Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales

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(1)Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 1 . N° tesis: jcb . PROYECTO FIN DE CARRERA . . Presentado a . LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA . Para obtener el título de . INGENIERO ELÉCTRICO . . . por . Mateo Vargas Hernández . ESTUDIO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EDIFICACIONES COMERCIALES . Sustentado el día 11 de diciembre del 2012 frente al jurado: . . Composición del jurado . . . -‐ . Asesor: . . Gustavo Andrés Ramos López, Profesor Asistente, Universidad de Los Andes . -‐ . Jurado: . . Mario Alberto Ríos Mesías, Profesor Asociado, Universidad de Los Andes . .

(2) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 2 . Resumen Ejecutivo Este documento del proyecto de grado de Ingeniería Eléctrica presenta un estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales, específicamente en el edificio Julio Mario Santo Domingo, bloque SD, de la Universidad de Los Andes. Para realizar este estudio, primero se realizó una revisión bibliográfica sobre el estado del arte nacional e internacional con el fin de identificar las organizaciones líderes en este tema actualmente. Una vez realizada esta investigación, se retomó el trabajo de grado de Ana María Ospina en el cual se trabajo en el diseño de una metodología para mejorar la eficiencia energética en edificaciones no residenciales en la cual se resaltaron los pasos a seguir para valorar la eficiencia energética y la evaluación y estudio de la implementación de fuentes de energía no convencionales en el edificio de la universidad. Para complementar este trabajo de grado, en este documento se muestra la aplicación de esta metodología al edificio mediante el planteamiento de un modelo probabilístico que permite reconstruir la curva de carga del edificio, así como el consumo de cada carga del mismo. A partir de los resultados obtenidos, se evalúa la aplicación de nuevas tecnologías para reducir el consumo del edificio mediante la implementación de éstas en el modelo; específicamente se trata con el sistema de iluminación del edificio ya que en el mercado se encontraron tecnologías que son viables, tanto técnicas como económicas. Esto permite analizar diferentes escenarios los cuales fueron evaluados como proyectos de inversión con el fin de llegar a una propuesta sobre reducción de costos operativos (consumo eléctrico) en el edificio. Cabe resaltar que debido a que para el sector comercial el principal recurso energético es la electricidad, tanto la metodología como el caso de estudio están basados en esta fuente de energía. Durante esta evaluación se planteó el uso de un criterio para la toma de decisión de implementación de proyectos que tienen que ver con eficiencia energética. .

(3) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 3 . Contenido 1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 4 2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 5 2.1 Objetivo General ....................................................................................................... 5 2.2 Objetivos Específicos ................................................................................................. 5 2.3 Alcance y productos finales ....................................................................................... 5 3 DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO ............................ 6 4 MARCO TEÓRICO, CONCEPTUAL E HISTÓRICO ................................................................ 7 4.1 Marco Teórico ........................................................................................................... 7 4.2 Marco Conceptual ................................................................................................... 10 4.3 Marco Histórico ....................................................................................................... 12 5 DEFINICION Y ESPECIFICACION DEL TRABAJO ................................................................ 13 5.1 Definición................................................................................................................. 13 5.2 Especificaciones....................................................................................................... 13 6 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA EFICIENCIA ENERGÉTICA ................................. 15 6.1 Planteamiento ......................................................................................................... 15 6.2 Búsqueda de información ....................................................................................... 21 7 EDIFICIO COMERCIAL: JULIO MARIO SANTODOMINGO, BLOQUE SD ............................ 22 7.1 Cargas y Consumo eléctrico del edificio.................................................................. 22 7.2 Trabajo computacional............................................................................................ 24 8 VALIDACIÓN DEL TRABAJO ............................................................................................. 32 8.1 Metodología de prueba........................................................................................... 32 8.2 Validación de los resultados del trabajo ................................................................. 32 9 DISCUSIÓN ...................................................................................................................... 40 10 CONCLUSIONES............................................................................................................. 41 11 AGRADECIMIENTOS ...................................................................................................... 42 12 REFERENCIAS ................................................................................................................ 42 13 ANEXOS ......................................................................................................................... 43 13.1 Anexo 1: LEED EB: O&M ........................................................................................ 43 13.2 Anexo 2: Descripción de las lámparas de Inventor SA .......................................... 45 13.3 Anexo 3: Balance Energético de Colombia para el año 2010 ............................... 47 .

