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METODOLOGÍA PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE GESTIÓN DE ENERGÍA EN UNA INSTALACIÓN INSTITUCIONAL, BASADO EN LA NORMA NTC-ISO 50001(2011-11-30) CASO:

INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS.

JULIÁN ORLANDO ARCE VELÁSQUEZ

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERIA ELECTRICA (CICLOS PROPEDEUTICOS)

BOGOTÁ

2015

METODOLOGÍA PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE GESTIÓN D ENERGÍA EN UNA INSTALACIÓN INSTITUCIONAL, BASADO EN LA NORMA NTC-ISO 50001(2011-11-30) CASO:

INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS.

JULIÁN ORLANDO ARCE VELÁSQUEZ

TRABAJO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO ELECTRICISTA.

TUTOR:

HUGO CARDENAS.

INGENIERO ELECTRICISTA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERIA ELECTRICA (CICLOS PROPEDEUTICOS)

BOGOTÁ

2015

Nota de aceptación

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Director del proyecto

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Jurado

Bogotá D.C. 30 de Septiembre de 2015

Dedicado a

La flor más hermosa en el jardín de Dios, mi esposa Vanessa D’Amato Orozco, quien conoce todo lo que soy capaz de hacer y de quien recibí toda la sabiduría para finalizar esta tesis. A mis padres Ana Isabel Velásquez de Arce y Orlando Arce Carvajal por brindarme todo el apoyo para poder finalizar mi carrera como Ingeniero Electricista y poder ser un ejemplo para mis hermanos Andrés Ricardo Arce Velásquez, Juan David Arce Velásquez y Cristian Camilo Arce Velásquez . A mis amigos de la Universidad que entendieron el valor de hacer una tesis para el beneficio de una comunidad y no para el beneficio propio.

Y a Dios, el único Rey que sabe siempre que es lo mejor para uno y de quien siempre recibiré las mejores bendiciones para mi vida …

3 Dijo entonces Dios:

¡Quiero que haya luz!

¡Y al instante hubo luz !

4 Al ver Dios la belleza de la luz,

La apartó de la oscuridad

Génesis 1:3-4

Agradecimientos

Al Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas por creer que en pequeños cambios podemos hacer grandes cosas en el ahorro de energía y el mejoramiento del bienestar de los alumnos funcionarios y profesores del colegio. Por querer ser la primera institución educativa que contará con la implementación de un Sistema de Gestión de Energía, siendo así un ejemplo para los demás instituciones educativa en Colombia.

A la rectora del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas Mery Consuelo Luengas Panadero quien creyó que este proyecto podría ser una realidad para obtener grandes beneficios all colegio. Por todo el apoyo recibido por el Coordinador Académico Wilson Vivas quien fue el representante del Colegio para que todo este trabajo fuera una realidad a personal de mantenimiento del colegio quien aporto todos su conocimiento técnico de la institución para que los proyectos pilotos fueran implementados. Y a los alumnos que decidieron ser parte de este proyecto, quienes se interesaron en aprender, investigar y brindar todo su tiempo para obtener su grado como bachiller y dejar todos sus aportes a las futuras generaciones del colegio.

CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 13

RESUMEN DEL PROYECTO ............................................................................................................. 15

1. MARCO TEORICO ......................................................................................................................... 17

1.1 Definiciones: ................................................................................................................................................. 17 1.2 Gestión de los recursos energéticos de la institución. ................................................................................. 22 1.2.1 Iluminación ............................................................................................................................................................ 22 1.2.1.1 Conceptos básicos para elegir una buena iluminación. ....................................................................... 22 1.2.2 Auditoria Energética. .......................................................................................................................................... 25

2. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE GESTIÓN DE LA ENERGÍA. CASO: INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS .............. 28

2.1 Caso: INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS .................................. 29 2.2 Capacitación ............................................................................................................................................................. 32

2.3 Procedimiento para la implementación de un Sistema de Gestión de la Energía en una institución educativa. ........................................................................................................................................... 33

2.3.1 Introducción .......................................................................................................................................................... 33 2.3.2 Que es un Sistema de Gestión de la Energía (SGE) y que beneficios trae su implementación en una institución educativa. ...................................................................................................................................... 33 2.3.3 Estructura de la norma NTC-ISO 50001 (2011). ....................................................................................... 34 2.4 Requisitos del Sistema de la Gestión de la Energía y ejemplo de aplicación en el I.T.I. FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS. Según el numeral 4 requisitos del Sistema de Gestión de la Energía de la norma NTC-ISO 50001(2011). ........................................................................................................ 37 2.4.1 (4.1.) Requisitos Generales. ............................................................................................................................ 37 2.4.1.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 38 2.4.2 Definición del alcance y límites del SGE en el I.T.I Francisco José de Caldas ................................ 38 2.4.3 (4.2) Responsabilidad de la dirección ........................................................................................................... 39 2.4.3.1 (4.2.1) Alta dirección ....................................................................................................................................... 39 2.4.3.2 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 40 2.4.4 Alta dirección en el I.T.I Francisco José de Caldas .................................................................................. 40 2.4.5 (4.2.2) Representante de la dirección ........................................................................................................... 41 2.4.5.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 41 2.4.6 Representante de la alta dirección en el I.T.I Francisco José de Caldas .......................................... 43 2.4.7 (4.3) Política energética .................................................................................................................................... 44

2.4.7.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 44 2.4.7.1 Ejemplo de la política energética del I.T.I Francisco José de Caldas.............................................. 46 2.4.8 (4.4) Planificación energética..................................................................................................... 47

(4.4.1) Generalidades ................................................................................................................................................... 47 2.4.8.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 47 2.4.9 (4.4.2) Requisitos legales y otros relacionados ......................................................................................... 48 2.4.9.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ................................................................................. 48 2.4.9.2 Ejemplo formato de identificación de requisitos legales del I.T.I Francisco José de Caldas .... 50 2.4.10 (4.4.3) Revisión energética ............................................................................................................................ 51 2.4.10.1 Actividades, responsables, evidencia y registros. ............................................................................... 51 2.4.10.2 Balance general de energía de la institución educativa en los límites del SGE. ...................... 52 2.4.10.3 Caracterización energética de la institución educativa. ..................................................................... 53 2.4.10.3.1 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE A. ............ 56 2.4.10.3.2 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE B. ............ 88 2.4.10.3.3 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE C Y D. .... 95 2.4.10.4 Revisión de los usos significativos......................................................................................................... 111 2.4.10.5 Variable significativa del uso de la energía. ........................................................................................ 111 2.4.10.6 Análisis de consumos de energía .......................................................................................................... 111 2.4.10.7 Identificar, priorizar y registrar oportunidades de mejora del desempeño energético. ........... 118 2.4.10.8 (4.4.4) Línea de base energética ............................................................................................................ 118 2.4.10.9 (4.4.5) Indicadores de desempeño energético ................................................................................... 120 2.4.10.10 (4.4.6) Objetivos energéticos, metas energéticas y planes de acción para la gestión de la energía. ............... 124 2.5 (4.5) Implementación y operación.................................................................................................................... 127 2.5.1 Explicación General .......................................................................................................................................... 127 2.5.2 (4.5.2) Competencia, formación y toma de conciencia .......................................................................... 127 2.5.3 (4.5.3) Comunicación ....................................................................................................................................... 128 2.5.6 (4.5.4) Documentación .................................................................................................................................... 128 2.5.7 (4.5.5) Control Operacional ............................................................................................................................ 128 2.5.8 (4.5.6) Diseño ..................................................................................................................................................... 128 2.5.9 (4.5.7) Compra de servicios de energía, productos equipos y energía. ........................................... 130 2.5.9.1 Evaluación técnica y financiera salones de clase ................................................................................ 132 2.5.9.2 Evaluación técnica y financiera taller de mecánica industrial .......................................................... 138 2.5.9.3 Evaluación técnica y financiera alumbrado publico ............................................................................. 144 2.6 (4.6) Verificación ................................................................................................................................................... 148 2.6.1 (4.6.1) Seguimiento, medición y análisis .................................................................................................... 148 2.6.2 (4.6.2) Evaluación de requisitos legales y otros requisitos. .................................................................. 148 2.6.3 (4.6.3) Auditorías internas del sistema de gestión de la energía ........................................................ 149 2.6.3.1 Metodología para realizar una auditoría energética completa en una institución educativa. . 149 2.6.3.2 Formas de ahorro .......................................................................................................................................... 161 2.6.3.3 Metodología para realizar una auditoría energética completa en una institución educativa. . 165 2.6.3.3.1 Preparación de la auditoria. .................................................................................................................... 165 2.6.3.3.2 Reunión de lanzamiento ......................................................................................................................... 166 2.6.3.3.3 Diagnóstico preliminar. ............................................................................................................................. 166

2.6.3.3.4 Inspección inicial. ....................................................................................................................................... 167 2.6.3.3.5 Medición/ control/ pruebas. ..................................................................................................................... 167 2.6.3.3.6 Medidas e inspección del sistema de iluminación. .......................................................................... 168 2.6.3.3.7 Resultados antes de implementar el plan piloto. .............................................................................. 168 2.6.3.3.8 Resultados de la implementación del plan piloto salones de clase primer piso. .................... 172 2.6.3.3.9 Resultados de la implementación del plan piloto taller de mecatrónica primer piso. ............ 179 2.6.3.3.10 Resultados de la implementación del plan piloto taller de mecánica industrial, automatización de tornos. ......................................................................................................................................... 184 2.6.3.3.11 Verificación de consumo. ...................................................................................................................... 188 2.6.3.3.12 Medición de carga actual ...................................................................................................................... 188 2.6.3.3.13 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede A. .......................................... 189 2.6.3.3.14 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede B. .......................................... 191 2.6.3.3.15 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede C. ......................................... 191 2.6.3.3.16 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede D. ......................................... 192 2.6.3.3.17 Condiciones generales y energéticas ................................................................................................ 193 2.6.3.3.18 Análisis de estado ................................................................................................................................... 195 2.6.3.3.19 Informe de inspección e informe de auditoría energética. .......................................................... 195 2.6.4 (4.6.4) No conformidades, corrección, acción correctiva y acción preventiva. ............................... 197 2.6.5 (4.6.7) Control de registros ............................................................................................................................. 197 2.7 (4.7) Revisión por la dirección. ......................................................................................................................... 197 2.7.1 (4.7.2) Información de entrada para la revisión por la dirección ......................................................... 197 2.7.2 (4.7.3) Resultados de la revisión por la dirección .................................................................................... 197 RESULTADOS.............................................................................................................................................................. 198 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 201 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................. 203 ANEXOS DE RESULTADOS (FORMATO DIGITAL)........................................................................................ 204

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Temperatura de Color y Apariencia de color. ....................................................................... 23

Tabla 2. Requisitos de la norma NTC -ISO 50001:2011 (Continua) ................................................... 35

Tabla 3. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros. ............................. 38

Tabla 4. Alta dirección. Actividades, responsables, evidencia y registros. ......................................... 40

Tabla 5. Represéntate de la dirección. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros. ............................................................................................................................................. 42

Tabla 6. Roles del equipo ................................................................................................................... 44

Tabla 7. Política energética. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros. ............ 45

Tabla 8. Planificación energética. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros. ............................................................................................................................................. 47

Tabla 9. Requisitos Legales y otros relacionados. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros. .......................................................................................................................... 49

Tabla 10. Ejemplo formato de identificación de requisitos legales del I.T.I Francisco José de Caldas ............. 50

Tabla 11. Planificación energética. Actividades, responsables, evidencia y registros. ....................... 51

Tabla 12. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas ............................. 60

Tabla 13. Caracterización energética taller de mecánica industrial .................................................... 63

Tabla 14. Mediciones puntuales en el taller de mecánica industrial. .................................................. 64

Tabla 15. Caracterización energética taller de dibujo técnico. ............................................................ 66

Tabla 16. Caracterización energética taller de electricidad y electrónica ........................................... 68

Tabla 17. Mediciones puntuales en el taller de electricidad y electrónica ........................................... 69

Tabla 18. Caracterización energética del taller de fundición. ............................................................. 71

Tabla 19. Mediciones puntuales en el taller de fundición ................................................................... 72

Tabla 20. Caracterización energética del taller de ebanistería y modelos .......................................... 74

Tabla 21. Mediciones puntuales en el taller ebanistería y modelos .................................................... 75

Tabla 22. Caracterización energética del taller mecánica automotriz uno .......................................... 77

Tabla 23. Caracterización energética del taller mecánica automotriz dos .......................................... 79

Tabla 24. Caracterización energética en los salones de sistemas, profesores, asociación de padres y sala de deportes. ............................................................................................................................................................ 81

Tabla 25. Caracterización energética en biblioteca, coliseo, auditorio, teatro, alumbrado público, salas de sistemas, salones de clase y pasillos, salón de tecnología, taller de metalmecánica, taller de neumática, salón informática, circuitos e idiomas, y cafetería. .......................................................... 85

Tabla 26. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas ............................. 92

Tabla 27. Caracterización energética sede B, del I.T.I Francisco José de Caldas ............................. 93

Tabla 28. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas ............................. 99

Tabla 29. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas ........................... 102

Tabla 30. Caracterización energética sede D, del I.T.I Francisco José de Caldas ........................... 103

Tabla 31. Caracterización energética sede D, del I.T.I Francisco José de Caldas ........................... 104

Tabla 32. Consumo energético- Sede A, Número de cuenta No 07632256. Tablero principal área salones de clase y pasillos ............................................................................................................... 112

Tabla 33. Consumo energético- Sede A, Número de cuenta 22521333.Tablero principal ITI. ......... 113

Tabla 34. Consumo energético- Sede B, Número de cuenta 763228-2. ......................................... 114

Tabla 35. Consumo energético- Sede C, Número de cuenta 762365-5. ......................................... 115

Tabla 36. Consumo energético- Sede D, Número de cuenta 762368-1. ......................................... 116

Tabla 37. Análisis de consumos de energía I.T.I Fran. José de Caldas. ......................................... 117

Tabla 38. Identificar, priorizar y registrar oportunidades de mejora del desempeño energético. ...... 118

Tabla 39. Formato de plan de acción, plan piloto salón de clase, taller de mecatrónica y salones, tornos paralelos del taller de mecánica industrial y alumbrado público. . ......................................... 125

Tabla 40. Plan de formación I.T.I Francisco José de Caldas ............................................................ 127

Tabla 41. Programa de diseño I.T.I Francisco José de Caldas ........................................................ 129

Tabla 42. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en los salones de clase. .......................................... 131

Tabla 43. Presupuesto implementación plan piloto en los 24 salones de clase ............................... 132

Tabla 44. Cálculo y resultado de la evaluación del sistema de iluminación más económico ............ 135

Tabla 45. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en el taller de mecatrónica y los salones de clase. .. 137

Tabla 46. Presupuesto implementación plan piloto en los 8 tonos paralelos del taller de mecánica industrial ........................................................................................................................................... 138

Tabla 47. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en el taller de mecánica industrial. ........................... 142

Tabla 48. Presupuesto implementación plan piloto en el alumbrado público.................................... 144

Tabla 49. Seguimiento, medición y análisis planes pilotos, sede A del ITI Fran. José de Caldas. ... 148

Tabla 50. Clasificación de perturbaciones de calidad de potencia. .................................................. 155

Tabla 51. Valores de iluminancia promedio para el salón de clase primer piso................................ 170

Tabla 52. Valores de iluminancia promedio para el salón de clase segundo piso. ........................... 170

Tabla 53. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el tablero del salón de clase. ............ 171

Tabla 54. Niveles de iluminancia recomendados para los salones. Índice de UGR máximo y niveles de iluminación exigibles para salones de clase y tableros. ............................................................... 175

Tabla 55. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el salón de clase, después de implementar el plan piloto. ................................................................................................................ 177

Tabla 56. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el tablero de clase, después de implementar el plan piloto. ................................................................................................................ 177

Tabla 57. Comparativo iluminación promedio antes y despues de implementar el plan piloto y versus el diseño en DIALUX. Salones de clase. .......................................................................................... 178

Tabla 58. Niveles de iluminancia recomendados para los salones. Índice de UGR máximo y niveles de iluminación exigibles para salones de clase y tableros. ............................................................... 182

Tabla 59. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el salón de clase, después de implementar el plan piloto. ................................................................................................................ 184

Tabla 60. Comparativo iluminación promedio antes y despues de implementar el plan piloto y versus el diseño en DIALUX. Salones de clase. .......................................................................................... 184

Tabla 61. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede A. .................................. 189

Tabla 62. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede B. .................................. 191



Tabla 65. Comparación resultados antes y después de implementar el plan piloto ......................... 194

Tabla 66. Consumo mensual total para el usuario ITI. Francisco José de Caldas. ......................... 200

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede A. ............................ 29

Figura 2. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede B ............................. 30

Figura 3. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede C y D ...................... 31

Figura 4. Estructura de la norma NTC-ISO 50001 ............................................................................. 34

Figura 5. Organigrama I.T.I Fran. José de Caldas ............................................................................. 43

Figura 6. Balance energético aproximado del I.T.I Fran. José de Caldas .......................................... 52

Figure 7. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas .............................. 56

Figura 8. Foto Taller Mecánica Industrial. .......................................................................................... 61

Figura 9. Foto Taller Dibujo Técnico. ................................................................................................. 65

Figura 10. Taller Electricidad y Electrónica. ....................................................................................... 67

Figura 11. Foto Taller de fundición ................................................................................................... 70

Figura 12. Foto Taller Ebanistería y Modelos. ................................................................................... 73

Figura 13. Foto Taller Mecánica Automotriz. ..................................................................................... 76

Figura 14. Foto Taller Mecánica Automotriz. ..................................................................................... 78

Figura 15. Foto Coliseo ..................................................................................................................... 82

Figura 16. Foto Auditorio y teatro ...................................................................................................... 83

Figura 17. Sede B del I.T.I Francisco José de Caldas ........................................................................ 88

Figura 18. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas ............................ 89

Figura 19. Sede C del I.T.I Francisco José de Caldas ........................................................................ 95

Figura 20. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas ............................ 96

Figura 21. Sede D del I.T.I Francisco José de Caldas ...................................................................... 100

Figura 22. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas .......................... 100

Figura 23. Consumo de energía anual Sede A. ............................................................................... 105

Figura 24. Diagrama de Pareto. Sede A del I.T.I Fran. José de Caldas ........................................... 106

Figura 25. Comparativo centros de consumo contra iluminación. Consumo de energía anual Sede A ......... 107 Figura 26. Comparativo centros de consumo contra motores trifásicos. Consumo de energía anual Sede A.......................................................................................................................................................................... 108

Figura 27. Consumo de energía anual Sede B ................................................................................ 109

Figura 28. Consumo de energía anual Sede C ............................................................................... 110

Figura 29. Consumo de energía anual Sede D ............................................................................... 110

Figura 30. Comportamiento energético. Sede A, Número de cuenta No 07632256. Tablero principal área salones de clase y pasillos ....................................................................................................... 112

Figura 31. Comportamiento energético Sede A, Número de cuenta 22521333.Tablero principal ITI ............. 113

Figura 32. Comportamiento energético Sede B, Número de cuenta 763228-2. ............................. 114

Figura 33. Comportamiento energético Sede C, Número de cuenta 762365-5. ............................. 115

Figura 34. Comportamiento energético - Sede D, Número de cuenta 762368-1. ........................... 116

Figura 35. Línea base energética Sede A Salones de clase y pasillos ............................................ 119

Figura 36. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Salón de clase antes y después de implementar el plan piloto. Eprom en el plano de trabajo. ................................................................ 121

Figura 37. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Taller de mecánica industrial, automatización 8 tornos paralelos. ................................................................................................... 122

Figura 38. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Alumbrado público Sede A del I.T.I. ... 123

Figura 39. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en los salones de clase. Sede A I.T.I Francisco José de Caldas. ............................................................................................................... 134

Figura 40. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en el taller de mecánica industrial. Sede A I.T.I francisco José de caldas. .......................................................................................................... 141

Figura 41. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en el alumbrado público. Sede A I.T.I Francisco José de Caldas. ............................................................................................................... 147

Figura 42. Salón de clase antes de implementar el plan piloto. ....................................................... 168

Figura 43. Ubicación de puntos de medición en áreas con una fila de iluminación. ........................ 169

Figura 44. Ubicación de puntos de medición en el salón de clase. ................................................. 171

Figura 45. Salón de clase después de implementar el plan piloto. .................................................. 172

Figura 46. Diseño del salón piloto primer piso hecho en DIALUX. .................................................. 173

Figura 47. Diseño del salón piloto segundo piso hecho en DIALUX. ................................................ 174

Figura 48. Ubicación de puntos de medición en áreas regulares con más de 2 filas de iluminación ............. 176

Figura 49. Ubicación de puntos de medición en el salón de clase, después de implementar el plan piloto. ................................................................................................................................................ 178

Figura 50. Taller de Mecatrónica después de implementar el plan piloto. ....................................... 179

Figura 51. Diseño del taller de mecatrónica primer piso hecho en DIALUX. ................................... 180

Figura 52. Diseño de los salones segundo piso taller de mecatrónica hecho en DIALUX. ............... 181

Figura 53. Ubicación de puntos de medición en áreas regulares con más de 2 filas de iluminación ............. 183

Figura 54. Implementación plan piloto, motores trifásicos taller de mecatrónica. ............................. 185

Figura 55.Ejemplo corriente de arranque de un torno paralelo sin conexión estrella - triangulo ....... 186

Figure 56. Corriente de arranque torno paralelo con conexión estrella-triangulo. ............................ 187

Figure 57. Diagrama eléctrico tablero principal de la sede A, ITI Fran. José de Caldas y medidas realizadas en el tablero ..................................................................................................................... 188

Figura 58. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas .......................... 190

Figura 59. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas .......................... 191

Figura 60. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas .......................... 192

Figura 61. Consumo mensual total para el usuario ITI. Francisco José de Caldas. ......................... 200

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INTRODUCCIÓN

La energía se ha convertido en la base fundamental para el desarrollo económico y social tanto del país como del mundo. El buen aprovechamiento de ésta genera grandes beneficios en cualquier ámbito social. El consumo de energía eléctrica aumenta con el crecimiento de la población y la necesidad del uso racional, se relaciona con la necesidad de mejora tecnológica; hay agravantes y es que en poco tiempo se afrontarán aumentos en nuestras cuentas de consumo de energía, pero más que eso, habrá grandes riesgos y consecuencias del cambio climático. Por ello, implementando programas de concientización acerca de la utilización de productos de bajo consumo de energía y políticas de ahorro, la población en general consumirá menos energía eléctrica lo que resultaría en un equilibrio entre la oferta y la demanda y un consecuente ahorro energético. En el lado de la demanda, en todos los segmentos hay tecnologías que pueden aplicarse actualmente para aumentar la eficiencia y reducir costes.

Una institución educativa, como se aborda en este estudio, puede tener las herramientas y los conocimientos necesarios para ser un ejemplo para Colombia y el mundo en eficiencia energética. No obstante, sin una estrategia clara de gestión energética, junto con personal motivado, formado e informado y una estructura organizacional que apoye las iniciativas de gestión de la energía, el resultado final será mejor al esperado. Una instalación con fines académicos centrada en la gestión de la energía es crucial para garantizar la implementación de oportunidades de mejora identificadas y para el sostenimiento de la mejor eficiencia energética. Existen muchos factores positivos para una institución pedagógica en los que un sistema de gestión de la energía puede contribuir: reducción de costes, reducción de impactos ambientales, replicación de las prácticas a nivel residencial e innumerables oportunidades de mejora económica son tan solo algunas de las ventajas que se pueden generar con la implementación de un Sistema de Gestión de la Energía – SGE, en adelante.

La administración de la información es otra de las grandes debilidades que se encuentran constantemente en las instituciones educativas. Para hacer una gestión energética se requiere de una buena administración de la información relacionada con las mediciones de consumo y uso final de la energía. Por tanto, los objetivos de las mediciones y los informes de consumo de energía deben encontrarse bien orientados hacia la creación de una base de datos históricos que sirvan como herramienta para la generación de indicadores energéticos que permitan identificar oportunidades de eficiencia energética, las cuales con el tiempo, demuestren la eficacia de las acciones implementadas, así como la mejora del desempeñó energético.

Para orientar al lector en el seguimiento de este estudio, las referencias y teoría necesarias se aplican de manera específica en el capítulo 5: Caso analizado; a su vez, en los capítulos previos se indica dónde (posteriormente) se aplican los conceptos y teoría mostrados.

