Auditoría energética (Informe de propuestas de mejora - EFM)..

AUDITORÍA ENERGÉTICA EFM S.A.
IngeMek – Ingenieros Página 1 de 53
Auditoría Energética Industrial (modelo)
INFORME DE PROPUESTAS DE
MEJORA
EFM S.A.
C/. Tesla & Westinghouse, 15.
Pol. Industrial El Rayo, pab. 3.
48.095 - Barakaldo (Vizcaya)
(NOTA: ESTA AUDITORÍA ESTÁ BASADA EN CÁLCULOS REALES PERO POR LA LPD SE HAN VARIADO NOMBRES DE EMPRESA)

Contenido
1. MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA...................................................................................... 3
1.1. MEJORA 1: BAJAR LA PRESIÓN DEL COMPRESOR HABITUAL....................................................................... 3
1.2. MEJORA 2: OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRATADA PARA LA TARIFA 6.1 DE 6
PERÍODOS........................................................................................................................................................................ 5
1.3. MEJORA 3: INCORPORAR VARIADORES DE VELOCIDAD A BOMBAS...................................................... 15
1.4. MEJORA 4: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO EN ZONA DE TALLER-PLANTA
PRIMERA POR LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN..................................................................... 20
1.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS FLUORESCENTES T8 DE 58 W POR SISTEMA ADAPTADOR DE
LUMINARIA ECO-TUBO PARA LÁMPARA T5 DE 35 W EN ZONA DE TALLER-SÓTANO. ......................................... 23
1.6. MEJORA 6: RECUPERACIÓN AIRE CALIENTE DEL COMPRESOR PARA CALEFACCIÓN TALLER............. 28
1.7. MEJORA 7: PANELES SOLARES TÉRMICOS PARA AGUA CALIENTE SANITARIA. ....................................... 33
1.8. MEJORA 8: SISTEMA DE ILUMINACIÓN NATURAL CON LUCERNARIOS EN LA CUBIERTA ....................... 37
2. CUADRO-RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS ........................................................................................... 49
3. AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS.......................................................................................... 50
4. INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA ........................................................................................................................... 50
5. EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS........................................................................................................................... 50
6. RECOMENDACIONES FINALES................................................................................................................................ 51

1. MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA
1.1. MEJORA 1: BAJAR LA PRESIÓN DEL COMPRESOR HABITUAL.
Como ya se explicó anteriormente (ver sección correspondiente), se trata de bajar la presión de consigna
de 8,1 a 7,5 bar, es decir: 0,6 bar.
Tipo
Potencia total consumida
(según método analítico)
Potencia total consumida
(según método gráfico)
Valor 10,679 kW 4 % sobre potencia total
Horas 230 x 24 = 5.520 h
Tipo Energía total ahorrada (frente a 67,08 kW · 5.520 h = 370.281,60 kWh)
Ahorro energético 58.948,08 kWh 370.281,60 · 0,04 = 14.811,26 kWh
5,07 tep 1,27 tep
Tipo Ahorro y precio de la energía
Precio energía 0,0942453 €/kWh
Ahorro económico 5.555,58 € 1.395,89 €
Tabla 1. Ahorro obtenido mediante el procedimiento analítico y el gráfico.
Ya se comentó que el procedimiento para obtener analíticamente la potencia para la presión de 7,5 bar,
se basó en la ecuación en la que estaba el cociente entre la potencia y el flujo másico igualado a un valor
que cuadraba pero del que no podíamos despejar una variable con la otra y consideramos una
aproximación.
Un ahorro del 4 % en potencia entre 8,1 bar y 7,5 bar resultaría pasar de 48,112 a 46,188 kW y creemos que
es muy escasa la bajada de potencia y debemos tener en cuenta que el salto de 9 a 8,1 bar es del 43,7 %
y ese sí que está medido. Es por ello por lo que no es ni el resultado analítico ni el resultado mediante la
gráfica y hemos optado por tomar esa media.
No existen costes, y únicamente ventajas añadidas, por lo que es una medida de acción inmediata. No se
han considerado las horas que deba permanecer en mantenimiento y entre en su lugar el compresor de
reserva, por creer que su uso sería insignificante. Se reitera que de bajar a esa presión y no presentar
ningún problema la instalación, se pruebe de nuevo a reducir a 7,3 bar. Si funciona también
correctamente la fábrica con esa presión, el ahorro será aún mayor.
Como disponemos del valor del ahorro según la gráfica de dicha sección en función de la reducción de
presión, se opta por tomar la media de los dos valores:

SITUACIÓN ACTUAL
Presión compresor a 8,1 bar
Consumo energía compresor 2.010 (kWh/año) 370.281,60
Precio electricidad kWh (medio 2.010) (€) 0,0942453
Emisiones de CO2 (t/año) 171,77
CAMBIO PROPUESTO
Presión compresor a 7,5 bar
Consumo energía compresor 2.010 (kWh/año) 333.401,93
Emisiones de CO2 (ton/año) 154,66
INVERSIÓN
Cambiar presión de consigna (€) 0
TOTAL INVERSIÓN 0
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.475,74
AHORRO PORCENTUAL (%) 9,96
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 36.879,67
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 3,17
PERIODO DE RETORNO (años) Inmediato
AHORRO DE CO2 (t/año) 17,11
Tabla 2. Ahorro mediante la medida tomada de bajar la presión de consigna al compresor.

1.2. MEJORA 2: OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRATADA PARA LA
TARIFA 6.1 DE 6 PERÍODOS.
Para optimizar la potencia en alta tensión se requieren los registros cuartohorarios de todos los días de un
período, normalmente de un año. Este método se basa en minimizar el coste de potencia y energía a
través de la introducción de una función objetivo mediante restricciones impuestas al problema a través
de inecuaciones. Matemáticamente, para funciones objetivo y restricciones no lineales se suele denominar
problema de multiplicadores de Lagrange, mientras que si ambas son lineales, se denomina optimización
por programación lineal. Por tanto, todo cálculo realizado para mejorar la potencia contratada que no se
haya hecho siguiendo esta metodología, se trata simplemente de un ajuste “a ojo”. Nosotros lo haremos
así porque no hemos tenido todos los registros cuartohorarios de todo un año.
La facturación eléctrica se puede expresar en términos matemáticos como sigue:
donde:
o es la facturación total.
o es la facturación del término de potencia.
o es la facturación del término de energía activa.
o es la facturación del término de energía reactiva.
o es la facturación de alquileres, impuesto eléctrico.
Dado que se va a optimizar potencia contratada y no energía, que es inherente al consumo de los
aparatos, los términos y no sufrirán modificación al realizar la optimización. Sin embargo, sí, dado
que variará el valor, en concreto del impuesto eléctrico, según varíe el término .
A su vez, el término puede descomponerse en dos:
donde:
o es la facturación del término de potencia contratada.

o es la facturación de los excesos respecto a la potencia contratada.
Los valores de estos términos son los siguientes:
siendo:
o el precio anual del término de potencia en el período tarifario i.
o es la potencia contratada en el período i.
1,4064
siendo:
o es el coeficiente relacionado con el período tarifario i, según la tabla siguiente:
Coeficientes a añadir en
1 2 3 4 5 6
1 0,5 0,37 0,37 0,37 0,17
Tabla 3. Coeficientes asociados a potencia contratada.
o es la potencia demandada en el cuarto de hora j-ésimo del período i en que se haya
sobrepasado la potencia .
o , como ya se ha dicho, es la potencia contratada en el período i.
La restricción de potencias contratadas viene marcada por la siguiente expresión:
Por tanto, el procedimiento de cálculo será el siguiente:
1. Se procede a minimizar el coste de la potencia contratada de la función
a través de las restricciones:
mediante un algoritmo de cálculo programado mediante ordenador.