(4) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 1. 4 . INTRODUCCIÓN Este proyecto de grado muestra el estado del arte de la eficiencia energética a nivel nacional e internacional. A partir de esta revisión bibliográfica, se hace un planteamiento de una metodología que permite ser aplicada en edificios comerciales teniendo en cuenta restricciones técnicas, económicas, medioambientales y normativas en Colombia. Adicionalmente, se plantea un modelo el cual representa el consumo eléctrico de un edificio de la Universidad de Los Andes, específicamente, el edifico Julio Mario Santo Domingo (bloque SD) en el cual se aplicará la metodología y se evaluará la viabilidad técnica y económica de la implementación de sistemas que le permitan al edificio aplicar y garantizar una certificación energética ambiental. La metodología que se presenta en este proyecto está basada en organizaciones internacionales que poseen experiencia en el campo de la Eficiencia Energética, pero ésta está diseñada para las necesidades y las normativas actuales de Colombia. La metodología está descrita de forma general, es decir, se puede aplicar a cualquier tipo de edificación comercial, orientada a utilizar la energía eléctrica de manera óptima brindándole diferentes beneficios tales como la reducción de costos operativos y de mantenimiento y aumentado la calidad y presentación del edificio ante organizaciones y competidores. Cabe resaltar que, aunque existen diferentes tipos de energéticos en el mercado para provisionar de energía a un edificio, esta metodología se concentra en el uso eficiente de la electricidad como energético principal para alimentación de la demanda comercial. La Eficiencia Energética, sin importar cual sea la fuente de energía, es un conjunto de acciones elaboradas durante ejecución de un proyecto con el objetivo de utilizar la energía de manera óptima en las instalaciones, lo cual lleva a mejorar la competitividad de las empresas, reducir los costos operativos de las mismas y lograr un compromiso con el medio ambiente ya que esto permite la gestión de emisiones de gases de efecto invernadero, los cuales se han convertido en un objetivo común en la sociedad actual, incluyendo sectores como el industrial, transporte, residencial y, el analizado en este proyecto de grado, el sector comercial. Actualmente, en el mercado energético del mundo, se está empezando a hablar de la escases de recursos para la producción de energéticos primarios en muchas regiones del mundo. La Eficiencia Energética es una herramienta de la cual disponen los países para lograr una gestión de abastecimiento energético y uso racional de la energía en los diferentes sectores que conforman la sociedad. La metodología planteada en este proyecto de grado, junto con el modelo que permite determinar el consumo de electricidad en un edificio comercial, busca darle importancia a la Eficiencia Energética como un ítem esencial en la elaboración y gestión de proyectos con el fin de obtener certificaciones nacionales y/o internacionales sobre el uso racional y eficiente de la energía en los edificios. Este proyecto también pretende ser un punto de referencia para trabajos futuros en la Universidad de Los Andes de Eficiencia Energética debido a que este es un campo que está creciendo nacional e internacionalmente debido a la investigación de nuevas tecnologías que permiten ser más eficientes a los centros de consumo y la incorporación al mercado energético de fuentes renovables de energía. . Siguiendo este orden de ideas, este documento presenta los objetivos generales y específicos que se desarrollan a lo largo del proyecto, después se muestra y se explica la justificación del mismo, posteriormente se realiza una revisión bibliográfica que describe el estado del arte .

