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UNIVERSIDAD DISTRITAL “FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS” FACULTAD TECNOLÓGICA – INGENIERÍA ELÉCTRICA
TRABAJO FINAL
CONSULTORÍA PARA EL PROYECTO EFICIENCIA Y AHORRO ENERGÉTICO PARA TITÁN PLAZA CENTRO COMERCIAL Y
EMPRESARIAL
MODALIDAD: PASANTÍA
Estudiante:
Manuel Alejandro Lizarazo Rodríguez
Docente:
Ing. Dora Marcela Martínez Camargo
Tutor Empresa:
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Nota de Aceptación
Ing. Dora Marcela Martínez Camargo
Ing. Juan Pablo Rojas Poveda
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Tabla de contenido
1. TÍTULO Y AUTOR ... 7
2. OBJETIVOS DE LA PASANTÍA ... 7
3. DESCRIPCIÓN DE CADA UNO DE LOS RESULTADOS ALCANZADOS EN EL DESARROLLO DE LA PASANTÍA DEBIDAMENTE ORDENADOS Y EXPUESTOS EN FORMA COHERENTE ... 8
3.1. Caracterización detallada del uso de la energía ... 8
3.2. Herramientas para generar conciencia a los trabadores e implementar acciones de eficiencia energética en Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial ... 8
3.3. Optimización del uso de la energía, manteniendo la calidad del servicio ... 8
3.4. Conocimiento a las directivas del Centro Comercial Titán Plaza, sobre los proyectos a ejecutar en las zonas comunes para implementar la eficiencia energética ... 9
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS, PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DEL TRABAJO DE GRADO, DE ACUERDO CON EL PLAN DE TRABAJO ... 10
4.1. Características del lugar y recopilación de información ... 10
4.1.1. Reconocimiento de espacios ... 10
4.1.2. Identificación de cargas relevantes ... 11
4.1.3. Selección de puntos de monitoreo energético ... 11
4.1.4. Características del sistema de iluminación en niveles superiores... 16
4.1.5. Características de sistema de iluminación para las zonas de parqueo ... 18
4.1.6. Características de sistema de escaleras eléctricas ... 19
4.1.7. Planes de operación y mantenimiento (O&M) ... 20
4.2. Sistema de medición en tiempo real y actualización de planos eléctricos ... 20
4.2.1. Instalación de puntos de medición y estabilización de señales ... 21
4.2.2. Update de planos eléctricos de las zonas comunes del Centro Comercial ... 22
4.3. Balance energético ... 23
4.3.1. Descripción del uso de la energía ... 23
4.3.2. Selección de indicadores relevantes de consumo energético ... 26
4.3.3. Ineficiencias y pérdidas energéticas ... 26
4.3.4. Cultura energética actual y cultura energética ideal ... 27
4.4. Pilotos de iluminación y escaleras eléctricas ... 28
4.4.1. Piloto en sistema de iluminación zonas de parqueo ... 28
4.4.2. Piloto en escalera eléctrica ... 29
4.5. Identificación y análisis de medidas ... 30
4.5.1. Patrones de uso de equipos ... 30
4.5.2. Comparación de equipos con respecto a equipos de última tecnología ... 30
4.5.3. Evaluación de proceso de operación e identificación de mejoras ... 31
4.6. Entregable final con acciones a desarrollar corto plazo y canasta de proyectos para la eficiencia energética ... 31
4
4.6.2. Canasta de proyectos de eficiencia energética ... 32
4.6.3. Ahorros energéticos... 42
4.6.4. Inversión y retorno de la inversión y ahorro de costos ... 43
4.7. Impactos alcanzados ... 44
5. EVALUACIÓN Y CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS ... 44
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 45
7. BIBLIOGRAFÍA ... 46
Anexo A: Aforo de cantidades para sistema de iluminación en los niveles superiores del Centro Comercial ... 47
Anexo B: Aforo de cantidades para sistema de iluminación en las zonas de parqueo del Centro Comercial ... 47
Anexo C: Aforo escaleras eléctricas en zonas comunes de titán plaza Centro Comercial y empresarial ... 48
Anexo D: Medidores Linyang trifásicos LM.SM300 para monitoreo energético ... 49
Anexo E: Criterios básicos para la calificación de propuestas recibidas para la renovación de la iluminación en las zonas de parqueo ... 50
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Tablas
Tabla 1. Cargas relevantes identificadas en las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y
Empresarial ... 11
Tabla 2. Puntos seleccionados para el monitoreo energético en los tableros generales de zonas comunes del Centro Comercial ... 11
Tabla 3. Fotometría y simbología de luminarias Led ... 16
Tabla 4. Características básicas de luminarias Luxspace 2000 lm ... 16
Tabla 5. Información técnica de bombilla ... 17
Tabla 6. Información técnica de balasto lámparas Led ... 17
Tabla 7. Fotometría y simbología de luminarias fluorescentes ... 17
Tabla 8.Características de difusor para tubo fluorescente 28 W ... 18
Tabla 9. Información técnica de tubo fluorescente 28 W ... 18
Tabla 10.Características de tubos fluorescentes para la iluminación en zonas de parqueo del Centro Comercial ... 19
Tabla 11.Principales características técnicas de escaleras eléctricas ... 19
Tabla 12.Caracterizas motores de inducción escaleras eléctricas ... 20
Tabla 13. Resumen de consumo energético mensual por usos finales en zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial ... 23
Tabla 14. Características técnicas tubos LED empleados para el piloto ... 28
Tabla 15.Mediciones de iluminancia en área de desarrollo prueba piloto iluminación ... 28
Tabla 16.Patrones de uso de los equipos por uso final de energía ... 30
Tabla 17. Resumen de propuesta presentad por proveedor DISTECSA para la renovación de la iluminación ... 34
Tabla 18. Datos de ingreso a herramienta financiera ... 35
Tabla 19.Resumen de indicadores financieros para el proyecto de renovación dela iluminación ... 35
Tabla 20. Escaleras eléctricas donde se recomienda la implementación de variadores de velocidad... 35
Tabla 21. Consumo de energía para una escalera eléctrica ... 36
Tabla 22. Porcentaje de ahorro con implementación de variador de velocidad en escalera eléctrica ... 37
Tabla 23. Ahorro $/año con implementación de variador en escalera eléctrica ... 37
Tabla 24. Análisis de precio unitario para la compra e implementación de variadores de velocidad en escaleras eléctricas ... 37
Tabla 25.Resumen de viabilidad financiera del proyecto ... 38
Tabla 26. Cálculos de generación promedio de energía anual, con sistema de energía solar de 400 kWp 40 Tabla 27. Información básica de proyecto solar ... 41
Tabla 28. Datos generales para simulación financiera ... 41
Tabla 29. Resultados de simulación financiera sin incentivos Ley 1715 ... 42
Tabla 30. Resultado de simulación financiera con incentivos ley 1715 ... 42
Tabla 31.Ahorros energéticos con proyectos propuestos ... 43
Tabla 32. PAYBACK y ahorro en costos mensuales ... 43
Tabla 33.Aforo de iluminación en niveles superiores ... 47
Tabla 34. Aforo de iluminación en zonas de parqueo ... 47
Tabla 35.Aforo escaleras eléctricas ... 48
Tabla 36.Características técnicas de medidores LM.SM300 ... 50
Tabla 37.Ficha de características mínimas técnicas para cambio de luminarias ... 50
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Ilustraciones
Ilustración 1. Distribución de puntos de monitoreo en subestación 5/7 – Zonas comunes de Titán Plaza
Centro Comercial y Empresarial ... 13
Ilustración 2. Distribución de equipos de monitoreo en subestación 4 - Zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial ... 14
Ilustración 3. Distribución de puntos de monitoreo subestación 3 - Zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial ... 14
Ilustración 4. Detalle instalación de analizador No 36 subestación 5/7... 21
Ilustración 5. Panorámica externa instalación de analizador No 36 ... 22
Ilustración 6. Plataforma Web para seguimiento de indicadores de consumo energético ... 26
Gráficas Gráfica 1. Curva Característica de consumo energético Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial ... 25
Gráfica 2. Consumo de potencia para escalera eléctrica No 30 ... 29
Gráfica 3. Análisis de costo Vs ahorro - Por tipo de proyecto propuesto para la renovación de la iluminación ... 33
Gráfica 4.Resultado de calificación a oferentes ... 34
Gráfica 5. Curva típica de consumo energético para las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial ... 39
Gráfica 6.Promedio mensual de radiación en ciudad de Bogotá ... 39
Gráfica 7. Simulación de generación de energía mensual con sistema fotovoltaico de 400 kWp ... 40
Gráfica 8. Topología de proyecto On Grid ... 41
Gráfica 9. .Afluencia lunes a viernes ... 51
Gráfica 10. Afluencia sábado ... 51
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1. TÍTULO Y AUTOR
1. Información General del Proyecto
Título del proyecto
CONSULTORÍA PARA EL PROYECTO EFICIENCIA
ENERGÉTICA PARA TITÁN PLAZA CENTRO
COMERCIAL Y EMPRESARIAL Nombres de los proponentes Manuel Alejandro Lizarazo
Rodríguez
Correo electrónico [email protected] Numero de contacto fijo o
celular 3193549974
Código Estudiantil 20142372059
Entidad beneficiaria Eléctrica Soluciones de Ingeniería
Entidad ejecutora Universidad Distrital “Francisco José de Caldas” Otras instituciones
participantes
Duración del proyecto
(meses) 6 meses
Costo total del proyecto Ing. Dora Marcela Martínez Camargo Lugar de ejecución del
proyecto Ciudad Bogotá D.C. Depto. Cundinamarca
Título al que aspira Ingeniero Eléctrico
Director de la Propuesta (Docente UD) Dora Marcela Martínez Camargo
Modalidad
Pasantía x
Monografía
Investigación Innovación Proyecto de emprendimiento Producción Académica
En caso de pasantías:
Profesional
responsable de la entidad donde se realizará la pasantía
Juan Rojas Poveda
Cargo
Profesional en Eficiencia Energética
2. OBJETIVOS DE LA PASANTÍA
1- Establecer como es el uso de la energía eléctrica en las zonas comunes en el Centro Comercial Titán Plaza.