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Por el volumen de la información generada al realizar esta tesis, se entrega un CD con copias digitales que complementan la realización de esta propuesta de grado, generando enlaces para el lector de este documento pueda remitirse al formato digital, por ejemplo para la caracterización energética se puede acceder al mismo por medio del siguiente enlace ITI-F-01-03. Caracterización energética ITI Sede A-2013 (FINAL 29-5-2014). Además en la tabla de contenido en el ítem de lista de resultados a los mismos se puede acceder de manera directa al realizar la consulta digital.

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RESUMEN DEL PROYECTO

El principal objetivo de realizar una metodología para implementar un Sistema de Gestión de Energía (SGE) en una instalación institucional es propiciar la importancia del ahorro de energía eléctrica. Esto se logrará mediante la inclusión de criterios de rentabilidad económica de las acciones propuestas con el fin de promover e inducir resultados concretos en el ahorro de energía eléctrica mediante la realización de Auditorías Energéticas. También se tendrá en cuanta la estandarización de algunas metodologías y procedimientos a seguir para la implementación de soluciones en el campo de la eficiencia y el uso de la energía los cuales son elementos imprescindibles para la reducción de costes energéticos.

Se consolidará un sistema que garantice un óptimo aprovechamiento de la energía y la evaluación real de la recuperación del dinero invertido. Este proyecto de uso eficiente de energía será aplicado a Instituciones Educativas interesadas en controlar sus consumos energéticos. Adicional a esto se conocerán los beneficios que tiene el uso eficiente de la energía para la institución.

En una institución educativa se realizan trabajos de aprendizaje en cada uno de los talleres y salas de clase. En estos, los usos eléctricos más utilizados son iluminación y maquinaria para realizar trabajos específicos, en caso de que el colegio cuenta con ellos. Además de esto se cuenta con factores determinantes en el ahorro de energía como son el estado y mantenimiento de las instalaciones, el balance de cargas y factor de potencia.

Para lograr óptimos niveles de seguridad y calidad de la educación en la institución está debe ser consciente de lo influyente que puede ser el estado de equipos maquinarias y las instalaciones eléctricas en general. Lo anterior con el fin de evitar riesgos eléctricos fijan parámetros mínimos para garantizar la seguridad del personal. Así se evitarán accidentes por contactos eléctricos, la prevención de incendios causados por la electricidad; evitar daños de equipos por sobretensiones o sobrecorrientes; minimizar las deficiencias en las instalaciones eléctricas y la utilización de características esenciales de seguridad de productos eléctricos como son la señalización adecuada para cada equipo.

Así mismo sacar provecho del ahorro de energía eléctrica para optimizar el uso de los recursos en cuanto al mejoramiento de equipos, instalaciones eléctricas y las maquinarias de la institución. Se identificarán las áreas que existen en materia de eficiencia energética, lo que permitirá plantear posibles opciones, cuyos resultados a largo plazo propiciarán el ahorro de energía eléctrica. La aplicación de este proyecto permitirá demostrar la efectividad de las acciones propuestas, comparando la relación beneficio-costo de las medidas consideradas en los proyectos de uso eficiente de energía eléctrica.

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Los pasos a seguir hacia el cambio de hábitos sostenidos del uso de la energía se componen de la implementación de un sistema de gestión de la energía. Esto con el fin de realizar un diagnóstico por medio de la realización de una Auditoría Energética y la generación de cultura de todos los usuarios de la energía. Con la demostración de cambios de hábitos que representan ahorros, se implementan los proyectos donde la mejora tecnológica tiene cabida, aumentando los beneficios.

El usuario no tiene conocimiento del uso adecuado de energía. Por eso mismo se propone una metodología para implementar un Sistema de Gestión de Energía (SGE) con base en análisis que permite mediante herramientas documentadas y con mediciones, evaluar los niveles de eficiencia de energía, lugares donde se produce las pérdidas y la reducción de estas. También sirve para conocer las oportunidades de mejora en cuanto al uso de energía por parte del beneficiario, desde su obtención hasta el uso final de esta.

Se realizará la metodología para implementar un Sistema de Gestión de Energía (SGE) en una instalación institucional; tomando en cuenta al Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas. Estableciéndose un cronograma de actividades en el que se realizará un censo de carga general. Así, generar en un aproximación de carga instalada para cada taller y de esta manera obtener demás instalaciones como son las áreas administrativas, salones de clase y áreas deportivas; y de esta manera obtener un valor discriminado del consumo de energía por unidad de tiempo (día, hora, mensual, etc.).

Paso seguido, se identificará el uso con mayor consumo de energía y se definirán los mejores mecanismos para monitorear el consumo. Se dejara evidencia documentada que demuestre la mejora, para finalizar en la identificación de una tecnología apropiada y con la mejor tasa de retorno que propenda el uso racional de la energía. A su vez, se requiere promover la conciencia en el personal relacionado con el uso significativo de energía e informar a la alta dirección de la institución sobre los avances y los resultados de la gestión de la energía. De sus decisiones y confianza en la implementación se derivarán resultados proporcionales.

Con esta metodología se quiere dar el primer paso para motivar el interés del debido consumo de energía en la institución. Además comprender las ayudas que implica el ahorro de energía eléctrica. Se espera alcanzar los mejores resultados con respecto a desempeño y eficiencia energética en la institución Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas.

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1. MARCO TEORICO

1.1 Definiciones:

A continuación se incluyen algunas definiciones necesarias para el desarrollo de este proyecto como lo establece la NTC-ISO 50001:2011 (1) según numerales 3,1 a 3,24:

Límites: Límites físicos o de lugar y/o límites organizacionales tal y como los define la organización.

EJEMPLO: Un proceso; un grupo de procesos; unas instalaciones; una organización completa; múltiples lugares bajo el control de una organización.

Mejora continua: Proceso recurrente que tiene como resultado una mejora en el desempeño energético y en el sistema de gestión de la energía.

NOTA 1. El proceso de establecer objetivos y de encontrar oportunidades de mejora es un proceso continuo.

NOTA 2. La mejora continua logra mejoras en el desempeño energético global, coherente con la política energética de la organización.

Corrección: Acción tomada para eliminar una no conformidad (véase el numeral 3.21) detectada

NOTA Adaptada de la norma ISO 9000:2005, definición 3.6.6.

Acción correctiva: Acción para eliminar la causa de una no conformidad (véase el numeral 3.21) detectada

NOTA 1 Puede haber más de una causa para una no conformidad.

NOTA 2 La acción correctiva se toma para prevenir que algo vuelva a producirse mientras que la acción preventiva se toma para prevenir que algo suceda.

NOTA 3 Adaptada de la Norma ISO 9000:2005, definición 3.6.5.

Energía: Electricidad, combustible, vapor, calor, aire comprimido y otros similares

NOTA 1 Para el propósito de esta Norma Internacional, la energía se refiere a varias formas de energía, incluyendo la renovable, la que puede ser comprada, almacenada, tratada, utilizada en equipos o en un proceso o recuperada.

NOTE 2 La energía puede definirse como la capacidad de un sistema de producir una actividad externa o de realizar trabajo.

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Línea de base energética: Referencia cuantitativa que proporciona la base de comparación del desempeño energético.

NOTA 1 Una línea de base energética refleja un período especificado.

NOTA 2 Una línea de base energética puede normalizarse utilizando variables que afecten al uso y/o al consumo de la energía, por ejemplo, nivel de producción, grados-día (temperatura exterior), etc.

NOTA 3 La línea de base energética también se utiliza para calcular los ahorros energéticos, como una referencia antes y después de implementar las acciones de mejora del desempeño energético.

Consumo de energía: Cantidad de energía utilizada.

Eficiencia energética: Proporción u otra relación cuantitativa entre el resultado en términos de desempeño, de servicios, de bienes o de energía y la entrada de energía.

EJEMPLO Eficiencia de conversión; energía requerida/energía utilizada; salida/entrada; valor teórico de la energía utilizada/energía real utilizada.

NOTA Es necesario que, tanto la entrada como la salida, se especifiquen claramente en cantidad y calidad y sean medibles.

Sistema de gestión de la energía (SGE): Conjunto de elementos interrelacionados mutuamente o que interactúan para establecer una la política y objetivos energéticos, y los procesos y procedimientos necesarios para alcanzar dichos objetivos.

Equipo de gestión de la energía: Persona(s) responsable(s) de la implementación eficaz de las actividades del sistema de gestión de la energía y de la realización de las mejoras en el desempeño energético.

NOTA El tamaño y naturaleza de la organización y los recursos disponibles determinarán el tamaño del equipo. El equipo puede ser una sola persona como por ejemplo el representante de la dirección.

Objetivo energético. Resultado o logro especificado para cumplir con la política energética de la organización y relacionado con la mejora del desempeño energético

Desempeño energético. Resultados medibles relacionados con la eficiencia energética (3.8), el uso de la energía (3.18) y el consumo de la energía (3.7)

NOTA 1 En el contexto de los sistemas de gestión de la energía los resultados pueden medirse respecto a la política, objetivos y metas energéticas y a otros requisitos de desempeño energético.

NOTA 2 El desempeño energético es uno de los componentes del desempeño de un sistema de gestión de la energía.

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Indicador de desempeño energético

IDE. Valor cuantitativo o medida del desempeño energético tal como lo defina la organización

NOTA Los IDEs pueden expresarse como una simple medición, un cociente o un modelo más complejo.

Política energética. Declaración por parte de la organización de sus intenciones y dirección globales en relación con su desempeño energético, formalmente expresada por la alta dirección

NOTA La política energética brinda un marco para la acción y para el establecimiento de los objetivos energéticos y de las metas energéticas.

Revisión energética. Determinación del desempeño energético de la organización basada en datos y otro tipo de información, orientada a la identificación de oportunidades de mejora

NOTA En otras normas regionales o nacionales, conceptos tales como la identificación y revisión de los aspectos energéticos o del perfil energético están incluidos en el concepto de revisión energética.

Servicios energéticos. Actividades y sus resultados relacionados con el suministro y/o uso de la energía

Meta energética. Requisito detallado y cuantificable del desempeño energético, aplicable a la organización o parte de ella, que tiene origen en los objetivos energéticos y que es necesario establecer y cumplir para alcanzar dichos objetivos

Uso de la energía. Forma o tipo de aplicación de la energía

EJEMPLO Ventilación; iluminación; calefacción; refrigeración; transporte; procesos; líneas de producción.

Parte interesada. Persona o grupo que tiene interés, o está afectado por, el desempeño energético de la organización

Auditoría interna. Proceso sistemático, independiente y documentado para obtener evidencia y evaluarla de manera objetiva con el fin de determinar el grado en que se cumplen los requisitos

NOTA Véase el anexo A para mayor información.

No conformidad. Incumplimiento de un requisito. [ISO 9000:2005, definición 3.6.2]

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Organización. Compañía, corporación, firma, empresa, autoridad o institución, o parte o combinación de ellas, sean o no sociedades, pública o privada, que tiene sus propias funciones y administración y que tiene autoridad para controlar su uso y su consumo de la energía

NOTA Una organización puede ser una persona o un grupo de personas.

Acción preventiva. Acción para eliminar la causa de una no conformidad (3.21) potencial

NOTA 1 Puede haber más de una causa para una no conformidad potencial.

NOTA 2 La acción preventiva se toma para prevenir la ocurrencia, mientras que la acción correctiva se toma para prevenir que vuelva a producirse.

NOTA 3 Adaptado de la Norma ISO 9000:2005, definición 3.6.4.

Procedimiento. Forma especificada de llevar a cabo una actividad o proceso

NOTA 1 Los procedimientos pueden estar documentados o no.

NOTA 2 Cuando un procedimiento está documentado, se utilizan con frecuencia los términos ǁ ǁ―procedimiento escrito o ―procedimiento documentado .


Registro. Documento que presenta resultados obtenidos o proporciona evidencia de actividades desempeñadas

NOTA 1 Los registros pueden utilizarse, por ejemplo, para documentar la trazabilidad y para proporcionar evidencia de verificaciones, acciones preventivas y acciones correctivas.


Alcance. Extensión de actividades, instalaciones y decisiones cubiertas por la organización a través del SGE, que puede incluir varios límites

NOTA El alcance puede incluir la energía relacionada con el transporte.

Uso significativo de la energía. Uso de la energía que ocasiona un consumo sustancial de energía y/o que ofrece un potencial considerable para la mejora del desempeño energético

NOTA La organización determina el criterio de significación.

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Alta dirección. Persona o grupo de personas que dirige y controla una organización al más alto nivel

NOTA 1 La alta dirección controla la organización definida dentro del alcance y los límites del sistema de gestión de la energía.

NOTA 2 Adaptado de la Norma ISO 9000:2005, definición 3.2.7. 1

Y la NTC-ISO 5001:2011 (2) en el numeral 3,4:

“Calidad de la potencia: Conjunto de características de la electricidad en un punto dado de un sistema de potencia en un momento determinado, que permiten satisfacer las necesidades requeridas por el usuario de la electricidad. Estas características son evaluadas con respecto a un conjunto de parámetros técnicos de referencia”2

1 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Sistemas de gestión de la energía.

Requisitos con orientación para su uso. NTC-ISO 50001. Bogotá: El Instituto, 2011. 2 p. 2 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Calidad de la potencia eléctrica.

Límites y metodología de evaluación en punto de conexión común. NTC 5001. Bogotá: El Instituto, 2008. 2 p.

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1.2 Gestión de los recursos energéticos de la institución.

1.2.1 Iluminación

Los sistemas de iluminación constituyen generalmente una de las formas sencillas y prácticas de ahorrar energía, por lo tanto debe ser considerada como un área que ofrece un gran potencial de ahorro en el proceso de mejorar la eficiencia en el consumo energético para el usuario.

Se tendrán como factores para un buen sistema de iluminación: la instalación de sistemas de iluminación que sean eficientes, conservación de buen estado de muros, pisos y techos, la selección del nivel de iluminación de acuerdo a la labor que se desarrolle en cada área de trabajo, utilización de la luz natural, revisión y ajuste (de ser necesario) de alturas de las luminarias, Esto con el fin de generar una buena calidad de iluminación, obteniéndose un confort visual, ambientes más agradables, seguridad y cumplimiento con la legislación aplicable (RETILAP).

1.2.1.1 Conceptos básicos para elegir una buena iluminación.

En base a la página web de Phillips (3).

• Temperatura de Color

El área de trabajo debe ser un lugar en donde sea agradable trabajar y esto se puede lograr estableciendo un sistema de iluminación adecuado. Para cada tipo de trabajo, teniendo en cuenta el nivel de iluminación de las lámparas se puede establecer como la luz emitida por cada clase de lámpara y como puede repercutir en los colores y el aspecto en el área de trabajo. Las lámparas fluorescentes tienen la propiedad de tener diferentes temperaturas de color las cuales pueden establecer la calidad de color que ella da al ambiente refiriéndose a apariencias de color como cálida, neutra y fría.

Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado dando mayor bienestar y relajación, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo las cuales se utilizan cuando en el área de trabajo se realiza mayor actividad. En las lámparas esta temperatura de color es medida en grados Kelvin (°K) y cuanto mayor sea el número, más frío es el color de la luz de la lámpara como se puede evidenciar en la tabla 1. Para realizar la elección de estos tipos de tonalidad se debe tener en cuenta las áreas en donde se va a utilizar la fuente luminosa.

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Tabla 1. Temperatura de Color y Apariencia de color.

Temperatura de color correlacionada Apariencia de color

Tc > 5000 ºK Fría

2500 ºK ≤ Tc ≤ 5000 ºK Neutra

Tc < 2500 ºK Cálida

Fuente 1. Extraído de Philips. Conceptos básicos para elegir una buena iluminación. [En línea] 01 de 01 de 2007. [Citado el: 17 de 08 de 2012.] http://www.luz.philips.com/por talNewsDetail. do?par=3390:2_1:7928:3390.

• Reproducción de Colores

La reproducción de colores de una lámpara es la calidad que tiene esta para reproducir los colores en el área de trabajo, la cual es medida por una escala llamada IRC (Índice de Reproducción de Colores) con la cual se compara una muestra normal de colores iluminada con luz natural con una iluminada por una lámpara. Cuanto más próximo este IRC a 100 más fielmente los colores serán vistos. La capacidad de las lámparas para reproducir bien los colores (IRC) es independiente de su temperatura de color. Existen tipos de lámparas con tres temperaturas de color diferentes y el mismo IRC.

• Eficacia

La eficacia de una lámpara es la manera como ella consume energía eléctrica. En las lámparas incandescentes y halógenas, 80% de la energía utilizada es transformada en calor y apenas 15% genera luz. Toda esta energía transformada en calor es lanzada al ambiente, causando aumento de temperatura e incomodidad.

Las lámparas fluorescentes y las fluorescentes compactas (economizadoras de energía) tienen otra manera de funcionar. Una lámpara es más eficiente a medida que la mayor parte de la energía consumida por ella es destinada a la producción de luz, más no la disipación de esta energía en calor debido a que el propósito es producir luz no calor.

• Niveles de iluminación recomendados.

Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos, normales o exigentes.

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Requerimientos luminosos mínimos: Las zonas de paso (pasillos, vestíbulos, etc.) o los locales poco utilizados (almacenes, cuartos de maquinaria...) con iluminancias entre 50 y 200 lx.

Requerimientos luminosos normales: Zonas de trabajo y otros locales de uso frecuente con iluminancias entre 200 y 1000 lx.

Requerimientos luminosos máximos: Lugares donde son necesarios niveles de iluminación muy elevados (más de 1000 lx) porque se realizan tareas visuales con un grado elevado de detalle. 3

En Colombia se establecen los niveles de iluminancia según la Norma ISO 8995 adoptados por el RETILAP (Ministerio de Minas y Energía, 2010), los cuales son tenidos en cuenta en nuestro estudio para realizar una selección entre los niveles de iluminancia remendados de acuerdo a la labor que se desarrolle en cada área de trabajo y tipo de recinto.

3 Philips (2010). Conceptos básicos para elegir una buena iluminación. [En línea] 01 de 01 de 2007. [Citado el:

17 de Agosto de 2012.]. Recuperado de http://www.luz.philips.com/portalNewsDetail. do?par=3390:2_1:7928:3390.

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1.2.2 Auditoria Energética.

Con base a la página web de Schneider Electric (4) se encontró lo siguiente:

• ¿Qué es una auditoria energética?

Las auditorías energéticas son evaluaciones completas del comportamiento real de una instalación. Que incluye detalles sobre el consumo actual de energía, el ahorro energético potencial y los datos para clasificar las acciones por orden de importancia.

• ¿Qué informa una Auditoria Energética?

Una auditoría energética debe informarle tres cosas:

1. Le informará sobre su consumo actual de energía. 2. Le informará sobre su ahorro potencial de energía. 3. Y le ayudará a clasificar sus acciones por orden de importancia.

• ¿Qué se requiere para realizar una Auditoria Energética?

Para realizar una Auditoria Energética apenas se requiere la siguiente información disponible en cualquier institución:

Por parte del cliente:

� Preparar la información correspondiente � Asegurarse el acceso a las personas adecuadas

Por parte del Auditor:

� Conocer las instalaciones y recopilar información � Medir y probar � Valoración de la situación � Propuesta de un plan de acción

Las cuatro fases de una auditoría:

� Reunión de Lanzamiento � Inspección in situ � Análisis de datos � Informe de resultados

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• Tipos de Auditoria

Se darán a conocer las siguientes dos tipos de auditoría, para que así la institución determine qué tipo de auditoría energética que es mejor para la institución educativa:

� Auditoria de reconocimiento

Un reconocimiento es una auditoría superficial que consiste en una inspección relativamente breve de las instalaciones para identificar problemas de mantenimiento, operativos o de equipos deficientes e identificar áreas que necesitan una evaluación posterior. En esta fase se pueden identificar algunas soluciones rápidas y hacer algunas estimaciones financieras.

� Auditoría completa

Se trataría de una auditoría exhaustiva que evaluará en detalle los sistemas de la institución educativa que consumen energía. Puede incluir controles, mediciones o pruebas específicas para identificar el consumo real y las pérdidas de energía. También incluye una evaluación económica de las oportunidades identificadas, incluyendo costes y beneficios.

Las auditorías completas pueden perfeccionarse incluyendo mejoras detalladas.

Como por ejemplo:

� Modelización por PC para determinar el consumo y/o ahorro anual � Análisis financiero adicional para fundamentar las decisiones de inversión

También incluiría la evaluación de riesgos en los cálculos económicos. Este tipo de auditoría puede ser necesaria para obtener financiación para el proyecto identificado y a veces se denomina "auditoría del grado de inversión".

• ¿Determinar qué tipo de auditoría energética es mejor para la institución educativa?

La respuesta depende de muchos factores como:

� Financiación disponible para la auditoría � Coste y potencial de la Oportunidad de Ahorro de la Energía (OAE) � Exactitud necesaria de la información de auditoría � Tipo de instalación � Función de la instalación � Procesos dentro de la instalación

Las auditorías energéticas pueden ser autoevaluaciones realizadas por personal de la empresa, auditorías externas por parte de profesionales de servicios de energía o una combinación de ambas.

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Con independencia del tipo de auditoría, se recomienda que el equipo de auditoría represente distintos campos de conocimiento como ingenieros de procesos, expertos en mantenimiento, gestores de sistemas, especialistas en energía, etc.

La ayuda externa puede resultar extremadamente útil y proporcionar un punto de vista ajeno a las instalaciones así como conocimientos profesionales en muchas áreas4.

4 Schneider Electric (2011). Energy University by Schneider Electric. Auditorías Energéticas. [En línea] 01 de

Mayo de 2011. [Citado el: 17 de Agosto de 2012.]. Recuperado de http://www2.schneider-electric.com/corporate/en/products-services/training/energy-university/energy-universit.

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2. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO PARA IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE GESTIÓN DE LA ENERGÍA. CASO: INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

La metodología descrita a continuación se basa en la NTC – ISO 50001:2011 (1), la cual presenta en primer lugar una orientación general que puede ser aplicar en cualquier institución educativa, y en segundo lugar, una aplicación específica o estudio de un caso en particular. De esta manera, se determinara la posibilidad de implementar un sistema de gestión energética que cumpla con los requisitos establecidos en dicha norma y que sean pertinentes en una institución educativa.

La implementación de un Sistema de Gestión de la Energía tiene como objetivo la mejora del Desempeño Energético, el cual incluye el uso de la energía, la eficiente energética y el consumo energético de la institución educativa. Es por esto que se propone en la metodología comenzar realizando una capacitación de la norma a los delegados del SGE que nombre la Institución educativa. Lo anterior con el fin de simplificar y optimizar el proceso de acompañamiento a la institución educativa para definir los criterios a tener en cuenta para poder implementar un SGE.

En segundo lugar se propone realizar un procedimiento para implementar un sistema de gestión de la energía, explicando los requisitos contemplado en la norma NTC – ISO 50001:2011 (1), tomando como caso el INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS.

Y en tercer lugar se propone realizar una Auditoria Energética. Este es el punto de partida para efectuar una revisión detallada del Desempeño Energético de la institución educativa. Lo que se obtendrá, es un resultado la información sobre el consumo, el desempeño actual de la institución educativa y las recomendaciones para mejorar del Desempeño Energético.

La ejecución de los objetivos planteados se realizará bajo la siguiente metodología:

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2.1 Caso: INSTITUTO TÉCNICO INDUSTRIAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

Esta metodología para implementar un sistema de gestión de energía en una instalación educativa, basado en la norma NTC-ISO 50001(2011-11-30) fue realizado en las instalaciones del Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede A,B,C y D.

La sede A esta ubicado en la Carrera 68f #63b-02 del barrio Bosque Popular de la localidad de Engativá como se describe en la figura 1. Este consta de diferentes talleres como: Automatización y robótica, Mecatrónica, Electricidad y Electrónica, Mecánica Industrial, Ebanistería, Fundición, Dibujo Técnico, Metalistería y Mecánica automotriz, salones de clases, un teatro, salas de reuniones, coliseo y cafetería entre otros. Se encontró en ellos un ejemplo óptimo para implementar un sistema de gestión de energía en una instalación institucional, basado en la norma NTC-ISO 50001(2011-11-30).

Figura 1. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede A.

FUENTE: Google Earth 2015

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Para las sede B del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grado de básica primaria, ubicada en la Calle 64F Bis #68B-16 del barrio Estradita de la localidad de Engativá, como se describe en la figura 2.

Figura 2. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede B


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Y la sede C del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grado de básica primaria Esta está ubicada en la Carrera 68F #67-84 del barrio Bellavista Occidental de la localidad de Engativá y sede D del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grados de preescolar y básica primaria, La anterior está ubicada en la Calle 68A #68D-51 del barrio Bellavista Occidental de la localidad de Engativá, como se describe en la figura 3.