(5) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 5 . nacional e internacional con respecto a la Eficiencia Energética, luego se muestra el planteamiento de la metodología y el modelo computacional. Seguidamente, se explican las características del edificio Julio Mario Santo Domingo y cómo la metodología y el modelo permiten identificar potenciales de ahorro y uso racional de la energía. Finalmente, se realiza una discusión sobre los resultados obtenidos y conclusiones del proyecto. . 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General Presentar un estudio de Eficiencia Energética para un sistema eléctrico en un edificio comercial con el fin de mejorarla en función del consumo eléctrico y gastos económicos. . 2.2 Objetivos Específicos A. Realizar el dimensionamiento del problema del consumo de potencia mediante una metodología estructurada de trabajo. Determinar las cargas a simular, sus características (eléctricas y operacionales) e importancia, así mismo como las posibles restricciones que se puedan presentar. B. Realizar un modelo computacional que permita simular el consumo eléctrico para poder llevar a cabo un análisis y un estudio de consumo de potencia. A partir de estos resultados, plantear soluciones que puedan reducir el consumo eléctrico. . C. Presentar comparaciones entre los valores simulados y los valores de la solución . propuesta por medio de un análisis económico y eléctrico los cuales demuestren la reducción del consumo eléctrico y la reducción de gastos económicos. . . 2.3 Alcance y productos finales El producto del trabajo realizado se puede reflejar en tres aspectos importantes: A. Crear un documento que explique y muestre la metodología seguida para realizar el modelo que permite crear el consumo de potencia donde se aprecien todos los pasos seguidos y criterios tenidos en cuenta durante el proceso. B. Entregar un análisis completo de consumo de potencia donde se reflejen los problemas de consumo eléctrico y pérdidas económicas. En este documento también se presentarán las soluciones propuestas para reducir estos consumos. C. Presentar un estudio económico donde se resalte la relación beneficio-‐costo de la implementación del proyecto. Mediante estos tres aspectos, utilizando estándares nacionales e internacionales, se muestra la aplicación de la metodología para mejorar la Eficiencia Energética actual en edificaciones comerciales. Como parámetros relevantes del proyecto de grado se consideran tres: la metodología la cual presenta un nivel de satisfacción deseado, el caso de estudio en el bloque SD de la Universidad .

(6) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 6 . de los Andes que presenta un nivel de satisfacción deseado, y el estudio económico que presenta un nivel de aceptación de satisfacción deseado. . 3. DESCRIPCIÓN DE LA PROBLEMÁTICA Y JUSTIFICACIÓN DEL TRABAJO Actualmente los países desarrollados, y en general la sociedad actual, han creado una preocupación acerca del impacto ambiental que tienen las grandes ciudades del mundo y aquellas en crecimiento. Debido a esto, se han desarrollado campañas en diferentes países las cuales promueven el uso racional y eficiente de la energía. En el año 1997 se realizó en la ciudad de Kioto un acuerdo donde los países industrializados se comprometieron a reducir en un 5% las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). A partir del año 2005, este pacto entró a regir dentro de los países que habían hecho el acuerdo originalmente. A partir de este punto, se han creado organizaciones que otorgan certificaciones internacionales tales como la etiqueta Energy Star otorgada por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) y el Departamento de Energía (DOE) y la certificación internacional ISO 14001 y 50001 otorgada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) las cuales están orientadas a promover el uso racional de la energía mediante el mantenimiento de la rentabilidad del edificio y la reducción de los impactos ambientales del mismo. Otras organizaciones dedicadas a entregar estas certificaciones son: BEEAM, LEED, Green Star y Green Globes, entre otros. Siguiendo este orden de ideas, la metodología que se creará en este proyecto de grado permitirá observar y analizar la importancia de este tipo de proyectos para edificios comerciales. Si se llegarán a cumplir todos los objetivos de esta metodología, se podría otorgar estas certificaciones o “etiquetas verdes” a los edificios comerciales. Esto tendría diferentes ventajas, basándose en la ISO 50001, tales como: • “Demostrar el compromiso medioambiental a los grupos de interés. • Demostrar a clientes y empleados potenciales el enfoque innovador y progresista. • Mejorar la gestión de riesgos medioambientales, ahora y en el futuro • Mejorar la reputación por medio de la prácticas respetuosas con el medio ambiente” [1] • “Proporcionar a las organizaciones la forma de integrar la eficiencia energética a las prácticas actuales de gestión. • Proporcionar una metodología lógica y coherente para la identificación y la aplicación de mejoras de la eficiencia energética que contribuyan a la mejora continua de la misma en las instalaciones de la organización. • Ofrecer orientación para definir la línea base, medir, documentar e informar las mejoras en los indicadores de desempeño energético y su impacto sobre las reducciones de las emisiones de GEI. • Crear transparencia y normalización en la gestión energética donde actualmente no existe, facilitando el reconocimiento y generalización de las mejores prácticas de dicho tema. • Proporcionar un marco a las organizaciones para alentar los proveedores a gestionar su energía multiplicando la reducción de la intensidad energética de cada organización participante. .