1. Una vez obtenidas las potencias que minimizan el gasto en tarifa anual, se introducen en 12 hojas
de cálculo los datos de precios de potencia y energía para obtener los términos , que habrán
variado cada uno mes a mes y se pone la diferencia de importe de factura entre lo que resulta con
las nuevas potencias contratadas respecto a las antiguas.
2. Se hace la suma de los ahorros de todos los meses, consiguiendo el ahorro anual total.
Variar la potencia contratada a través de la comercializadora eléctrica se denomina derecho de
enganche, y según la ITC 3519/2009 actualmente en vigor tiene para contratos de alta tensión que
cumplan V ≤ 36 kV, el precio de 79,491970 € (sin IVA). Es decir, por un módico precio se puede conseguir un
ahorro considerable.
Sólo observar las facturas eléctricas entregadas ya se ve que existe ahorro, dado que en ningún mes ha
llegado la potencia de los maxímetros en ningún período a la potencia contratada de cada uno de ellos,
razón para justificar a priori que existirá ahorro.
No obstante, se ve claramente que al incluir en las fórmulas anteriores los términos se ve necesario el
cálculo mediante el conocimiento de los valores tabulados de los 365 x 96 = 35.040 registros cuartohorarios
anuales. Y por otra parte, se aduce que el cálculo no se efectuará mediante programación lineal sino por
optimización mediante multiplicadores de Lagrange, dado que existen términos no lineales en la función
objetivo.
EFM ha facilitado de su comercializadora los registros cuartohorarios desde el 1/10/2010 al 23/04/2010,
insuficientes para el cálculo de un año. Por lo tanto, se ha procedido a calcular la potencia mínima de los
6 períodos sin que se llegue a disminuir por debajo de ningún registro de potencia máxima mensual
siempre considerando la restricción anteriormente explicada para las potencias.
Respecto a los precios de la tarifa hemos observado que ha cambiado la forma de calcular el precio de la
potencia a partir de 1º de junio de 2.010. Hasta el 31 de mayo, los precios computados para potencia eran
iguales independientemente del período facturado y estaban cifrados en precio/mes. Después, la
potencia se factura de acuerdo al período real facturado según una nueva base en €/kW· día y
multiplicado por los días del período, pues no es lo mismo un mes de 28 que otro de 31 días. Naturgas tiene
la peculiaridad de incluir el impuesto eléctrico en las facturas dentro de los precios, en lugar de calcular
posteriormente el impuesto eléctrico y sumarlo en la factura. No obstante, da igual y al final calculando
factura a factura da lo mismo.

Los precios de 2.010 son los siguientes:
Precio
Períodos tarifarios
P1 P2 P3 P4 P5 P6
Precios
reales de
factura hasta
31/05/2010
Potencia
(€/kW· mes)
1,425038 0,713136 0,521897 0,521897 0,521897 0,238123
Energía
(€/kWh· mes)
0,150003 0,126719 0,098931 0,083514 0,079490 0,058043
Precios
reales de
factura
desde
01/06/2010
Potencia
(€/kW· día)
0,046851 0,023446 0,017158 0,017158 0,017158 0,007829
Energía
(€/kWh· mes)
0,150003 0,126719 0,098931 0,083514 0,079490 0,058043
Tabla 4. Precios de la electricidad de la tarifa del contrato eléctrico.
Un mes medio se obtiene resolviendo:
1
365
í
ñ
12
ñ
30,41667
í

Si hacemos la división entre el precio anterior de la potencia en €/kW· mes y la nueva potencia expresada
en €/kW· día, y hacemos la media de los 6 valores se obtiene:
30,41656
í
No obstante, puede probarse a dividir cada una de las cifras de la potencia expresada en meses por el
valor del mes medio y cuadra hasta esa cifra decimal. Por lo tanto, el valor de la potencia no cambia,
salvo que se factura la potencia solo los días del período. Eso es exactamente lo mismo que se hacía
antes, salvo que ahora habrá meses que se pague un poco más y otros un poco menos por la potencia. En
el cómputo anual, el resultado de hacerlo de una forma u otra es indiferente.
La potencia máxima, mes a mes, por cada período tarifario, se refleja en la siguiente tabla, donde se han
marcado en amarillo los máximos. En mayo se han supuesto por lo comentado anteriormente.

Períodos Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic MEDIA MAXÍMETROS
Potencia
maxímetros
(kW)
P1 380 436 0 0 0 381 405 0 0 0 0 412 167,83
P2 392 428 0 0 0 389 426 0 0 0 0 416 170,92
P3 0 0 372 0 0 393 0 0 440 0 381 0 132,17
P4 0 0 392 0 0 410 0 0 422 0 412 0 136,33
P5 0 0 0 436 424 0 0 0 0 429 0 0 107,42
P6 364 420 396 400 410 367 425 352 413 401 381 397 393,83
Tabla 5. Potencias máximas registradas por períodos, mes a mes.
Hemos determinado la potencia a contratar “a ojo” sabiendo que en el período 1 era de 436 kW. La
mantenemos en el P2 (por ser menor) y luego la subimos a 440 kW desde P3 a P6, pues ya no la
podemos bajar, según la ecuación de restricciones de P1 a P6. De esta manera, en ningún momento
nos pasamos de la potencia contratada en los registros cuartohorarios, pues sabemos la potencia
máxima de cada mes. Por debajo de esos valores y sin los registros cuartohorarios completos no
podemos determinar el ahorro, pero estamos seguros de que sería más cuantioso que el que hemos
determinado, pues tras una simple observación de la tabla anterior nos percatamos que el valor
máximo de 440 dista mucho del resto de valores, por lo que la penalización que sufriría en ese mes de
septiembre, que puede ser en instantes puntuales, hace que sea muy pequeña frente al resto de
potencias.
Por lo tanto, las nuevas potencias a contratar son:
POTENCIA A CONTRATAR (kW)
P1 P2 P3 P4 P5 P6
436,00 436,00 440,00 440,00 440,00 440,00
P1 ≤ P2 ≤ P3 ≤ P4 ≤ P5 ≤ P6
Tabla 6. Potencias a contratar.
Frente a las anteriores:
POTENCIAS CONTRATADAS AHORA (kW)
P1 P2 P3 P4 P5 P6
500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00
P1 ≤ P2 ≤ P3 ≤ P4 ≤ P5 ≤ P6
Tabla 7. Potencias actuales.

El ahorro es el siguiente:
AHORRO (€) (INCLUYE IVA)
Fact.1 Fact.2 Fact.3 Fact.4 Fact.5 Fact.6 Fact.7 Fact.8 Fact.9 Fact.10 Fact.11 Fact.12 AHORRO TOTAL (€)
ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 nov-10 dic-10
3.456,04
284,31 284,31 284,30 284,31 284,30 285,23 294,70 294,71 285,23 294,71 285,23 294,70
Tabla 8. Ahorro desglosado mes a mes.
Fig. 1. Importes facturas optimizadas y sin optimizar (con IVA).