2- Presentar una alternativa para el sistema de iluminación en las zonas comunes del Centro Comercial Titán Plaza, para lograr una mejora en la eficiencia energética.
3- Presentar una alternativa de suministro de energía para implementar en las escaleras eléctricas del Centro Comercial Titán Plaza, para lograr una mejor eficiencia energética. 4- Identificar y establecer, cuales son las medidas a corto plazo que se pueden llevar
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3. DESCRIPCIÓN DE CADA UNO DE LOS RESULTADOS ALCANZADOS EN EL DESARROLLO DE LA PASANTÍA DEBIDAMENTE ORDENADOS Y EXPUESTOS EN FORMA COHERENTE
A continuación, se procede a presentar los resultados logrados con el desarrollo de la Consultoría para el proyecto Eficiencia Energética y Ahorro Energético para Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial.
3.1. Caracterización detallada del uso de la energía
El resultado final, fue la obtención de una tabla resumen y una curva característica de consumo energético para las zonas comunes del Centro Comercial, en la cual se estableció como es el peso porcentual de cada uno de los equipos de uso final existentes en las zonas comunes de las instalaciones a lo largo del día. De igual manera, se elaboró una tabla de consumo energético por usos finales, en la cual se estableció que las cargas de iluminación niveles, iluminación sótanos y escaleras eléctricas son las que más aportan al consumo energético mensual, y es allí donde se centraron las propuestas para el ahorro energético.
3.2. Herramientas para generar conciencia a los trabadores e implementar acciones de eficiencia energética en Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial
El desarrollo de la consultoría, incluyo la instalación de un sistema de monitoreo energético en tiempo real, dicho sistema de monitoreo permitirá a los gestores de energía del Centro Comercial, visualizar como es el consumo energético día a día y tomar decisiones para reducir los consumos energéticos en algunos periodos de tiempo, y en aquellos equipos de uso final en que se identifiquen acciones de mejora.
La curva de caracterización del uso de la energía, es otra de las herramientas entregadas al personal administrativo del Centro Comercial, y fue la línea base inicial que se tomó como punto de partida para evaluar la efectividad de las posteriores acciones o proyectos desarrollados para la eficiencia energética en las instalaciones. Es de destacar, que sin una medición detallada es muy complejo cuantificar los resultados producto de las acciones de mejora, o identificar lugares donde se deben implementar acciones para le eficiencia energética, por lo cual el sistema de monitoreo constituye una herramienta primordial como parte del avance para la gestión de energía en las zonas comunes del Centro Comercial.
3.3. Optimización del uso de la energía, manteniendo la calidad del servicio
Para lograr la reducción del consumo de energía eléctrica en las instalaciones del Centro Comercial Titán Plaza, se identificaron 4 principales aspectos a tener en cuenta. El primero de ellos consiste en la modernización de algunos equipos de las zonas comunes por equipos eficientes, para lo cual se propusieron dos proyectos: Retrofit, uno para la renovación de la iluminación en las zonas de parqueo del Centro Comercial y otro la implementación de variadores de velocidad en las escaleras eléctricas del Centro Comercial, dichos proyectos se detallarán en el capítulo 4.
9 allí donde se identificaron medidas para la reducción de consumo energético mediante la simple implementación de buenas prácticas. A continuación se detallan las más significativas: independización de circuitos de iluminación en las zonas de parqueo, apagado de iluminación en las zonas de parqueo durante horario de cierre, apagado de avisos publicitarios en horario de cierre, dimerización de iluminación en sistema de iluminación niveles en horario de cierre y día, apagado de iluminación en baños de zonas comunes del Centro Comercial e instalación de medidores para los circuitos eléctricos de las tomas que alimentan los stands comerciales ubicados en los pasillos del Centro Comercial.
Un tercer aspecto para la optimización del consumo, tiene que ver con la implementación de energías renovables en la matriz energética de las zonas comunes del Centro Comercial, para lo cual se realizó un estudio de pre factibilidad para la implementación de un proyecto de generación de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos de 400 kWh, el cual es viable desde el punto de vista técnico, financiero y ambiental. Por último, se ha dejado la recomendación de implementar un sistema de gestión de energía en las instalaciones, lo cual implica la estandarización de procedimientos y procesos que permitan dar respuesta a la reducción de consumo energético, a través de mejores prácticas y en base a normas internacionales. Todo lo anterior, tomando como referencia la norma ISO5001 Sistemas de Gestión de Energía.
3.4. Conocimiento a las directivas del Centro Comercial Titán Plaza, sobre los proyectos a ejecutar en las zonas comunes para implementar la eficiencia energética
En el numeral 3.3 se mencionaron las alternativas de proyecto que se identificaron para la reducción de consumo energético en las zonas comunes del Centro Comercial Titán Plaza. Para cada una de las tres alternativas mencionadas (Retrofit para la renovación de la iluminación en las zonas de parqueo del Centro Comercial Titán Plaza, implementación de 9 variadores de velocidad en las escaleras eléctricas del Centro Comercial Titán Plaza e implementación de un proyecto de generación de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos), se llevó a cabo un análisis de viabilidad técnica y financiera, con el objetivo de presentar a la gerencia del Centro Comercial los resultados esperados con cada proyecto, y que ellos pudieran evaluar la posibilidad de su implementación.
Como resultado, el Centro Comercial Titán Plaza tomo la decisión de implementar de manera inmediata el proyecto de Retrofit para la renovación de la iluminación en las zonas de parqueo del Centro Comercial, el cual en la actualidad ha permitido ahorros energéticos y económicos en las zonas comunes, del orden de 397,068 kWh/año equivalente a $ 139,370,868 al año.