(7) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales • • • • • •. 7 . Reducir los costos de producción relacionados al consumo eléctrico. Obligar a pensar y establecer la seguridad del suministro energético a mediano y largo plazo. Reducir la exposición de la organización a las fluctuaciones de los costos energéticos. Ofrecer a las organizaciones con operaciones en más de un país una sola norma para la aplicación armonizada en toda la organización. Facilitar el acceso a mercados voluntarios de reducción de GEI. Establecer un criterio homogéneo y efectivo en el mercado de servicios de eficiencia energética. ” [2] . En el marco nacional, basándose en la Ley 697 del 2001, este proyecto tendría un impacto muy importante ya que, debido a que se presenta una metodología entorno a la Eficiencia Energética y el uso racional y eficiente de la energía, se está abordando asuntos de interés social, público y de conveniencia nacional fundamental para asegurar el abastecimiento energético, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de energías no convencionales de manera sostenible con el medio ambiente y los recursos naturales. [3] . 4. MARCO TEÓRICO, CONCEPTUAL E HISTÓRICO 4.1 Marco Teórico A continuación se muestran las definiciones específicas de los conceptos más importantes y más tratados en el marco teórico y a lo largo del proyecto. Éstas están definidas en la Ley 697 del 2001, las cuales son: 1. “URE: es el aprovechamiento óptimo de la energía en todas y cada una de las cadenas energéticas, desde la selección de la fuente energética, su producción, transformación, transporte, distribución, y consumo incluyendo reutilización cuando sea posible, buscando en todas y cada una de las actividades, de la cadena el desarrollo sostenible. 2. Uso eficiente de la energía: Es la utilización de la energía, de tal manera que se obtenga la mayor eficiencia energética, bien sea de una forma original de energía y/o durante cualquier actividad de producción, transformación, transporte, distribución y consumo de las diferentes forma de energía, dentro del marco del desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre medio ambiente y los recursos naturales renovables. 3. Desarrollo sostenible: Se entiende por desarrollo sostenible el que conduzca al crecimiento económico, a la elevación de la calidad de la vida y al bienestar social, sin agotar la base de recursos naturales renovables en que se sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de la generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades. 4. Aprovechamiento óptimo: Consiste en buscar la mayor relación beneficio-‐costo en todas las actividades que involucren el uso eficiente de la energía, dentro del marco del .

(8) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 5.. 6.. 7.. 8.. 9.. 10. 11. 12. 13.. 14.. 8 . desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre medio ambiente y los recursos naturales renovables. Fuente energética: Todo elemento físico del cual podemos obtener energía, con el objeto de aprovecharla. Se dividen en fuentes energéticas convencionales y no convencionales. Cadena Energética: es el conjunto de todos los procesos y actividades tendientes al aprovechamiento de la energía que comienza con la fuente energética misma y se extiende hasta su uso final. Eficiencia Energética: Es la relación entre la energía aprovechada y la total utilizada en cualquier proceso de la cadena energética, dentro del marco del desarrollo sostenible y respetando la normatividad vigente sobre medio ambiente y los recursos naturales renovables. Fuentes convencionales de energía: Para efectos de la presente ley son fuentes convencionales de energía aquellas utilizadas de forma intensiva y ampliamente comercializadas en el país. Fuentes no convencionales de energía: Para efectos de la presente ley son fuentes no convencionales de energía, aquellas fuentes de energía disponibles a nivel mundial que son ambientalmente sostenibles, pero en el país no son empleadas o son utilizadas de manera marginal y no se comercializan ampliamente. Energía Solar: Llámese energía solas a la energía transportada por las ondas electromagnéticas provenientes del sol. Energía Eólica: Llámese energía eólica a la energía que puede obtenerse de las corrientes de viento. Geotérmica: Es la energía que puede obtenerse del calor del subsuelo terrestre. Biomasa: Es cualquier tipo de materia orgánica que ha tenido su origen inmediato como