RESUMEN DE TODAS LAS FACTURAS CON LA POTENCIA OPTIMIZADA (CON IVA Y SIN IVA)

PERÍODO
CONSUMO
(kWh)
TÉRMINO DE
POTENCIA
(€)
TÉRMINO DE
ENERGÍA
(€)
ENERGÍA
REACTIVA
(€)
IMPUESTO
ELECTRICIDAD
(€)
ALQUILER
EQUIPOS
(€)
TOTAL PAGADO
CON AHORRO
CON IVA (€)
AHORRO
(€)
(CON
IVA)
TOTAL
PAGADO
SIN AHORRO
CON IVA (€)
ene-10 166.550,00 1.725,91 16.784,21 0,00 946,37 158,70 21.655,83 284,31 21.940,14
feb-10 168.897,00 1.725,91 17.306,04 0,00 973,05 158,70 22.261,15 284,31 22.545,46
mar-10 186.167,00 1.725,91 14.263,01 0,00 817,46 158,70 18.731,24 284,30 19.015,54
abr-10 169.860,00 1.725,91 12.015,23 0,00 702,54 158,70 16.123,81 284,31 16.408,12
may-10 195.443,20 1.725,91 13.712,36 0,00 789,31 158,70 18.092,49 284,30 18.376,79
jun-10 178.228,00 1.702,29 15.957,81 0,00 902,91 156,49 21.023,58 285,23 21.308,81
jul-10 196.736,00 1.759,05 18.729,55 0,00 1.047,52 161,71 24.367,37 294,70 24.662,07
ago-10 79.773,00 1.759,05 4.282,02 0,00 308,86 161,71 7.319,28 294,71 7.613,99
sep-10 181.608,00 1.702,29 12.582,29 0,00 730,33 156,49 17.040,46 285,23 17.325,69
oct-10 167.442,00 1.759,05 10.387,13 0,00 621,00 161,71 14.523,31 294,71 14.818,02
nov-10 192.437,00 1.702,29 13.095,98 0,00 756,59 156,49 17.646,62 285,23 17.931,85
dic-10 126.749,00 1.759,05 12.253,73 0,00 716,43 161,71 16.725,91 294,70 17.020,61
TOTAL 2.009.890,20 20.772,62 161.369,36 0,00 9.312,37 1.909,81 215.511,05 3.456,04 218.967,09
AHORRO (%) 1,60
Tabla 9. Facturas calculadas con el impuesto eléctrico al final que es como deberían facturarse (con IVA).
PERÍODO
TOTAL PAGADO
CON AHORRO
SIN IVA (€)
AHORRO (€)
(SIN IVA)
TOTAL PAGADO SIN
AHORRO SIN IVA (€)
ene-10 18.668,82 245,09 18.913,91
feb-10 19.190,65 245,09 19.435,74
mar-10 16.147,62 245,09 16.392,71
abr-10 13.899,84 245,09 14.144,93
may-10 15.596,97 245,09 15.842,06
jun-10 17.816,59 241,72 18.058,31
jul-10 20.650,31 249,75 20.900,06
ago-10 6.202,78 249,75 6.452,53
sep-10 14.441,07 241,72 14.682,79
oct-10 12.307,89 249,75 12.557,64
nov-10 14.954,76 241,72 15.196,48
dic-10 14.174,49 249,76 14.424,25
TOTAL 184.051,79 2.949,63 187.001,42
AHORRO (%) 1,60
Tabla 10. Facturas calculadas (sin IVA).

A continuación ponemos 2 facturas ejemplo, la de enero de 2010, una la que tiene EFM y otra la factura
mejorada.
Fig. 2. Factura de enero 2010 normal (sin mejorar).

Fig. 3. Factura de enero 2010 mejorada.

Resumen medida, con valores sin IVA:
SITUACIÓN ACTUAL
Potencias contratadas
Electricidad anual gastada (€) 187.001,42
CAMBIO PROPUESTO
Nuevas potencias contratadas
Electricidad anual gastada (€) 184.051,79
Emisiones de CO2 (ton/año) 85,38
INVERSIÓN
Derechos enganche (cambio de potencia) 79,49
TOTAL INVERSIÓN 79,49
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0
PERIODO DE RETORNO (años) Menos de un mes
Tabla 11. Situación actual y cambio propuesto.

1.3. MEJORA 3: INCORPORAR VARIADORES DE VELOCIDAD A BOMBAS
 Bomba Pedrollo F32/200B. Esta bomba impulsa el agua de la torre de refrigeración al horno Insertec
para su enfriamiento.
Proponemos poner un variador de velocidad marca ABB y modelo ACS310-03E-13A8-4 a dicha bomba
Se supone una altura manométrica entre el depósito de succión de la bomba y el nivel del depósito del
horno de 10 m. Los datos de curvas y características técnicas aparecen a continuación para n = 2.900
rpm.
Tabla 12. Curva de la bomba Pedrollo F32/200B.

Supongamos un funcionamiento de 230 días al año durante 16 horas/día, es decir que en total va a
funcionar al año 3.680 horas. Se toma la hipótesis de que hay 8 horas que no funciona de los días que está
la fábrica en marcha.
Actualmente se realiza, entendemos, la regulación del caudal mediante estrangulamiento de una válvula
accionada por el controlador del proceso. Otro procedimiento típico de regulación es el de “todo-nada”,
es decir, arrancar y para la bomba cuando se precise de forma manual. Se propone alimentar el motor
que arrastra la bomba mediante un variador de frecuencia.
Las hipótesis han sido planteadas con un porcentaje de caudal que viene registrado en la siguiente
figura 4.
Net Present Value (NPV) es usado para analizar inversiones y es el equivalente en español al VAN (valor
actual neto).
La fórmula para calcular el NPV involucra el tipo de interés de financiación i en tanto por uno. Puede ser
variable año tras año, o bien elegir una tasa plana para toda la duración de la amortización en número de
años (n) de la compra, tal y como sigue.
ó

1
Se incidió sobre esta expresión en su apartado correspondiente.

El variador de frecuencia elegido es el ACS310-03E-13A8-4 de ABB, según la figura siguiente del programa
de cálculo PumpSave 4.4.
Fig. 4. Elección de variador para la bomba Pedrollo F32/200 B.

 Bomba refrigeración máquinas, de 15 kW.
Se toman los valores aproximados que aparecen en la figura siguiente.
El funcionamiento es el mismo que para la otra bomba: 230 días al año durante 16 horas/día, con 3.680
horas.
En esta ocasión el variador de frecuencia elegido es el ACS310-03E-34A1-4de ABB, según la figura
siguiente, teniendo el mismo coste que el anterior modelo.

Fig. 5. Elección de variador para la bomba refrigeración máquinas.
Existen algunas bombas más en circuitos hidráulicos, entre las que referimos:
1. Bombas de rotor húmedo y seco, caldera-circuito calefacción oficinas.
 Bomba SEDICAL SP30/8-B para la impulsión desde la caldera a los radiadores de calefacción de
las oficinas, con un consumo del motor de 0,195 kW, caudal normal de 3.644 l/h y una pérdida
de carga de 6 m.c.a.
 Bomba SEDICAL SP30/7 para el retorno a la caldera desde los radiadores de las oficinas, con un
consumo de 0,185 kW, caudal normal de 3.500 l/h y una pérdida de carga de 4,5 m.c.a.
2. Bomba, caldera-circuito calefacción oficinas.
 Bomba modelo M-50, para el retorno del horno a la torre de refrigeración, con un consumo de
1,5 CV, caudal normal de 16.000 m3/h y 3.000 rpm.
Dado su bajo consumo, no se estudian pues no saldría rentable poner un variador.

SITUACIÓN ACTUAL
Sin Variador de velocidad Bomba Pedrollo F32/200B Bomba refrig. máquinas Total
Potencia absorbida (kW) 5,5/0,91 6,04 16,48 -
Nº horas (h) 3.680 3.680 -
Energía consumida (kWh/año) 22.227,2 60.646,4 82.873,6
Precio electricidad (€/kWh) 0,0942453 0,0942453 -
Energía eléctrica consumida (€/año) 2.094,81 5.715,64 7.810,45
Emisiones de CO2 (t/año) 10,31 28,13 38,44
CAMBIO PROPUESTO
Con variador de velocidad Bomba Pedrollo F32/200B Bomba refrig. máquinas Total
Energía consumida estimada según hoja de cálculo (kWh/año) 16.794,57 45.547,52 62.342,09
Precio electricidad (€/kWh) 0,0942453 0,0942453 -
Energía eléctrica consumida (€/año) 1.582,81 4.292,64 5.875,45
Emisiones de CO2 (t/año) 7,79 21,12 28,91
INVERSIÓN
Compra de variador 656 656 1.312
TOTAL INVERSIÓN 656 656 1.312
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 512 1.423 1.935
AHORRO PORCENTUAL (%) 24,4 24,9 24,6 (media)
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 5.432,63 15.098,88 20.531,51
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 63,17 175,55 238,72
PERIODO DE RETORNO (años) 1,3 0,5 0,9 (media)
AHORRO DE CO2 (t/año) 2,52 7,00 9,52
Tabla 13. Mejora por incorporar variador de velocidad a bomba.