De igual modo, la gerencia y el área de mantenimiento, tienen proyectado dar prioridad al proyecto de implementación de variadores de velocidad en las escaleras eléctricas del Centro Comercial en una segunda etapa, y concluir con la implementación de un proyecto de generación de energía eléctrica mediante paneles solares fotovoltaicos, entendiendo que antes de pensar en la implementación de energías renovables en su matriz energética se deben haber llevado a cabo la mayor cantidad de acciones para la reducción de consumo energético en las instalaciones.
10 energética los de menor tiempo de retorno, mientras que el proyecto de energías renovables presenta en un retorno superior a los 8 años (Mediano plazo).
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS, PRODUCTOS, ALCANCES E IMPACTOS DEL TRABAJO DE GRADO, DE ACUERDO CON EL PLAN DE TRABAJO
Debido al desarrollo del país, cada día la demanda de energía eléctrica asciende, lo que supone un uso elevado de recursos naturales para poder atender los requerimientos presentes y del fututo. Una de las mejores alternativas para mitigar los efectos causados por el desarrollo es generar políticas nacionales para lograr que el uso de la energía se haga de manera eficiente, de esta forma es posible disminuir significativamente la demanda energética y las emisiones de dióxido de carbono a la atmosfera.
El principal objetivo de la consultoría llevada a cabo en las instalaciones del Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial, fue establecer como es el uso de la energía, así como identificar las principales medidas de corto y mediano plazo y los proyectos de eficiencia energética y/o energías renovables que se podían implementar para reducir los consumos de energía eléctrica manteniendo la calidad en el servicio a sus clientes. De igual manera, la información recopilada en la consultoría permitió al personal administrativo del Centro Comercial conocer de manera detallada como es la distribución de consumo energético en las instalaciones y realizar una adecuada gestión de la energía optimizando el consumo, en el presente capitulo se desglosaran de manera detallada cada uno de los resultados obtenidos y finalmente se destacarán cuáles fueron los impactos alcanzados durante la consultoría.
4.1. Características del lugar y recopilación de información
Se presenta un resumen sobre los espacios relevante de las zonas comunes del Centro Comercial, así como las principales cargas objeto del presente estudio, los puntos de monitoreo seleccionados y las principales características del sistema de iluminación y escaleras eléctricas con el objetivo de realizar un buen análisis de la información posteriormente.
4.1.1. Reconocimiento de espacios
El Centro Comercial Titán Plaza se encuentra ubicado en la Calle 80 con Av Boyacá, es uno de los más grandes de la capital y del país. Fundado en el año 2012 este Centro Comercial brinda diferentes servicios a los bogotanos en horario de 8:30 a 22:00 h. En primer lugar, es importante mencionar como es la distribución básica de espacios en Titán Plaza, cuenta con 4 niveles en los cuales se pueden encontrar tiendas de comercio, bancos, restaurantes, salas de cines entre otros. Las zonas de parqueo se ubican en el sótano 1, sótano 2 y una pequeña parte en el nivel 1. En total se tienen 220 establecimientos de comercio y 2.262 espacios de parqueo, se realizaron algunas visitas preliminares a las instalaciones del Centro Comercial, con el objetivo de conocer al detalle la distribución eléctrica e identificar las cargas más relevantes de las zonas comunes.
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4.1.2. Identificación de cargas relevantes
Mediante el análisis de los planos eléctricos del Centro Comercial, y las visitas técnicas realizadas posteriormente para verificar la información en planos, se pudo identificar que el Centro Comercial cuenta en sus zonas comunes con las siguientes cargas relevantes objeto de análisis en la consultoría, ver tabla 1.
Tabla 1. Cargas relevantes identificadas en las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial
Carga relevante Ubicación
Iluminación de niveles Niveles 1,2,4,3
Iluminación sótanos Niveles 1 y sótano 1 y sótano 2
Motores de suministro Todos los niveles Motores de extracción Todos los niveles Escaleras Eléctricas Todos los niveles Extracción Baños Nivel 1, 2,3 y 4
Elevadores y montacargas
Todos los niveles
Bombas eyectoras Sótano 2 Iluminación Tomas Todos los niveles
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial y empresarial
4.1.3. Selección de puntos de monitoreo energético
Una vez verificados los planos eléctricos de las instalaciones “Diagramas unifilares”, se decidió instalar 16 equipos de monitoreo en puntos de interés. En la tabla 2 se muestra un consolidado de los tableros en los cuales se instalaron los 16 equipos de monitoreo. Los criterios empleados para escoger los puntos de monitoreo fueron:
Realizar una medición global por S/E para registrar el consumo energético total. Realizar mediciones específicas, en tableros generales de acometidas para identificar
el consumo por tablero y de esta manera caracterizar el consumo energético de las cargas más relevantes por tablero general de acometidas -TGA.
En algunos casos específicos se llevaron a cabo mediciones en cargas puntuales, con el fin de establecer de manera detallada el consumo energético de la carga analizada.
Tabla 2. Puntos seleccionados para el monitoreo energético en los tableros generales de zonas comunes del Centro Comercial
Medidor Punto de instalación (Subestación)
Carga monitoreada (TGA eléctrico)
Numero de Medidor
Nivel de tensión de tablero (V)
1 5_7 TG-ZC7-SOT 1 40 440
2 5_7 TZC5/7.1-SOT.1 35 208
3 5_7 TZC7-PISO-2 37 440
4 5_7 TG-ZC7-SOT 2 36 440
5 5_7 TZC7.1-PISO-2 38 208
6 4 TG-ZC4-SOT 1 44 440
7 4 TZC4-PISO 2 46 440
8 4 TZC4.1-PISO-2 48 208
12 Medidor Punto de instalación
(Subestación)
Carga monitoreada (TGA eléctrico)
Numero de Medidor
Nivel de tensión de tablero (V)
10 3 TG-ZC3-PISO 1 43 440
11 3 TZC3.1-N 1 39 208
12 3 TZC3-PISO 2 47 440
13 3 TZC3.1-SOT 1 41 208
14 3 TZC3.1-PISO 2 45 208
15 3 ESCALERAS
ELÉCTRICA No 28
49 208
16 5_7 CIRCUITO DE
ILUMINACIÓN
50 208
Fuente: El autor
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Ilustración 1. Distribución de puntos de monitoreo en subestación 5/7 – Zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial
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Ilustración 2. Distribución de equipos de monitoreo en subestación 4 - Zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial
Fuente: El autor
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4.1.4. Características del sistema de iluminación en niveles superiores
Antes de proceder a indicar las características del sistema de iluminación niveles, es importante hacer la claridad que el Centro Comercial cuenta con 4 niéveles en sus zonas comunes, destinados para que los visitantes puedan desplazarse a los diferentes establecimiento comerciales que allí funcionan.
Principalmente se identificaron dos tipos de luminarias instaladas en estas zonas, las primeras en tecnología Led que se encuentran distribuidas en las zonas de atención al público; pasillos centrales, corredores que conducen a baños, salas de descanso, etc. Para los cuartos eléctricos, cuartos de equipos de extracción, cuartos de aseo y en general instalaciones donde no hay presencia de clientes, pero si funcionarios de mantenimiento el sistema de iluminación es en tecnología fluorescente. A continuación se procede a describir las características de los dos tipos de luminarias mencionadas.
Sistema de iluminación Led en niveles superiores de Titán Plaza Centro Comercial y empresarial
El sistema de iluminación Led, cuenta con un dispositivo de control marca Philiphs, el cual permite programar diferentes secciones del sistema de iluminación, para aumentar o disminuir el flujo luminoso de las bombillas en los diferentes horarios del día, es un sistema moderno, diseñado en pro de la eficiencia energética, e ideal para iluminar este tipo de áreas. Cada bombilla funciona a 120 V, con una potencia nominal de 30W una vida útil de 50.000 horas, estas luminarias están encendidas las 24 horas del día los 365 días del año, la tabla 3 muestra la fotometría y la simbología de las luminarias.
Tabla 3. Fotometría y simbología de luminarias Led
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial Y Empresarial
En la tabla 4, se resumen las características técnicas principales de las luminarias, mientras que en las talas 5 y 6 se presentan las características técnicas de las bombillas y el balasto que acompaña a cada una de las luminarias. Es de destacar que esta luminaria cuenta con una excelente calidad, eficiencia y vida útil.