consecuencia de un proceso biológico y toda materia vegetal originada por el proceso de fotosíntesis, así como de los procesos metabólicos de los organismos heterótrofos. Pequeños aprovechamientos hidroenergéticos: Es la energía potencial de un caudal hidráulico en un salto determinado que no supere el equivalente a los 10 MW.” [3] . Uno de los conceptos más importantes es Green Building System (GBS). A través de este concepto, se pueden analizar todos los aspectos a tener en cuenta al momento de realizar una certificación de “etiqueta verde”. Entre estos aspectos, se encuentran los siguientes: 1. Sitios sostenibles: Se busca minimizar el impacto de las edificaciones en los ecosistemas desde la construcción hasta la operación y mantenimiento del mismo. 2. Eficiencia del agua: Busca crear sistemas inteligentes en el uso del agua para reducir su consumo dentro de los edificios. 3. Energía y Atmósfera: Debido a que los edificios consumen una gran cantidad de energía y de electricidad, se busca integrar sistemas que permitan consumir menos recursos energéticos sin afectar las operaciones del edificio. Entre estos sistemas se .

(9) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 4. 5.. 6. 7. 8.. 9 . encuentran el uso de luminarias ahorradoras, sistemas de ventilación inteligentes, uso de energías no convencionales como por ejemplo la energía solar, etc. Recursos y Materiales: Busca disminuir los desperdicios creados por la construcción y operación del edificio incitando a reciclar estos desperdicios de forma eficiente. Calidad Ambiental Interior: Busca mejorar la calidad del ambiente dentro de las edificaciones por medio de sistemas que permitan, desde el flujo de aire desde el exterior hasta el interior, hasta el acceso de la luz natural al interior del edificio. Ubicación y Conexión: Evalúa cómo el edificio interactúa con el lugar donde se encuentra y cómo se conecta con la comunidad donde se encuentra. Conciensación y Educación: Busca que no sólo la construcción sea eficiente, sino las personas practiquen “actividades verdes” con el fin de obtener una eficiencia máxima. Innovación en Diseño: Busca la innovación de tecnologías y estrategias para mejorar el rendimiento de los edificios. [4] . Básicamente, el GBS busca que un edificio sea eficiente desde su construcción utilizando materiales ecológicos y reciclados hasta su operación y mantenimiento logrando un nivel de confort entre las personas que trabajan o habitan en ellos. También se tiene en cuenta tanto la educación de las personas orientada a lograr esta eficiencia como el impacto de los edificios sobre el medio ambiente y la sociedad. Este proyecto se centra en el aspecto de Energía debido a que se busca la implementación de sistemas inteligentes y/o ahorradores de energía para lograr disminuir el consumo eléctrico y en la inclusión de fuentes de energías renovables para ayudar a suplir el consumo eléctrico del edifico. Los sistemas inteligentes que permiten mejorar la eficiencia energética se les conoce como Energy Conservation Opportunities (ECO). Estos sistemas “pueden ser calificados financieramente en dos grandes áreas: las medidas de limpieza y los cambios físicos. Las medidas de limpieza son los ECOs que no requiere inversión de capital importante. Ejemplos de medidas de mantenimiento son las siguientes: a) Apagar los equipos que no están siendo usados. b) Realizar una limpieza adecuada o reemplazar los filtros de aire periódicamente. c) Reorganizar los horarios de operación de los equipos mediante estrategias que proporcionen un mejor uso. d) Cerrar puertas, ventanas u otras aberturas que permitan que el aire acondicionado no funcione eficientemente. e) Realizar un mantenimiento adecuado de todos los equipos. Los cambios físicos incluyen la compra de nuevos equipos, los cambios en la estructura externa del edificio, los controles de la instalación o la separación de circuitos de iluminación. (…) La clasificación funcional de un ECO incluye uno o más de los siguientes literales: a) Aplicación: Evaluar la energía necesaria para llevar acabo la tarea con el objetivo de utilizar sólo la cantidad de energía necesaria. b) Utilización: Examinar el proceso o el objetivo final del equipo con el fin de cambiar la forma en que se utilice y así reducir el consumo de energía. c) Reclasificación: Evaluar el proceso general para el cual es usado el equipo y poder determinar la mejor ubicación desde un punto de vista energético. .