1.4. MEJORA 4: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO EN ZONA DE
TALLER‐PLANTA PRIMERA POR LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA
PRESIÓN.
Comparamos la lámpara actual de vapor de mercurio de 400 W con la lámpara de vapor de sodio de
alta presión que tiene como características: mismo flujo luminoso, mayor eficacia, mayor reproducción
cromática, una vida media y útil superiores y una potencia de equipo menor y un tiempo de arranque muy
reducido en comparación a la de vapor de mercurio. En resumen, todo ventajas.
Lámpara Casquillo
Flujo
Lum.
Eficacia
(lm/W)
Temp.
color
IRC
(Ra)
Vida
media
Vida
útil (h)
Tensión
(V)
Int.
(A)
Tensión
arranque
Tiempo
arranque
Potencia
equipo
Precio
(€)
PHILIPS HPL-N
400W/542 E40
(vapor de
mercurio)
E40 22.000 55 4.200 >50 16.000 12.000 140 3,25 180 300 0,426
36,06
12,43
PHILIPS SON
Comfort 250W/621
E40 1SL (vapor de
sodio)
E40 22.000 88 2.150 65 24.000 16.000 100 3,0 198 5 0,274
59,97
34,35
Tabla 14. Características de las lámparas Philips a comparar. En negro los precios oficiales de Philips de su último catálogo. En rojo, precios observados en la
web http://www.getalamp.es. Tomaremos los precios oficiales.
Fig. 6. Características fundamentales de la lámpara de vapor de sodio de alta presión.

AHORRO LÁMPARAS
Lámparas a comparar
PHILIPS HPL-N
400W/542 E40
PHILIPS SON COMFORT
250W/621 E40 1SL

Vida
Media 16.000 24.000
Útil 12.000 16.000

En consumo
energético
Consumo energético (kWh) 0,426 0,274
Ahorro por balastro electrónico regulable (%) 0 %
Ahorro consumo energía (kWh) --- 0,152
Precio medio (€/kWh) 0,094245283
Total ahorro en consumo energético (€/h) --- 0,014325

Horas diarias de encendido 24 Precio total equipo unitario
(luminarias, reguladores,…)
0,00
Días/año de encendido 230
Total ahorro en consumo energético (€/año) 79,08
En lámparas
fluorescentes
Precio unitario lámpara (€) 36,06 59,97
Cambios de lámpara/año
Nº cambios 0,460 0,345
Coste (€) 16,59 20,69
Total ahorro en lámparas (€/año) 4,10 0
En mantenimiento
Coste mano de obra para reemplazos (€/h) 30
Coste mantenimiento
por año
Lámpara (tiempo en min)
7,50 7,50
15
Total ahorro en mantenimiento (€/año) 0,00 0,00

Balance total por lámpara sustituida (€/año) 4,10 79,08

Ahorro total por lámpara sustituida (€/año) 74,97

Lámparas instaladas 86

Ahorro total anual por tipo de lámpara (€/año) 6.447,72
Lámpara
PHILIPS SON COMFORT
250W/621 E40 1SL
Nº unidades 86
INVERSIÓN MUY FAVORABLE.
RETORNO RÁPIDO SEGÚN VRI
Precio €/Ud. 59,97 INVERSIÓN 5.157,42
PAYBACK (VRI)
(años decimales)
0,800
PAYBACK (VRI)
(meses decimales)
9,599
Ahorro energético x
lámpara (kWh/año)
839,04
Ahorro energético x todas las
lámparas (kWh/año)
72.157,44
Financiación
Tipo interés o rentabilidad
esperada (%)
Inflación (%)
esperada real (%)
RETORNO RÁPIDO SEGÚN VAN
4,00% 3,00% 7,12%
Amortización
(años decimales)
Subida anual media precio
electricidad (%)
PAYBACK (VAN)
(años decimales)
VAN en los años de
amortización
2,899 7,00% 0,801 7.716,36
Tabla 15. Ahorro de la lámpara de vapor de sodio respecto a la de vapor de mercurio.
El retorno de la inversión es de 0,8 años, es decir, 9,6 meses, y tanto el ahorro económico como energético
es espectacular, luego es una inversión muy ventajosa. Se trata de una excelente inversión.
Nota: la amortización, en el caso de lámparas, se puede definir fácilmente:
ó
ú
/ ñ
16.000
24 / í 230 í / ñ
2,899 ñ

El payback (VAN) se refiere a los años en los que el VAN se hace nulo, mientras que el payback (VRI) es el
retorno normal, como ya se explicó en el apartado correspondiente.
SITUACIÓN ACTUAL
Lámparas de vapor de mercurio
Potencia total conjunto lámparas (kW) 36,636
Nº horas año (h/año) 5.520
Energía total consumida (kWh/año) 202.230,72
Electricidad consumida (€/año) 19.059,29
CAMBIO PROPUESTO
Lámparas de vapor de sodio de alta presión
INVERSIÓN
Compra de las 86 lámparas 5.172,42
TOTAL INVERSIÓN 5.157,42
PERIODO DE RETORNO (años) 0,8
Tabla 16. Resumen del balance de ahorro con la medida propuesta.

1.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS FLUORESCENTES T8 DE 58 W POR
SISTEMA ADAPTADOR DE LUMINARIA ECO‐TUBO PARA LÁMPARA T5 DE 35 W EN
ZONA DE TALLER‐SÓTANO.
Existen unas 25 luminarias adaptables a las antiguas T8 denominadas Eco-Tubo EBM-135 de 38 W con
lámparas GE Starcoat T5 F35W/865 que han sustituido lámparas Osram T8 L58 W/865 Basic Cool Daylight.
Esto ya lo ha hecho EFM anteriormente. Aquí lo que se pretende es cuantificar el ahorro cambiando todas
las lámparas restantes y si es rentable.
Fig. 7. Especificaciones Eco‐Tubo seleccionado.
Lámpara Nº Tipo
Flujo
Lum.
(lm)
Eficacia
(lm/W)
Temp.
color
(K)
IRC
(Ra)
Vida
media
(h)
Vida
útil
(h)
Tensión
(V)
Int.
(A)
Potencia
unitaria
equipo
(kW)
Potencia
total (kW)
Precio unitario
lámpara (€)
Osram
L 58W/865 Basic
Cool Daylight
Fluorescente T8
175
Casquillo 613
Balastro
magnético con
cebador y
reactancia.
5.200 90 3.500 ≥ 80 18.000 20.000 ¿220? ±0,2 0,0696 12,18 3,08
GE Startcoat T5
F35W/865/ ECO
40
Fluorescente T5
25
Luminaria
adaptador Eco-
Tubo Matic EBM-
135R (Balastro
electrónico)
3.400 95 6.500 85 20.000 30.000 ¿220? 0,18 0,04 1,0
10,28 € (lámpara) +
57,72 (adaptador
luminaria Eco-
Tubo).Total: 68 €.
Dto: 45 % por
Tabla 17. Características de las lámparas a comparar.
Fig. 8. Fluorescente T5 vs. T8.