Tabla 4. Características básicas de luminarias Luxspace 2000 lm
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Tabla 5. Información técnica de bombilla
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial Y Empresarial
Tabla 6. Información técnica de balasto lámparas Led
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial Y Empresarial
Sistema de iluminación Fluorescente en niveles superiores de Titán Plaza Centro Comercial y empresarial
Cada luminaria está confirmado por uno o dos tubos fluorescentes T5 de 28 W, fabricación Philiphs, la gran mayoría están ubicadas en los cuartos de mantenimiento y cuartos eléctricos de los niéveles superiores, y funcionan por demanda, de acuerdo a la ocupación de cada una de las áreas. La tabla 7, presenta las características fotométricas de la luminaria.
Tabla 7. Fotometría y simbología de luminarias fluorescentes
18 En las tablas 8 y 9 muestran las principales características del difusor y el tubo fluorescente, es de aclarar que dichas luminarias no son las más eficientes, y actualmente en el mercado existen productos con mayor eficiencia y durabilidad, sin embargo, se destaca que las luminarias fluorescentes instaladas en los niveles superiores tienen una baja utilización en comparación con la iluminación Led.
Tabla 8.Características de difusor para tubo fluorescente 28 W
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial Y Empresarial
Tabla 9. Información técnica de tubo fluorescente 28 W
Fuente: Titán Plaza Centro Comercial Y Empresarial
Una vez identificadas las características de las luminarias, por tipo de tecnología, se procedió a realizar un conteo de luminarias por piso, dicha información se resume en el Anexo A del presente documento.
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Tabla 10.Características de tubos fluorescentes para la iluminación en zonas de parqueo del Centro Comercial
Fuente: El autor
Nota: Cada tubo fluorescente tiene una longitud de 1,153.7 mm y un balasto electrónico marca PHILIPHS ICN-2S28-N@120.
A continuación se mencionan las cantidades de tubos fluorescentes existentes a nivel general para las zonas de parqueo del Centro Comercial:
Luminaria normal: 2,883 (Ref. T5 – 28 W) Luminaria de emergencia: 700 (Ref. T5 . 28 W) Luminarias avisos información: 412 (Ref. T8 – 32 W) Luminaria avisos evacuación: 262 (Ref. T5 – 15 W)
En el Anexo B, se presenta un aforo de cantidad de luminarias para las zonas de parqueo del Centro Comercial.
4.1.6. Características de sistema de escaleras eléctricas
En total existen 42 escaleras eléctricas en el Centro Comercial, fabricadas por Cityringer_escalator. Estas escaleras son diseñadas para el tráfico pesado, y de acuerdo con la información del fabricante cumplen con la normatividad internacional, se destaca que el fabricante garantiza que pueden trabajar durante las 24 horas los 364 días del año con la mayor seguridad y confiabilidad, ninguna de las escaleras tiene modo para ahorro de energía, en la tabla 11 se resumen las características técnicas más relevantes y de importancia para efectos de la consultoría. .
Tabla 11.Principales características técnicas de escaleras eléctricas
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS BÁSICAS DE ESCALERAS ELÉCTRICAS
ÍTEM DETALLE
Referencia Master TM 120
Estándares de diseño EN15-1 :2008+A1:2010
Inclinación 30 °C
Velocidad 0.5 m/s
Ancho de paso 1000 mm/800 mm
Dirección Bajada o subida
Voltaje de alimentación 400 VAC
Frecuencia 60 - 50 Hz
Modo de operación Velocidad continua
Fuente: https://www.ostarelevator.com/escalator/ostar.html?gclid=EAIaIQobChMI8uC-9oKH3QIVjVmGCh0RgAeEEAAYASAAEgI_0vD_BwE
20 En el Anexo C, se presenta un aforo de cantidad de escaleras eléctricas del Centro Comercial
Tabla 12.Caracterizas motores de inducción escaleras eléctricas
Tipo de motor Trifásico de
inducción
Numero de polos 6
RPM 1152
Potencia de salida (kW) 11
Tensión de alimentación (V) 440
Frecuencia (Hz) 60
Conexión Delta
Corriente nominal (A) 21
Fuente: El autor
4.1.7. Planes de operación y mantenimiento (O&M)
Titán Plaza Centro Comercial, cuenta con personal calificado para el mantenimiento de las zonas comunes, el área se compone de un ingeniero de mantenimiento eléctrico y 15 técnicos ó tecnólogos electricistas y mecánicos los cuales trabajan en turnos de 8 horas garantizando disponibilidad durante las 24 horas del día. Dentro de las principales labores que cumple el área de mantenimiento se encuentra; Mantenimiento a sistemas de iluminación, extracción, suministro, tomas y sistema eléctrico general de las instalaciones.
Es de destacar que el mantenimiento a las escaleras eléctricas y ascensores, es subcontratado por el Centro Comercial, en tal sentido el contratista cuenta con una programación detallada para garantizar el mantenimiento preventivo de los equipos, y en caso de alguna eventualidad están en la obligación de atender la incidencia en el menor tiempo posible.
Durante las inspecciones, fue posible evidencia que no existe un plan de mantenimiento preventivo para los sistemas de iluminación, las reparaciones se llevan a cabo una vez alguna bombilla se funde, o se reporta alguna anomalía en el sistema. En tal sentido, se realizó la recomendación de designar un funcionario encargado de elaborar un plan de validación visual de los sistemas de iluminación, y reportar o anticipar cualquier falla o anomalía presentada en los sistemas de iluminación.
En cuanto al sistema de escaleras eléctricas, se pudo evidenciar que permanecen en un excelente estado físico, mecánico y eléctrico, y que la empresa contratista realiza un mantenimiento mensual a cada escalera eléctrica el cual es óptimo y permite confiabilidad y seguridad en el funcionamiento.
Referente a los sistemas de extracción y suministro de aire, son equipos que tienen una baja utilización, para los cuales el área de mantenimiento del Centro Comercial cuenta con un plan de trabajo detallado, que permita una adecuada utilización delos equipos y mantenerlos en buenas condiciones.
4.2. Sistema de medición en tiempo real y actualización de planos eléctricos
21 del Centro Comercial, es de destacar que los planos eléctricos actualizados se entregan en modo digital junto con el presente documento.
4.2.1. Instalación de puntos de medición y estabilización de señales
Una vez identificados los puntos de monitoreo (Ver tabla 2), se procedió a llevar a cabo la instalación de los equipos, para lo cual se siguió el siguiente procedimiento:
a) Identificación de espacios para instalación: Se identificaba el respectivo espacio donde se podría instalar el equipo.
b) Planificación, solicitud y traslado de materiales. c) Gestión de permiso ante el Centro Comercial. d) Instalación de equipos en horario del día.
e) Planificación de maniobras: Se realizaba la notificación al Centro Comercial sobre el horario en que se planificaba llevar a cabo las maniobras, así como la afectación que tendría sobre las cargas que se encontraban activas en el tiempo previsto de apagado. En las ilustraciones 4 y 5, es posible observar una panorámica general del equipo No 36, el cual fue instalado para realizar medición al tablero principal de la subestación 5/7 de las zonas comunes.
Ilustración 4. Detalle instalación de analizador No 36 subestación 5/7
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Ilustración 5. Panorámica externa instalación de analizador No 36
Fuente: El autor
La instalación del sistema de monitoreo constituyo un hito en el desarrollo de la consultoría, ya que fue el insumo principal para realizar la posterior caracterización energética. De igual modo, desde el punto de vista técnico, fue necesario planificar cada una de las maniobras con el mayor de los detalles y excelentes criterios técnicos, ya que la instalación de los transformadores de corriente (Cts.) de cada uno de los equipos de medición exigía des energizar y aplicar las cinco reglas de oro, para garantizar la seguridad del personal técnico. Finalmente, en el Anexo D se podrá obtener información detallada de las características técnicas de los equipos de medición.