(10) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 10 . d) Modificación: Mejora la utilización de energía por cambios físicos en el proceso donde es usado el equipo. e) Mantenimiento: Determinar el tipo y cuantía de los elementos de mantenimiento del equipo que reducen el uso de la energía. Los ECOs se dividen en 10 tipos de equipos que componen un edificio. Estos son: central de aire acondicionado y sistemas de refrigeración, calderas y sistemas de calefacción, sistemas de bombeo, torres de enfriamiento, sistemas de tratamiento y distribución de aire, sistemas de iluminación, sistemas eléctricos del edificio, sistemas de automatización del edificio, la envolvente del edificio, las fuentes de energías renovables en algunos casos.”[5] . 4.2 Marco Conceptual Como se mencionó anteriormente, existen diferentes identidades, nacionales e internacionales, que clasifican y otorgan certificaciones a diferentes construcciones basándose en una serie de prerrequisitos y puntos los cuales, de cumplir con éstos, se certifican con “etiquetas verdes”. Los sistemas de clasificación internacionales más importantes son los siguientes: BREEAM: “Creado en 1990 por el Building Research Establishment (BRE) del Reino Unido, fue el primer sello de certificación desarrollado después del protocolo de Kyoto. Este sello es una herramienta que mide la sostenibilidad de distintos tipos de edificaciones, nuevas y existentes y se enfoca en los impactos de las edificaciones en su entorno. De igual manera, tiene una versión para desarrollos urbanos, denominada “BREEAM Communities”.[6] LEED®: “La certificación Liderazgo en Energía y Diseño Medio Ambiental, (LEED por sus siglas en inglés) es el sello desarrollado originalmente en 1993 por el Consejo Estadounidense de Construcción Sostenible (United States Green Building Council, USGBC). ”[6] Dentro de este sistema, se encuentran diferentes programas de certificación: LEED-‐NC para nueva construcción y grandes reformas, LEED para edificaciones existentes, LEED EB: O&M para operación y mantenimiento, LEED para interiores comerciales, LEED Core & Shell para interiores y exteriores, LEED para colegios, LEED para ventas al por mayor, LEED para la salud, LEED para los hogares y LEED para el entorno de desarrollo. [7] GREEN STAR: “Creado en 2003 por el Consejo Australiano de Construcción Sostenible, esta basado en LEED® y en BREEAM. Evalúa el diseño ambiental así como la construcción de los edificios y busca establecer un lenguaje común y una medida estándar. Está diseñado especialmente para las condiciones australianas y se han creado versiones para Nueva Zelanda y Sudáfrica. CASBEE El Sistema de Evaluación Compresivo para la Eficiencia Ambiental de Edificaciones (CASBEE por sus siglas en inglés) fue desarrollado en 2002 por el Consejo Japonés de Construcción Sostenible junto con varias agencias gubernamentales de ese país. Tiene versiones para edificaciones nuevas, edificaciones existentes, renovación, vivienda unifamiliar, áreas urbanas y edificios, desarrollo urbano y avalúos inmobiliarios.” [6] ENERGY STAR: “Este es un programa voluntario de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) y del Departamento de Energía (DOE) puesto en marcha en 1995. Las .