Los cálculos con Dialux, usando la luminaria que aparece en el catálogo más apropiada, la GE Lighting
N-PACK NPP135EB T5 LL 220-240 NPT, en lugar de la Eco-Tubo Matic EBM-135R, poniendo la lámpara GE
Starcoat T5 F35W/865, arrojan un valor de iluminancia media Em = 284 lx en el plano de trabajo, frente a los
307 lx con la lámpara de 58 W.
Nota: la luminaria encontrada en el catálogo digital para Dialux es la más aproximada. Sin embargo, a
través de catálogos comerciales de la empresa, la luminaria recomendada es la BLS/E/1x35W/T5, de
código 70927 para el color 865.
Recordando lo calculado en el apartado de iluminación y dado que consideramos para la zona del taller
del sótano 1.900 m2, en vez de 2.100, tenemos:
284 2.100 1.900 ⇒ 313,89 ≃ 314
por lo que estamos en el entorno de 300 lx. Con las lámparas T8 de 58 W teníamos 339 lx, luego solo
tenemos un 7,4 % menos de iluminancia media, frente al ahorro que ahora calcularemos.
Con este dato calculado no tenemos ningún problema en cambiar todas las lámparas. La luminaria Eco-
Tubo de balastro electrónico se adapta fácilmente a la anterior, necesitándose tan solo quitar el cebador
y anular la reactancia (balastro electromagnético). Por tanto, en la operación no se requieren más de 3
minutos, según el fabricante, frente a un cambio total de luminaria y de lámpara mucho más costoso
económicamente.
A continuación ponemos el cálculo con Dialux. Se ha supuesto un factor de mantenimiento de 0,76, que
incluye en este programa también la degradación, que será menor en este tipo de lámparas.

Fig. 9. Valores de cálculo con Dialux para lámpara GE tipo T5 de 35 W.
El precio de la luminaria Eco-Tubo incorpora la lámpara y van unidas cuando se compran. Posteriormente
se reemplazan solo las lámparas. Existe un 45 % de descuento para cantidades importantes, según nos ha
informado un distribuidor. Es por ello que el precio en el estudio, no es 68 €, sino que se ha aplicado el
descuento a ambos elementos, quedando 5,65 € para la lámpara y 31,75 € para la luminaria. Es posible
que la empresa Eco-Tubo pueda variar la lámpara que vende con su producto. Debe exigírsele al menos,
las características técnicas de GE T5 F35W descrita anteriormente, sobre todo respecto al flujo luminoso
que no debe ser inferior a 3.400 lm. Obsérvese que si se eligiese otro color que no fuese el 835 para esta
lámpara, el flujo luminoso pasaría de 3.400 a 3.650 lm.

AHORRO LÁMPARAS
Lámparas a comparar
OSRAM L 58W/865 Basic Cool
Daylight T8
GE Startcoat T5 F35W/865/
ECO 40 T5

Vida
Media 18.000 20.000
Útil 20.000 30.000

En consumo
energético
Consumo energético (kWh) 0,0696 0,04
Ahorro por balastro electrónico regulable (%) --- 0%
Ahorro consumo energía (kWh) --- 0,0296
Precio medio (€/kWh) 0,094245283
Total ahorro en consumo energético (€/h) --- 0,002790

Horas diarias de encendido 24 Precio total equipo unitario
(luminarias, reguladores,…)
31,75
Días/año de encendido 230
Total ahorro en consumo energético (€/año) 15,40
En lámparas
fluorescentes
Precio unitario lámpara (€) 3,08 5,65
Cambios de lámpara/año
Nº cambios 0,276 0,184
Coste (€) 0,85 1,04
Total ahorro en lámparas (€/año) 0,19 0
En mantenimiento
Coste mano de obra para reemplazos (€/h) 30
Coste mantenimiento
por año
Lámpara (tiempo en min)
7,50 7,50
15
Total ahorro en mantenimiento (€/año) 0,00 0,00

Balance total por lámpara sustituida (€/año) 0,19 15,40

Ahorro total por lámpara sustituida (€/año) 15,21

Lámparas instaladas 175

Ahorro total anual por tipo de lámpara (€/año) 2.661,65
Lámpara
GE Startcoat T5 F35W/865/
ECO 40 T5
Nº unidades 175
RETORNO RÁPIDO SEGÚN VRI
Precio €/Ud. 5,65 INVERSIÓN 5.556,25
PAYBACK (VRI)
(años decimales)
2,088
PAYBACK (VRI)
(meses decimales)
25,050
Ahorro energético x
lámpara (kWh/año)
163,392
Ahorro energético x todas
las lámparas (kWh/año)
28.593,60
Financiación
esperada (%)
Inflación (%)
esperada real (%)
INVERSIÓN FAVORABLE: PERÍODO
INFERIOR A 5 AÑOS O VAN ≥ 0
4,00% 3,00% 7,12%
Amortización (años
decimales)
Subida anual media precio
electricidad (%)
PAYBACK (VAN)
(años decimales)
VAN en los años de amortización
5,435 7,00% 2,091 7.707,3
Tabla 18. Inversión rentable a pesar del coste inicial excesivo de la luminaria‐lámpara Eco‐Tubo frente a la lámpara existente.
El retorno de la inversión (payback) se produce en 2 años, mientras que la amortización llega casi a 5,5
años. La inversión es interesante. El VAN no sale muy alto, pero es positivo. Toda inversión que tenga un
plazo de payback o retorno inferior a 5 años, la hemos catalogado como rentable.

SITUACIÓN ACTUAL
Lámparas fluorescentes T8 de 58 W
CAMBIO PROPUESTO
Lámparas fluorescentes T5 de 35 W
Energía total consumida (kWh/año) 38.640
INVERSIÓN
Compra de las 175 lámparas y adaptador de luminarias 5.556,25
TOTAL INVERSIÓN 5.556,25
Tabla 19. Resumen del balance de ahorro con la medida propuesta.

1.6. MEJORA 6: RECUPERACIÓN AIRE CALIENTE DEL COMPRESOR PARA CALEFACCIÓN
TALLER.
Se propone extraer el aire caliente del compresor hacia el taller. Constaría de una válvula manual,
conductos rectangulares acoplables a la instalación, rejillas, cuadro e instalación eléctrica. La solución es
con los conductos sin calorifugar, que es más económica.
Fig. 10. Circuito para recuperar aire caliente del compresor habitual.
Características del sistema recuperación aire caliente
Ventilador: potencia absorbida 2,1 kW
Rendimiento = 0,84 cos = 0,85 Potencia total consumida = 2,415 kW
Potencia absorbida = 1,764 / 0,84 = 2,1 kW
Pérdidas por factor de potencia =
0,15 · 2,1 = 0,315 kW
Caudal: 13.000 m3/h (máx. potencia)
Rejillas
Caudal Rejilla 1 = 4.000 m3/h Caudal Rejilla 2 = 4.000 m3/h Caudal Rejilla 3 = 5.000 m3/h
Tabla 20. Características de los aparatos a instalar para recuperar aire caliente.
Hallamos el flujo másico al régimen de caudal máximo, suponiendo que siempre va a funcionar a ese
régimen.
1,2
13.000
3.600
4,333
donde la densidad del aire es la media entre el intervalo de temperaturas considerado y siendo el calor
específico para el aire en dicho rango:
c 1,012
º