Figura 3. Ubicación Instituto Técnico Distrital Francisco José de Caldas, sede C y D


Se evaluará la posibilidad de realizar la implementación del SGE en dichas sedes por parte de la institución educativa, decisión que será tomada por parte de la alta dirección del colegio.

Al realizar este estudio se pretende motivar a la institución como consumidor de energía a entender los beneficios que conllevan la utilización de equipos de alta eficiencia para la institución, además de un buen estado de las instalaciones eléctricas del colegio, consiguiendo no solo la reducción de pérdidas de energía sino seguridad para las personas que trabajan en las diferentes áreas del colegio.

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2.2 Capacitación

Se iniciará realizando una capacitación a los delegados del SGE de la Institución educativa donde se dará a conocer el alcance de la norma, su forma de interpretación, y las ventajas de implementar un Sistema de Gestión de la Energía en una institución educativa. Después se realizará un acompañamiento de la Institución educativa para definir el alcance, límites, indicadores de desempeño energético, objetivos energéticos, y metas energéticas que enmarque la implementación de un piloto de Sistema de Gestión de la Energía.

Por parte de los profesores de Electricidad y Electrónica, el representante de la alta dirección, y el coordinador académico y técnico del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, fue seleccionado un grupo de estudiantes de grado decimo de Electricidad y Electrónica para ser el equipo de gestión de la energía de la institución educativa. A este grupo de estudiantes se les realizó un taller de capacitación (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.1_Taller de capacitación) bajo la norma NTC-ISO 50001:2011, en la cual se trataron los siguientes temas:

� Introducción a los Sistemas de Gestión de Energía (SGE), norma NTC ISO 50001:2011. � Conceptos fundamentales sobre SGE. � ¿Por qué sería necesario un SGE en una institución educativa? � La Auditoria Energética como herramienta en la gestión energética � ¿Cómo diseñar e implementar un SGE?

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2.3 Procedimiento para la implementación de un Sistema de Gestión de la Energía en una institución educativa.

2.3.1 Introducción

La norma NTC-ISO 50001:2011 ofrece las directrices para el mejoramiento del desempeño energético en una institución educativa por medio de la exigencia del mejoramiento continuo del desempeño energética. Logrando con ello, el mejoramiento en la calidad de vida de los estudiantes, profesores y personal que trabaja en la institución educativa, el aprovechamiento de los recursos naturales del país en una forma racional y eficiente. Con este piloto queremos establecer la primera contribución como institución educativa, en la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero que provocan el calentamiento global.

Este procedimiento se ha elaborado como una fuente de ayuda en el proceso de preparación, aplicación y verificación de la implementación de un sistema de gestión energético de una institución educativa. Brindando una orientación a todos aquellos colegios interesadas en realizar la implementación de un sistema de gestión de la energía que buscan el mejoramiento del desempeño energético de la institución.

Para cumplir con esto es necesario contar con el compromiso de la alta dirección del colegio y el permanente seguimiento al mejoramiento y mantenimiento del sistema de gestión de energía, lo cual se deberá volver en una prioridad para la institución educativa.

A continuación describiremos una serie de herramientas y procedimientos con las cuales la institución educativa podrá mejorar su desempeño energético. Proporcionando ilustraciones sobre “qué hacer” y “cómo hacer” para establecer, implementar, mantener y mejorar el sistema de gestión de la energía.

2.3.2 Que es un Sistema de Gestión de la Energía (SGE) y que beneficios trae su implementación en una institución educativa.

La norma NTC-ISO 50001 (2011) define un sistema de gestión de la energía (SGE) como el “conjunto de elementos interrelacionados mutuamente o que interactúan para establecer una política y objetivos energéticos, y los proceso y procedimientos necesarios para alcanzar dichos objetivos”.

Los beneficios asociados a la implementación de un SGE, en una institución educativa, se presentan a continuación:

� Mejora de la competitividad y productividad en la institución educativa � Identificación de ineficiencias energéticas no esperadas en la institución educativa

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� Criterio de eficiencia energética en compra de equipos y servicios � Fomento de una cultura de uso racional y eficiente de energía en la institución educativa y

los actores de interés � Cumplimiento de requisitos legales asociados a la energía � Reducción de emisiones de GEI � Mejor percepción de imagen de clientes y actores de interés

2.3.3 Estructura de la norma NTC-ISO 50001 (2011).

Los pasos para la implementación de un sistema de gestión de la energía basados en la norma NTC-ISO 50001 (2011), son basados en la metodología PHVA (Planear, Hacer, Verificar, Actuar) o ciclo de mejora continua el cual se muestra en la figura 4.

Figura 4. Estructura de la norma NTC-ISO 50001

Fuente INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Sistemas de gestión de la energía. Requisitos con orientación para su uso. NTC-ISO 50001. Bogotá: El Instituto, 2011. ii p.

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Al implementar un SGE según los lineamientos de la norma NTC-ISO 50001 (2011) en una institución educativa, se busca que la gestión sea efectiva y garantice como resultado la mejora continua del desempeño energético. En la tabla 2 se define los requisitos de la norma NTC-ISO 50001 (2011), cuales son los requisitos generales, y cuáles son los requisitos donde se puede implementar el ciclo de mejora continua.

Tabla 2. Requisitos de la norma NTC -ISO 50001:2011 (Continua)

Ciclo PHVA Requisitos de la norma NTC-

ISO 50001:2011 Observaciones

Requisitos Generales 4.1 Requisitos Generales 4.2 Responsabilidad de la gerencia 4.2.1 Alta gerencia 4.2.2 Representante de la gerencia 4.3 Política energética

Planificar: Se centra en entender el comportamiento energético de la organización para establecer los controles y objetivos necesarios que permitan mejorar el desempeño energético.

4.4 Planificación energética 4.4.1 4.4.2 Requisitos legales y otros requisitos 4.4.3 Requisitos legales y otros requisitos 4.4.4 Línea base energética 4.4.5 Indicadores de desempeño energético 4.4.6 Objetivos energéticos, metas energéticas y planes de acción de gestión de la energía.

Se centra en entender el comportamiento energético de la organización para establecer los controles y objetivos necesarios que permitan mejorar el desempeño energético.

Hacer Busca implementar procedimientos y procesos regulares, con el fin de controlar y mejorar el desempeño energético.

4.5 implementación y operación 4.5.1 Generalidades 4.5.2 Competencia, formación y toma de conciencia 4.5.3 Comunicación 4.5.4 Documentación 4.5.5 Control Operacional 4.5.6 Diseño 4.5.7 Adquisición de servicios de energía, productos, equipos y energía.

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Ciclo PHVA Requisitos de la norma NTC-

ISO 50001:2011 Observaciones

Verificar Consiste en monitorear y medir procesos y productos, en base a las políticas, objetivos y características claves de las operaciones, así como reportar los resultados.

4.6 Verificación 4.6.1 Seguimiento, medición y análisis 4.6.2 Evaluación de cumplimiento con los requisitos legales y otros requisitos 4.6.3 Auditorias interna del SGE 4.6.4 No-conformidades, acción correctiva y preventiva. 4.6.5 Control de registros

Actuar Es la toma de acciones para mejorar continuamente el desempeño energético en base a los resultados.

4.7 Revisión por la gerencia 4.7.1 Generalidades 4.7.2 información de entrada para la revisión por la gerencia 4.7.3 Resultados de la revisión por la gerencia.

Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN, ICONTEC. Sistemas de Gestión de la Energía. Requisitos con orientación para su uso, NTC-ISO 50001. Bogotá: Icontec Internacional, 2011.

Para establecer un procedimiento para implementar un programa de gestión de energía en la institución educativa, se revisó detalladamente la norma y se estudió una guía de implementación, del cual se elaboró un diagrama de flujo ( Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.0 Diagrama de flujo ISO 50001) que presenta las actividades primordiales para realizar la futura la implementación, mantenimiento y mejora de un SGE en una institución educativa. El diagrama de flujo también presenta las acciones previas o pasos, los responsables y los resultados esperados de cada actividad. Para el desarrollo de este capítulo fue necesaria la consulta y análisis de la norma ISO 50004:2014 (Guidance for the implementation, maintenance and improvement of an energy management system), y la guía con base en la norma ISO 50001, implementación de un sistema de gestión de la energía, primera edición del 2013.

A continuación se desarrolla cada numeral del capítulo cuatro de la norma, y entre paréntesis se escribe el numeral correspondiente en la norma NTC-ISO 50001 (2011) para una mejor comprensión para el lector.

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2.4 Requisitos del Sistema de la Gestión de la Energía y ejemplo de aplicación en el I.T.I. FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS. Según el numeral 4 requisitos del Sistema de Gestión de la Energía de la norma NTC-ISO 50001(2011).

A continuación se realiza un procedimiento para desarrollar esta tesis como lo establece la norma ISO 50001, implementación de un sistema de gestión de la energía, primera edición del 2013 (5). Entre paréntesis se escribe el numeral correspondiente en la ISO 50001 para brindarle un mejor entendimiento al lector de los requisitos establecidos en la norma.

2.4.1 (4.1.) Requisitos Generales.

De acuerdo con SGIE5, para implementar un Sistema de Gestión de la Energía en una institución educativa, uno de los aspectos más importantes es el compromiso de la alta dirección para realizar la implementación, mantenimiento y mejora continua de los requisitos contemplados en la norma NTC-ISO 50001 (2011). Sin este compromiso es mejor no implementarlo, pues implicaría la realización de esfuerzos en vano, pérdida de tiempo y no se obtendría los resultados esperados.

Los primeros pasos para implementar un SGE en una institución educativa son la identificación, definición, y documentación del alcance y limites que abarcara el SGE en el colegio. El alcance como lo define la norma NTC-ISO 50001 (2011) es la “Extensión de actividades, instalaciones y decisiones cubiertas por la organización a través del SGE, que puede incluir varios límites”, Y el limite como lo define la norma NTC-ISO 50001 (2011) es “Límites físicos o de lugar y/o límites organizacionales tal y como los define la organización” en donde será implementado el SGE. Tanto el alcance como los límites del SGE deben ser decididos por la alta dirección y documentados después de realizar la revisión energética inicial. El alcance del SGE debe reflejarse en la política energética o en manual de la gestión energética de la institución educativa que se obtendrá como resultados de la culminación del proceso de implementación.

5 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 21 p.

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2.4.1.1 Actividades, responsables, evidencia y registros.

Estas son las actividades que debe realizar la institución educativa para cumplir con este requisito:

Tabla 3. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros.

Actividad Responsable Evidencia y registros

1. Revisar las norma ISO 50001:2011 “Energy management systems -- Requirements with guidance for use”, ISO 50002:2014 ” Energy audits -- Requirements with guidance for use” y demás normas o guías relacionadas con la energía y los sistemas de gestión energéticos

Alta dirección

� Documento que contiene el alcance y límites de SGE. Por ejemplo el manual del sistema de gestión de la energía, políticas energética de la institución educativa.

� Conocimiento de los límites y alcance del sistema por parte del representante de la alta dirección vinculado al SGE

� Divulgación escrita del alcance y límites del SGE

2. Definir y documentar el alcance y los límites del sistema

Representante de la alta dirección

3. Aprobar por la alta dirección el alcance y límites propuestos para implementar el SGE.

Alta dirección

Fuente: SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá: SGIE, 2013. 21 p.

2.4.2 Definición del alcance y límites del SGE en el I.T.I Francisco José de Caldas

Alcance: El SGE se aplicará en todas la instalaciones del I.T.I Francisco José de Caldas y se realizará al uso de la energía que ocasione un consumo sustancial de energía u ofrezca una potencia considerable para la mejora del desempeño energético. Este uso significativo de la energía será determinado después de realizar la caracterización energética en el I.T.I Francisco José de Caldas, sedes A, B, C y D.

Límite: Después de realizar la caracterización energética se definió que la implementación del piloto de SGE se realizará solo en la sede A del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grados de básica secundaria y media, ubicada en la Carrera 68f #63b-02 del barrio Bosque Popular de la localidad de Engativá.

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Para las sede B del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grado de básica primaria, ubicada en la calle 64f #68g-169 bis del barrio Estradita de la localidad de Engativá, la sede C del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grado de básica primaria. Esta está ubicada en la carrera 60 #67-84 del barrio Bellavista Occidental de la localidad de Engativá y sede D del Instituto Técnico Industrial Francisco José de Caldas, la cual es una Institución de educación distrital, con grados de preescolar y básica primaria. La anterior está ubicada en la calle 68a #68d-51 del barrio Bellavista Occidental de la localidad de Engativá se evaluara la posibilidad de realizar la implementación del SGE en dichas sedes por parte de la institución educativa.

2.4.3 (4.2) Responsabilidad de la dirección

2.4.3.1 (4.2.1) Alta dirección

De acuerdo con SGIE6, este requisito establece los compromisos que adquiere la alta dirección de la institución educativa con la decisión de implementar un SGE, debido a que esta, es quien debe aprobar y realizar revisiones detalladas del cumplimiento de cada uno de los procesos que la institución educativa establezca para evidenciar el cumplimiento del SGE. Además es la responsable de asignar recursos materiales y talento humano los cuales son precisados en la etapa de planeación.

Para dar cumplimiento a estos compromisos la alta dirección debe apoyarse y designar un representante de la dirección para el SGE y/o un equipo de gestión de la energía. Una vez tomada la decisión de implementar el SGE, la alta dirección deberá comunicar a toda la institución educativa la importancia del SGE, confirmando a cada área o proceso su rol dentro del SGE.

En un periodo de tiempo establecido se realizarán revisiones por parte de la alta dirección que permitirán actualizar el SGE, conocer el porcentaje de avance, cumplimiento y establecer mejoras en el desempeño energético de la institución educativa.


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Estas son las actividades que debe realizar la alta dirección para cumplir con este requisito:

Tabla 4. Alta dirección. Actividades, responsables, evidencia y registros.


1. Dar a conocer a la institución educativa los compromisos que se adquieren con la implementación del SGE

Alta dirección

� Conocimiento de la alta dirección de sus compromisos con el SGE y la manera de cumplirlos

� Documentos de designación del representante de la dirección y el comité de gestión de la energía

� Presupuesto asignado a las tareas del plan de acción del SGE

� Documentación de la política energética

� Indicadores de desempeño energético

� Objetivos y metas energéticas � Informes técnicos

2. Definir que personal de la institución educativa estará involucrados en la implementación, mantenimiento y mejora del SGE.

Alta dirección

3. Establecer los roles del personal involucrado.

Alta dirección

4. Designar al representante de la dirección y el equipo de gestión de la energía.

Alta dirección

5. Estimar y asignar recursos necesarios para el establecimiento e implementación del SGE

Alta dirección

6. Incluir en su sistema de control organizacional la medición de los resultados y del funcionamiento del SGE.

Alta dirección


2.4.4 Alta dirección en el I.T.I Francisco José de Caldas

La alta dirección del I.T.I Francisco José de Caldas está a cargo de la rectoría. La cual dio a conocer a las diferentes coordinaciones (convivencia, académica, articulación, técnica y administrativa) los compromisos adquiridos al implementar un SGE.

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2.4.5 (4.2.2) Representante de la dirección

De acuerdo con SGIE7, el representante de la alta dirección es una persona designada por la alta dirección para asegurarse de la implementación, seguimiento y mejoramiento del SGE, la cual debe ser dada a conocer a todos los niveles de la institución educativa por la alta dirección. Es el canal de comunicación entre la alta dirección, el personal de la institución educativa y entes externos. Representa la máxima responsabilidad sobre el SGE, al ser este quien promueva la participación del personal en las actividades en pro del mejoramiento del desempeño energético y cumplimiento de los requisitos de la norma. Debe contar con el respaldo de la alta dirección y la autoridad para la toma de decisiones.

Dependiendo el tamaño de la institución educativa, se puede conformar un equipo de gestión de la energía, el cual involucra a todas las personas encargadas por áreas del colegio, para que se comprometan en la planificación, implementación y mejora del SGE. O si el tamaño de la institución es pequeña, se puede contar con un solo representante por la dirección el cual debe estar permanentemente comunicado con los responsables de los proceso de cada área para poder involucrarlos en el desempeño del SGE.


Estas son las actividades que debe realizar el represéntate de la alta dirección para cumplir con este requisito:


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Tabla 5. Represéntate de la dirección. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros.


1. Asegurar que el SGE es establecido, implementado, mantenido y mejorado continuamente de acuerdo con los requisitos de la norma.

Represéntate de la alta dirección

� Resolución, acta o documento que contenga la designación del representante de la dirección y equipo de gestión energética

� Conocimiento de los involucrados de sus responsabilidades y funciones

� Comunicación del desempeño energético y del SGE a la alta dirección.

� Documentos con responsabilidades y autoridades definidas y comunicadas

2. Identificar a los responsables y líderes de los procesos con usos significativos de energía


3. Conformar el comité de gestión energética.


4. Comunicar a la alta dirección el desempeño energético, los avances del sistema, dificultades, debilidades, necesidades y mejoras en los procesos.


5. Verlas porque las actividades que se realicen sean acordes al cumplimiento de la política energética


6. Establecer los métodos para que la operación y control del SGE sea eficaces.


7. Promover la toma de conciencia de la política energética y de los objetivos energéticos en todos los niveles de la organización


8. Comunicar las responsabilidades y autoridades a los involucrados en el SGE.



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2.4.6 Representante de la alta dirección en el I.T.I Francisco José de Caldas

La alta dirección del I.T.I Francisco José de Caldas, asigno al coordinador académico y de articulación para que sea el representa de la alta dirección el colegio, el cual reunión la cualidades y habilidades requeridas para desempeñar dicho cargo. A continuación se muestra el organigrama del Equipos de la gestión de la energía del I.T.I Francisco José de Caldas.

Figura 5. Organigrama I.T.I Fran. José de Caldas

Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

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A continuación se da a conocer los Roles del equipo

Tabla 6. Roles del equipo

Tarea Alta

dirección Representante de la

dirección Coordinación

técnica Coordinación

académica Coordinación administrativa

Desarrollar de política energética

Liderar Liderar Participar

Aprobar política energética

Liderar Participar Participar

Equipo energético Liderar Participar Participar

Análisis energético Informar Liderar

Entrenamiento Participar Participa Participar

Control operacional Liderar Participar

Evaluación financiera

Participar Participar Lidera

Monitoreo y seguimiento

Informar Liderar Participar


2.4.7 (4.3) Política energética

De acuerdo con SGIE8, la política energética define los criterios para la planificación del sistema y orienta a la institución educativa hacia la mejora del desempeño energético. Es la directriz fundamental para la implementación de un SGE, expresada por la alta dirección que brinda una referencia para el establecimiento de los objetivos y metas energéticas.


Estas son las actividades que debe realizar la alta dirección y el represéntate de la alta dirección para cumplir con este requisito:


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Tabla 7. Política energética. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros.


1. Construcción de la política energética 1.1 Para la realización de la política energética se debe

considerar los siguiente: � La misión, visión, valores y principios de la

institución educativa. � Objetivos y metas organizacionales. � Los requisitos de las partes interesadas. � El tamaño, ubicación geográfica de las institución

educativa

Propuesta: Represéntate de la alta dirección o por el equipo de gestión energética. Aprobación: Alta dirección

Política energética

2. Verificación del cumplimiento de los requisitos de la norma NTC-ISO 50001:2011.

2.1 La alta dirección o el equipo de gestión energética deberá realizarse las siguientes preguntas para garantizar el cumplimiento de los requisitos contemplados en la norma NTC-ISO 5001:2011, en la construcción de la política energética ¿La política asegura un compromiso con la mejora del desempeño energético? ¿Garantiza la disponibilidad de información y de los recursos necesarios para alcanzar los objetivos y las metas de la institución educativa? ¿Incluye un compromiso para cumplir con los requisitos legales aplicables y otros requisitos relacionados con el uso, consumo de la energía y la eficiencia energética? ¿Proporciona un marco de referencia para establecer y revisar los objetivos y metas energéticas? ¿Apoya la adquisición de productos y servicios energéticamente eficientes y el diseño para mejorar el desempeño energético? ¿Se encuentra documentadas y es comunicada a todos los niveles de la institución educativa? ¿Es revisada y actualizadas regularmente?

Alta dirección o el equipo de gestión

energética

3. Comunicación, documentación y actualización. 3.1 El representante por la dirección debe proponer a la alta

dirección la forma en que la política será comunicada a la institución educativa, dónde será documentada, con qué frecuencia será revisada y cuando debe ser actualizada.

3.2 La alta dirección será la responsable de realizar las actividades descritas anteriormente.

El representante de la alta dirección

Fuente: SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá: SGIE, 2013. 27 y 28 p.

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2.4.7.1 Ejemplo de la política energética del I.T.I Francisco José de Caldas

Política energética del I.T.I Francisco José de Caldas.

De acuerdo con SGIE9, el I.T.I Francisco José de Caldas dentro de un marco de responsabilidad en el uso de los recursos energéticos y su impacto en el medio ambiente, promoviendo una mejora continua del desempeño energético en nuestra sede A, basado en los estándares de gestión energética.

Somos responsables en el manejo de nuestros recursos energéticos cuando:

• Conocemos y cumplimos las disposiciones legales vigentes relacionadas con los energéticos que utilizamos.

• Realizamos una planeación del uso de los recursos energéticos • Diseñamos, proyectamos y compramos considerando los estándares de eficiencia

energética • Asignamos los recursos necesarios para ejecutar el eficiente consumo y manejo de la

energía • Aplicamos buenas prácticas de operación, mantenimiento, planificación y gestión de la

energía para cumplir los indicadores de desempeño energético. • Comunicamos y evaluamos periódicamente nuestros resultados para incrementar nuestro

nivel de desempeño energético

Esta política será actualizada anualmente y comunicada a todo el personal del I.T.I Francisco José de Caldas, para garantizar que continúe nuestro compromiso con el buen desempeño energético.

Una vez que la política energética es socializada a todos los niveles de la institución educativa, puede pasarse a la fase de planificación.


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2.4.8 (4.4) Planificación energética

(4.4.1) Generalidades

De acuerdo con SGIE10 la planificación energética es el proceso mediante el cual la institución educativa identifica, analiza y comprara los usos significados de energía, los requisitos legales relacionados a los usos y consumos de energía y las oportunidades de mejora del desempeño energético. Adicionalmente la institución educativa, establece las líneas de base energética, indicadores de desempeño, objetivos energéticos, metas energéticas y planes de acción para la gestión de la energía.

En esta etapa permite conocer el estado real de la institución educativa a nivel energético e identificación de los potenciales de ahorro, brindando así un marco de referencias para el planteamiento de objetivos y metas energéticas. Con esto el colegio cuenta con una base para el cumplimiento de la política energética y el establecimiento de las actividades para la mejora del desempeño energético y la implementación del SGE en la institución educativa. En esta etapa de planificación es necesario definir el marco del tiempo para la implementación del sistema, así como las actividades, resultados, responsables, plazos, recursos necesarios. La planeación permite enfocar los esfuerzos, estrategias y recursos en las áreas que tiene mayor impacto energético en la institución educativa, para obtener mejores resultados en un menor tiempo y alcanzar las metas y objetivos planteados. El representante por la dirección es el responsable de realizar la planeación energética en el SGE, apoyados por el equipo de gestión energética.


Estas son las actividades que debe realizar el representante de la alta dirección para cumplir con este requisito:

Tabla 8. Planificación energética. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros.

Actividad Responsable Evidencia y registros 1. Análisis de consumos energéticos. 1.1 Identificar los USE y personal

asociado 1.2 Determinar parámetros críticos de

la operación 1.3 Identificar requisitos legales y

otros aplicables de la institución educativa


� Líneas de base energéticas

� Indicadores de desempeño energético

� Objetivos y metas energéticas

� Planes de acción � Política energética


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Actividad Responsable Evidencia y registros 2. Indicadores y línea base 2.1 Plan de acción y oportunidades de

mejora 2.2 Realizar control operacional 2.3 Realizar seguimiento, revisión y

actualización


3. Estableces objeticos y metas energéticas

3.1 Estableces planes de acción y porcentajes de ahorro

3.2 Revisar los potenciales por usos de energía

3.3 Comunicar a toda la institución educativa.


Fuente: SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá: SGIE, 2013. 32 y 33p.

2.4.9 (4.4.2) Requisitos legales y otros relacionados

De acuerdo con SGIE11, la institución educativa debe identificar los requisitos legales aplicables a sus usos, consumos, y eficiencia de la energía. Identificando como aplicar los requisitos legales en la institución educativa y evidenciar su cumplimiento. Los requisitos legales deben ser comunicados al personal involucrado que pueda afectar el funcionamiento y desarrollo de sus actividades en su área, con el fin de evitar incumplimientos legales, sanciones, incidentes de trabajo etc. Para los nuevos diseños que se realicen en la institución educativa, se debe tener en cuenta la legislación vigente. Los requisitos legales deben ser fácilmente accesibles (medio físico o magnético) a todos los miembros de la institución educativa.