Teniendo en cuenta que los equipos, reportan la información a un servidor, y que para llevar a cabo dichos reportes, deben poseer comunicación celular, fue necesario garantizar que los puntos de instalación tuvieran cobertura de red celular, para lograr la estabilidad de las señales. Uno de los principales problemas inicialmente encontrados, fue que la mayoría de equipos de monitoreo fueron instalados en sótanos o cuartos eléctricos, donde habitualmente las señales de celular son débiles. La solución en estos casos particulares, fue realizar la compra de antenas amplificadoras de señal y adaptarlas a aquellos equipos que lo requirieron, posteriormente se realizaron pruebas de comunicación desde el centro de monitoreo de Eléctrica Soluciones de Ingeniera con el fin de garantizar una óptima comunicación.
4.2.2. Update de planos eléctricos de las zonas comunes del Centro Comercial Dentro del alcance de la consultoría, se acordó llevar a cabo la actualización de los diagramas unifilares de las zonas comunes del Centro Comercial. Esta actividad se realizó de manera paralela con la instalación del sistema de monitoreo para los planos de diagramas unifilares de las subestaciones 3, 4 y 5/7, para lo cual fue necesario plotear los planos, y hacer verificación de cargas en sitio. Las principales actualizaciones radicaron en los siguientes aspectos.
En los tableros generales de acometidas, se han agregado nuevos Breakers que alimentan nuevas cargas, las cuales en el diseño inicial no fueron contemplados. Los calibres de algunos de los conductores, no coincidían con los reportados en los
23 Los Breakers de algunas de las cargas fueron cambiados, en algunos casos sin tener en cuenta la corriente nominal de los mismos, por lo cual se actualizo la información. Se realizaron también algunas recomendaciones al personal de mantenimiento del Centro Comercial, sobre la importancia de dimensionar adecuadamente las protecciones y los conductores de algunas de las cargas de extracción e iluminación, y se procedió a llevar a cabo la respectiva actualización en AutoCAD. Para efectos del presente documento, se hace entrega de los planos en medio magnético, como anexo adjunto.
4.3. Balance energético
El balance energético, resume la manera como se utiliza la energía eléctrica en las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial, por usos finales de energía.
4.3.1. Descripción del uso de la energía
Para lograr lo resultados que se presentarán a continuación, se utilizaron los datos de energía y potencia arrojados por los 16 equipos de monitoreo para un periodo de 2 meses, fue necesario complementar la información con los datos de aforo de las principales cargas, con mediciones de corriente en terreno para cada uno de los tableros generales de acometidas y diagramas unifilares suministrados por el área de mantenimiento, así como realizar un arduo trabajo administrativo para interpretar la data. A continuación en la tabla 13 se presenta el resumen de consumo energético por equipos de uso final. Se destaca que en promedio mensualmente la facturación de energía eléctrica es de 340.000 kWh/mes equivalente a un pago de $120,000,000, la cual es una suma de dinero bastante considerable dentro de los costos de operación.
Tabla 13. Resumen de consumo energético mensual por usos finales en zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial
Tipo de Carga
Energía promedio mes
(kWh/mes)
%
Bandas Transportadoras 7,804 2.2
Escaleras Eléctricas 81,273 23.3
Extracción 6,269 1.8
Extracción Baños 2,362 0.7
Iluminación Niveles 102,202 29.3
Iluminación Sótanos 89,430 25.7
Avisos información 9,429 2.7
Avisos de evacuación 2,829 0.8
Suministro 7,621 2.2
Tomas 7,077 2
Otros 31,985 9.2
Gran total 348,281 100
Fuente: El autor
Es claro que el consumo energético en las instalaciones, principalmente está dado por la iluminación de los niveles superiores, sótanos (zonas de parqueo) y escaleras eléctricas. Precisamente es allí donde posteriormente se estructuraron proyectos u opciones para la disminución de los consumos energéticos.
25
Gráfica 1. Curva Característica de consumo energético Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial
Fuente: El autor 19%
36% 38% 37% 34% 34% 34% 38% 37% 37% 36% 37% 38% 33% 36% 37% 37% 37% 36% 36% 35% 35%
30%
29% 28% 27% 25% 25% 25%
25% 24% 24% 23% 24% 25%
27%
33% 36% 37% 37% 37% 37% 37% 36% 35% 35%
30%
29% 28% 27% 25% 25% 25%
25% 24% 24% 23% 24% 25%
27%
33% 36% 26% 25% 24% 24% 24% 23% 24% 25%
12%
7% 5% 6%
9%
33% 26%
5% 5% 5% 4% 5% 5%
3% 3%
3%
4% 4% 4%
4% 4%
-100 0 100 200 300 400 500 600 700
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
kW
Hora
Escaleras Eléctricas Iluminación Sótanos Iluminación Niveles Tomas
Otros Bandas Transportadoras Extracción Extracción Baños
optimizar el consumo de energía en cualquier instalación. Estos permiten evaluar, analizar y dar seguimiento a la efectividad de las acciones para la eficiencia energética. La ISO 5001, define que para la creación e implementación de un sistema de gestión de energía es fundamental definir una línea base de consumo energético e indicadores para la gestión de energía, entre otros varios aspectos.
A continuación se describen los indicadores de consumo de energía que fueron seleccionados, para hacer seguimiento al uso energético en las zonas comunes del Centro Comercial.
Consumo energético del día anterior
Día de máximo consumo energético del mes Consumo energético del mes anterior
Meta Acumulada: Indica lo que ha consumido el Centro Comercial hasta el día anterior Vs lo que debería haber consumido de acuerdo a lo proyectado con base en los consumos proyectados.
Los presentes indicadores, se actualizan con la información del sistema de monitoreo instalado, y mediante una plataforma Web llamada Smart Chronos, el personal del Centro Comercial puede ingresar y consultar, para posteriormente tomar las decisiones que consideren pertinentes. La siguiente figura presenta una vista de la plataforma Web diseñada. Cabe destacar, que la definición de los indicadores, estuvo a cargo del área de ingeniería eléctrica de la empresa consultora, mientras que el diseño y la puesta en funcionamiento de la plataforma Web fue realizada por el área de imagen y sistemas de la compañía, la ilustración 6 muestra la ventana de inicio de la plataforma Web, allí se puede evidenciar el resumen de los indicadores actualizados.
Ilustración 6. Plataforma Web para seguimiento de indicadores de consumo energético
Fuente: Eléctrica Soluciones de ingeniería 4.3.3. Ineficiencias y pérdidas energéticas
27 Durante las inspecciones se evidencio que los circuitos destinados para la iluminación de los parqueaderos no son exclusivos para este fin. A continuación, se mencionan las cargas adicionales es que alimentan los circuitos de iluminación sótanos:
Equipos de guiado Avisos informativos
Tomas de Stands correspondientes a primer piso Avisos de salidas de emergencia
Para poder tener un uso eficiente de la energía, y llevar a cabo un plan de apagado por sectores en las zonas de parqueo del Centro Comercial en horario de cierre o para periodos de baja afluencia de público, se recomienda realizar la independización de circuitos de manera que se garantice que no se afecta otros equipos. De esta manera el Centro Comercial podrá realizar mejor gestión para el buen uso de la energía consumida en las zonas de parqueo.
Respecto a la iluminación de los niveles superiores del Centro Comercial, se sabe que el consumo promedio es de 102,202 kWh/mes, la principal recomendación está enfocada a solicitar a Philiphs una verificación a la programación del sistema de control. Como se mencionó anteriormente, el sistema de iluminación es óptimo en cuanto a tecnología y niveles lumínicos, sin embargo fue posible evidenciar que en la mayoría de sectores el sistema mantienen los niveles lumínicos al 100% durante las 24 horas de día, en tal sentido se estableció que el sistema no es operado de manera correcta, y el Centro Comercial debe trabajar de manera conjunta con el proveedor para adoptar acciones que permitan optimizar el consumo energético por cuenta de este uso final de acuerdo a criterios como; Horarios de mayor afluencia de público, horarios de apertura y cierre, ingreso de luz natural a las instalaciones en horario diurno, etc.