La potencia térmica obtenida por el ventilador será:
c t t 4,333 1,012 33 18 65,775 kW
donde se ha supuesto una temperatura de salida de 33 ºC y una temperatura media del taller de 18 ºC, en
condiciones de diseño.
La potencia eléctrica consumida por el ventilador del sistema de recuperación de aire será:
2,415
El nº de horas trabajadas será para el ventilador las de los días de invierno, al contrario que las de los tubos
radiantes que son solo entre 2 y 2,5 horas por día de período de calefacción, se supone que en el turno de
mañana entre las 6 y las 8 horas que es cuando más frío hace:
96
í
ñ
24
í
2.304
ñ
Inversión:
o Materiales: conductos, ventilador, válvula manual, rejillas, cuadro e instalación eléctrica.
o Montaje in situ en fábrica, mano de obra incluida.
o Total: 6.000 € (sin IVA).
El consumo total de energía de los tubos radiantes según la tabla 30 se adjunta en la siguiente tabla junto
con la cesión de energía con este sistema de recuperación de calor residual:
Resumen mejora sistema de aprovechamiento de aire caliente compresores a fábrica
Cesión energía a fábrica (kWh/año) Cesión energía a fábrica (tep/año) Gasto ventilador conducto evacuación (€/año)
151.545,6 13,03 524,40
Consumo y ahorro de tubos radiantes si se suprimen
Consumo tubos
(kWh/año)
Precio medio del gas (€/kWh),
según apartado 4.3.2
Ahorro tubos (€/año)
Ahorro emisiones CO2 gas
natural (t/año)
Ahorro ventiladores tubos
radiantes (€/año)
116.550 0,0317051 3.695,23 238,61 35,03
Tabla 21. Resumen de la mejora sistema aprovechamiento de aire.
Para el cálculo del ahorro de las emisiones de CO2, se ha empleado:


556,50
38.310
m N
0,145
m N 3.600
1
24
í
96
í
ñ
1.202.688
m N
ñ
Luego se ha efectuado la conversión según la tabla de la sección 5.9. Obsérvese que no existe ahorro de
emisiones por electricidad dado que el cómputo total entre el gasto por el ventilador nuevo del conducto
y el ahorro por suprimir los ventiladores, resulta un valor negativo.
Se observa que existe un 30,0 % más de calor cedido por el aire caliente de los compresores frente a la
emisión por parte de los tubos radiantes, luego es factible la anulación de los tubos, si el ahorro merece la
pena.
6.000
3.695 35,03 524,40
1,872 ñ 1 ñ 10,5
Veamos para un plazo de 25 años de amortización, el valor del VAN, considerando una subida interanual
del 7 % para la electricidad y un 3 % para el gas (el último año para la tarifa 2.2 ha sido en torno al 7,60 %,
pero esperamos una tendencia a la baja que haga que el precio medio se estabilice en torno a ese
porcentaje), sin financiación por ser inversión de pronta recuperación, tan solo consideraremos la inflación
del 3 % anual, se tiene:
6.000
3.695,23 1,03 35,03 1,07 524,40 1,07
1 0,03
65.538,2 € 0
La recuperación se produce, cuando el VAN es 0:
6.000
3.695,23 1,03 35,03 1,07 524,40 1,07
1 0,03
0 ⇒
⇒ 1,89 ñ 1 ñ 10,7

Fig. 11. Ahorro progresivo y VAN de la operación. Obsérvese que los flujos de caja o ahorros (en granate) no son constantes, dado que el
precio de la energía tiende a subir con el tiempo. Por lo tanto, la inversión es muy interesante, con las hipótesis de precios de la energía y solo la inflación y
se pueden desconectar para siempre los tubos radiantes para esa zona del taller en la planta sótano.
‐6.000,00
3.806,09 3.920,27 4.037,88 4.159,02 4.283,79 4.412,30 4.544,67 4.681,01 4.821,44 4.966,08 5.115,07 5.268,52 5.426,57 5.589,37 5.757,05 5.929,76 6.107,66 6.290,89 6.479,61 6.674,00 6.874,22 7.080,45 7.292,86 7.511,65 7.737,00
‐10.000,00
0,00
10.000,00
20.000,00
30.000,00
40.000,00
50.000,00
60.000,00
70.000,00
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00
VAN
Ahorro progresivo

SITUACIÓN ACTUAL
Sistema de encendido de 15 tubos radiantes para calefacción taller
Tubos
Potencia real conjunto tubos (kW) 616,65
Nº horas (h/año) 210
Energía consumida gas natural (kWh/año) 116.550
Precio medio gas (€/kWh) 0,0317051
Energía térmica consumida (€/año) 3.695,23
Emisiones de CO2 (t/año) 2.094,81
Ventiladores
Potencia real conjunto ventiladores (kW) 1,77
Nº horas (h/año) 210
Energía consumida electricidad (kWh/año) 371,7
Precio medio electricidad (€/kWh) 0,0942453
Energía eléctrica consumida (€/año) 35,03
CAMBIO PROPUESTO
Recuperación de aire para calefacción
Cesión aire a fábrica mediante el compresor
Energía cedida a fábrica (kWh/año) 151.545,6
Energía eléctrica consumida (€/año) -> se consume para el compresor como aplicación principal 0
Emisiones de CO2 (ton/año) -> se consideran para el compresor, no para esta aplicación 0
Ventilador impulsor de aire
Potencia real conjunto tubos (kW) 2,415
Nº horas (h/año) 2.304
Energía consumida electricidad (kWh/año) 5.564,16
Energía eléctrica consumida (€/año) 524,40
INVERSIÓN
Materiales: conductos, ventilador, válvula manual, rejillas, cuadro e instalación eléctrica., mano de obra incluida 6.000
TOTAL INVERSIÓN 6.000
AHORRO NETO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.205,86
AHORRO PORCENTUAL (%) ->
,
. , ,
85,9
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh)
(116.550 gas + 371,7 elec. - 5.564,16 elec.)
111.357,54
AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 1.294,75
PERIODO DE RETORNO (años) 1 año y 10 meses
Tabla 22. Tabla con el cuadro de la mejora.

1.7. MEJORA 7: PANELES SOLARES TÉRMICOS PARA AGUA CALIENTE SANITARIA.
Se propone mediante esta mejora sustituir los termos-acumuladores eléctricos existentes por la instalación
de 2 placas o paneles solares. Existen 2 termos acumuladores eléctricos.
Según el proyecto de instalación de A.C.S emitido en su día, las necesidades son:
Caudales y consumo agua en grifos y duchas
Nº
Caudal
(l/min)
Período día
unitario (min)
Período día total
(min)
Caudal total
(m3/día)
Consumo total
(m3/año)
Grifos 12 6 5 60 0,36 82,8
Duchas 5 12 10 50 0,6 138
Total 0,96 220,8
Tabla 23. Caudales y consumo agua en grifos y duchas.
Consumo y gasto eléctrico aproximado de los termos eléctricos
Termo Potencia (kW)
Capacidad
(l)
Uso (h/año)
Consumo
(kWh)/año
P
Gasto (€/año)
G
1 (hombres) 2,4 200 9 h/día ·
5 días/semana ·
46 semanas/año
= 2.070
4.968 468,21
2 (mujeres) 1,8 150 3.726 351,16
Total 8.694 819,37
Tabla 24. Consumo y gasto eléctrico aproximado de los termos eléctricos.
Nuevamente se ha tomado el precio medio de la electricidad a 0,0942453 €/kWh. Se han considerado 9
horas al día porque se sobreentiende que los acumuladores necesitan un tiempo para calentarse. La base
han sido 230 días de trabajo. Aunque al día se considera un período total de apertura de grifos de 60 min y
de duchas de 50, nótese que para hacer el cálculo del gasto eléctrico de los termos, se tiene que tener en
cuenta el tiempo total de encendido de los mismos y no del uso del agua.
Dado que el consumo eléctrico debe emplearse en calentar el agua, podemos obtener la potencia
suponiendo un salto térmico de 40 ºC:
∆ 220.800
kg
año
1 año
230 días
1 día
9 h
1 h
3.600 s
4,19
kJ
kg ºC
40 ºC 4,966 kW
Entonces la energía consumida en un año de esta forma es:
ñ 4,966 2.070 10.279,6
ñ