(11) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 11 . calificaciones se otorgan en base exclusivamente en la eficiencia energética(…). Después de implementar las mejoras en eficiencia energética se espera un año de funcionamiento del edificio nuevo o existente y se toma un punto de referencia con una base de datos de uso real de energía de edificios similares. Edificios con un 25% de eficiencia energética pueden optar por la etiqueta ENERGY STAR.”[5] GREEN GLOBES: “Fue originalmente desarrollado por una empresa privada canadiense junto con BREEAM del Reino Unido (…). En 2004 se fundó Green Building Initiative® (GBI) en Oregón como una organización sin animo de lucro y se adquirió la licencia para promover y desarrollar Green Globes en Estados Unidos. (…) Los proyectos de califican como un porcentaje de puntos conseguidos, sobre una base de 1000 puntos totales. Green Globes tiene un sistema de clasificación para la nueva construcción y reformas importantes (NC) y para la mejora continua de los edificios existentes (CIEB). Pueden calificar para esta certificación proyectos residenciales, comerciales y multifamiliares.”[5] A nivel nacional, existe una serie de leyes que mencionan el uso racional de la energía con el fin de incentivar estas prácticas. Por ejemplo, la ley 697 del 2001, dice que “El Gobierno Nacional propenderá por al creación de programas de investigación en el Uso Racional y Eficiente de la Energía a través de Colciencias.(…) El Icetex beneficiará con el otorgamiento de préstamos a los estudiantes que quieran estudiar carreras o especializaciones orientados en forma específica a aplicación en el campo URE.”[3] El Artículo 50 de esta misma ley, crea el Programa de Uso Racional y Eficiente de la energía y demás formas de energía no convencionales “PROURE”, “cuyo objeto es aplicar gradualmente programas para que toda la cadena energética esté cumpliendo permanentemente con los niveles mínimos de eficiencia energética y sin prejuicio de lo dispuesto en la normatividad vigente sobre medio ambiente y los recursos naturales renovables.”[3] “La priorización y enfoque de las estrategias, subprogramas y líneas de acción del programa de Uso Racional y Eficiente de Energía PROURE se orientan fundamentalmente a la disminución de la intensidad energética, al mejoramiento de la eficiencia energética de los sectores de consumo y la promoción de las fuentes no convencionales de energía, en función de la identificación de los potenciales y la definición de metas por ahorro energético y participación de las fuentes y tecnologías no convencionales en la canasta energética del país.”[8] De manera particular, en Colombia se creó el Sello Ambiental Colombiano (SAC). Este sello “es una etiqueta que consiste en un dispositivo o sello, otorgado por una institución independiente (como el ICONTEC), y que puede portar un producto o servicio que cumpla con unos requisitos preestablecidos para su categoría. Un producto identificado con el logo del Sello Ambiental Colombiano indica, según sea aplicable a su naturaleza, que: • Hace uso sostenible de los recursos naturales que emplea (materia prima e insumos). • Utiliza materias primas que no son nocivas para el ambiente. • Emplea procesos de producción que involucran menos cantidades de energía o que hacen uso de fuentes de energías renovables, o ambas. • Considera aspectos de reciclablilidad, reutilizable o biodegradabilidad. • Usa materiales de empaque, preferiblemente reciclable, reutilizable o biodegradable y en cantidades mínimas. .

(12) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales •. 12 . Emplea tecnologías limpias o que generan un menor impacto relativo sobre el ambiente. Indica a los consumidores la mejor forma para su disposición final. . En marzo de 2010 se inició la formulación del Sello Ambiental Colombiano para Edificaciones Sostenibles (SAC-‐ES), con el liderazgo del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, el ICONTEC y el trabajo conjunto de empresarios, universidades y gremios. El consejo Colombiano de Construcción Sostenible apoya de manera estructural las labores de este Comité. A marzo de 2011, la formulación de este Sello ha avanzado en un 60%. Este porcentaje de avance se traduce en que se han consensuado casi en su totalidad los siguientes temas: aspectos e impactos ambientales, riesgos, localización, ahorro y uso eficiente del agua, e impactos durante la construcción.”[6] . 4.3 Marco Histórico Colombia actualmente posee cerca de 60 edificaciones con certificación LEED en diferentes programas de certificación. En las siguientes listas se muestran estos edificios, y cual es el programa en el cual están certificados: . . .