“Otros relacionados” hace referencia a requisitos propios de la institución educativa, como por ejemplo, acuerdos entre clientes, reglamentos o resoluciones internas entre otros




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Tabla 9. Requisitos Legales y otros relacionados. Requisitos Generales. Actividades, responsables, evidencia y registros.

Actividad Responsable Evidencia y registros 1. Identificar la legislación energética

relacionada con las actividades de la institución educativa. Realizando una revisión de las normas o reglamentos relacionados con el uso, consumo y eficiencia energética, identificando así cuales son aplicables a la institución educativa.


� Documento que contenga la identificación y seguimiento a los requisitos legales y otros aplicables al SGE.

2. Acceder a los requisitos legales y otros relacionados por la institución educativa


3. Determinar la metodología o actividades para cumplir con lo establecido en la legislación.


4. Comunicar al personal involucrado los requisitos, norma o ley.


5. Evaluar periódicamente el cumplimiento de los requisitos legales y otros.


6. Identificar casos de incumplimiento y ejecutar correcciones, acciones correctivas y preventivas.


7. Mantener los registros de cumplimiento de los requisitos


8. Considerar los cambios en los requisitos durante las revisiones por la alta dirección.


Fuente: SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá: SGIE, 2013. 23 y 33 p.

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2.4.9.2 Ejemplo formato de identificación de requisitos legales del I.T.I Francisco José de Caldas

Tabla 10. Ejemplo formato de identificación de requisitos legales del I.T.I Francisco José de Caldas

Reglamento Técnico o norma

Objetivo Responsable Fecha de revisión

¿Qué tipo de instalaciones,

equipos, proceso cubre este

reglamento o norma?

Que registros se necesitan

¿Qué comunicación se

necesita?

Evaluación del

requisito

REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS (RETIE) RESOLUCIÓN No. 9 0708 de Agosto 30 de 2013.

ARTÍCULO 1º. OBJETO El objeto fundamental de este reglamento es establecer las medidas tendientes a garantizar la seguridad de las personas, de la vida tanto animal como vegetal y la preservación del medio ambiente; previniendo, minimizando o eliminando los riesgos de origen eléctrico.


5 años a partir de la fecha de publicación.

Por parte de la institución educativa,

anual

Instalaciones eléctricas, máquinas y equipos en general. Proceso de diseño y

planeación

Planos eléctricos de la institución

educativa

Alta dirección y representante de la alta dirección

Verificación

REGLAMENTO TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO PÚBLICO. RETILAP. RESOLUCIÓN No. 180540 de Marzo 30 de 2010

SECCIÓN 100 OBJETO. El presente Reglamento Técnico tiene por objeto fundamental establecer los requisitos y medidas que deben cumplir los sistemas de iluminación y alumbrado público, tendientes a garantizar: los niveles y calidades de la energía lumínica requerida en la actividad visual, la seguridad en el abastecimiento energético, la protección del consumidor y la preservación del medio ambiente; previniendo, minimizando o eliminando los riesgos originados, por la instalación y uso de sistemas de iluminación.


5 años a partir de la fecha de publicación. Por parte de la institución educativa, anual

Sistemas de iluminación interior y exterior de la institución educativa

Diseños de iluminación


Verificación

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC-ISO 50001 2011-11-30. SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA ENERGÍA. REQUISITOS CON ORIENTACIÓN PARA SU USO

1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta Norma Internacional especifica los requisitos para establecer, implementar, mantener y mejorar un sistema de gestión de la energía, con el propósito de permitir a una organización contar con un enfoque sistemático para alcanzar una mejora continua en su desempeño energético, incluyendo la eficiencia energética, el uso y el consumo de la energía…


5 años a partir de la fecha de publicación. Por parte de la institución educativa, anual

Requisitos aplicables al SGE de la institución educativa.

Manual de gestión de la energía


Verificación

Fuente: Elaborado por Julián Arce.

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2.4.10 (4.4.3) Revisión energética

De acuerdo con SGIE12, la institución educativa deberá realizar una identificación, revisión y análisis de los usos y consumo de la energía para poder conocer el tipo de energía que está usando el colegio, las áreas y equipos donde se emplean y el personal asociado. Con esto se tendrá conocimiento del uso significativo de la energía de la institución.

Luego por medio de una caracterización energética, se establece la relación entra la cantidad de energía usada y el uso de energía que provoca su consumo. Identificando así las oportunidades de mejora en el desempeño energético en los usos significativos de la energía.



Tabla 11. Planificación energética. Actividades, responsables, evidencia y registros.

Actividad Responsable Evidencia y registros 1. Balance general de energía de la

institución educativa en los límites del SGE.


� Información general de la institución educativa

� Facturas de energía � Censo de carga o

inventario de equipos consumidos de energía

� Jornadas de trabajo de la institución educativa

2. Caracterización energética de la institución educativa.


3. Determinar la metodología o actividades para cumplir con lo establecido en la legislación.


4. Comunicar al personal involucrado los requisitos, norma o ley.


5. Evaluar periódicamente el cumplimiento de los requisitos legales y otros.


6. Identificar casos de incumplimiento y ejecutar correcciones, acciones correctivas y preventivas.


7. Mantener los registros de cumplimiento de los requisitos


8. Considerar los cambios en los requisitos durante las revisiones por la alta dirección.




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2.4.10.2 Balance general de energía de la institución educativa en los límites del SGE.

Se establece un diagrama de bloques con el uso de la energía suministrada a la institución educativa hasta los usuarios finales (Talleres, salones de clase etc.). Ubicando en cada usuario al cantidad de energía utilizada. A continuación se establece un balance energético aproximado de las 4 sedes del I.T.I Fran. José de Caldas

Figura 6. Balance energético aproximado del I.T.I Fran. José de Caldas

IIuminación 151603 [kWh]/año 49 % del consumo

total

Consumo total de energía del I.T.I Fran. José de caldas. Sede A.

Consumo Total 310202 [kWh] / año

Motores trifásicos

107742 [kWh]/año 35% del consumo

total

Motores Monofásicos

10412 [kWh]/año 3 % del consumo

total

Computadores 39390 [kWh]/año

13 % del consumo total

IIuminación 29109 [kWh]/año


Consumo total de energía del I.T.I Fran. José de caldas. Sede

B.

Otros 1373 [kWh]/año




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Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

2.4.10.3 Caracterización energética de la institución educativa.

De acuerdo con SGIE13, se realiza un inventario por tipo de energía que utilice la institución educativa de todos los equipos consumidores de energía en las 4 sedes del colegio, para así poder determinar su potencia mediante los datos de placa, tiempo de uso, modo de uso y cantidad, como se establece ha:




Consumo total de energía del I.T.I Fran. José de caldas. Sede C. Consumo Total 18016 [kWh] / año





Consumo total de energía del I.T.I Fran. José de caldas. Sede D. Consumo Total 16770 [kWh] / año



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Realizamos un censo de carga completa para la identificación de equipos y áreas de usos significativos de la energía en las sedes A, B, C y D de la institución educativa, en compañía de los alumnos delegados del SGE. Al realizar esta caracterización energética se estableció la cantidad de energía consumida con una inspección inicial general del colegio, en la cual por medio de unas series de visitas técnicas se estableció un balance de carga teórica por medio de la recopilación de información al realizar una serie de entrevistas a alumnos y profesores en cada área de trabajo de los equipos utilizados, tiempo de utilización, costumbre de uso etc.

Con esto se estableció un consumo energético para cada área cómo son talleres, aulas de clase coliseo, y demás dependencias. Esto fue un cálculo demasiado teórico para poder hacer un paralelo con el consumo real y así establecer un balance energético, comparando con unas mediciones puntuales realizadas en cada área. De todas estas mediciones se promedió un total que se comparó con los recibos pagados por el usuario. Como conclusión de esta parte del trabajo se observó que la mayoría de carga instalada se basa en iluminación, que es la mayor oportunidad de ahorro en la institución. Con esto se realizó un plan de estudio de tipos de tecnologías y políticas de ahorro. Sin embargo es importante anotar que este método de comparación con medidas puntuales no es exacto.

Al desarrollar el estudio encontramos que las instalaciones eléctricas del colegio son muy antiguas y no contaban con planos eléctricos en la Institución como tampoco en la Secretaría de Educación. Solo se cuenta con planos muy superficiales de algunas áreas en su mayoría realizados por alumnos del mismo colegio. En cuanto a planos arquitectónicos, se utilizaron planos realizados por la secretaria de educación en el año de 1999 los cuales fueron utilizados para la realización de cálculos para obtener los niveles de iluminancia necesarios para efectuar el plan piloto en un salón de clase del colegio y posteriormente en los 24 salones restantes. Las instalaciones eléctricas, en muchos sectores se encuentran en un mal estado; provocando pérdidas eléctricas además de condiciones inseguras de trabajo donde no se presentan señalizaciones adecuadas de seguridad eléctrica para la institución.

Se encuentran circuitos mal dimensionados generando cortes de energía en algunos lugares del colegio. No se tiene conocimiento de las protecciones que existen para cada área de trabajo en cuanto a la energización y desenergización de circuitos. Este fue uno de los primeros impedimentos que prolongó un poco la investigación, principalmente, en la búsqueda de ubicación de circuitos en las instalaciones. Se encontró que las instalaciones eléctricas del colegio son, en su mayoría, deficientes; estableciendo lugares donde existe una clara falta de mantenimiento para la conservación adecuada de las instalaciones eléctricas y de los sistemas de iluminación en general.

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También se encontró que la distribución eléctrica de los circuitos para cada área de trabajo no permite la manipulación particular de un área determinada de este, lo cual implica un consumo energético innecesario así como un aumento del costo de consumo de energía. No se cuenta con interruptores independientes para poder desenergizar la iluminación general en diferentes áreas del instituto, para atacar este problema se debe desenergizar las luminarias desde el tablero principal en diferentes áreas de la institución, lo cual no se hace por cada salón sino por cada piso.

En una institución educativa se realizan trabajos de aprendizaje en cada uno de los talleres y salones de clase en los cuales los equipos eléctricos más utilizados son iluminación y además se utiliza maquinaria para realizar trabajos específicos en cada taller. Se analizó el uso actual de la energía eléctrica identificando las áreas en donde ocurre la utilización no eficiente de energía como es el uso de la iluminación en lugares en donde no se está realizando ninguna clase de trabajo o la energización de máquinas en vacío. Se evalúan formas posibles de mejorar el consumo energético para poder obtener un buen aprovechamiento, estableciéndose proyectos de concientización para mejorar el uso de energía buscando una mayor eficiencia.

En cuanto a la pintura en general del colegio, presenta colores claros para las paredes y un buen aprovechamiento de luz natural esto con respecto al tamaño de las ventaras. Además de la luz que entra por las tejas transparentes ubicada en todas las áreas del colegio, para así obtener una mejor luz natural para iluminar mejor y poder contar con los ahorros al utilizar una buena iluminación natural.

A continuación se describe cada una de las áreas auditadas. (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.2_Informe de la auditoría energética)

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2.4.10.3.1 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE A.

A continuación se describe la caracterización energética realizada en la sede A del I.T.I Francisco José de Caldas.

� Diagrama eléctrico y cuadro de cargas tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas

Figure 7. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas

DIAGRAMA ELÉCTRICO. TABLERO PRINCIPAL

A B C D


Simbología adoptada del RETIE 2013 (Articulo 6.1 Simbología eléctricos) y Normas IEC 60617, ANSI Y32, CSA Z99 e IEEE 315.

T-1 150 [kVA] Dyn5 60 Hz 11.4 [kV] – 208/120 [V]

2/0 * 6 c/u

2/0 * 6 c/u

3 x400 [A]

In= 300 [A]

In=100 [A] In=250 [A] In=250 [A]

4AWG * 6 c/u

4AWG * 6 c/u

In=100 [A]

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� Cuadro de cargas, tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas

Basado en la NTC 2050 primera actualización, a continuación se establece el cuadro de cargas del tablero principal de la sede A del I.T.I Fran. José de Caldas, teniendo en cuenta el diagrama eléctrico descrito en la figura 7, del cual por medio de entrevistas realizadas al personal del colegio se estableció que:

Ramal A: Con este circuito es alimentado el taller de mecánica industrial, electricidad y electrónica, mecatrónica, aulas de sistemas y física, Aulas de sistemas.

Ramal B: Con este circuito es alimentado el Teatro, el taller de dibujo técnico, Coliseo, auditorio, taller de modelos, taller de metalurgia, taller de fundición, taller de robótica, sala de profesores.

Ramal C: Con este circuito es alimentada la orientación, odontología, secretaria.

Ramal D: Con este circuito es alimentada la iluminación del colegio.

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede A I.T.I Fran. José de Caldas

CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A

EQUIPOS PO

TEN

CIA

PA

RC

IAL

EN

W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

A Taller de mecánica Industrial

Lineal 1 9360 9.360 W 120 V 78,0 1 x 100

No lineal trifásica

1 94351 94.351 W 208 V 453,6 3 x 500

A

Taller de Electricidad

y Electrónica

Lineal 1 3060 3.060 W 120 V 25,5 1 x 32

No lineal 1 517 517 W 280 V 1,8 3 x 3

A Aulas de sistemas 1 8556 8.556 W 120 V 71,3 1 x 100

A Aulas físicas 1

33004 1.568 W 120 V 13,1 1 x 16 A Laboratorio de química 1

A Laboratorio de física 1

A Taller de mecatrónica 1 12092 12.092 W 280 V 43,2 1 x 50

Potencia Total Instalada 129.504 W

Corriente Nominal en A: 359 449

CORRIENTE DE PROTECCIÓN [A], Según la NORMA NTC 2050 Art.

220-10 Lb)

Protección Tablero

actual: 250 A

Calibre Conductor

Seleccionado: 600 kcmil

Capacidad Nominal 475 Basado en la norma NTC 2050 Tabla 310-16

Capacidad Corregida por

temperatura 30ºC 475

Calibre Conductores:

3x600P+1x600N+1x600G THHW-90ºC-600V

58


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

B Taller de

ebanistería y modelos

Lineal 1 3360 3.360 W 120 V 28,0 1 x 25

No lineal 1 29448 29.448 W 208 V 141,6 3 x 150

B Taller de fundición

Lineal 1 3480 3.480 W 120 V 29,0 1 x 30

No lineal 1 6716 6.716 W 208 V 32,3 3 x 40

B Taller de robótica

Lineal 1 1440 1.440 W 120 V 12,0 1 x 13

No lineal 1 1559 1.559 W 208 V 7,5 3 x 10

B Taller de

Meca trónica 1

Lineal 1 1650 1.650 W 120 V 13,8 1 x 16

No lineal 1 5707 5.707 W 208 V 27,4 3 x 32

B Taller de

Meca trónica 2

Lineal 1 3480 3.480 W 120 V 29,0 1 x 32

No lineal 1 6716 6.716 W 208 V 32,3 3 x 40

B Teatro 1 3152,125 3.152 W 120 V 26,3 1 x 32

B Taller de dibujo 1 9630 1.568 W 120 V 13,1 1 x 16

B Coliseo 1 5750 1.568 W 120 V 13,1 1 x 16

B Auditorio 1 5745,7 1.568 W 120 V 13,1 1 x 16

B Salones en general 1 7474 1.568 W 120 V 13,1 1 x 16


Corriente Nominal en A: 203 253

CORRIENTE DE PROTECCIÓN [A], Según la NORMA NTC 2050 Art. 220-10 Lb)

Protección Tablero: 250

Calibre Conductor

Seleccionado: 4/0





3x4/0P+1x4/0N+1x4/0G THHW-90ºC-600V

59


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

C Asociación de Padres

Lineal 1 1170 1.170 W 120 V 9,8 1 x 10

No lineal 1 2078 2.078 W 208 V 10,0 3 x 12

C Biblioteca Lineal 1 720 720 W 120 V 6,0 1 x 10

No lineal 1 1800 1.800 W 208 V 8,7 3 x 10

C Salón de

tecnología Lineal 1 540 540 W 120 V 4,5 1 x 10

No lineal 1 416 416 W 208 V 2,0 3 x 10

C

Salón informática, circuitos, e

idiomas

Lineal 1 2430 2.430 W 120 V 20,3 1 x 32

No lineal 1 38244 38.244 W 208 V 183,9 1 x 250


Corriente Nominal: 132 164



Calibre Conductor

Seleccionado: 1/0

Capacidad Nominal 170

Basado en la norma NTC 2050 Tabla 310-16




3x1/0P+1x1/0N+1x1/0G THHW-90ºC-600V

60


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

4 Alumbrado Publico 1 5750 5.750 W 120 V 47,9 1 x 50





Calibre Conductor

Seleccionado: 6





2x6P+1x6N+1x6G THHW-90ºC-600V


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

4 Salones de clase y pasillos

1 13710 13.710 W 120 V 114,3 1 x 150





Calibre Conductor

Seleccionado: 1






Tabla 12. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede A, ITI Fran. José de Caldas

61

� TALLER DE MECÁNICA INDUSTRIAL

Figura 8. Foto Taller Mecánica Industrial.

Fuente: Elaborado por Julián Arce

• Especificaciones.

� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en el proceso de obtención de piezas metálicas como piñones, roscas y demás, por medio de máquinas especiales como tornos paralelos, fresadoras y taladros. Presentan diferentes lugares de trabajo con máquinas especiales para cada elaboración de la pieza, además de unas aulas de clase en el segundo piso.

� Atmósfera del recinto: El taller presenta una área de trabajo en la cual no se realizan trabajos que alteren la temperatura ambiente pero si la utilización de materiales que representen levantamiento de polvo u otras sustancias. Por esto se necesita un plan para prevenir la acumulación de estos materiales sobre el sistema de iluminación, máquinas y el recinto en general.

� Verificación visual: Por medio de una inspección visual se estableció que los niveles de iluminación son los adecuados. La altura de instalación de las lámparas que actualmente se tienen son óptimas, presentando una iluminación localizada en cada área de trabajo. Así, se obtiene una iluminación uniforme gracias a la luz natural y a la luz producida por las luminarias.

62

Las instalaciones eléctricas son deficientes en el tablero principal donde puede existir un contacto de corto circuito y presentar un riesgo de electrocución además de cableado y tubería inadecuados. En cuanto a las protecciones para cada máquina se encuentran bien dimensionadas. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 13. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación y motores que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

63

Tabla 13. Caracterización energética taller de mecánica industrial

Centro de Consumo

Equipo Cantidad Hora/día Horas/semana Horas/mes Horas/año Potencia

W

Potencia W[total]* #

de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller de mecánica

industrial#1

Lámparas fluorescentes T12 de 2*75 [W]

referencia F98T12 16 10 50 220 2600 150 2400 2,40 1,00 528,00 6240 2,07%

$ 2.052.304,80

Lámparas fluorescentes T12 de 2*45 [W],

referencia F48T12 4 10 50 220 2600 90 360 0,36 1,00 79,20 936 0,31%

$ 307.845,72

Esmeril con motores monofásico de 560 [W]

2 3 15 66 780 560 1120 1,12 1,00 73,92 873,6 0,29% $

287.322,67 Tornos Paralelos con

motores trifásicos de 3000 [W]

8 10 50 220 2600 3000 24000 24,00 1,00 5.280,00 62400 20,72

% $

20.523.048,00

Fresadoras con motores monofásico de 1500 [W]

2 4 20 88 1040 1500 3000 3,00 1,00 264,00 3120 1,04% $

1.026.152,40 Taladro con motores

monofásico de 560 [W] 2 6 30 132 1560 560 1120 1,12 1,00 147,84 1747,2 0,58%

$ 574.645,34

Centro de Mecanizado LEADWELL V-30i con

motor trifásico de 11 [kW] 1 4 20 88 1040 11000 11000 11,00 1,00 968,00 11440 3,80%

$ 3.762.558,80

Torno CMC CAK4085 dj con motor trifásico de 1.5

[kW] 1 4 20 88 1040 1500 1500 1,50 1,00 132,00 1560 0,52%

$ 513.076,20

(NEW) Tornos Paralelos con motores trifásicos de

2238 [W] 3 4 20 88 1040 2238 6714 6,71 1,00 590,83 6982,56 2,32%

$ 2.296.529,07

(NEW) Fresadoras con motores monofásico de

1500 [W] 2 4 20 88 1040 1500 3000 3,00 1,00 264,00 3120 1,04%

$ 1.026.152,40

Compresor con motor trifásico de 2238 [W]

1 4 20 88 1040 2238 2238 2,24 1,00 196,94 2327,52 0,77% $

765.509,69 Computador en estado

ON 22 8 40 176 2080 300 6600 6,60 1,00 1.161,60 13728 4,56%

$ 4.515.070,56

TOTAL SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #1 9.686,34 114474,88 38,00

% $

37.650.215,66


64

• Mediciones Puntuales. Estas mediciones fueron realizadas en el tablero principal por fase con carga de Iluminación y máquinas energizadas descrita a continuación. Máquinas: 7 Máquinas de 3 hp. 2 Máquinas de 1.5 hp. 1 Máquinas de ¾ hp. 1 Máquinas de 1 hp. 4 Máquinas de 4 kW a 220[V] - 20[A]. Iluminación 13 Luminarias 2*75 [w] T 12

Tabla 14. Mediciones puntuales en el taller de mecánica industrial.

Centro de Consumo

F1 F2 F3 N

Taller de mecánica

industrial#1 59 [A] 59 [A] 55 [A] 3.5 [A]


65

� DIBUJO TÉCNICO.

Figura 9. Foto Taller Dibujo Técnico.



� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan elaboraciones de planos en dibujo técnico. Presentan diferentes lugares de trabajo con mesas especiales para la elaboración de dibujos técnicos, planos etc. Esta sala cuenta con un excelente nivel de iluminación su aprovechamiento de luz natural lo complementa.

� Verificación visual: Las instalaciones eléctricas del taller se encuentran en un buen estado. Las protecciones del tablero principal están bien dimensionadas, su estructura y montaje se encuentran en perfectas condiciones. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 15. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

66

Tabla 15. Caracterización energética taller de dibujo técnico.

Centro de Consumo


W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Dibujo Técnico#2

Lámparas fluorescentes T12 de 2*75

[W]

21 10 50 220 2600 150 3150 3,15 1,00 693,00 8190 2,72% $ 2.693.650,05


[W], referencia F48T12

2 10 50 220 2600 90 180 0,18 1,00 39,60 468 0,16% $ 153.922,86

Computador en estado ON

21 5 25 110 1300 300 6300 6,30 1,00 693,00 8190 2,72% $ 2.693.650,05

TOTAL SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #2 1.425,60 16848 5,59% $ 5.541.222,96


67

� TALLER DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA.

Figura 10. Taller Electricidad y Electrónica.



� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en instalaciones eléctricas, prácticas con motores como son embobinado y accionamientos. Realizando también prácticas en electrónica en general. Presentan 9 bancos de trabajo en donde realizan los trabajos mencionados y 2 aulas de clase.

� Verificación visual: Los niveles de iluminación no son los adecuados, la altura de instalación de las lámparas que actualmente se tienen son demasiado altas representando un desperdicio de iluminación generando lugares con poca iluminación, oscuridad en los lugares de trabajo. Se recomienda colocarlas a una altura adecuada para aprovechar al máximo la iluminación y así poder obtener una iluminación uniforme para el local.

Se estableció la cantidad y el costo mensual de la energía utilizada, teniendo en cuenta el valor del kW• h actualmente, obtenido de facturas de energía del usuario. En cuanto a las instalaciones eléctricas del taller estas se encuentran en un buen estado. Las protecciones tanto del tablero principal como la de cada banco de trabajo, están bien dimensionadas. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 16. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

68

Tabla 16. Caracterización energética taller de electricidad y electrónica

Centro de Consumo


W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller de Electricidad y Electrónica #3


[W]

14 10 50 220 2600 150 2100 2,10 1,00 462,00 5460 1,81% $ 1.795.766,70


[W]

4 5 25 110 1300 90 360 0,36 1,00 39,60 468 0,16% $ 153.922,86

Taladro con motores

trifásicos de 5 hp

1 0,4 2 8,8 104 372,85 372,85 0,37 1,00 3,28 38,7764 0,01% $ 12.753,36

Computador en estado

ON 2 1 5 22 260 300 600 0,60 1,00 13,20 156 0,05% $ 51.307,62

TOTAL SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #3 518,08 6122,7764 2,03% $ 2.013.750,54


69

• Mediciones Puntuales Estas mediciones fueron realizadas en el tablero principal por fase con carga de Iluminación descrita a continuación. Estas mediciones fueron realizadas en el tablero principal por fase con carga de Iluminación y máquinas energizadas descrita a continuación. Iluminación 1 Luminaria 2*40 [w] T 12 10 Luminaria 2*75 [w] T 12

Tabla 17. Mediciones puntuales en el taller de electricidad y electrónica

Centro de Consumo

F1 F2 F3 N

Taller de electricidad y electrónica #3

1.6 [A] 15,3[A] 1,8 [A] 14,5 [A]


70

� TALLER DE FUNDICIÓN.