Si consideramos la energía consumida eléctrica anterior de la tabla 23 y despejamos para ∆ , obtenemos:
∆
ñ
33,8 º
Pero vemos que eso sería insuficiente quizás para temperaturas del agua de entrada cercanas a 1 ºC en
invierno. Por lo tanto, elegimos la energía consumida anual la calculada anteriormente:
Consumo y gasto eléctrico real de los termos eléctricos
Consumo (kWh)/año Gasto (€/año)
10.279,6 968,80
Tabla 25. Consumo y gasto eléctrico real de los termos eléctricos.
La inversión consistiría en:
Paneles solares térmicos
Aparatos Precio
2 placas solares selectivas en terraza de unos 10 m2
7.000 €1 acumulador de 500 litros en vestuario hombres
Mano de obra incluida
Tabla 26. Paneles solares térmicos.
Como ahora dejamos de consumir esa energía, se trata de ahorro: todo lo que no se consume es lo que se
ahorra tanto energética como económicamente.
El valor de retorno de la inversión será:
7.000
968,80
7,23 ñ 7 ñ 2,7
No obstante, dado que el precio de la energía sube año tras año, el retorno de la inversión simple en este
caso, deberá comprobarse.
Para la tarifa 6.1 y de acuerdo a un estudio realizado en internet entre diciembre del 2.009 y 2.010,
tenemos:

En el término de energía existe una media del 21,8 % entre los 6 períodos.
Generalmente el término de energía tiene más peso que el de potencia (la media es de 22,9 %), por lo
que se estima una subida del 22,5 % del precio de la electricidad en este año estudiado (2.010).
Consideraremos una subida interanual lineal del 7 % pues creemos que la subida no será de ese orden año
tras año, y tenderá a bajar. Si consideramos esa subida lineal media del 7 % a lo largo de la vida útil
estimada de 25 años de las placas solares térmicas, podemos realizar el análisis mediante el VAN.
Suponemos una rentabilidad requerida del 4 % anual con una inflación del 3 % media lineal durante toda
la duración de la amortización y un mantenimiento inexistente.
Entonces, 0,0712 como en el apartado 6.2.
7.000
968,8 1 0,07
1 0,0712
16.870,42 € 0
De subir de media un 7 % anual el precio de la electricidad, al final en 25 años se transformarían en un
precio para ese año de:
968,8 1,07 5.258,10 €

La recuperación de la inversión por este método se produce antes de los 7 años y medio, dado que:
7.000
968,8 1,07
1 0,0712
0 ⇒ 7,26 ñ 7 ñ 3,1
Sale una inversión muy rentable en el sentido que el ahorro en las facturas de la electricidad, irá creciendo.
Es posible que el incremento no fuera tan descabellado, pero debemos saber que existe el déficit tarifario
y las comercializadoras de electricidad tienen a decir que no cobran lo que debieran por lo que el precio
seguirá en alza.
Resumiendo:
SITUACIÓN ACTUAL
Termos acumuladores
Potencia total (kW) 4,966
Electricidad consumida (€/año) 968,80
CAMBIO PROPUESTO
Placas solares
Energía total ahorrada (kWh/año) 10.279,6
Precio electricidad kWh (medio 2.010) (€) -> no consume 0
Electricidad ahorrada (€/año) 968,80
Emisiones de CO2 (t/año) 0
INVERSIÓN
2 placas solares 10 m, 1 acumulador de 500 l., mano de obra 7.000
AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 968,80
AHORRO PORCENTUAL (%) 100
Tabla 27. Situación de mejora propuesta.

1.8. MEJORA 8: SISTEMA DE ILUMINACIÓN NATURAL CON LUCERNARIOS EN LA
CUBIERTA
Sistema de iluminación natural con lucernarios.
1. La Iluminación Natural.
La iluminación natural consiste en aprovechar la luz del sol para iluminar espacios interiores tratando así de
disminuir el aporte de luz artificial.
Los primeros estudios sobre los efectos de la luz natural datan de 1920. Desde entonces, se ha podido
demostrar la relación existente entre estos efectos con hechos que van desde el aumento de la
producción en compañías hasta la reducción en el tiempo de mejoría de los pacientes en hospitales.
Algunos de los beneficios de la iluminación natural son:
- Económicos:
o Reducción del consumo eléctrico
- Productividad:
o Aumento en la atención y concentración de los trabajadores
o Reducción del estrés y la monotonía

o Fomento de la comunicación
o Reducción del absentismo laboral
o Aumento de ventas en lugares de exposición al público
- Sociales:
o Imagen de empresa ligada a la sostenibilidad
- Medioambientales:
o Ayuda a la reducción de la emisión de gases contaminantes
2. Descripción del Sistema de Iluminación Natural
La instalación está destinada al aporte de luz natural en el interior del edificio. El producto incorpora un
diseño óptico único que lo diferencia de los sistemas convencionales en que contiene miles de prismas
diminutos, que refractan la luz solar directamente en miles de micro haces de luz, cuyo resultado es una luz
natural suave que se trasmite directamente al interior.
De esta manera, la luz natural puede sustituir a la luz artificial durante más del 70% de las horas del día. Esto
implica enormes ahorros de energía en edificios de funcionamiento intensivo.
El sistema de iluminación natural propuesto proporciona una mayor transmisión de la luz, a la vez que una
difusión del 100%, debido a que es un sistema de alto rendimiento que no produce deslumbramiento.

3. Oferta económica

4. Análisis energético y económico
Compárese esta tabla de Lledó con mis cálculos en la siguiente hoja.
Fig. 12. Ahorro anual y acumulado según Lledó.
Lledó, donde el equipo de lámpara + luminaria lo toman como 425 W. Realmente son 426 según catálogo
de Philips). Es por ello que el cálculo sale diferente y aquí lo vamos a reflejar.
5. Beneficios medioambientales
El uso de la luz natural hace que se reduzcan los consumos de electricidad, por lo que se minimizan las
emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación medioambiental. Las emisiones a la
atmósfera de gases contaminantes evitadas gracias a la instalación del sistema objeto de este estudio son
las siguientes:

Tabla 28. Reducción sustancias contaminantes. Esta tabla debería ser retocada con mis cálculos
Nota: Yo he tomado la base de cálculo para las emisiones de CO2 de una calculadora en Internet recomendada por ingenieros:
http://www.ada-c.com/es/conversor-co2.html. El valor del fabricante de esta medida de mejora toma un valor ligeramente inferior.
6. Anexos
A continuación se describe físicamente el sistema Lledó Sunoptics y se muestran cálculos con un programa
llamado SkyCalc.
Es importante destacar que el ahorro del 25 % en electricidad en esta planta daría lugar a que las
luminarias deberían estar encendidas parcialmente en horario de día. Esto es fácil de ver, pues si un día
medio tiene 10 horas de luz diurna, representaría casi el 42 % de ahorro si con el sistema propuesto no
habría que encender ninguna lámpara con el sistema de luz natural propuesto. Si EFM se interesara por
este sistema mi consejo es que pregunte cuáles serían las pautas de encendido de las luces de la nave y si
solo sería necesario encender las luces en días no muy claros, porque es sumamente importante que esto
estuviera perfectamente definido. Me imagino que Lledó a la hora de entrar en detalles con respecto a
esta cuestión sería capaz de explicar más claramente este asunto que a nosotros, personalmente, no nos
ha facilitado.

Tabla 29. Sistema de iluminación natural.

Colocación del sistema Lledó Sunoptics en la cubierta.

Sistema de difusión de luz natural.
La mano de obra se cobra según 400 € por unidad de Sunoptics, es decir, el total por este concepto es de
12.800 €. Se pone el 75 % de las horas de encendido habituales de las lámparas. El ahorro real calculado es
un 28,46 % menor pero hay que tener en cuenta que no se aplicaba toda la inversión, pues solo
presentaron formalmente el valor de los materiales. Lledó ha propuesto la energía realmente consumida
elevada en un 37,21 %. Ha sido un despiste por su parte.
El resumen de esta mejora se presenta en la página siguiente.