(13) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 13 . Tabla 1. Edificaciones colombianas con certificados LEED. [9]. 5. DEFINICION Y ESPECIFICACION DEL TRABAJO 5.1 Definición Para este proyecto, el cual muestra el planteamiento de una metodología y un modelo que permita evaluar la Eficiencia Energética en edificaciones comerciales, se tienen en cuenta diferentes consideraciones. La Eficiencia Energética, como se mencionó anteriormente, es un conjunto de acciones elaboradas durante ejecución de un proyecto con el objetivo de utilizar la energía de manera óptima en las instalaciones. La energía para estas instalaciones puede venir de diferentes fuentes de energía, como por ejemplo, en Colombia, combustibles fósiles, gas natural, carbón, biomasa, hidroenergía (generación eléctrica) y combustibles procesados en refinerías. Específicamente para este proyecto, se trata sólo con la fuente de generación eléctrica debido a que los edificios comerciales para la cual la metodología está diseñada, se encuentran en ciudades donde éstos se encuentran conectados al sistema de distribución de la ciudad. Adicionalmente, se analiza el sistema de iluminación del edificio ya que se conocen tecnologías existentes en el mercado que pueden ser utilizadas para analizar la posibilidad de implementación de ECO’s en el edificio. Al aplicar estas tecnologías en el modelo, el consumo eléctrico del edificio cambia con respecto a su consumo normal considerando el sistema de iluminación actual, lo que permite un análisis económico, técnico y ambiental del proyecto. . 5.2 Especificaciones La metodología para valorar la Eficiencia Energética está orientada fundamentalmente hacia la disminución de la intensidad energética (únicamente la relacionada con electricidad como fuente de alimentación) y desarrollar y promover un uso eficiente de la energía en el sector comercial mediante la identificación de los potenciales y metas de ahorro energético. 1 1.. PROURE, 1. Panorama energético nacional, pp. 1 .

(14) Estudio de eficiencia energética en edificaciones comerciales . 14 . Es importante resaltar que la metodología presentada en este proyecto es un proceso que se debe incluir en la gestión de proyectos, y es un proceso cíclico donde la etapa de retroalimentación es muy importante debido a que mediante ésta se permite conocer el estado del consumo eléctrico del edificio, conocer el funcionamiento y comportamiento de las nuevas tecnologías en los centros de consumo, documentar apropiadamente la gestión de la Eficiencia Energética y, por último, conocer el estado del edificio en el momento de aplicar a alguna certificación nacional y/o internacional. Para poder aplicar la metodología, se deben cumplir una serie de requisitos necesarios para poder evaluar la Eficiencia Energética: •. •. •. •. Tener una completa información del sistema de consumo ü Se puede realizar mediante mediciones con equipos especializados en obtención de parámetros eléctricos tales como voltaje, corriente, potencia activa, potencia reactiva, factor de potencia, entre otros. ü Se puede conocer mediante las facturas entregadas al edificio comercial por el comercializador de la red de distribución en la ciudad. ü Se puede conocer mediante la información suministrada por la planta física del edificio en cuanto a las cargas, su comportamiento y sus características técnicas y eléctricas. Realizar una clasificación que permita diferenciar los sistemas que componen al edifico, tales como los sistemas de iluminación, ascensores, UPS, aire acondicionado, hidrobombas, etc. ü Realizar una clasificación de las cargas que componen cada sistema, según lo mencionado en la IEEE Std 739 -‐ 1995.2 Esto es con el fin de identificar potenciales de ahorro. Conocer las tecnologías existentes en el mercado que pueden ser utilizadas en la implementación de sistemas de ahorro energético. ü Para esta implementación, se deben conocer diferentes aspectos de estas tecnologías, tales como los precios en el mercado, la disponibilidad y los recursos necesarios para la instalación, operación y mantenimiento de las mismas. Tener conocimiento de indicadores financieros que permitan la tomar una decisión acertada en cuanto a las posibles soluciones que se puedan presentar e implementar en la gestión de la Eficiencia Energética. . En cuanto al modelo planteado en este proyecto, se utilizaron modelos probabilísticos que permitieron determinar el consumo del edifico mediante la identificación de las curvas de carga de los diferentes sistemas que conforman el edificio comercial. Debido a que estos modelos utilizan observaciones para obtener el comportamiento del uso de estos sistemas, es 2. IEEE Std 739 – 1995. Chapter 2: Organizing for Energy Management, 2.3.4 Establishing load type for demand control.