Figura 11. Foto Taller de fundición


� Especificaciones.

� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en la realización de piezas de metal. La cual se realiza en una caja de moldeo en la cual se llena de arena mezclada para analizar el molde y su posición en la caja de moldeo además de un sistema de alimentación antes de comenzar a moldear. En la caja de moldeo se obtiene una cavidad con el molde deseado y se llena con metal previamente fundido en el horno u otras sustancias para producir la pieza de metal deseada. Presentan un área amplia para la realización del trabajo mencionado y un aula de clase en el segundo piso.

� Atmósfera del recinto: El taller presenta una área de trabajo en la cual en la mayoría se utiliza arena para la realizan trabajos lo cual dificulta un mantenimiento, también utilizan hornos para fundir el metal produciendo alteración en la temperatura ambiente del taller.

� Verificación visual: Al realizar una verificación visual de la instalación se encontró que el taller presenta oscuridad en el área de trabajo debido a que el aprovechamiento de luz natural que se obtiene de las tejas transparentes no es buena por condiciones del trabajo dentro del taller, y debido a que no existen ventanas para el mismo.

En cuanto a las instalaciones eléctricas del taller estas se encuentran en un buen estado. Las protecciones del tablero principal están bien dimensionadas. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 18. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación y motores que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

71

Tabla 18. Caracterización energética del taller de fundición.

Centro de Consumo Equipo Cantidad Hora/día Horas/semana Horas/mes Horas/año Potencia

W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller de Fundición #4


[W]

15 10 50 220 2600 150 2250 2,25 1,00 495,00 5850 1,94% $ 1.924.035,75


[W]

7 10 50 220 2600 90 630 0,63 1,00 138,60 1638 0,54% $ 538.730,01

Motores trifásicos de

3728 W 1 0,85 4,25 18,7 221 3728 3728 3,73 1,00 69,71 823,888 0,27% $ 270.972,64

Motor monofásico de

745,7 W 1 0,85 4,25 18,7 221 745,7 745,7 0,75 1,00 13,94 164,7997 0,05% $ 54.201,80

Motor monofásico de

372,85 W 1 0,85 4,25 18,7 221 372,85 372,85 0,37 1,00 6,97 82,39985 0,03% $ 27.100,90


2 1 5 22 260 300 600 0,60 1,00 13,20 156 0,05% $ 51.307,62



72

� Mediciones Puntuales Estas mediciones fueron realizadas en el tablero principal por fase con carga de Iluminación y máquinas energizadas descrita a continuación. Iluminación: 11 Luminaria 2*75 [w] T 12 Máquinas. Pulidoras: 2 HP y de 2.5 HP Molino: 2HP Jubilote: 3 HP

Tabla 19. Mediciones puntuales en el taller de fundición


Centro de Consumo

F1 F2 F3 N

Taller de fundición

8.2 [A] 8.6[A] 18.8 [A] 10,6 [A]

73

� TALLER DE EBANISTERÍA Y MODELOS.

Figura 12. Foto Taller Ebanistería y Modelos.



� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en el proceso de elaboración de piezas en madera, por medio de máquinas especiales como son taladros cepillos, tornos, sierras sinfín. Presentan diferentes lugares de trabajo con máquinas especiales para cada elaboración de la pieza, además de unas aulas de clase en el segundo piso.

� Atmósfera del recinto: El taller presenta una área de trabajo en la cual no se realizan trabajos que alteren la temperatura ambiente, pero si la utilización de materiales que representen levantamiento de polvo, aserrín y otras sustancias. Por esto se necesita un plan para prevenir la acumulación de estos materiales sobre el sistema de iluminación, máquinas y el recinto en general.

� Verificación visual: Por medio de una inspección visual se estableció que los niveles de iluminación son los adecuados, la altura de instalación de las lámparas que actualmente se tienen son óptimas presentando una iluminación localizada en cada área de trabajo, obteniéndose así una iluminación uniforme gracias a la luz natural y a la luz producida por las luminarias.

Las instalaciones eléctricas son deficientes en el tablero principal donde puede existir un contacto de corto circuito y presentar un riesgo de electrocución además de cableado y tubería inadecuados. En cuanto a las protecciones para cada máquina se encuentran bien dimensionadas. . Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 20. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

74

Tabla 20. Caracterización energética del taller de ebanistería y modelos

Centro de Consumo Equipo Cantidad Hora/día Horas/semana Horas/mes Horas/año Potencia

W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller ebanistería y modelos #5


13 10 50 220 2600 150 1950 1,95 1,00 429,00 5070 1,68% $ 1.667.497,65


9 10 50 220 2600 90 810 0,81 1,00 178,20 2106 0,70% $ 692.652,87

Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 671,13 671,13 0,67 1,00 22,15 261,7407 0,09% $ 86.085,21 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 410,135 410,135 0,41 1,00 13,53 159,95265 0,05% $ 52.607,63 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 3728,5 3728,5 3,73 1,00 123,04 1454,115 0,48% $ 478.251,15 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 3728,5 3728,5 3,73 1,00 123,04 1454,115 0,48% $ 478.251,15 Cepillo con Motor

trifásico de 2982,8 [W] 1 1 5 22 260 2982,8 2982,8 2,98 1,00 65,62 775,528 0,26% $ 255.067,28

Sierra radial con Motor trifásico de 1491 [W]

1 1 5 22 260 1491 1491 1,49 1,00 32,80 387,66 0,13% $ 127.499,44

Sierra circular con Motor trifásico de 3729 [W]

1 3 15 66 780 3579,36 3579,36 3,58 1,00 236,24 2791,9008 0,93% $ 918.242,21

Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 559,275 559,275 0,56 1,00 18,46 218,11725 0,07% $ 71.737,67 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 559,275 559,275 0,56 1,00 18,46 218,11725 0,07% $ 71.737,67 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 745,7 745,7 0,75 1,00 24,61 290,823 0,10% $ 95.650,23 Motores trifásicos 1 1,5 7,5 33 390 745,7 745,7 0,75 1,00 24,61 290,823 0,10% $ 95.650,23 Motor monofásico 1 1,5 7,5 33 390 372,85 372,85 0,37 1,00 12,30 145,4115 0,05% $ 47.825,12 Motor monofásico 1 1,5 7,5 33 390 559,275 559,275 0,56 1,00 18,46 218,11725 0,07% $ 71.737,67 Motor monofásico 1 1,5 7,5 33 390 559,275 559,275 0,56 1,00 18,46 218,11725 0,07% $ 71.737,67


2 6 30 132 1560 300 600 0,60 1,00 79,20 936 0,31% $ 307.845,72

Ventiladores 3 3 15 66 780 186,425 559,275 0,56 1,00 36,91 436,2345 0,14% $ 143.475,35

TOTAL SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #5 1.475,08 17432,77315 5,79% $ 5.733.551,93


75

• Mediciones Puntuales. Estas mediciones fueron realizadas en el tablero principal por fase con carga de Iluminación y Máquinas energizadas descrita a continuación. Máquinas: Esmeril: 120 [V], 4 [A] 5/8 HP Dos Sierras circulares: 220/440 [V] 4.8 HP Tres tornos: 220/440 [V] 1 HP. I medida 8 [A] a 220 [V] Taladro de árbol: 0.5 HP 115 [V] Monofásico Sierra Sinfín: 2.4 HP 220/440 [V] fp=0.81. 7.8/3.8 [A] Planeadora: 2 HP Lijadora de banda: 1.8 HP Cepillo: 4.5 HP Iluminación 15 luminarias 2*75 [w] T 12

Tabla 21. Mediciones puntuales en el taller ebanistería y modelos

Centro de Consumo

F1 F2 F3 N

Taller de ebanistería y

modelos 36 [A] 41,5 [A] 28,7 [A] 18,9 [A]


76

� MECÁNICA AUTOMOTRIZ UNO.

Figura 13. Foto Taller Mecánica Automotriz.



� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en funcionamiento, mantenimiento en general, y piezas de un vehículo. Presentan áreas de trabajo para cada labor a realizar en el vehículo como son sistemas eléctricos, sistemas de frenos y dirección, ajustes del motor, caja de cambios además de pintura general. Presenta un aula de clase en el segundo piso. En cuanto a la pintura del taller manejan un color blanco claro. El techo presenta tejas transparentes para la utilización de la luz natural, pero son demasiado pequeñas y no brinda la iluminación necesaria para el taller. El taller es muy oscuro.

� Verificación visual: Al realizar un verificación visual de las instalación se encontró que el

aprovechamiento de luz natural es regular con respecto al aprovechamiento de las luz que entra por las tejas transparentes, recomendándose la ampliación del tamaño de las tejas transparentes para poder obtener mejor iluminación por ser esta la única forma de obtener luz natural por no tener ventanas en el taller y así poder obtener los ahorros al utilizar un buena iluminación natural.

En cuanto a las instalaciones eléctricas del taller se encuentran en un buen estado excepto las cajas de breakers donde se observa una pésima distribución de conductores además de cambios en los calibres de los conductores en las protecciones, todo esto provoca pérdidas, aparición de impedancias debido a empalmes y aumento de temperatura en los conductores. Las protecciones tanto del tablero principal están bien dimensionadas pero mal estructuradas. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 22. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

77

Tabla 22. Caracterización energética del taller mecánica automotriz uno

Centro de Consumo


W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller mecánica automotriz uno #6


[W]

11 10 50 220 2600 150 1650 1,65 1,00 363,00 4290 1,42% $ 1.410.959,55

Motores trifásicos

1 1,5 7,5 33 390 3000 3000 3,00 1,00 99,00 1170 0,39% $ 384.807,15

Motor monofásico

1 1,5 7,5 33 390 372,85 372,85 0,37 1,00 12,30 145,4115 0,05% $ 47.825,12

Motor monofásico

1 0,85 4,25 18,7 221 745,7 745,7 0,75 1,00 13,94 164,7997 0,05% $ 54.201,80



78

� MECÁNICA AUTOMOTRIZ 2.

Figura 14. Foto Taller Mecánica Automotriz.



� Descripción y uso del recinto: En este taller los alumnos realizan trabajos de aprendizaje en instalaciones eléctricas, prácticas con motores como son embobinado y accionamientos. Realizando también prácticas en electrónica en general. Presentan 6 bancos de trabajo en donde realizan los trabajos ya mencionados y un aula de clase.

� Verificación visual: Esta instalación presenta una estructura donde se pude sacar provecho de la iluminación natural, teniendo un gran ahorro pues el nivel de iluminación eléctrica requerida es mínimo. Las instalaciones eléctricas son buenas pero el problema es la repartición de circuitos en el tablero principal, protecciones mal instaladas además de condiciones inseguras de trabajo en la conexión y operación de un compresor. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 23. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en el Taller, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

79

Tabla 23. Caracterización energética del taller mecánica automotriz dos

Centro de Consumo


W

Potencia W[total]* # de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller mecánica automotriz dos #7


[W]

15 10 50 220 2600 150 2250 2,25 1,00 495,00 5850 1,94% $ 1.924.035,75


[W]

7 10 50 220 2600 90 630 0,63 1,00 138,60 1638 0,54% $ 538.730,01

Compresor con motores trifásicos

1 0,85 4,25 18,7 221 3728 3728 3,73 1,00 69,71 823,888 0,27% $ 270.972,64

Esmeril con motor

monofásico 1 0,85 4,25 18,7 221 745,7 745,7 0,75 1,00 13,94 164,7997 0,05% $ 54.201,80

Taladro con motor

monofásico 1 0,85 4,25 18,7 221 372,85 372,85 0,37 1,00 6,97 82,39985 0,03% $ 27.100,90


2 1 5 22 260 300 600 0,60 1,00 13,20 156 0,05% $ 51.307,62



80

� SALAS DE SISTEMAS, SALA DE PROFESORES, ASOCIACIÓN DE PADRES Y SALA DE DEPORTES.


� Descripción y uso del recinto: En estas salas los alumnos realizan trabajos en los computadores y así explorar las diversas ventajas que estos presentan para una mejor educación para los alumnos. Adicionalmente, las áreas descritas son lugares los cuales se realizan tareas visuales como lecturas, manejo de papelería, y otras.

� Verificación visual: Presentan una iluminación localizada en cada área de trabajo, los niveles de iluminación son los adecuados, la altura de instalación de las lámparas que actualmente se tienen son óptimas, obteniéndose así una iluminación uniforme gracias a la luz natural y a la luz producida por las luminarias. Las instalaciones eléctricas no presentan ningún daño. Las protecciones del tablero principal están bien dimensionadas. Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 24. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en estas salas, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

81

Tabla 24. Caracterización energética en los salones de sistemas, profesores, asociación de padres y sala de deportes.

Centro de Consumo

Equipo Cantida

d

Hora/ día

Horas/ seman

a

Horas/

mes

Horas/

año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Salas de Sistemas

#8

Lámparas fluorescentes T12 de

2*45 [W] 13 10 50 220 2600 90 1170 1,17 1,00 257,40 3042

1,01%

$ 1.000.498,59


22 1 5 22 260 300 6600 6,60 1,00 145,20 1716 0,57%

$ 564.383,82


1 1 5 22 260 300 300 0,30 1,00 6,60 78 0,03%

$ 25.653,81


1 1 5 22 260 300 300 0,30 1,00 6,60 78 0,03%

$ 25.653,81

Ventiladores 1 1 5 22 260 186,425 186,425 0,19 1,00 4,10 48,4705 0,02%

$ 15.941,71

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #8 419,90 4962,4705 1,65%

$ 1.632.131,74

Sala de profesores#9


2*75 [W] 15 4 20 88 1040 150 2250 2,25 1,00 198,00 2340

0,78%

$ 769.614,30


2*45 [W] 7 4 20 88 1040 90 630 0,63 1,00 55,44 655,2

0,22%

$ 215.492,00


$ 985.106,30

Asociación de Padres #10


2*75 [W] 2 8 40 176 2080 150 300 0,30 1,00 52,80 624

0,21%

$ 205.230,48


2*45 [W] 3 8 40 176 2080 90 270 0,27 1,00 47,52 561,6

0,19%

$ 184.707,43


5 1 5 22 260 300 1500 1,50 1,00 33,00 390 0,13%

$ 128.269,05

Fotocopiadora 1 1,5 7,5 33 390 300 300 0,30 1,00 9,90 117 0,04%

$ 38.480,72

Multicopiadora 1 1,5 7,5 33 390 300 300 0,30 1,00 9,90 117 0,04%

$ 38.480,72


$ 595.168,39

Sala de deportes#11

Lámparas 8 5 25 110 1300 38 304 0,30 1,00 33,44 395,2 0,13%

$ 129.979,30


$ 129.979,30


82

� BIBLIOTECA.

• Especificaciones. � Descripción y uso del recinto: En esta área se realizan tareas visuales como lecturas,

manejo de papelería, y otras.

� COLISEO.

Figura 15. Foto Coliseo



� Descripción y uso del recinto: Las área ya descritas son lugares en la cuales se realizan

tareas visuales como lecturas, manejo de papelería, y otros.

83

� AUDITORIO Y TEATRO.

Figura 16. Foto Auditorio y teatro



� Descripción y uso del recinto: Las área ya descritas son lugares en la cuales se realizan tareas como exposiciones, conferencias y otros.

� ALUMBRADO EXTERIOR.


� Descripción: Debido a que existe un circuito para controlar el alumbrado de los postes de la

luz en la noche, éste se encuentra establecido como parte de la carga del colegio. En esta parte se debe tener en cuenta que solo funcionan 30 de las 40 bombillas con las que tiene la capacidad de trabajar el alumbrado exterior del colegio. Se debe evaluar, la posibilidad de cambiar todas las bombillas buscando una tecnología más eficiente.

84

� CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA EN BIBLIOTECA, COLISEO, AUDITORIO, TEATRO, ALUMBRADO PÚBLICO, SALAS DE SISTEMAS, SALONES DE CLASE Y PASILLOS, SALÓN DE TECNOLOGÍA, TALLER DE METALMECÁNICA, TALLER DE NEUMÁTICA, SALÓN INFORMÁTICA, CIRCUITOS E IDIOMAS, Y CAFETERÍA.

Luego se realizó la caracterización energética como se evidencia en la Tabla 25 en la biblioteca, coliseo, auditorio, teatro, alumbrado público, salas de sistemas, salones de clase y pasillos, salón de tecnología, taller de metalmecánica, taller de neumática, salón informática, circuitos e idiomas, y cafetería. Es esta se describe las características y cantidades de equipos de iluminación que se encuentran en estas salas, describiendo la clase de trabajo que realiza el usuario, su uso actual de la energía por cada área de trabajo, tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbre de uso y consumos energéticos.

85

Tabla 25. Caracterización energética en biblioteca, coliseo, auditorio, teatro, alumbrado público, salas de sistemas, salones de clase y pasillos, salón de tecnología, taller de metalmecánica, taller de neumática, salón informática, circuitos e idiomas, y cafetería.

Centro de Consumo

Equipo Cantid

ad

Hora/ día

Horas/ seman

a

Horas/

mes

Horas/

año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Biblioteca #12


2*45 [W] 8 10 50 220 2600 90 720 0,72 1,00 158,40 1872 0,62%

$ 615.691,44


6 10 50 220 2600 300 1800 1,80 1,00 396,00 4680 1,55% $

1.539.228,60

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #12 554,40 6552 2,18% $

2.154.920,04

Coliseo #13

Luminarias 11 2 10 44 520 250 2750 2,75 1,00 121,00 1430 0,47% $

470.319,85 Lámparas

fluorescentes T12 de 2*75 [W]

10 2 10 44 520 150 1500 1,50 1,00 66,00 780 0,26% $

256.538,10

Proyectores 6 2 10 44 520 250 1500 1,50 1,00 66,00 780 0,26% $

256.538,10


983.396,05

Auditorio #14

Luminarias 17 2 10 44 520 250 4250 4,25 1,00 187,00 2210 0,73% $

726.857,95 Computador en

estado ON 1 1 5 22 260 300 300 0,30 1,00 6,60 78 0,03%

$ 25.653,81

Equipo de sonido 1,5 1 5 22 260 300 450 0,45 1,00 9,90 117 0,04% $

38.480,72

Ventiladores 4 0,5 2,5 11 130 186,425 745,7 0,75 1,00 8,20 96,941 0,03% $

31.883,41

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #14 211,70 2501,941 0,83% $

822.875,89

Teatro#15


13 2 10 44 520 150 1950 1,95 1,00 85,80 1014 0,34% $

333.499,53 Lámparas fluorescentes

T12 de 2*45 [W] 3 2 10 44 520 90 270 0,27 1,00 11,88 140,4 0,05%

$ 46.176,86

Ventiladores 5 0,5 2,5 11 130 186,425 932,125 0,93 1,00 10,25 121,17625 0,04% $

39.854,26


419.530,65

Alumbrado Público #16

Luminarias de mercurio de 250 [W]

39 8 40 248 2080 250 9750 9,75 1,00 2.418,00 20280 6,73% $

6.669.990,60

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #16 2.418,00 20280 6,73% $

6.669.990,60

86

Centro de Consumo

Equipo Cantid

ad

Hora/ día

Horas/ seman

a

Horas/

mes

Horas/

año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Salas de Sistemas #17


22 1 5 22 260 300 6600 6,60 1,00 145,20 1716 0,57% $

564.383,82 Computador en

estado ON 1 1 5 22 260 300 300 0,30 1,00 6,60 78 0,03%

$ 25.653,81


2*45 [W] 19 10 50 220 2600 90 1710 1,71 1,00 376,20 4446 1,48%

$ 1.462.267,17


2.052.304,80

Salones de clase y pasillos #18


2*54 [W] 132 10 50 220 2600 108 14256 14,26 1,00 3.136,32 37065,6

12,31%

$ 12.190.690,51


2*45 [W] 19 10 50 220 2600 108 2052 2,05 1,00 451,44 5335,2 1,77%

$ 1.754.720,60

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #18 3.587,76 42400,8 14,08

% $

13.945.411,12

Salón de tecnología #19


1 1 5 22 260 300 300 0,30 1,00 6,60 78 0,03% $

25.653,81 Lámparas


6 10 50 220 2600 90 540 0,54 1,00 118,80 1404 0,47% $

461.768,58


487.422,39

Taller de Metalmecánica

#20


2*75 [W] 10 10 50 220 2600 150 1500 1,50 1,00 330,00 3900 1,29%

$ 1.282.690,50


2*45 [W] 10 10 50 220 2600 90 900 0,90 1,00 198,00 2340 0,78%

$ 769.614,30

Motores trifásicos de 56 kV

1 0,85 4,25 18,7 221 5600 5600 5,60 1,00 104,72 1237,6 0,41% $

407.040,45 Motor monofásico de

375 W 1 0,85 4,25 18,7 221 375 375 0,38 1,00 7,01 82,875 0,03%

$ 27.257,17


$ 2.486.602,43

87

Centro de Consumo

Equipo Cantid

ad

Hora/ día

Horas/ seman

a

Horas/

mes

Horas/

año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/Mes

Energía kWh/Año

% Costo $ / Año

Taller de Neumática #21

Bala 30 [W] 36 10 50 220 2600 30 1080 1,08 1,00 237,60 2808 0,93% $

923.537,16


2*45 [W] 4 10 50 220 2600 90 360 0,36 1,00 79,20 936 0,31%

$ 307.845,72

Motores trifásicos de 2 HP

1 0,85 4,25 18,7 221 750 750 0,75 1,00 14,03 165,75 0,06% $

54.514,35 Motor monofásico de

375 W 1 0,85 4,25 18,7 221 375 375 0,38 1,00 7,01 82,875 0,03%

$ 27.257,17


1.313.154,40

Salón informática, circuitos, e idiomas

#22


92 1 5 22 260 300 27600 27,60 1,00 607,20 7176 2,38% $

2.360.150,52 Lámparas


27 10 50 220 2600 90 2430 2,43 1,00 534,60 6318 2,10% $

2.077.958,61

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #22 1.141,80 13494 4,48%

$ 4.438.109,13

Cafetería #23

Bombillos Ahorradores 30 [W]

19 10 50 220 2600 30 570 0,57 1,00 125,40 1482 0,49% $

487.422,39 Lámparas


7 10 50 220 2600 150 1050 1,05 1,00 231,00 2730 0,91% $

897.883,35


1.385.305,74


88

2.4.10.3.2 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE B.

A continuación se describe la caracterización energética realizada en la sede B del I.T.I Francisco José de Caldas. Esta sede con grado de básica primaria cuenta en su mayoría con salones de clase como se evidencia a continuación.