Las tomas de las zonas comunes, empleadas por los diferentes stands para el funcionamiento de los equipos instalados en cada una de las islas o stands comerciales, en promedio tienen un consumo de energía de 7,077 kWh/mes. Fue posible establecer que no existe medición independiente para la mayoría de stands, y que en algunos de los stands quedan equipos encendidos en horario de cierre. La principal recomendación, es realizar un proyecto para la instalación de medida de energía en cada uno delos 98 puntos existentes. De esta manera, es posible realizar control sobre los consumos energéticos en las islas de comercio, cobrar una tarifa proporcional a cada consumo energético y realizar pedagogía sobre la importancia del buen uso de la energía.
4.3.4. Cultura energética actual y cultura energética ideal
En el anterior numeral, se ha podido detallar algunos aspectos de mejora que radican en mejorar la cultura energética en las instalaciones y elaborar un plan de acción en pro de la reducción de los consumos de energía. Se espera que Titán Plaza Centro Comercial y empresarial lleve a cabo las recomendaciones identificadas para corregir aquellas perdidas e ineficiencias existentes actualmente. Se estima que con la mejora en la cultura energética, se pueden lograr ahorros energéticos superiores al 10% del consumo de energía actual para las zonas comunes del Centro Comercial.
28 energética por medio de procesos de mejora continua, los cuales se basan en los siguientes aspectos; planear, hacer, verificar y actuar. De esta manera se puede lograr una mejora continua a través del tiempo.
Entre los requerimientos indispensables para consolidar un SGE se encuentran; revisión energética, línea base energética, indicadores de desempeño energético, objetivos energéticos, metas energéticas y un plan de acción de gestión de la energía. Es decir, mediante la presente consultoría, se han dejado herramientas que facilitaran parte de las tareas necesarias para la posterior implementación de un SGE, lo cual es un resultado muy importante para el Centro Comercial.
4.4. Pilotos de iluminación y escaleras eléctricas
Con el objetivo de identificar las oportunidades existentes para la eficiencia energética, en los sistemas de iluminación para las zonas de parqueo del Centro Comercial y escaleras eléctricas, y evaluar la viabilidad de proyectos de renovación tecnológica, se llevaron a cabo pruebas piloto en ambos sistemas, a continuación se presentara el desarrollo y los resultados de las mismas.
4.4.1. Piloto en sistema de iluminación zonas de parqueo
Para cuantificar el porcentaje de ahorro que se podría lograr, al renovar la iluminación de las zonas de parqueo del Centro Comercial, y además evaluar el comportamiento de los niveles de iluminancia con la tecnología Led, se llevó a cabo un piloto de iluminación que consistió en el reemplazo de 20 tubos fluorescentes T5 a tubos LED marca GREEN CREATIVE T5 LED 15 W en un circuito de iluminación del sótano 2, la tabla 14 resume las características del producto.
Tabla 14. Características técnicas tubos LED empleados para el piloto
Fuente: http://gc-lighting.com/
El tubo es de las mismas dimensiones que el fluorescente actual de 28 W Eficacia de 117 l/W
Dimerizable Larga vida útil
Garantía de 5 años con fabricante
Una vez instalados los 20 tubos Led marca GREEN CREATIVE, se procedió a llevar a cabo mediciones de iluminancia en el áreas específicas con el ánimo de comprobar que el producto era idóneo para realizar un Retrofit, se obtuvieron los siguientes resultados, ver tabla 15.
Tabla 15.Mediciones de iluminancia en área de desarrollo prueba piloto iluminación Iluminancia Mínima
(lx) Iluminancia Media (lx)
Iluminancia Max (lx)
Medida
Obtenida 89,9 104,9 144,9
Retilap 10 50 NA
29 Una vez comprobado que el Retrofit es viable con el producto empleado para el piloto, un segundo aspecto importante a comprobar fueron los ahorros energéticos generados. Para ello se realizaron mediciones de potencia y energía en el circuito de análisis con el equipo número 50 (ver tabla No 2), y se pudo establecer un ahorro energético del 37% al reemplazar la tecnología fluorescente por tecnología Led.
4.4.2. Piloto en escalera eléctrica
Inicialmente se tenía previsto llevar a cabo la instalación de un variador de velocidad en alguna de las escaleras eléctricas del Centro Comercial, lo anterior con el objetivo de cuantificar de manera practica el ahorro energético que se podría lograr al implementar un sistema de ahorro de energía en cada una de ellas. Sin embargo, la gerencia del Centro Comercial, no estuvo de acuerdo con la implementación de un variador de velocidad como parte del piloto, argumentado temas de presupuesto. Sin embargo, se llevaron a cabo mediciones de energía y potencia en una de las escaleras eléctricas, con el ánimo de establecer el porcentaje de cargabilidad al cual trabajan los motores de las escaleras. Se sabe que el consumo energético de un motor eléctrico es proporcional a su cargabilidad, y que habitualmente un motor no trabaja a su potencia de placa, por tanto era sumamente importante medir el consumo real.
En la gráfica 2 se presentan los resultados del consumo energético de una de las escaleras eléctricas, se aprecia que existen dos periodos relevantes de tiempo. El primero de ellos comprende el horario de atención al público, periodo para el que las escaleras se encienden. El segundo periodo hace referencia a las horas de cierre del Centro Comercial, hora en la cual las escaleras se encuentran en estado Stand By.
Gráfica 2. Consumo de potencia para escalera eléctrica No 30
Fuente: El autor
En horas de servicio el mínimo valor que adquiere la curva es de 6,66 kW y el máximo valor es de 7,05 kW, la razón por la cual se tienen estas variaciones, depende directamente del flujo de personas que circulan por la escalera, a mayor cantidad de personas el motor debe desarrollar un mayor par y ello se traduce en variación del consumo de la potencia eléctrica. Sin embargo, se debe destacar que la variación de potencia no es significativa en ninguno de los periodos de tiempo en que la escalera se encuentra activa, como principal resultado, fue posible evidenciar que aunque los motores delas escaleras eléctricas tienen una potencia nominal de 11 kW, su cargabilidad se encuentra al 60%, la presente información, posteriormente servirá para calcular los ahorros proyectados con la implementación de variadores de velocidad en las escaleras eléctricas.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
30
4.5. Identificación y análisis de medidas
En el presente numeral, se llevara a cabo una breve descripción de los patrones de uso de los equipos de uso final de las zonas comunes del Centro Comercial, un análisis de los equipos existentes respecto a las nuevas tecnologías y la evaluación de procesos encaminados a establecer mejorar en su operación que propendan al ahorro energético.
4.5.1. Patrones de uso de equipos
Se procede a describir cuales son los principales criterios de uso de los equipos, por uso final de energía, ver tabla 16.
Tabla 16.Patrones de uso de los equipos por uso final de energía
PATRONES DE USO DE EQUIPOS DE ZONAS COMUNES
Equipos de uso final Criterios de uso
Bandas Transportadoras
Funcionan en horario de apertura, de acuerdo a programación por parte del área de mantenimiento - No cuentan con sistema de ahorro de
energía
Escaleras Eléctricas
Funcionan en horario de apertura, de acuerdo a programación por parte del área de mantenimiento - No cuentan con sistema de ahorro de
energía
Extracción Funcionan por demanda
Extracción Baños Funcionan por demanda Iluminación Niveles El sistema funciona las 24 horas Iluminación Sótanos El sistema funciona las 24 horas
Avisos información Funcionan en horario nocturno - controlados mediante fotoceldas Avisos de evacuación Los avisos funcionan las 24 horas
Suministro Funcionan por demanda
Tomas Funcionan por demanda
Fuente: El autor
4.5.2. Comparación de equipos con respecto a equipos de última tecnología Titán Plaza es un Centro Comercial relativamente moderno, fundado en el año 2012 cuenta con un tiempo de operación de 6 años, sin embargo las tecnologías avanzan de una manera muy rápida, por lo cual es importante determinar si en la actualidad existen equipos más eficientes que permitan la eficiencia energética, pero también una viabilidad económica a la hora de pensar en realizar una reconversión tecnología.