SITUACIÓN ACTUAL
Iluminación con lámparas de vapor de mercurio
CAMBIO PROPUESTO
Iluminación natural y con lámparas de vapor de mercurio
INVERSIÓN
32 lucernarios Sunoptics + mano de obra (estimada) 44.256
AHORRO PORCENTUAL (%) 25
Conclusión: tenemos un retorno de 9,3 años, frente a los 4,5 calculados por Lledó con la oferta de solo el
material.

JM-IngeMec Página 49 de 53
2. CUADRO‐RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS
Mejora Descripción Inversión (€) Paybak (años)
Ahorro
energético
(kWh/año)
Ahorro
económico
(€/año)
Emisiones
CO2
no emitidas
(t/año)
1
Cambiar presión de consigna
compresor de 8,1 a 7,5 bar
0 Inmediato 36.879,67 3.475,74 17,11
2
Optimización nueva potencia
contratada eléctrica
79,49 Inmediato
0 (se ahorra en
potencia)
2.943,63
0 (no se ahorra
en energía)
3
Poner variador de velocidad
a 2 bombas
1.312 0,9 (media) 20.531,51 1.935 9,52
4
Sustitución lámparas de vapor
mercurio por vapor sodio alta presión
(taller 1ª planta)
5.157,42
0,80 años = 9,6
meses
72.157,44 6.447,72 33,47
5
Sustitución de fluorescentes de 58 W
por sistema Eco-Tubo con lámpara de
35 W en taller-sótano
5.556,25 2,09 28.593,60 2.661,65 13,26
6
Recuperación aire caliente compresor
para calefacción taller
6.000 1,88 111.357 3.205,86 236,2
7
Paneles solares térmicos para agua
caliente sanitaria
7.000 7,26 10.279,6 968,80 4,77
8
Sistema de iluminación natural
SunOptics
44.256
(estimado)
9,3 50.557,68 4.764,82 23,45
TOTAL 69.361,16 2,78 330.356,50 26.403,22 337,78
PROMEDIO
Tabla 30. Cuadro‐resumen de las medidas de mejora propuestas. En azul: propuestas de mejoras de energía térmica, en negro: propuestas de mejora de
energía eléctrica
Quiero recalcar el hecho de que el 38,07 % del importe de todas las inversiones
. ,
. ,
100 % , se
recuperan en un año, en caso de realizarlas todas a la vez, lo cual es muy interesante desde el punto de
vista económico.

3. AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS.
Ahorro económico energía eléctrica/año (€/año) 22.228,56 84,19 %
Ahorro económico energía térmica/año (€/año) 4.174,66 15,81 %
Tabla 31. Desglose ahorro económico.
4. INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA
La inversión total desglosada para todas las medidas excepto la 9 es la siguiente:
Inversión en energía eléctrica/año (€/año) 56.361,16 81,26 %
Inversión en energía térmica/año (€/año) 13.000 18,74 %
Tabla 32. Desglose inversión
5. EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS
Las emisiones de CO2 evitadas son:
Emisiones de CO2 por energía eléctrica ahorrada (t/año) 96,81 28,66 %
Emisiones de CO2 por energía térmica ahorrada (t/año) 240,97 71,34 %
Tabla 33. Desglose de emisiones de CO2

6. RECOMENDACIONES FINALES.
Vamos a determinar el ahorro económico que supone el cambio de un motor. El gasto eléctrico estimado
en el sector industrial ronda el 60 – 70 % por lo que es un apartado muy a tener en cuenta.
Esta recomendación es genérica a toda clase de motores en EFM y no la he presentado como mejora
cuantificada, sino que la formulo de manera global para que se tenga en cuenta.
Ejemplo del ahorro económico de un motor de alta eficiencia frente a otro. Decisión ante una compra.
A continuación vamos a calcular con este ejemplo el ahorro que supondría comprar un motor de clase de
eficiencia EFF1 frente a otro EFF2. Este estudio es doble: por una parte cuantifica el tiempo en que se
recupera la inversión (payback) ante la compra por sustitución y por otra muestra que similares
características de un motor dan resultados económicos anuales bien diferentes.
Tipo AMHE 200LP2 AM 200LLA2
Clase eficiencia
(CEMEP)
EFF1 EFF2
Rendimiento [%] 93,1 91,6
Potencia eje [kW] 30 30
Potencia Red [kW] 32,22 32,75
Ahorro energía [kWh] E = P · t = (32,751 - 32,223) · 1 = 0,528 --
Precio energía [€/kWh] 0,0942453 0,0942453
Precio motor [€] 2.422,54 2.306,21
Diferencia precio motor [€] 116,33 (5,04 % más caro)
Ahorro por hora [€/h] (32,751 - 32,223) · 0,0942453 = 0,049730985 --
Ahorro anual [€/año] 0,049730985 · 24 · 365 435,64
Payback diferencia
precio horas
[h]
(2.422,54 - 2.306,21) / 0,049730985 = 2.339
(97 días)
--
Payback motor EFF1 [h]
2.422,54 / 0,049730985 = 48.713
(5,56 años = 5 años y 7 meses)
Hipótesis: trabajo continuo
las 24 horas del día
durante 365 días al año
Tabla 34. Ejemplo de ahorro entre 2 motores, uno de alta eficiencia y otro de media.

Cálculo estimativo de ahorro con un motor de alto rendimiento. Manera formal
La tabla anterior puede realizarse siguiendo el esquema allí mostrado o bien puede usarse una ecuación
directa para tomar una elección rápida sobre el ahorro anual de un motor respecto al otro.

Se puede comparar un motor estándar con uno de alto rendimiento, mediante la ecuación para obtener
el ahorro anual en €/kW:

€ 1 1
donde:
o = tiempo de utilización anual en horas.
o = potencia del motor en kW.
o = fracción de plena carga a la que trabaja el motor en tanto por ciento.
o = coste de la electricidad en €/kWh.
o = eficiencia de un motor estándar en tanto por ciento.
o = eficiencia de un motor de alta eficiencia en tanto por ciento.
Y el tiempo de retorno simple de la inversión (payback o VRI):
donde sabemos que:
o = tiempo de retorno de la inversión en años decimales.
o = valor de compra en € de nuevo.
o = ahorro anual en €/kW.
Aplicando los datos de la tabla referida se obtiene:
24 365 30 100 0,0942453
1
91,6
1
93,1
435,64
€

2.422,54
435,64
5,56 ñ 5 ñ 7
Se trata del mismo resultado que obtenido antes, pero más directamente.
Por otra parte, por cada reparación que se le haga a un motor se estima que cae el rendimiento en un 0,5
%. Por lo tanto, se aconseja se lleve un control de las reparaciones y de los bobinados de los motores para
tener registro de los rendimientos estimados reales de cada uno para proceder a su sustitución (en caso de
que no se haya ya tenido en cuenta), siempre que se encuentre que sale rentable. En ese caso, en la

ecuación anterior deberá ponerse no el rendimiento nominal del motor antiguo sino el estimado en base a
bobinados y reparaciones sucesivas (ver apartado motores).
La recomendación fundamental es que se revisen a fondo las propuestas de mejora y se supervisen
financieramente a fondo por si los estudios realizados basados en los tipos de interés o rentabilidad para el
VAN no son los que el departamento va a tener en cuenta. No obstante, creemos que el payback (o VRI
según se le denominó) es un primer indicador, luego existen otras variables que pueden hacer la inversión
más atractiva como pueden ser las subvenciones y las deducciones fiscales.
Me hubiera gustado haber ofrecido un mayor ahorro en la optimización de potencia eléctrica, pero como
se ha explicado, he tenido que recurrir al método habitual de tanteo. No obstante, han resultado casi
3.000 € de ahorro anual.
Espero que las mejoras encontradas para EFM signifiquen un mayor aprovechamiento energético y que
redunden en su ventaja competitiva.
Barakaldo, 10 de junio de 2.011.
El ingeniero industrial,
José Manuel GÓMEZ VEGA,
colegiado 6.026 por el Col. Of. de Ing. Industriales de Bizkaia.

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