Figura 17. Sede B del I.T.I Francisco José de Caldas


89

� Diagrama eléctrico y cuadro de cargas Sede B, ITI Fran. José de Caldas

Figura 18. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas


1 2 3 4



3 x150 [A]

3 x 160 [A]

In=50 [A] In=50 [A] In=50 [A]

4AWG * 6 c/u

4AWG * 6 c/u

In=50 [A]

90

� Cuadro de cargas, tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede B I.T.I Fran. José de Caldas

CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

1

6 Salones

de clase en el

primer piso y

pasillos Lineal

1 3072 3.072 W 120 V

25,6 1

x32

1

3 Baños en el

primer piso

Lineal

1 320 320 W 120 V

2,7 1 x 3





Calibre Conductor

Seleccionado: 10






91


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

2

6 Salones

de clase en el

segundo piso y pasillos

Lineal

1 3894 3.894 W 120 V

32,5 1

x40

2

Laboratorio de informát

ica Lineal

1 6731 6.731 W 120 V

56,1 1 x 63

2 Sala de profesor

es Lineal

1 1407 1.407 W 120 V

11,7 1 x 13


Corriente Nominal: 100

125



Calibre Conductor

Seleccionado: 2







CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A

EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

3 Alumbr

ado Publico

Lineal

1 1250 1250 W 120 V

10,4 1

x13

Potencia Total Instalada 1250 W




Calibre Conductor

Seleccionado: 18






92

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede B I.T.I Fran. José de Caldas C

TO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

4

1 Salón de

clase en el tercer piso y

pasillos Lineal

1 3894 3.894 W 120 V 32,5 1

x40

4 Aula de Tecnolo

gía Lineal

1 6731 6.731 W 120 V 56,1 1 x 63

4

Coordinación + sala de juntas

Lineal

1 1407 1.407 W 120 V 11,7 1 x 13

4

Orientación

Escolar y Baños

Lineal

1 1407 1.407 W 120 V 11,7 1 x 13





Calibre Conductor

Seleccionado: 2






Tabla 26. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas

93

Tabla 27. Caracterización energética sede B, del I.T.I Francisco José de Caldas

Piso Centro de Consumo

Equipo Cantidad Hora /día

Horas/ semana

Horas/ mes

Horas/ año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/ Mes

Energía kWh/ Año

% Costo $

1

6 Salones de clase en el

primer piso y pasillos

#1

Lámparas fluorescentes T8 de 2*32 [W] referencia

F32WT86500K 48 10 50 220 2600 64 3072 3,07 1,00 675,84 7987,2 24,45% $ 2.626.950,14

SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #1

675,84 7987,2 24,45% $ 2.626.950,14

3 Baños en el primer

piso #2


F32WT86500K 5 10 50 220 2600 64 320 0,32 1,00 70,40 832 2,55% $ 273.640,64


70,40 832 2,55% $ 273.640,64

Alumbrado Publico

#3

Proyectores exteriores de 250 [W]

5 6 30 132 1560 250 1250 1,25 1,00 165,00 1950 5,97% $ 641.345,25


165,00 1950 5,97% $ 641.345,25

2

6 Salones de clase en el segundo

piso y pasillos

#4


F32WT86500K 51 10 50 220 2600 64 3264 3,26 1,00 718,08 8486,4 25,98% $ 2.791.134,53


7 10 50 220 2600 90 630 0,63 1,00 138,60 1638 5,01% $ 538.730,01


856,68 10124,4 30,99% $ 3.329.864,54

Laboratorio de

informática #5

Computador en estado ON 20 1 5 22 260 300 6000 6,00 1,00 132,00 1560 4,78% $ 513.076,20 Lámparas fluorescentes T8 de 4*17 [W], modelo

F17T8 8 10 50 220 2600 68 544 0,54 1,00 119,68 1414,4 4,33% $ 465.189,09

TV 1 3 15 66 780 187 187 0,19 1,00 12,34 145,86 0,45% $ 47.972,62


264,02 3120,26 9,55% $ 1.026.237,91

Sala de profesores

#6


F32WT86500K 5 10 50 220 2600 64 320 0,32 1,00 70,40 832 2,55% $ 273.640,64

Nevera 1 12 60 264 3120 300 300 0,30 1,00 79,20 936 2,87% $ 307.845,72

TV 1 3 15 66 780 187 187 0,19 1,00 12,34 145,86 0,45% $ 47.972,62

Computador en estado ON 2 1 5 22 260 300 600 0,60 1,00 13,20 156 0,48% $ 51.307,62


175,14 2069,86 6,34% $ 680.766,60

94


Equipo Cantidad Hora /día

Horas/ semana

Horas/ mes

Horas/ año

Potencia W

Potencia W[total]*

# de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/ Mes

Energía kWh/ Año

% Costo $

3

1 Salón de clase en el

tercer piso y pasillos

#7


F32WT86500K 13 10 50 220 2600 64 832 0,83 1,00 183,04 2163,2 6,62% $ 711.465,66


183,04 2163,2 6,62% $ 711.465,66

Aula de Tecnología

#8

Computador en estado ON 6 1 5 22 260 300 1800 1,80 1,00 39,60 468 1,43% $ 153.922,86 Lámparas fluorescentes T8 de 4*17 [W], modelo

F17T8 12 10 50 220 2600 68 816 0,82 1,00 179,52 2121,6 6,49% $ 697.783,63

Impresora 1 3 15 66 780 187 187 0,19 1,00 12,34 145,86 0,45% $ 47.972,62

0 SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #8

231,46 2735,46 8,37% $ 899.679,12

Coordinación + sala de

juntas #9


F32WT86500K 8 10 50 220 2600 64 512 0,51 1,00 112,64 1331,2 4,08% $ 437.825,02

0 SUBTOTAL CENTRO DE CONSUMO #9

112,64 1331,2 4,08% $ 437.825,02

Orientación Escolar y

Baños #10

Lámparas fluorescentes T8 de 4*17 [W], modelo

F17T8 2 10 50 220 2600 68 136 0,14 1,00 29,92 353,6 1,08% $ 116.297,27


29,92 353,6 1,08% $ 116.297,27

TOTAL ANO 2.764,15 32667,18 100% $ 10.744.072,17


95

2.4.10.3.3 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL I.T.I FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS, SEDE C Y D.

A continuación se describe la caracterización energética realizada en la sede C y D del I.T.I Francisco José de Caldas. Esta sede con grado de básica primaria cuenta en su mayoría con salones de clase como se evidencia a continuación.

Figura 19. Sede C del I.T.I Francisco José de Caldas


96

� Diagrama eléctrico y cuadro de cargas de la Sede C del I.T.I Francisco José de Caldas


1 2 3 4



3 x 150 [A]

In=50 [A] In=50 [A] In=50 [A]

4AWG * 6 c/u

In=50 [A]

Figura 20. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas

97

� Cuadro de cargas, tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede C I.T.I Fran. José de Caldas

CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A

EQUIPOS

POTE

NC

IA P

AR

CIA

L

EN W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

1

2 Salones

de clase en el

primer piso,

Enfermería,

pasillo y portería

. #1

Lineal

1 1950 1.950 W 120 V

16,3 1

x20

1

Cuarto de aseo y Baño en el

primer piso y

pasillos Lineal

1 544 544 W 120 V

4,5 1 x 6





Calibre Conductor

Seleccionado: 12






98


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

2

3 Salones

de clase en el

segundo piso, Baño y coordinación.

Lineal

1 2418 2.418 W 120 V

20,2 1

x25

2

6 Salones

de clase en el


Lineal

1 1948 1.948 W 120 V

16,2 1 x 20





Calibre Conductor

Seleccionado: 6






99


CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

3

Baño, laborato

rio, 2 salones

en el tercer piso

Lineal

1 2730 2.730 W 120 V

22,8 1

x25

3

Pasillos,

biblioteca

Lineal

1 384 384 W 120 V

3,2 1 x6





Calibre Conductor

Seleccionado: 8






Tabla 28. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas

100

Figura 21. Sede D del I.T.I Francisco José de Caldas


� Diagrama eléctrico y cuadro de cargas de la sede D, ITI Fran. José de Caldas


1 2 3 4



3 x 125 [A]

3X50 A

600V

3X60 A

600V

3X50 A

600V

4AWG * 6 c/u

3X50 A

600V

Figura 22. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas

101

� Cuadro de cargas, tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede D I.T.I Fran. José de Caldas

CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A EQUIPOS

POTE

NC

IA

PAR

CIA

L E

N W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

1

2 Salones

de clase en el

primer piso,

Enfermería,

pasillo y portería

. Lineal

1 1950 1.950 W 120 V

16,3 1

x20

1

Cuarto de aseo y Baño en el

primer piso y

pasillos Lineal

1 768 768 W 120 V

6,4 1 x 10





Calibre Conductor

Seleccionado: 12






102

CUADRO DE CARGAS. Tablero principal Sede D I.T.I Fran. José de Caldas

CTO

LOC

ALI

ZAC

ION

TIPO

DE

CA

RG

A

EQUIPOS

POTE

NC

IA P

AR

CIA

L

EN W

TEN

SIÓ

N E

N V

CONSUMO

PRO

TEC

CIO

N

CANT

POT [W] [A]

2

3 Salones

de clase en el

segundo piso, Baño y coordinación.

Lineal

1 2652 2.652 W 120 V

22,1 1

x25

2

6 Salones

de clase en el


Lineal

1 4967,2 4.967 W 120 V

41,4 1 x 50





Calibre Conductor

Seleccionado: 4






Tabla 29. Cuadro de cargas, tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas

103

Tabla 30. Caracterización energética sede D, del I.T.I Francisco José de Caldas


Equipo Cantidad Hora/ día

Horas/ semana

Horas/ mes

Horas/ año

Potencia W Potencia

W[total]* # de equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/ Mes

Energía kWh/ Año

% Costo $

1

2 Salones de clase en el primer piso, Enfermería,

pasillo y portería.

#1


F48T12/D 25 8 40 176 2080 78 1950 1,95 1,00 343,20 4056 22,51% $ 1.333.998,12


343,20 4056 22,51% $ 1.333.998,12

Cuarto de aseo y Baño en el primer

piso y pasillos

#2

Luminaria circular de incrustar 2*32 [W]

17 8 40 176 2080 32 544 0,54 1,00 95,74 1131,52 6,28% $ 372.151,27


95,74 1131,52 6,28% $ 372.151,27

2


piso, Baño y coordinación.

#3


F48T12/D 31 8 40 176 2080 78 2418 2,42 1,00 425,57 5029,44 27,92% $ 1.654.157,67


425,57 5029,44 27,92% $ 1.654.157,67




7 8 40 176 2080 64 448 0,45 1,00 78,85 931,84 5,17% $ 306.477,52

#4 Computador en estado ON 5 1 5 22 260 300 1500 1,50 1,00 33,00 390 2,16% $ 128.269,05


111,85 1321,84 7,34% $ 434.746,57

Baño, laboratorio, 2 salones en el

tercer piso


F48T12/D 35 8 40 176 2080 78 2730 2,73 1,00 480,48 5678,4 31,52% $ 1.867.597,37

Pasillos, biblioteca


12 8 40 176 2080 32 384 0,38 1,00 67,58 798,72 4,43% $ 262.695,01


548,06 6477,12 35,95% $ 2.130.292,38

TOTAL AÑO 1.524,42 18015,92 100% $ 5.925.346,01


104

Tabla 31. Caracterización energética sede D, del I.T.I Francisco José de Caldas


Equipo Cantidad Hora/ día

Horas/ semana

Horas/ mes

Horas/ año

Potencia W

Potencia W[total]* # de

equipos

Potencia kW

Factor Carga

Energía kWh/ Mes

Energía kWh/ Año

% Costo $

1


primer piso, Enfermería,

pasillo y portería.

#1


F48T12/D 25 8 40 176 2080 78 1950 1,95 1,00 343,20 4056 24,18% $ 1.333.998,12


343,20 4056 24,18% $ 1.333.998,12

Cuarto de aseo y Baño en el primer

piso y pasillos

#2


24 8 40 176 2080 32 768 0,77 1,00 135,17 1597,44 9,53% $ 525.390,03


135,17 1597,44 9,53% $ 525.390,03

2


piso, Baño y coordinación.

#3


F48T12/D 34 8 40 176 2080 78 2652 2,65 1,00 466,75 5516,16 32,89% $ 1.814.237,44


466,75 5516,16 32,89% $ 1.814.237,44



#4


37 8 40 176 2080 64 2368 2,37 1,00 416,77 4925,44 29,37% $ 1.619.952,59

Computador en estado ON 40 1 5 22 260 64,98 2599,2 2,60 1,00 57,18 675,792 4,03% $ 222.264,61


473,95 5601,232 33,40% $ 1.842.217,20

TOTAL AÑO 1.419,07 16770,832 100% $ 5.515.842,79


105

Después de realizar la caracterización energética de las 4 sedes del colegio, la institución educativa puede realizar un diagrama de Pareto para realizar la toma de decisiones al identificar los tipos de equipos y áreas que más impactan en el consumo de energía y la manera en que se utilizan. En estos lugares es donde se encontrara el personal clave para lograr una reducción y control de los usos y consumos de energía de la institución educativa.

Motivo por el cual se establece un diagrama de Pareto de la sede principal del Colegio (Sede A). Como se establece en la figura 24, después de realizar la caracterización energética de la sede A del I.T.I Fran. José de Caldas, se determina que el 20 % de los equipos y áreas que consumen aproximadamente el 80% de los distintos tipos de energía utilizada por la institución educativa en sus diferentes centros de consumo, son el taller de Mecánica Industrial, los salones de clase y pasillos.

Adicionalmente como se evidencia en la figura 23, el porcentaje de consumo por sede de la institución educativa. Evidenciando para la Sede A, que el consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, tiene como uso significativo de la energía, la iluminación con un 49%. Siendo este uso de la energía, quien ocasionará un potencial considerable para la mejora el desempeño energético, de la institución educativa. Motivo por el cual se decidió con el apoyo de rectoría, coordinadores y alumnos encargados del SGE, implementar un plan piloto en un salón de clase de la institución, para así poder medir el desempeño energético de dicho salón versus otro salón de clase. El siguiente uso significativo de la energía son los motores trifásicos utilizados por el colegio, con un 35% del consumo de energía anual de la institución educativa. Este uso de energía será considerado como el siguiente paso a seguir para mejorar el desempeño energético, una vez el colegio desee controlar este consumo en su sistema de gestión de energía.

Como se muestra en la figura 25, al realizar el comparativo de los centros de consumo vs el uso de la energía (iluminación). Evidenciamos que los salones de clase y pasillos tienen un 24 % del consumo total de la energía del colegio. La cual corresponde al 49% del consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas. Adicionalmente como se muestra en la figura 26, al realizar el comparativo de los centros de consumo vs el uso de la energía (motores trifásicos). Evidenciamos que el taller de mecánica industrial tiene un 78,62 % del consumo total de la energía del colegio. El cual equivale al 35% del consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas.

Figura 23. Consumo de energía anual Sede A.


49%

35%

3%

0% 13%

Consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas. Sede A

Iluminación

Motores Trifásicos


OTROS

Computadores

106

Figura 24. Diagrama de Pareto. Sede A del I.T.I Fran. José de Caldas


Talle

r de

mec

ánic

a

indu

stria

l

Salo

nes

de

clas

e y

pasil

los

Alu

mbr

ado

Publ

ico

Talle

r

mec

atró

nica

y

salo

nes

Talle

r de

eba

nist

ería

y

mod

elos

Dibu

jo

Técn

ico

Saló

n

infor

máti

ca,

circu

itos,

e

idio

mas

Talle

r de

Fun

dició

n

Talle

r de

Mec

ánic

a

Auto

mot

riz 2

Talle

r de

Met

alm

ecán

ica

Bibli

otec

a

Sala

s de

Siste

mas

Talle

r de

Elec

trici

dad

y

Elec

tróni

ca

Talle

r de

Mec

ánic

a

Auto

mot

riz 1

Sala

s de

Siste

mas

Cafe

tería

Talle

r de

Neu

máti

ca

Sala

de

prof

esor

es

Colis

eo

Audi

tori

o

Asoc

iació

n de

Padr

es

Saló

n de

tecn

olog

ía

kWh/año 1144 3564 2028 1573 1743 1684 1349 8715 8715 7560 6552 6240 6123 5770 4962 4212 3993 2995 2990 2502 1810 1482

Series2 36,9 48,3 54,9 60,0 65,6 71,0 75,4 78,2 81,0 83,4 85,5 87,5 89,5 91,4 93,0 94,3 95,6 96,6 97,5 98,4 98,9 99,4

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

-5525

14475

34475

54475

74475

94475

114475

kW

h/a

ño

Comparativo consumo por centro de consumo

107

Figura 25. Comparativo centros de consumo contra iluminación. Consumo de energía anual Sede A


Salone

s de

clase y

pasillo

s

Alumb

rado

Public

o

Dibujo

Técnic

o

Taller

de

Fundic

ión

Taller

de

Mecá

nica

Auto

motriz

2

Taller

de

mecán

ica

indust

rial

Taller

de

ebanis

tería y

model

os

Salón

inform

ática,

circuit

os, e

idiom

as

Taller

de

Metal

mecán

ica

Taller

de

Electri

cidad

y

Electr

ónica

Taller

mecat

rónica

y

salone

s

Salas

de

Sistem

as

Taller

de

Mecá

nica

Auto

motriz

1

Cafete

ría

Taller

de

Neum

ática

Salas

de

Sistem

as

Sala

de

profes

ores

Colise

o

Audito

rio

Bibliot

eca

Salón

de

tecnol

ogía

Asocia

ción

de

Padre

s

Teatro

% 24% 13% 6% 5% 5% 5% 5% 4% 4% 4% 3% 3% 3% 3% 2% 2% 2% 2% 1% 1% 1% 1% 1%

kWh/año 35646 20280 8658 7488 7488 7176 7176 6318 6240 5928 5265 4446 4290 4212 3744 3042 2995 2990 2210 1872 1404 1186 1154

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

kW

h/a

ño

Comparativo centros de consumo contra iluminación. Consumo de energía anual Sede A.

108

Figura 26. Comparativo centros de consumo contra motores trifásicos. Consumo de energía anual Sede A.


Taller de mecánica

industrial

Taller mecatrónica

y salones

Taller de

ebanistería y

modelos

Taller de

Metalmecánica

Taller de Mecánica

Automotriz 1Taller de Fundición

Taller de Mecánica

Automotriz 2

Taller de

Neumática

% 78,62% 9,72% 7,71% 1,15% 1,09% 0,76% 0,76% 0,15%

kWh/año 84710,1 10469,5578 8302,9 1237,6 1170 823,9 823,9 165,75

0,0

10000,0

20000,0

30000,0

40000,0

50000,0

60000,0

70000,0

80000,0

90000,0

kW

h/a

ño

Comparativo centros de consumo contra motores trifásicos. Consumo de energía anual Sede A.

109

En la figura 27, el porcentaje de consumo por sede de la institución educativa. Evidenciando para la Sede B, que el consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, tiene como uso significativo de la energía, la iluminación con un 89%. Siendo este uso de la energía, quien ocasionará un potencial considerable para la mejora el desempeño energético, de la institución educativa. El siguiente uso significativo de la energía son los computadores utilizados por el colegio, con un 7% del consumo de energía anual de la institución educativa.

Figura 27. Consumo de energía anual Sede B


En la figura 28, el porcentaje de consumo por sede de la institución educativa. Evidenciando para la Sede C, que el consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, tiene como uso significativo de la energía, la iluminación con un 98%. Siendo este uso de la energía, quien ocasionará un potencial considerable para la mejora el desempeño energético, de la institución educativa. El siguiente uso significativo de la energía son los computadores utilizados por el colegio, con un 2% del consumo de energía anual de la institución educativa.

89%

7% 4%

Consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, Sede B

Iluminación

Computadores

OTROS

110

Figura 28. Consumo de energía anual Sede C


Por último en la figura 29, el porcentaje de consumo por sede de la institución educativa. Evidenciando para la Sede D, que el consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, tiene como uso significativo de la energía, la iluminación con un 96%. Siendo este uso de la energía, quien ocasionará un potencial considerable para la mejora el desempeño energético, de la institución educativa. El siguiente uso significativo de la energía son los computadores utilizados por el colegio, con un 4% del consumo de energía anual de la institución educativa.

Figura 29. Consumo de energía anual Sede D


98%

2%

Consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, Sede C

Iluminación

Computadores

96%

4%

Consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas, Sede D

Iluminación

Computadores

111

2.4.10.4 Revisión de los usos significativos.

De acuerdo con SGIE14, después de la identificación de los usos significativos de la energía por tipo de energía, la institución educativa identificara las oportunidades de ahorro del consumo energético y las mejoras en el desempeño energético. Esto se realiza evaluando como es el funcionamiento por cada lugar, los equipos que se encuentran, modos de operación, el personal asociado, mediciones, tipos de mantenimiento, tiempo de cada jornada de trabajo y tipos de energía. De esta manera la institución educativa conocerá las variables que controlan el consumo de energía, y el personal que tiene influencia.

2.4.10.5 Variable significativa del uso de la energía.

De acuerdo con SGIE15, la variable significativa del uso de la energía en una institución educativa es aquella que más influye en la cantidad de la energía utilizada. En una institución educativa la variable significativa es el flujo luminoso emitido en el plano de trabajo por los equipos de iluminación, la cuales son requeridos por el personal del colegio para realizar los trabajo visuales en cada área de trabajo. Siendo esta la variable significativa que más afecta el consumo, es decir es aquella de la que más depende el consumo de energía de un área de la institución educativa se trabajará en esta para mejorar el desempeño energético en la institución educativa.

2.4.10.6 Análisis de consumos de energía

De acuerdo con SGIE16, la institución educativa debe conocer el comportamiento de la demanda de energía por cada tipo de energético y las áreas donde se cuente con un medidor de energía para así poder recopilar por medio de las facturas de energía mensuales presentadas a la institución educativa, el consumo de energía por cada sede del colegio, en función del tiempo (mensual). Para esto se realizaron las siguientes graficas del consumo de energía de mínimo un año por cada sede como se describen a continuación.

14 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 41 p. 15 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 41 p. 16 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 45 p.

112

Tabla 32. Consumo energético- Sede A, Número de cuenta No 07632256. Tablero principal área salones de clase y pasillos

Año 2014 y 2015 // Mes Consumo en kWh

Valor kWh Costo

Abril - Mayo (2015) 3014 $ 378,62 $ 1.141.048

Marzo - Abril (2015) 2118 $ 378,62 $ 802.046 Febrero - Marzo (2015) 3590 $ 378,62 $ 1.359.195

Enero - Febrero (2015) 4038 $ 378,62 $ 1.528.891

Diciembre (14) - Enero (15) 1146 $ 378,62 $ 433.810

Noviembre-Diciembre (2014) 3590 $ 378,62 $ 1.359.195

Octubre - Noviembre (2014) 3937 $ 378,62 $ 1.490.647

Septiembre - Octubre (2014) 4257 $ 378,62 $ 1.611.597

Agosto - Septiembre (2014) 3697 $ 378,62 $ 1.399.759

Julio - Agosto (2014) 3903 $ 378,62 $ 1.477.755

Junio - Julio (2014) 3184 $ 378,62 $ 1.205.451

Mayo - Junio (2014) 3595 $ 378,62 $ 1.361.140

Abril - Mayo (2014) 4109 $ 378,62 $ 1.555.750

TOTAL 41163 $ 378,62 $ 15.585.236

Promedio 3430 $ 378,62 $ 1.298.769,63


Figura 30. Comportamiento energético. Sede A, Número de cuenta No 07632256. Tablero principal área salones de clase y pasillos


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Consumo en kWh

Promedio

113

Tabla 33. Consumo energético- Sede A, Número de cuenta 22521333.Tablero principal ITI.


Valor kWh Costo

Abril - Mayo (2015) 10899 $ 378,62 $ 4.126.619 Marzo - Abril (2015) 14153 $ 378,62 $ 5.358.428

Febrero - Marzo (2015) 13846 $ 378,62 $ 5.242.316 Enero - Febrero (2015) 12816 $ 378,62 $ 4.852.266

Diciembre (14) - Enero (15) 7320 $ 378,62 $ 2.771.459 Noviembre-Diciembre (2014) 10298 $ 378,62 $ 3.898.871 Octubre - Noviembre (2014) 15717 $ 378,62 $ 5.950.908

Septiembre - Octubre (2014) 14815 $ 378,62 $ 5.609.231 Agosto - Septiembre (2014) 16264 $ 378,62 $ 6.157.879

Julio - Agosto (2014) 15836 $ 378,62 $ 5.995.829 Junio - Julio (2014) 11984 $ 378,62 $ 4.537.384 Mayo - Junio (2014) 15836 $ 378,62 $ 5.995.829 Abril - Mayo (2014) 14124 $ 378,62 $ 5.347.632

TOTAL 163008 $ 378,62 $ 61.718.033 Promedio 13584 $ 378,62 $ 5.143.169,42


Figura 31. Comportamiento energético Sede A, Número de cuenta 22521333.Tablero principal ITI


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Consumo en kWh

Promedio

114

Tabla 34. Consumo energético- Sede B, Número de cuenta 763228-2.


Valor kWh Costo

Marzo - Abril (2015) 1973 $ 379,62 $ 748.940 Febrero - Marzo (2015) 2180 $ 379,62 $ 827.494 Enero - Febrero (2015) 2021 $ 379,62 $ 767.103 Diciembre (14) - Enero (15) 1359 $ 379,62 $ 515.730 Noviembre-Diciembre (2014) 1638 $ 379,62 $ 621.836 Octubre - Noviembre (2014) 2227 $ 379,62 $ 845.449 Septiembre - Octubre (2014) 2104 $ 379,62 $ 798.762 Agosto - Septiembre (2014) 2170 $ 379,62 $ 823.776 Julio - Agosto (2014) 2116 $ 379,62 $ 803.162 Junio - Julio (2014) 1518 $ 379,62 $ 576.263 Mayo - Junio (2014) 1789 $ 379,62 $ 679.141 Abril - Mayo (2014) 1734 $ 379,62 $ 658.261 TOTAL 22828 $ 379,62 $ 8.665.918 Promedio 1902 $ 379,62 $ 722.159,81 Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

Figura 32. Comportamiento energético Sede B, Número de cuenta 763228-2.