En cuanto al sistema de iluminación niveles, previamente se mencionado que se encuentra construido en tecnología Led, y cuenta con un sistema de control que permite dimerizar el sistema de acuerdo con criterios operacionales, en tal sentido es una tecnología idónea y moderna que cumple con los criterios de diseño, técnicos y presta un buen servicio en las instalaciones.
El sistema de iluminación de sótanos, en efecto debe ser renovado a tecnología en Led, considerando que los tubos T5 son ineficientes, tienen efectos contaminantes al medio ambiente una vez quedan en des uso, una vida útil y rendimiento inferior a la tecnología Led actual.
31 Por último, las escaleras eléctricas son confiables, equipos modernos y su consumo de energía radica en los motores que tienen instalados, tomando en consideración que en la actualidad no cuentan con un sistema de ahorro de energía, y que el mercado ofrece variadores de velocidad que pueden ser adaptados en pro de la optimización de su funcionamiento y ahorro en el consumo energético, es apropiado proponer una alternativa para la implementación de un sistema de ahorro de energía en estos equipo
4.5.3. Evaluación de proceso de operación e identificación de mejoras
En cuanto a los procesos de operación de los servicios eléctricos, para las zonas comunes del Centro Comercial, se destaca la importancia de designar un profesional con conocimientos en eficiencia energética, el cual deberá estar encargado de implementar un sistema de gestión de energía en pro de la eficiencia energética, siguiendo los parámetros de la ISO 5001. Esta persona, también tendrá que elaborar y brindar capacitaciones al personal de mantenimiento eléctrico del Centro Comercial para generar conciencia sobre la importancia de la eficiencia energética.
En cuanto a los procesos, las principales acciones y proyectos para la eficiencia energética deben centrarse de manera inicial en aquellos usos finales de energía que tienen un mayor consumo de energía en las instalaciones; Iluminación niveles, iluminación sótanos, y escaleras eléctricas, y es allí donde se deben llevar a cabo estrategias que permitan una mejor operación en estos usos finales de energía, así como el desarrollo de proyectos que permitan un impacto significativo en la reducción del consumo energético, sin afectar la calidad de los servicios prestados, en el siguiente capítulo se detallaran los proyectos y las recomendaciones a llevar a cabo por parte del Centro Comercial.
4.6. Entregable final con acciones a desarrollar corto plazo y canasta de proyectos para la eficiencia energética
El presente capítulo, resume los resultados y las propuestas que se identificaron para la eficiencia energética en las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y empresarial, se presentaran los proyectos sugeridos a implementar desde el punto de visita técnica y también financiero, entendiendo que la viabilidad debe darse en los estos dos aspectos, para que tenga aceptación por parte de la gerencia y los accionistas del Centro Comercial.
4.6.1. Descripción de acciones a desarrollar a corto plazo para el ahorro de energía eléctrica
Dentro de las acciones más importantes a llevar a cabo en las instalaciones del Centro Comercial, para el ahorro de energía se llevan a cabo las siguientes propuestas.
a. Realizar independización de circuitos en los tableros de iluminación de los sótanos del Centro Comercial, y diseñar una estrategia para apagar la iluminación de las zonas de parqueo en periodos de cierre, o de baja afluencia de público.
b. Realizar la instalación de medidores, para el sistema eléctrico que alimenta los stands ubicados en los pasillos del Centro Comercial, con el objetivo de cobrar a los arrendatarios el valor de energía consumida y general conciencia sobre la importancia de su uso.
c. Renovar de manera paulatina la iluminación de los baños del Centro Comercial a tecnología Led, e instalar sensores de presencia que permitan que la iluminación en estos espacios funcione por demanda.
32 en horario del día, donde se puede optar por apagarlo en algunos sectores de las zonas comunes.
e. Con la información aportada por el sistema de monitoreo, es recomendable que el Centro Comercial de manera diario haga seguimiento a los consumos de energía, en busca de controlar el consumo e identificar aquellas variables que desencadenan consumos innecesarios.
f. Diseñar campañas de sensibilización, a personal administrativo y operativo, para concientizar sobre la importancia de la eficiencia energética y el impacto positivo que tiene para el medio ambiente y la economía el ahorro energético.
4.6.2. Canasta de proyectos de eficiencia energética
Se presentaran tres proyectos para la eficiencia energética en las zonas comunes del Centro Comercial, los cuales tendrían un alto impacto para la disminución del consumo energético.
Proyecto de RETROFIT para la renovación de la iluminación en las zonas de parqueo del Centro Comercial
Luego de determinar el potencial de ahorro energético con la renovación dela iluminación en las zonas de parqueo, ver numeral 4.4.1., se procedió a analizar las opciones existentes para la renovación de la iluminación en el Centro Comercial entre las cuales se tenían las siguientes opciones:
Cambio de luminarias completas por luminarias a tecnología Led
Cambio de luminarias completas por luminarias a tecnología Led e implementación de un sistema de control
Cambio de tubos fluorescentes a Led bajo la modalidad de Retrofit.
Los parámetros más relevantes para decidir sobre el proyecto más adecuado fueron: Costo estimado de cada proyecto, ahorro energético, niveles de iluminación adecuados para el recinto, estado de instalación de iluminación actual, oferta de productos de iluminación en el mercado local, ventajas y desventajas para cada uno de los proyectos. Después de analizar cada uno de los aspectos mencionados, se determinó que la mejor opción era Retrofit por las siguientes razones.
Proyecto de menor costo
Ahorro energético similar al de las restantes dos opciones
El producto garantiza los niveles de iluminancia requeridos para el recinto (Ver Anexo B).
El estado eléctrico del sistema es óptimo, y no se justifica realizar modificaciones que acarrean gastos adicionales.
Se logran unos niveles óptimos de iluminancia.
Existe diversidad de marcas en el mercado con buenas garantías y especificaciones técnicas que permite seleccionar el mejor producto.
33
Gráfica 3. Análisis de costo Vs ahorro - Por tipo de proyecto propuesto para la renovación de la iluminación
Fuente: El autor
Descripción de proyecto
El proyecto consiste en la renovación de la iluminación de tipo fluorescente a tipo Led en los parqueaderos de las zonas comunes de Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial, para garantizar la eficiencia energética, dicho sistema de iluminación comprende las zonas de parqueo existentes en el nivel 1, sótano 1 y sótano 2 del Centro Comercial, el proyecto contempla la renovación tecnológica de 3,583 tubos fluorescentes por tubos de tecnología Led, cumpliendo con todos los requerimientos RETILAP, es de destacar que con el cambio de iluminación se calculó un ahorro del 37% sobre un consumo de energía mensual promedio equivalente a 89,430 kWh/mes, es decir un ahorro de 33,089 kWh/mes, si desea obtener más información acerca de las zonas de parqueo ver anexo Planos Zonas de Parqueo.
Análisis de propuestas por parte de proveedores
Una vez se estableció, que la mejor opción para la renovación de la iluminación era Retrofit. Se procedió a realizar una invitación cerrada para recibir propuestas para el cambio de la iluminación. Respecto al análisis para la selección de la mejor propuesta para la renovación de la iluminación, se tomó en cuenta que todos los productos ofrecidos por los proveedores contaran con algunas condiciones mínimas necesarias para garantizar el éxito del proyecto las cuales se especificaron en los términos de referencia elaborados. Condiciones generales mínimas
Experiencia de la firma Especificaciones técnicas Ahorros netos
Servicios adicionales y financiamiento
En la parte técnica principalmente se buscaba un producto con la mejor eficacia, con una larga vida útil, buen índice de reproducción del color y el mejor flujo luminoso. Tomando en cuenta todos estos aspectos, se procedió a elaborar una matriz de calificación para las empresas que presentaron la propuesta y se obtuvieron los resultados que se muestran en la gráfica 4, se aclara que la escala de calificación es de 0 a 100 puntos. Como resultado, se seleccionó la propuesta del proveedor DISTECA. Si desea detalle sobre los criterios básicos empleados para la calificación de las propuestas recibidas, Ver anexo E.
