimaaceptable Smin tiene una perdida resistiva inicial Po y un costo inicialdel conductor Co.

Vemos sin embargo que si se paga un valor econmicoadicional por el conductor las perdidas de este se reducen hasta llegara la curva de interseccin entre estas dos curvas.


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53

Pasadas la interseccin del conductor a pesar de que lasperdidas del conductor son mnimas la elevacin en el costo del

conductor no justifica su adquisicin.

En la grafica adjunta sirve para determinar para qu seccin esmayor el beneficio (B) expresado como la diferencia entre el ahorrode prdidas (Ah) y el aumento de costo (dC):

B(s)=Ah(s)-dC(s),

Donde : Ah(s)=P0-Perd(s) y dC(s)=C(s)-C0

Estas nuevas funciones observan que existe una seccin

ptima para el conductor (Sopt), superior a la seccin mnima, quereporta un beneficio mximo al usuario.

c) 6HOHFFLyQHFRQyPLFDGHODVHFFLyQGHOFRQGXFWRU

El criterio de seleccin nos dice que, para una tasa de descuento yhorizonte de estudios predeterminados, se debe escoger aquella seccin,mayor o igual a la mnima, que maximiza el beneficio y, adems, cuyostiempos de recuperacin de capital (TRC) y tasa interna de retorno (TIR)estn dentro de rangos considerados aceptables por el usuario.

El TRC es aquel valor del horizonte de estudio que, para una tasade descuento determinada, anula el beneficio; la TIR, anlogamente, es latasa de descuento que, para un horizonte determinado, anula el beneficio.

Para cada proyecto se especifica el tipo de conductor y el tipo decanalizacin, convirtindose en parmetros fijos para todos los clculosrelacionados con los proyectos asociados en nuestro caso tres sectoresbsicos de desarrollo en la industria punea. (PROCOBRE : 1999, 15)

)2508/$&,21(6 0$7(07,&$6 3$5$ /$

6(/(&&,21'(8102725

Los criterios de Ahorro Energtico utilizan las siguientes formulaspara la evaluacin econmica comparativa entre un motor patrn clsicoy los motores alternativos eficientes.

D 9$1'($1/,6,6


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54

,U[

U

U

[$9$11

1

+

+

= )100

1(100

1)100

1(

1

Donde:

A1 : Corresponde al ahorro anual en el primer ao.N : Corresponde al horizonte de evaluacin. La variable

Corresponde al nmero de aos del Horizonte de evaluacinr : Corresponde a la tasa de descuento impuesta al proyectoI : Corresponde a la diferencia entre el precio del motor

alternativo y el costo de reparacin evitado (cuando el motorpatrn es obsoleto) la diferencia entre el precio del motoralternativo y el precio del motor patrn.

Se ha supuesto que su valor residual es cero.

E $+2552(&210,&2(102725(6

Se refiere al ahorro que se logra en el primer ao, por concepto demenor energa consumida, al sustituir el motor actual por uno nuevo demayor rendimiento. Se puede evaluar como:

Donde:

)(_$)(_($746.0121212211

QHI

3Q

QD

3Q3[

QHI

[3Q)&

QD

[3Q)&([7[[[$ +=

A1 : Ahorro del primer ao ($).$_P : Costo de la potencia en el ao presente ($/kW).$_E : Costo de la energa en el ao presente ($/kWh).

FC1

y FC2

: Factor de carga del motor patrn y alternativo(0/1).Pn1 y Pn2 : Potencia nominal del motor patrn y alternativo (HP)0,746 : Factor de conversin de unidades (HP a kW).T : Horas de uso del motor en el mes.na :Rendimiento del motor actual (0/1). Corresponde al

rendimiento de placa original del motor , modificado segnlas condiciones de operacin la historia de reparaciones delmotor.

nef. : Rendimiento del motor nuevo (eficiente)(0/1) Corresponde alvalor de placa, modificado segn las condiciones deoperacin.


55/128

55

F (9$/8$&,1'(5(1',0,(172

Para determinar el "Ahorro en el primer ao (A1)" se utilizan los valores delos rendimientos. Estos valores corresponden a los valores de eficiencianominales (100%) son corregidos principalmente por las condiciones deoperacin. Las correcciones realizadas supone que los efectos sonindependientes.

5HQGLPLHQWRGHOPRWRUDFWXDOQD

El rendimiento del motor actual (na) puede diferir de surendimiento original nominal (n0) por diversas causas que se pueden agruparcomo sigue:

a) Condiciones electromecnicas de operacin diferentes a las nominalesb) Condiciones ambientales diferentes de las nominalesc) Estado deficiente del motor (por reparaciones)

As, el rendimiento del motor actual corresponde al rendimientode placa del motor sujeto a las correcciones, las que quedan representadas en lasiguiente expresin:

na. = Kv * Kf * Kd * Kc * KT * Ka * Kr * n0

Siendo:

n0. = Rendimiento de placa del motor a 100% de carga.

La expresin anterior considera que la eficiencia original delmotor se modifica debido a las circunstancias siguientes:

WUDEDMDUFRQYROWDMHGLIHUHQWHDOQRPLQDO.Y

Considera el efecto sobre el rendimiento cuando se trabaja con

voltaje diferente del nominal (Kv). En este caso, cabe indicar que la situacinconsiderada es aquella que debido a la mala regulacin de voltaje de lainstalacin, el motor queda operando con voltaje aplicado usualmente inferioral nominal. Su rango de validez es para tensiones menores a 110% de latensin nominal (es decir, no considera la saturacin de la mquin

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