0

500

1000

1500

2000

2500

Consumo en kWh

Promedio

115

Tabla 35. Consumo energético- Sede C, Número de cuenta 762365-5.


Valor kWh Costo

Marzo - Abril (2015) 843 $ 379,62 $ 320.044 Febrero - Marzo (2015) 1019 $ 379,62 $ 386.985 Enero - Febrero (2015) 1091 $ 379,62 $ 414.106 Diciembre (14) - Enero (15) 336 $ 379,62 $ 127.544 Noviembre-Diciembre (2014) 697 $ 379,62 $ 264.619 Octubre - Noviembre (2014) 1204 $ 379,62 $ 457.207 Septiembre - Octubre (2014) 1166 $ 379,62 $ 442.463 Agosto - Septiembre (2014) 1064 $ 379,62 $ 403.916 Julio - Agosto (2014) 1036 $ 379,62 $ 393.287 Junio - Julio (2014) 560 $ 379,62 $ 212.587 Mayo - Junio (2014) 981 $ 379,62 $ 372.407 Abril - Mayo (2014) 1121 $ 379,62 $ 425.554 TOTAL 11118 $ 379,62 $ 4.220.719 Promedio 927 $ 379,62 $ 351.726,62 Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

Figura 33. Comportamiento energético Sede C, Número de cuenta 762365-5.


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Consumo en kWh

Promedio

116

Tabla 36. Consumo energético- Sede D, Número de cuenta 762368-1.


Valor kWh Costo

Marzo - Abril (2015) 990 $ 379,62 $ 375.838 Febrero - Marzo (2015) 1011 $ 379,62 $ 383.947 Enero - Febrero (2015) 929 $ 379,62 $ 352.617 Diciembre (14) - Enero (15) 379 $ 379,62 $ 143.990 Noviembre-Diciembre (2014) 578 $ 379,62 $ 219.518 Octubre - Noviembre (2014) 948 $ 379,62 $ 360.010 Septiembre - Octubre (2014) 945 $ 379,62 $ 358.813 Agosto - Septiembre (2014) 927 $ 379,62 $ 351.908 Julio - Agosto (2014) 787 $ 379,62 $ 298.761 Junio - Julio (2014) 486 $ 379,62 $ 184.495 Mayo - Junio (2014) 741 $ 379,62 $ 281.299 Abril - Mayo (2014) 880 $ 379,62 $ 334.066 Promedio 800 $ 379,62 $ 303.771,82 TOTAL 9602 $ 379,62 $ 3.645.262 Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

Figura 34. Comportamiento energético - Sede D, Número de cuenta 762368-1.


0

200

400

600

800

1000

1200

Consumo en kWh

Promedio

117

Después de elaborar estas tablas y graficas anteriores podemos concluir lo siguiente:

Tabla 37. Análisis de consumos de energía I.T.I Fran. José de Caldas.

Sede Número de

cuenta

Carga base de la

demanda (Es el menor

valor del gráfico del consumo

de energía )

Carga máxima de la demanda

(Es el mayor

valor del gráfico del consumo

de energía)

Demanda promedio de energía

Periodos de

mayores consumos de energía

Periodos de

menores consumos de energía

A 0763225-6 1146 kWh 4257 kWh 3430 kWh Octubre de

2014 Enero de

2014

A 2252133-3 12816 kWh 16264 kWh 13584 kWh Septiembre

de 2014 Enero de

2014

B 763228-2 1359 kWh 2227 kWh 1902 kWh Noviembre

de 2015 Enero de

2014

C 762365-5 336 kWh 1204 kWh 927 kWh Noviembre

de 2015 Enero de

2014

D 762368-1. 379 kWh 945 kWh 800 kWh Noviembre

de 2015 Enero de

2014 Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

118

2.4.10.7 Identificar, priorizar y registrar oportunidades de mejora del desempeño energético.

De acuerdo con SGIE17, la institución educativa debe clasificar por el nivel de inversión a realizar las oportunidades de mejora del desempeño energético. Estas inversiones se pueden catalogar como:

Tabla 38. Identificar, priorizar y registrar oportunidades de mejora del desempeño energético.

Tipo de medidas de inversión

Estas medidas están relacionadas en una institución educativa con:

Evidencia y Registros

Medidas de baja inversión: Están relacionadas con el cambio de cultura de la institución educativa, cambio de hábitos en la operación de equipos, y en general actividades de gestión que dependen del talento humano.

� Mejora del sistema de mantenimiento planificado o preventivo.

� Controles operacionales según la norma ISO 50001

Metodología realizada por la institución educativa de la revisión energética documentada Registro de las oportunidades de mejora del desempeño energético.

Medidas de media inversión: Son aquellas que requieren un presupuesto adicional al asignado por parte de la institución educativa.

� Cambio de equipos

Medidas de alta inversión: Requieren un capital no presupuestado por parte de la institución educativa

� Cambio de tecnología en equipos principales

Fuente: SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 51 p.

2.4.10.8 (4.4.4) Línea de base energética

De acuerdo con SGIE18, la línea base energética es la referencia que proporciona el estado del desempeño energético de un determinado proceso, área o equipo de la institución educativa. El establecimiento de la línea base debe hacerse a partir de la información de la revisión energética inicial, donde se estableció datos históricos del comportamiento del consumo de la institución educativa y donde se establecerá el periodo del último año para desarrollar la línea base de una área o equipo donde se deba establecer en la institución educativa.

17 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 51 p. 18 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 54 p.

119

Para establecer una línea base energética adecuada por parte de la institución educativa, se tendrá en cuenta que esta permita que los IDE (Indicadores de Desempeño Energético) reflejen el uso y consumo de energía de la institución educativa.

Teniendo en cuenta que en una institución educativa no existe una variable significativa (producción), la línea base se construye a partir de los datos de consumo de energía durante un periodo recomendado de tiempo, graficando el promedio de consumos y la identificación de límites de consumo superior e inferior como se evidencia en la siguiente figura:

Figura 35. Línea base energética Sede A Salones de clase y pasillos


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Consumo en kWh

Promedio

120

2.4.10.9 (4.4.5) Indicadores de desempeño energético

De acuerdo con SGIE19, en una institución educativa los indicadores de desempeño energético (IDE) son aquellos que se establecen con el fin de realizar un seguimiento, monitoreo y control del desempeño energético de determinada área o equipo. Estos valores cuantificables y medibles que se establecen por cada uso significativo de energía pueden reflejar la eficiencia, el uso y el consumo de la energía para así permitir evaluar su cambio en el tiempo con respecto a la línea base.

Teniendo en cuenta lo anterior el I.T.I Francisco José de Caldas estableció en la Sede A, que existía el mayor uso significativo de la energía en la iluminación que es utilizada en los salones de clase de la institución. Por lo cual los indicadores de desempeño energético se establecerán en un salón de clase versus el salón de clase piloto donde se implementará un sistema de iluminación que cumpla con los requisitos establecidos en el RETILAP.

Como lo establece la figura 36 antes de implementar el plan piloto en un salón de clase la iluminación promedio se encontraba en aproximadamente 110 [lx]. Pero después de la implementación realizada desde el mes de Mayo de 2014 en un salón piloto del ITI Fran. José de Caldas ubicado en la sede A mediante el diseño de iluminación más eficiente, se estableció un nivel de iluminación promedio de aproximadamente de 550 [lx] el cual estaría cumpliendo con lo mínimo exigido por el RETILAP (2010) de 500 [lx] para los salones de clase.

Por parte del I.T.I Francisco José de Caldas se estableció en la Sede A que existía un consumo significativo de energía en los motores trifásicos, el cual se encuentra en el taller de mecánica industrial de dicha institución. Por lo tanto como lo establece la figura 37, antes de implementar el plan piloto, el taller realizaba un consumo de potencia aparente al momento del arranque del motor era de aproximadamente 69 [kVAh/mes] al tener funcionamiento todos los 8 tornos paralelos en configuración triangulo. Pero después de realizar la implementación del plan piloto mediante automatización estrella triangulo de todos los 8 tornos paralelos de este taller, el consumo de potencia aparente al momento del arranque del motor paso a ser de aproximadamente 20 [kVAh/mes].

Adicionalmente por parte del I.T.I Francisco José de Caldas se estableció en la Sede A que existía un consumo significativo de energía en el alumbrado público. Por lo tanto como lo establece la figura 38, antes de implementar el plan piloto, el consumo en kilovatios hora era de aproximadamente 21000 [kWh] al tener funcionamiento las 23 luminarias de alumbrado público con las que cuenta el colegio por 14 horas. Pero después de realizar la implementación del plan piloto mediante automatización por medio de fotoceldas para las 23 luminarias de alumbrado público, el consumo en kilovatios hora paso a 17940 [kWh] al dejar encendido solo por 12 horas cada luminaria (De 6:00 pm a 6:00 am).


121

Figura 36. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Salón de clase antes y después de implementar el plan piloto. Eprom en el plano de trabajo.


0

100

200

300

400

500

600M

ayo

- J

un

io (

20

13

)

Jun

io -

Ju

lio (

20

13

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

13

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

3)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

3)

Oct

ub

re -

No

vie

mb

re (

20

13

)

No

vie

mb

re-D

icie

mb

re (

20

13

)

Dic

iem

bre

(1

4)

- E

ne

ro (

13

)

En

ero

- F

eb

rero

(2

01

4)

Feb

rero

- M

arz

o (

20

14

)

Ma

rzo

- A

bri

l (2

01

4)

Ab

ril -

Ma

yo (

20

14

)

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

4)

Jun

io -

Ju

lio (

20

14

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

14

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

4)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

4)

Oct

ub

re -

No

vie

mb

re (

20

14

)

No

vie

mb

re-D

icie

mb

re (

20

14

)

Dic

iem

bre

(1

4)

- E

ne

ro (

15

)

En

ero

- F

eb

rero

(2

01

5)

Feb

rero

- M

arz

o (

20

15

)

Ma

rzo

- A

bri

l (2

01

5)

Eprom en el plano de trabajo después de

implementar el plan piloto en luxes//

Eprom en el plano de trabajo antes de

implementar el plan piloto en luxes

Indicador Base en luxes

122

Figura 37. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Taller de mecánica industrial, automatización 8 tornos paralelos.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

3)

Jun

io -

Ju

lio (

20

13

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

13

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

3)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

3)

Oct

ub

re -

No

vie

mb

re (

20

13

)

No

vie

mb

re-D

icie

mb

re (

20

13

)

Dic

iem

bre

(1

4)

- E

ne

ro (

13

)

En

ero

- F

eb

rero

(2

01

4)

Feb

rero

- M

arz

o (

20

14

)

Ma

rzo

- A

bri

l (2

01

4)

Ab

ril -

Ma

yo (

20

14

)

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

4)

Jun

io -

Ju

lio (

20

14

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

14

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

4)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

4)

Oct

ub

re -

No

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mb

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20

14

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No

vie

mb

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mb

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20

14

)

Dic

iem

bre

(1

4)

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ne

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15

)

En

ero

- F

eb

rero

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01

5)

Feb

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o (

20

15

)

Ma

rzo

- A

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l (2

01

5)

Ab

ril -

Ma

yo (

20

15

)

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

5)

Jun

io -

Ju

lio (

20

15

)

[kVAh/mes] antes de implementar el plan piloto en los 8 tornos paralelos del colegio sede A // [kVAh/mes] después de implementar el plan piloto en los 8 tornos paralelos del colegio sede A.

[kVAh/mes] antes de implementar el plan

piloto en los 8 tornos paralelos del colegio

sede A // [kVAh/mes] después de

implementar el plan piloto en los 8 tornos

paralelos del colegio sede A.

123

Figura 38. Indicadores de Desempeño energético. Sede A Alumbrado público Sede A del I.T.I.


16000

16500

17000

17500

18000

18500

19000

19500

20000

20500

21000

21500

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

3)

Jun

io -

Ju

lio (

20

13

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

13

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

3)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

3)

Oct

ub

re -

No

vie

mb

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20

13

)

No

vie

mb

re-D

icie

mb

re (

20

13

)

Dic

iem

bre

(1

4)

- E

ne

ro (

13

)

En

ero

- F

eb

rero

(2

01

4)

Feb

rero

- M

arz

o (

20

14

)

Ma

rzo

- A

bri

l (2

01

4)

Ab

ril -

Ma

yo (

20

14

)

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

4)

Jun

io -

Ju

lio (

20

14

)

Juli

o -

Ag

ost

o (

20

14

)

Ag

ost

o -

Se

pti

em

bre

(2

01

4)

Se

pti

em

bre

- O

ctu

bre

(2

01

4)

Oct

ub

re -

No

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mb

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20

14

)

No

vie

mb

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mb

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20

14

)

Dic

iem

bre

(1

4)

- E

ne

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15

)

En

ero

- F

eb

rero

(2

01

5)

Feb

rero

- M

arz

o (

20

15

)

Ma

rzo

- A

bri

l (2

01

5)

Ab

ril -

Ma

yo (

20

15

)

Ma

yo -

Ju

nio

(2

01

5)

Jun

io -

Ju

lio (

20

15

)

Kilovatios hora antes de implementar el plan piloto en el alumbrado público del colegio sede A, en kWh// Kilovatios hora después de implementar el plan piloto en el alumbrado público del colegio sede A, en

kWh

Kilovatios hora antes de implementar el

plan piloto en el alumbrado público del

colegio sede A, en KWh// Kilovatios hora

después de implementar el plan piloto en el

alumbrado público del colegio sede A, en

KWh

124

2.4.10.10 (4.4.6) Objetivos energéticos, metas energéticas y planes de acción para la gestión de la energía.

De acuerdo con SGIE20, se realiza una explicación de este requisito:

Objetivos energéticos: La institución educativa debe establecer los resultados que se proponen lograr para cumplir con la política energética de la institución. Es por eso que el I.T.I Francisco José de Caldas, establece como objetivo energético el mejoramiento de los niveles de iluminación en los salones de clase cumpliendo con los niveles de iluminación exigidos en el RETILAP (2010). La automatización de 8 tornos paralelos en el taller de mecatrónica, y la automatización del alumbrado público del colegio.

Para esto la alta dirección del colegio aprobó la ejecución del objetivo energético, asignando los recursos necesarios para la mejorar el desempeño energético, con la participación de los funcionarios y estudiantes de la institución para que participaran en el Sistema de Gestión de la Energía del colegio.

Metas energéticas: La institución educativa debe establecer la asociación del objetivo energético con la meta energética planteada. Es por esto que el I.T.I Francisco José de Caldas, establece como meta energética el mejoramiento de los niveles de iluminación en un salón de clase piloto para después ser implementado en los 24 salones de clase restantes del colegio. Y el nuevo diseño de iluminación de los salones y del taller de mecatrónica. Evidenciando mediante la realización de medidas, el cumpliendo de los niveles de iluminación establecidos por el RETILAP 2010, antes del Diciembre de 2014. En cuanto a los tornos paralelos con los que cuenta el taller de mecánica industrial, la institución educativa establece como meta energética la disminución del consumo de energía eléctrica de estas máquinas por medio de una automatización. Y finalmente para el alumbrado público la institución educativa establece como meta energética, la disminución del tiempo de encendido y apagado de estas luminarias, mediante el control por automatización del alumbrado público.

Planes de acción: La institución educativa debe establecer como ejecutará el cumplimiento de los objetivos y metas energéticas. El plan de acción debe incluir las tareas y las acciones a ejecutar para dar cumplimiento a la meta energética, los responsables, el marco temporal, los recursos humanos y materiales requeridos, la forma en la cual se verificará la mejora en el desempeño, y los resultados del plan de acción. El plan de acción debe ser documentado, aprobado y actualizado periódicamente.


125

Tabla 39. Formato de plan de acción, plan piloto salón de clase, taller de mecatrónica y salones, tornos paralelos del taller de mecánica industrial y alumbrado público. .

Objetivo 1 Mejoramiento de los niveles de iluminación en los salones de clase cumpliendo con lo exigidos en el RETILAP (2010)

Meta 1 Mejoramiento de los niveles de iluminación en un salón de clase piloto para después ser implementado este diseño en los 24 salones de clase del colegio. Para evidenciar mediante la realización de medidas, el cumpliendo de los niveles de iluminación establecidos por el RETILAP 2010, antes del mes de Diciembre de 2014

DESCRIPCIÓN ACTIVIDAD RESPONSABLE FECHA RECURSOS MÉTODO DE

VERIFICACION

MÉTODO DE EVALUACION

DEL DESEMPEÑO

PRESUPUESTO

Plan de acción

Mejorar los niveles de iluminación de un salón de clase piloto para después ser implementado en los 24 salones de clase del colegio.

Representante de la alta dirección y personal encargado del SGE

Abril de 2014

Luxometro, Compra de luminarias, equipos eléctricos para realizar la instalación de luminarias, personal de mantenimiento del colegio para la realizar la instalación.

Comparación de los niveles de iluminación realizados antes y después de implementar el plan piloto en un salón de clase.

IDE del salón de clase piloto

Costo luminarias: $900.000 Costo mano de obra: 180.000 Valor total: $ 1.080.000

Objetivo 2 Realizar el diseño de iluminación del taller de mecatrónica, según los requisitos establecidos en el RETILAP. (2010)

Meta 2 Instalación de las luminarias según el diseño realizado, para evidenciar mediante la realización de medidas, el cumpliendo de los niveles de iluminación establecidos por el RETILAP 2010, antes del me de Junio de 2015


VERIFICACION


DEL DESEMPEÑO

PRESUPUESTO

Plan de acción

Realizar el diseño de iluminación del taller de mecatrónica, según los requisitos establecidos en el RETILAP.


Junio de 2015


Comparación de los niveles de iluminación realizados en el diseño antes y después de implementar el plan piloto en el taller de mecatrónica.

IDE del taller de mecatrónica.

Costo luminarias: $3.000.000 Costo mano de obra: 660.000 Valor total: $ 3.660.000

126

Objetivo 3 Realizar el diseño de iluminación de los salones de clase del taller de mecatrónica, según los requisitos establecidos en el RETILAP. (2010)

Meta 3 Instalación de las luminarias según el diseño realizado de los salones de clase del taller de mecatrónica, para evidenciar mediante la realización de medidas, el cumpliendo de los niveles de iluminación establecidos por el RETILAP 2010, antes del me de Julio de 2015


VERIFICACION


DEL DESEMPEÑO

PRESUPUESTO

Plan de acción

Realizar el diseño de iluminación del taller de mecatrónica, según los requisitos establecidos en el RETILAP.


Julio de 2015


Comparación de los niveles de iluminación realizados en el diseño antes y después de implementar el plan piloto en el taller de mecatrónica


Costo luminarias: $3.000.000 Costo mano de obra: 660.000 Valor total: $ 3.660.000

Objetivo 4 Automatización de 8 tornos paralelos en el taller de mecánica industrial. Meta 4 Disminución del consumo de energía mediante la automatización de 8 torno paralelos del taller de mecánica industrial.


VERIFICACION


DEL DESEMPEÑO

PRESUPUESTO

Plan de acción

Automatización de 8 tornos paralelos en el taller de mecánica industrial.


Junio de 2015

Pinza voltiamperimétrica, equipos eléctricos para realizar la automatización, y personal de mantenimiento del colegio para la realizar la instalación.

Comparación del consumo antes y después de realizar la automatización de al menor un tono paralelo ubicado en el taller de mecánica industrial


Costo equipos para realizar la automatización: $8.055.000 Costo mano de obra: 895.000 Valor total: $ 8.950.000

Objetivo 5 Automatización del alumbrado de público de la institución Meta 5 Disminución del consumo de energía mediante la automatización del tiempo de encendió y apagado del alumbrado público de la institución, en la sede A.


VERIFICACION


DEL DESEMPEÑO

PRESUPUESTO

Plan de acción

Automatización mediante fotoceldas el alumbrado público de la sede A del colegio.


Junio de 2015

Pinza voltiamperimétrica, equipos eléctricos para realizar la automatización, y personal de mantenimiento del colegio para la realizar la instalación.

Comparación del consumo antes y después de realizar la automatización del alumbrado público del colegio en la sede A, controlando el tiempo de encendido y apagado de las luminarias.


Costo equipo eléctrico: $3.000.000 Costo mano de obra: 660.000 Valor total: $ 3.660.000


127

2.5 (4.5) Implementación y operación

2.5.1 Explicación General

De acuerdo con SGIE21, la institución educativa utilizara los planes de acción y las planificaciones realizadas para la implementación y operación del SGE.

2.5.2 (4.5.2) Competencia, formación y toma de conciencia

De acuerdo con SGIE22, El logro y cumplimiento de las políticas energéticas y objeticos del SGE en la institución educativa, abarca a todo el personal de la institución. Se involucrara principalmente al personal relacionado con los equipos y áreas de usos significativos de energía, buscando que el personal seca competente para cumplir con los requisitos del SGE relacionado a sus labores, funciones y responsabilidades que les sean asignados.

Por lo anterior se brindó una capacitación al personal involucrado en el SGE de la institución, bajo la norma NTC-ISO 50001:2005, buscando identificar las necesidades de formación y entrenamiento que se requieran en cada caso, encontrando lo siguiente:

Tabla 40. Plan de formación I.T.I Francisco José de Caldas

Personal Rol Formación requerida

Auditor interno del SGE Realización de auditorías y planes de mejora

Auditorio interno en la norma ISO 50001 Directrices para auditorias de sistemas de gestión según la norma ISO 19011

Personal encargado del SGE (Alumnos)

Control operacional Capacitación de la norma NTC ISO 50001:2005

Supervisores (Representante de la alta dirección)

Seguimiento, medición y análisis del desempeño energético

Capacitación de la norma NTC ISO 50001:2005


Para el personal que no genera impactos significativos en del desempeño energéticos, se puede realizar una campaña de sensibilización mediante charlas informáticas entre otros

La toma de conciencia o sensibilización se logra en una institución educativa garantizando que todo el personal del colegio tome conciencia de la importancia del SGE, los beneficios inherentes que trae, las responsabilidades que tiene para el cumplimiento de la política, objetivos y metas energéticas.


128

2.5.3 (4.5.3) Comunicación

De acuerdo con SGIE23, la institución educativa comunicara al personal del colegio lo referente al sistema de gestión de la energía con el fin de garantizar que el personal conozca y maneje un mismo lenguaje energético. Es por esto que se realizaron reuniones con el personal encargado del SGE, el representante de la alta dirección y la alta dirección para comunicar de forma clara, precisa y oportuna el desempeño energético y los avances del SGE en el colegio.

2.5.6 (4.5.4) Documentación

De acuerdo con SGIE24, la institución educativa debe documentar su SGE para demostrar los avances, el cumplimiento de los requisitos, la comunicación de procedimientos, la comparación y análisis de resultados. Esto se logra mediante procedimientos, e instructivos que indiquen las diferentes formas como se deben realizar las actividades y mediante la evidencia del desarrollo de las actividades y del desempeño de los resultados en los registros propios del sistema.

El control de los documentos debe contar con un procedimiento de control, que garantice la divulgación de documentos vigentes, actualizados y aprobados.

2.5.7 (4.5.5) Control Operacional

De acuerdo con SGIE25, la institución educativa debe “identificar y planificar aquellas operación y actividades de mantenimiento que estén relacionadas con el uso significativo de la energía”

Los operacionales son los parámetros de control operacional que pueden ser:

� Niveles de iluminación en los salones de clase.

Los de mantenimiento pueden ser:

� Factor de mantenimiento de las luminarias � Frecuencia en los cambios de tecnología � Frecuencia en reparación de equipos por averiados � Uso de equipos más eficientes � Calidad de la energía � Factor de potencia

2.5.8 (4.5.6) Diseño

De acuerdo con SGIE26, la institución educativa debe realizar nuevos diseños para mejorar el desempeño energético del colegio, siendo una condición que el área, proceso o equipo que va a ser modificado sea un uso significativo de la energía. Este nuevo proyecto o diseño debe cumplir los requisitos que se establecen en la norma NTC-ISO 50001:2011:

23 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 77 p. 24 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 81 y 84 p. 25 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 85 p. 26 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 96 p.

129

� Debe tener posibilidad de contar con línea de base (mediciones del consumo de energía) � Debe contar con indicadores del desempeño energético � Debe contar con control operacional y de mantenimiento � Se debe valorar la posibilidad de uso de equipo y tecnologías eficientes energéticamente � Y cumplir con los requisitos legales vigentes (RETIE- RETILAP)

Tabla 41. Programa de diseño I.T.I Francisco José de Caldas

Nombre del proyecto

Instalación o sistema

involucrado

Requisitos del diseño

Responsable Resultados del diseño

Evaluación Observaciones

Implementación de un plan piloto en un salón de clase, con el cual se realizara la validación para la instalación del sistema de iluminación propuesto en los restantes 23 salones de clase del colegio.