131.837.706 150.671.664 188.339.580 200.000.000 800.000.000 1.000.000.000 0 200.000.000 400.000.000 600.000.000 800.000.000 1.000.000.000 1.200.000.000 0 20.000.000 40.000.000 60.000.000 80.000.000 100.000.000 120.000.000 140.000.000 160.000.000 180.000.000 200.000.000 Proyecto Retrofit iluminación
Proyecto renovación de sistema de iluminanción
completo
Proyecto renovación de sistema de iluminación son
sistema de sensores de presencia
Analisis de costo de proyecto Vs ahorros
34
Gráfica 4.Resultado de calificación a oferentes
Fuente: El autor
Análisis técnico financiero de propuesta seleccionada para la ejecución del proyecto
Aspectos técnicos del producto seleccionado
Luego de realizar un proceso de convocatoria a proveedores, recepción de propuestas y evaluación, se seleccionó a la empresa DISTECSA para la ejecución del proyecto, La tabla 17 resume los aspectos técnicos más importantes de las lámparas seleccionadas.
Tabla 17. Resumen de propuesta presentad por proveedor DISTECSA para la renovación de la iluminación
ASPECTO TÉCNICO
ÍTEM DISTECSA
NORMAL EMERGENCIA
FABRICANTE PHILIPS AMERICANLITE
PAÍS DE ORIGEN ASIA ASIA
POTENCIA DE TUBO LED 16 16
UTILIZA BALASTO NORMAL NO SI
UTILIZA BALASTO DE
EMERGENCIA NO SI
TEMPERATURA DE COLOR 4000K 4000K
EFICACIA (Lm/W) 116 116
VIDA ÚTIL (L70) 30000 50000
IRC 80 83
FLUJO LUMINOSO 1850 1850
GARANTÍA EN AÑOS 3 5
Fuente: El autor
Análisis financiero con recursos propios para ejecutar proyecto RETROFIT en zonas de parqueo del Centro Comercial
Para realizar la simulación financiera, inicialmente fue necesario ingresar valor promedio de kWh, el consumo actual de energia y el ahorro mensual de energia, asi como el valor total del proyecto (mano de obra y materiales), ver tabla 18.
85 83 79
70 66
50
32
DISTECSA ESPELLA COLOMBIA LED INADISA MDV LIGHT GARPER BENROS
35
Tabla 18. Datos de ingreso a herramienta financiera
Fuente: El autor
Finalmente, en la tabla 19, es posible observar los resultados de la simulación financiera, es claro que el proyecto tiene una alta viabilidad desde el punto de vista financiero considerando que el retorno de la inversión es de un año y un mes.
Tabla 19.Resumen de indicadores financieros para el proyecto de renovación dela iluminación
Resumen de indicadores financieros
Valor presente Neto (VPN) 295,163,266 5 años Tasa interna de retorno
(TIR) 137% 5 años
Periodo de pago
(PAYBACK) 13 meses 1.08 años
Fuente: Por autor
Proyecto de implementación de variadores de velocidad en las escaleras eléctricas del Centro Comercial
Descripción del proyecto
Consiste en la implementación de 9 variadores de velocidad, en las escaleras eléctricas de las zonas comunes del Centro Comercial Titán Plaza de menor utilización, con el objetivo de reducir los consumos de energía mediante la optimización del consumo energético en periodos de no utilización de la escaleras eléctricas por parte de los clientes. Metodología para identificar escaleras eléctricas de menor utilización
Luego de emplear una metodología para determinar cuáles eran las escaleras de menor utilización (ver Anexo F), fue posible establecer que en total son 21 escaleras eléctricas con bajo tráfico de personas, lo que equivale a un porcentaje del 50 % del total de la muestra. Sin embargo, el Centro Comercial ya ha tomado medidas en 12 de estas escaleras las cuales se mantienen apagadas la mayor parte de tiempo y solo son encendidas en horarios de alto tráfico de personas. Luego de un análisis conjunto se determinó que deben implementarse 9 variadores de velocidad en las siguientes escaleras, ver tabla 20.
Tabla 20. Escaleras eléctricas donde se recomienda la implementación de variadores de velocidad
CLASIFICACIÓN DE ESCALERAS ELÉCTRICAS
11/05/2017 - Jueves 13/05/2017 - Sábado Mañana Tarde Tarde No Ubicación CC Flujo Flujo Flujo
6 Frente a santa lucia Bajo Bajo Bajo
34 Frente a Candy Bajo Bajo Bajo
35 Frente a beer company Bajo Bajo Bajo
4 Frente a ascensor verde nivel 1
(Rampa) Bajo Bajo Bajo
3 Frente a donkin Donuts (Rampa) Bajo Bajo Bajo
36
CLASIFICACIÓN DE ESCALERAS ELÉCTRICAS
11/05/2017 - Jueves 13/05/2017 - Sábado Mañana Tarde Tarde No Ubicación CC Flujo Flujo Flujo
26 Detrás de ascensor amarillo Bajo Bajo Bajo
24 Sotano 1 ascensor amarillo Bajo Bajo Bajo
25 Sotano 1 ascensor amarillo Bajo Bajo Bajo
Fuente: El autor
Consumo de energía eléctrica mensual de escaleras eléctricas
Mediante monitoreo energético, fue posible establecer el consumo de energía eléctrica mensual para las escaleras eléctricas, en la tabla 21 se resumen los resultados.
Tabla 21. Consumo de energía para una escalera eléctrica
CÁLCULOS DE CONSUMO DE ENERGÍA MENSUAL ESCALERA No 28
Escalera No Horas/día Días Tarifa (kWh)
Potencia Nominal (kW)
Potencia modo activo (kW)
$/mes escalera
28 12.5 1 351 11 6.17 812,126
Fuente: por autor
Sistema de ahorro de energía en escaleras eléctricas
Son varios los factores que pueden contribuir al ahorro de energía cuando se habla de escaleras eléctricas. A continuación, se relacionan los más importantes:
Inactividad o trabajo a baja velocidad de escalares eléctricas sin personas a bordo. Perdidas eléctricas propias de la eficiencia del motor.
Fricción entre partes mecánicas por falta de mantenimiento.
El primero de ellos tiene una relevancia significativa dado que en Titán Plaza Centro Comercial y Empresarial P.H. existen aproximadamente un 29.5% del total de las escaleras eléctricas que son de poco tráfico. Se estableció que 12 de las 42 escaleras duran sin ocupación un 50 % de la jornada de funcionamiento, es decir que en un periodo de 60 minutos en promedio solo son utilizadas por los clientes como máximo 30.
El principio de un variador de velocidad es el siguiente:
La velocidad de rotación del campo magnético o velocidad de sincronismo de un motor de inducción está dada por la anterior expresión, donde fe es la frecuencia del sistema y P es el número de polos en la máquina. Así las cosas, es posible disminuir la velocidad de giro de un motor variando la frecuencia eléctrica.
37
Tabla 22. Porcentaje de ahorro con implementación de variador de velocidad en escalera eléctrica
Cálculo de ahorro escaleras eléctricas de menor consumo
Característica Velocidad (m/s)
Potencia (kW)
tiempo (h)
Consumo kWh/d
Ahorro energético
(%)
Con personas 0.5 6.82 6.25 43
30
Sin personas 0.2 2.72 6.25 17
Fuente: Por autor
Análisis financiero del proyecto
Se procede a calcular el ahorro económico que se lograría de manera anual con la implementación de un variador de velocidad por escalera eléctrica, ver tabla 23.
Tabla 23. Ahorro $/año con implementación de variador en escalera eléctrica
Fuente: El autor
Cada variador de velocidad cuesta $ 7.000.000, sin embargo, el costo total de la adecuación y puesta en funcionamiento de variador de velocidad para una escalera eléctrica es de $ 9.389.333. A continuación se presenta el análisis de precio unitario por variador de velocidad a comprar e implementar, ver tabla 24. .
Tabla 24. Análisis de precio unitario para la compra e implementación de variadores de velocidad en escaleras eléctricas
Fuente: El autor