Salón No 9 de la Sede A del I.T.I Francisco José de Caldas.

Eprom: 500 [lux] en el plano de trabajo del salón de clase

Julián Arce, Auditor externo del SGE.

Eprom: 563 [lux] en el plano de trabajo del salón de clase

Después de los resultados obtenidos se evidencia que el diseño realizado cumple con los requisitos establecidos en el RETILAP

Teniendo en cuenta que los 24 salones de clase presentan aproximadamente las mismas dimensiones el plan piloto implementado en el salón 9, puede ser realizado en los 23 salones de clase restantes.

Implementación de un plan piloto en el taller de mecatrónica.

Nuevo taller de mecatrónica.

Eprom: 500 [lux] en el plano de trabajo del taller de mecatrónica.

Julián Arce, Auditor externo del SGE.

Eprom: 540 [lux] en el plano de trabajo del taller de mecatrónica

Después de los resultados obtenidos se evidencia que el diseño realizado cumple con los requisitos establecidos en el RETILAP

Después de realizar el plan piloto en el taller, se aconseja realizar la implementación del diseño realizados para el segundo piso del taller.

Automatización de 8 tornos paralelos en el taller de mecánica industrial.

Taller de Mecánica Industrial

Disminución de la corriente de arranque de los motores utilizado en los 8 torno paralelos.

Personal de mantenimiento. Julián Arce, Auditor externo del SGE.

Retorno de la inversión en 5.5 años

Automatización mediante fotoceldas el alumbrado público de la sede A del colegio.

Alumbrado público Sede A del colegio

Disminución en el tiempo de encendido del alumbrado público.

Personal de mantenimiento. Julián Arce, Auditor externo del SGE.

Retorno de la inversión en 3.6 años


130

2.5.9 (4.5.7) Compra de servicios de energía, productos equipos y energía.

De acuerdo con SGIE27, la institución educativa debe evitar la compra de equipos ineficientes que afecten el desempeño energético que puedan llegar a tener costos de inversión bajo pero operacionales altos. Para esto la institución educativa debe definir criterios eficientes de compra de equipos que usen significativamente la energía buscando el mejoramiento del desempeño energético y evidenciar el cumplimiento de los requisitos legales (certificados de conformidad de producto) antes de comprar cualquier equipo, para evitar realizar la compra por criterio de precios en el mercado y no por desempeño.

También la institución educativa debe definir los criterios apropiados para la compra de servicios de energía, como pueden ser capacitaciones, consultorías, servicio de suministro de energía, servicios de mantenimiento, asesorías energéticas entre otros.

Los equipos de uso significativo de energía que debe comprar el I.T.I Francisco José de Caldas deben evaluarse no por su inversión inicial sino por su costo de ciclo de vida, ya que los costos operacionales de energía son altos. A continuación se presenta una tabla con la evaluación realizadas de los equipos que se adquirirán para realizar la implementación del plan piloto en cada área de la institución educativa:


131

Tabla 42. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en los salones de clase.

Plan piloto, en el salón de clase No 9

Opción 1 (Actual) Luminaria con dos tubos fluorescentes

T12 F96T12/75[W], Marca Slyvania

Opción 2 Luminaria con dos tubos fluorescentes T5

HO/54[W]. Marca Slyvania

Opción 3 Luminaria con dos tubos LED de 32

[W]. Marca Philips

Imagen

1

Inversión inicial: [No de luminarias por salón] basado en método de cavidades zonales. Incluye costos de la luminaria más el costo de la instalación.

Valor unitario: $ 100.000 Valor 5 luminarias: $ 500.000 Costos de instalación: $ 100.000 Total: $ 600.000

Valor unitario: $ 148.720 Valor 6 luminarias: $ 892.320 Costos de instalación: $ 178.464 Total: $ 1.070.784

Valor unitario: $ 165.000 Valor 10 luminarias: $ 1.650.000 Costos de instalación: $ 330.000 Total: $ 1.980.000

2 Costo de operación anua [ kWh/año]

10[hora día] x 5 [luminarias] x 150[W ]x 2600[hora/año]= 1950 [kWh/año]


10[hora día] x 6 [luminarias] x 64[W ]x 2600[hora/año]= 998,4 [kWh/año]

3 Consumo de energía anual [kWh C.U]

328.90 328.90 328.90

4 Total Costos al año $ 641.355 $ 553.867 $ 328.368

5 Vida útil 10.000 horas ó 2.6 años

35.000 horas ó 9.1 años

40.000 horas ó 7.8 años

6 Tiempo de recuperación de la inversión

Tecnología Actual 5.3 años, ver tabla 39. El colegio no encontró viable esta opción, por los costos elevados al compararlos con la opción 2.


132

2.5.9.1 Evaluación técnica y financiera salones de clase

Con la información descrita en la tabla 38, se realizó una evaluación técnica en la cual se calculan los costos y tiempo de implementación del plan piloto en los demás salones de clase, además de los ahorros esperados de la inversión. Debido a la decisión tomada por el colegio (Opción 2), se recomienda realizar la implementación en todos los salones de clase a la vez y no por áreas en particular, debido a que es una evaluación financiera rentable al realizar las selecciones de alternativas como son monto de la inversión, rentabilidad y periodo de recuperación de la misma en todos los salones 24 salones con los que cuenta la institución, como se muestra a continuación:

Tabla 43. Presupuesto implementación plan piloto en los 24 salones de clase

Recurso humano

Recurso Humano

Valor Unidad

Cantidad Valor Total

Fuente Financiación

Proyectantes $5.000 / hora 450 $4.500.000 Proyectantes Tutor $15.000 / hora 150 $2.250.000 UDFJC

Total RH $6.750.000 Recurso tecnológico

Materiales Valor

Unidad Cantidad

Valor Total


LAMPARAS. T5. MASTER TL5 H

O MARCA PHILIPS

$ 148.720 144 $21.415.680 Distrito

Instalación Lámparas

accesorios para su conexión

144 $4.283.136* Distrito

Total RF $25.698.816 * Valor obtenido con un porcentaje del 20% como cobro de mano de obra por la instalación total de todas las lámparas establecido según encuestas realizadas a diferentes empresas.

El costo total para la realización de este proyecto es igual a:

Total RH + Total RF = $ 32.448.816

133

Recuperación de dinero invertido

Comparación consumos [kWh]/Año kWh C.U Valor en pesos

Consumo de energía anterior en los salones de clase en todos los 24 salones

1950 x 24 = 46800 [kWh]/año por todos los salones

328,90 $ 15.393.520

Consumo de energía actual al implementar el plan piloto en todos los 24 salones

1684 x 24 = 40416 [kWh]/año por todos los salones

328,90 $ 13.292.822

Diferencia $ 2.099.698 0

$ 174,975 pesos de ahorro mensual

Para un total de 84 alumnos que cursan un año educativo, en este salón. El colegio, obtendrá un patrocinio de $ 462.000 anuales, por parte de la secretaria de educación

$ 462.000 mensuales por 84 alumnos.

Total dinero ahorrado por mes:

$ 636.975

Tiempo recuperación de dinero en años

5,3 años


• Calculo retorno de la inversión:

Después de realizar la implementación del plan piloto se establece una tasa de descuento o IPC aproximado del 2 % 28. Se establece un Valor Futuro a partir de cada valor presente según lo muestra la figura 33 y la ecuación 3 (ver R.4.1 Informe de evaluación financiera).

�� = ��(1 + )�

Ecuación 1. Valor futuro con un valor presente

Dónde:

VF: Valor futuro o Monto

VP: Valor presente o valor actual

i: Tasa Interés por periodo de capitalización

n: Número de periodos (años)

28 IPC estimado, según los datos establecidos por en http://www.banrep.gov.co/es/ipc del 2014.

134

Con esto se establece que el proyecto es rentable por el tiempo de recuperación de la inversión de 5,3 años. Adicionalmente al implementar este proyecto se mejorara los niveles de iluminancia en los salones de clase, la salud visual de los alumnos y los profesores a pesar de tener que aumentar la potencia existente actualmente instalada.

Siendo así el retorno de la inversión es: 5.3 años, como se establece

Figura 39. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en los salones de clase. Sede A I.T.I Francisco José de Caldas.

Año Flujo de Caja 0 -$ 32.270.712 1 $ 5.718.975 2 $ 5.833.355 3 $ 5.950.022 4 $ 6.069.022 5 $ 6.190.402 6 $ 6.314.211

$ 36.075.986


-$35.000.000

-$30.000.000

-$25.000.000

-$20.000.000

-$15.000.000

-$10.000.000

-$5.000.000

$-

$5.000.000

$10.000.000

0 1 2 3 4 5 6

Din

ero

Años

Flujo de Caja

135

Tabla 44. Cálculo y resultado de la evaluación del sistema de iluminación más económico

DATOS BASE PARA EVALUACIÓN DE SISTEMA DE ILUMINACIÓN

DESCRIPCIÓN UNIDAD

Opción 1 Opción 2 Opción 3 LAMP. T12

F96T12/MAXI MARCA

SYLVANIA

LAMP. T5. MASTER TL5 H

O MARCA PHILIPS

LAMP. LED T8. MARCA PHILIPS

Lúmenes/luminaria lm/lamp 11250 8300 3300 Vida útil. horas 10000 30000 40000 Watts/lámpara W/lamp 75 54 19 kW/luminaria kW/lamp 0,15 0,108 0,038 Coef. Utilización 0,72 0,72 0,72 Factor depreciación lámpara 0,85 0,93 0,93 Factor depreciación por suciedad 0,78 0,98 0,98 Lúmenes efectivos/lámpara lúmenes/lamp 5370,3 5446,5264 2165,4864 Lux requeridos lúmenes /m² 500 500 500 Lúmenes requeridos totales lúmenes 21924,8 21924,8 21924,8 Lámparas totales 5,1 6,0 10,1 Potencia total kW 0,76 0,65 0,38 Costo neto luminaria $ 100.000 $ 148.720 $ 165.000 Costo cableado luminaria más $ 15.000 $ 14.872 $ 16.500 Mano de obra $ 15.000 $ 14.872 $ 16.500 Costo capital total $ 660.738 $ 1.075.329 $ 2.004.681 Costo anual capital $ 13.215 $ 21.507 $ 40.094 Costo energía total $ 717.145,55 $ 612.130,77 $ 361.904,25 Costo total anual $ 730.360 $ 633.637 $ 401.998 Por tipo de tecnología - Salones costo anual, $ 176.570.325 $ 180.151.964 $ 185.621.869 Cantidad de luminarias totales 122 145 243

Lugar:

Salón de clase

Dimensiones Valor Unidades (h) Altura del local: 2,3 [m] (a) Ancho del local: 5,68 [m] (l) Longitud del local: 7,72 [m] Área 43,8496 [m]2

IPC o tasa de descuento 0,02 Cantidad de salones a iluminar: 24 Fuente: Elaborado por Julián Arce con datos del I.T.I Francisco José de Caldas

136

Debido a que todos los salones presentan aproximadamente la misma área (43,84 m²) y para una adecuada iluminación de sus actividades, se requieren un nivel de iluminación como mínimo de 500 lx sobre el área de trabajo. Se tuvo en cuenta que la institución trabaja 10horas/día y 5 días/semana, con un costo de energía eléctrica de $ 328,90 kW• h.

Teniendo en cuenta estos requisitos y las opciones de iluminación dadas se realizaron los siguientes cálculos:

Lúmenes efectivos/lámpara = (Lúmenes/luminaria)x(Coef. Utilización)x

(Factor depreciación por suciedad)x(Factor depreciación lámpara)

Lúmenes requeridos totales = (Lux requeridos)x(Área)

Lámparas totales = (Lúmenes requeridos totales) / (Lúmenes efectivos/lámpara)

Potencia Total = (Lámparas totales) x (kW/luminaria)

Costo capital total = [(Costo neto luminaria) + (Mano de obra)] x (Lámparas totales)

Costo anual capital = (0.146) x (Costo capital total)

Costo energía total = (208) x (Horas de uso anuales) x ( Potencia Total)

Costo total anual = (Costo energía total) + (Costo anual capital)

137

Tabla 45. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en el taller de mecatrónica y los salones de clase.

Plan piloto, en el taller de mecatrónica primer piso

Opción 1 Luminaria IVY panel LED.

45[W]. Marca Sylvania

Opción 2 Luminaria SmartLED Office LED.

42[W]. Marca Philips

Opción 3 Lámpara LED panel 60 x 60

cm 48[W] luz blanca ILUMAX

Imagen

Inversión inicial: [No de luminarias por salón] basado en método de cavidades zonales. Incluye costos de la luminaria más el costo de la instalación.

Valor unitario: $ 148.720 Valor 22 luminarias: $ 3.271.840 Costos de instalación: $ 654.368

Total: $ 3.926.208

Valor unitario: $ 367000 Valor 22 luminarias: $ 8.074.000

Costos de instalación: $ 1.614.800 Total: $ 9.688.800

Valor unitario: $ 210.000 Valor 22 luminarias: $ 4.620.000 Costos de instalación: $ 924.000

Total: $ 5.544.000

Costo de operación anua [ kWh/año]




Consumo de energía anual [kWh C.U] 328.90 328.90 328.90 Total Costos al año $ 844.588 $ 846.588 $ 844.588

Vida útil 30.000 horas ó

7.8 años 30.000 horas ó

7.8 años 30.000 horas ó

7.8 años

Tiempo de recuperación de la inversión Tecnología viable El colegio no encontró viable esta opción, por los costos al compararlos con la opción 1.

El colegio no encontró viable esta opción, por los costos al compararlos con la opción 1.


138

2.5.9.2 Evaluación técnica y financiera taller de mecánica industrial

Con la información descrita en la tabla 46, se realizó una evaluación técnica en la cual se calculan los costos y tiempo de implementación del plan piloto en un torno paralelo de 4,2 kW y los ahorros esperados de la inversión. Debido a la decisión tomada por el colegio (Opción 1), de implementar una automatización a los 8 tornos que se encuentran en el taller de mecánica industrial, en vez de realizar el cambio de tecnología por motores eficientes (debido al tiempo de recuperación de la inversión y al poco tiempo de funcionamiento de los motores), se describe a continuación el tiempo de recuperación de la inversión (según tabla 46) al calcular la cantidad en la que se encienden y apaga los 8 tornos paralélelos automatizados por día, mes y año y jornada por parte de la institución educativa como se muestra a continuación:

Tabla 46. Presupuesto implementación plan piloto en los 8 tonos paralelos del taller de mecánica industrial

Recurso humano

Recurso Humano

Valor Unidad




Total RH $ 0 ** Valor ya

cobrado en el anterior proyecto

Recurso tecnológico

Materiales Valor Total


Equipos para realizar la automatización $8.055.000 Distrito Mano de obra $895.000* Distrito

Total RF $8.950.000 * Valor obtenido con un porcentaje del 10% como cobro de mano de obra por la instalación total de la automatización de 8 tornos paralelos.



139


Datos del motor marca Brook Crompton Parkinson Limited, utilizado en el torno SP/200 de 4.8 [kW] y 5.5 [HP] 60 [Hz], 1800 rpm, 14,2 [A]/ 8,2 [A], 220/440 [V], eficiencia del 85%

Comparación consumos [kWh]/Año kWh C.U Valor en pesos Cantidad de encendido y apagado del motor del torno por: Día: 8 veces Semana: 40 veces Mes: 880 veces Año: 45760 veces

N/A N/A N/A

Tiempo aproximado de la duración corriente de arranque: 0.15 [s] Tiempo de duración corriente de arranque en el año: 45760 [s] x año ó 12,71 horas x año

N/A N/A N/A

Corriente de arranque aproximada antes de implementar la automatización por cada torno: Arranque directo: I arranque= 14.2 x 6= 85.2 [A]

Calculo de potencia Aparente: S= 1.73x Iarranque x VL S= 85.2[A] x 440 [V] = 64.85 [kVA] Energía: 824.29 [kVAh/año]

328,90 $ 271.108 x 8 tornos: $ 2.168.871

Corriente de arranque aproximada después de implementar la automatización por cada torno: Conexión en estrella- triangulo: I arranque= 8.2 x 6= 49.2 [A]

Calculo de potencia Aparente: S= 1.73x Iarranque x Vf S= 49.2[A] x 220 [V] = 18.72 [kVA] Energía: 238.00 [kVAh/año]

328,90 $ 78278 x 8 tornos: $ 626229

140

Comparación consumos [kWh]/Año kWh C.U Valor en pesos

Diferencia $ 1.542.641 0

$ 128,553 pesos de ahorro mensual


5,5 años




�� = ��(1 + )�


Dónde:





Con esto se establece que el proyecto es rentable por el tiempo de recuperación de la inversión de 5,5 años. Adicionalmente al implementar este proyecto se evita las sub tensiones y la conservación de las instalaciones eléctricas presentadas en el taller de mecánica industrial, evitando así las continuas perturbaciones que presentaba la red, al momento de accionar los 8 tornos.



141

Figura 40. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en el taller de mecánica industrial. Sede A I.T.I francisco José de caldas.

Año Flujo de Caja 0 -$ 8.950.000 1 $ 1.542.636 2 $ 1.573.489 3 $ 1.604.958 4 $ 1.637.058 5 $ 1.669.799 6 $ 1.703.195

$ 9.731.134


-$10.000.000

-$8.000.000

-$6.000.000

-$4.000.000

-$2.000.000

$-

$2.000.000

$4.000.000

0 1 2 3 4 5 6

Din

ero

Años

Flujo de Caja

142

Tabla 47. Compra de servicios de energía, productos equipos y energía del I.T.I Fran. José de Caldas para la implementación del plan piloto en el taller de mecánica industrial.

Taller de mecánica industrial. 8 tornos

paralelos de 4.8 [kW]

Opción 1 (Motor estándar)

Opción 2 (Motores de alta eficiencia) Motor Motores trifásicos IEC de alta eficiencia IE2, IP55 (TEFC), Carcasa de aluminio, marca SIEMENS.

Opción 3. (Motores de alta eficiencia) Motores trifásicos NEMA de propósito general GP100, eficiencia superior

(IE3) marca SIEMENS.

Características eléctricas

Utilizado en el torno SP/200 de 4.8 [kW] y 6.5

[HP] 60 [Hz], 1800 rpm, 14,2 [A]/ 8,2 [A], 220/440 [V],

eficiencia del 85%

Velocidad 1800 RPM (4 polos)

Ref

eren

cia

Niv

el d

e ef

icie

ncia

Tam

año

Con

stru

ctiv

o

Pote

ncia

Efic

ienc

ia η

%

FS

Cor

rient

e no

min

al

[A]

Peso

Kg

HP

kW

220

[V]

440

[V]

1LA9

132

-4YA

70

IE2

132

S/

,5

4,8

89,5

1.15

21-

10,5

46

Velocidad 1800 RPM (4 polos)

Referencia Nivel de eficiencia

Tamaño Constructivo

Potencia Eficiencia η %

S Corriente [A]

460V

Peso Kg

HP kW

1LE2

221-

2AB1

1-

4AA3

-Z B

09+D

05

IE3

213T

6,5

4,8

91,7

1.15

9,7

78

Imagen N/A

1

Inversión inicial: 8 torno paralelos Precio- Col. $ antes de IVA

Valor unitario: $1.826.000 Valor para los 8 tornos: $ 14.608.000

Valor unitario: $2.712.000 Valor para los 8 tornos: $ 21.696.000

2 Ciclo de funcionamiento 1560[hora/año] 1560[hora/año] 1560[hora/año]

3 Eficiencia 85% 89,5% 91,7%

4 Potencia de salida 4.8 [ kW ] 4.8 [ kW ] 4.8 [ kW ]

143

Taller de mecánica industrial. 8 tornos

paralelos de 4.8 [kW]

Opción 1 (Motor estándar)

Opción 2 (Motores de alta eficiencia) Motor Motores trifásicos IEC de alta eficiencia IE2, IP55 (TEFC), Carcasa de aluminio, marca SIEMENS.

Opción 3. (Motores de alta eficiencia) Motores trifásicos NEMA de propósito general GP100, eficiencia superior

(IE3) marca SIEMENS.

5 Potencia de entrada

5,647 [ kW ]

5,363[ kW ] 5,234[ kW ]

6 Pérdida a una carga del 100%

0.847 [ kW ]

0.563 [ kW ]

0.434 [ kW ]

7 Ahorros de potencia

0,284[ kW ] 0,413[ kW ]

8 Costo mayor del motor, 1 torno

$1.826.000 $2.712.000

9 Ahorro de energía a una carga del 100%

0,284[ kW ] x 1560 [hora/año] = 443,03 kWh por año 0,413[ kW ] x 1560 [hora/año] = 644,28 kWh por año

10 Ahorro en pesos a $ 328,90 por kWh

$ 145712,567 por año o $ 12142 por mes $ 211903, 692 por año o $ 17658 por mes

11 Recuperación en meses

$1.826.000/ $12142 = 150 meses ó 12,5 años $2.712.000/ $17658 = 153 meses o 12,7 años


144

2.5.9.3 Evaluación técnica y financiera alumbrado publico

Con la información descrita en la tabla 48, se realizó una evaluación técnica en la cual se calculan los costos y tiempo de implementación de la implementación realizada al controlar el tiempo de encendido y apagado del alumbrado público de la sede A como se muestra a continuación:

Tabla 48. Presupuesto implementación plan piloto en el alumbrado público.

Recurso humano

Recurso Humano

Valor Unidad




Total RH $ 0 ** Valor ya

cobrado en el anterior proyecto

Recurso tecnológico

Materiales Valor Total


Equipos para realizar la automatización $3.000.000 Distrito Mano de obra $660.000* Distrito

Total RF $3.660.000 * Valor obtenido con un porcentaje del 10% como cobro de mano de obra por la instalación total de la automatización del alumbrado público.



145


Comparación consumos [kWh]/Año kWh C.U Valor en pesos Consumo de energía anterior en el alumbrado público del colegio, sede A para 23 luminarias de mercurio de 250 [W], para 14 horas de encendido.

3640 (horas/ año) x 5.75 [kW] = 20930 [kWh] /año por todo el alumbrado público.

328,90 $ 6.883.772

Consumo de energía anterior en el alumbrado público del colegio, sede A para 23 luminarias de mercurio de 250 [W], para 12 horas de encendido, por medio de la automatización.

3120 (horas/ año) x 5.75 [kW] = 17940 [kWh] /año por todo el alumbrado público.

328,90 $ 5.900.376

Diferencia $ 983.396 0

$ 81949 pesos de ahorro mensual


3,6 años


146



�� = ��(1 + )�


Dónde:





Con esto se establece que el proyecto es rentable por el tiempo de recuperación de la inversión de 3,6 años. Adicionalmente al implementar este proyecto disminuye el consumo de energía de 14 horas diarias de funcionamiento a 12 horas de funcionamiento por medio de la automatización de alumbrado público por medio de fotoceldas.



147

Figura 41. Flujo de caja del plan piloto que se realizara en el alumbrado público. Sede A I.T.I Francisco José de Caldas.

Año Flujo de Caja 0 -$ 3.660.000 1 $ 983.388 2 $ 1.003.056 3 $ 1.023.117 4 $ 1.043.579

$ 4.053.140


-$4.000.000

-$3.000.000

-$2.000.000

-$1.000.000

$-

$1.000.000

$2.000.000

0 1 2 3 4

Din

ero

Años

Flujo de Caja

148

2.6 (4.6) Verificación

2.6.1 (4.6.1) Seguimiento, medición y análisis

De acuerdo con SGIE31, la institución educativa debe realizar seguimiento, medición y análisis del uso significativo de la energía, las variables relevantes relacionadas al usos significativo de la energía, los IDE y el desempeño energético, con el fin de actuar de una manera oportuna estableciendo acciones correctivas, acciones preventivas y/o de mejora cuando se requiera. Para eso la institución educativa debe tener claro cuánto es necesario realizar una medición, un seguimiento y un análisis del desempeño energético en un área o equipo como se establece en la tabla descrita a continuación.

Tabla 49. Seguimiento, medición y análisis planes pilotos, sede A del ITI Fran. José de Caldas.

Lugar Medición Seguimiento Análisis

Plan piloto, en el salón de clase No 9 y taller de mecatrónica.

La institución educativa debe realizar mediciones para determinar el comportamiento del indicador (Eprom en lux) que demuestre el estado del desempeño energético

La institución educativa debe tener los registros (Eprom en lux) de la información y del indicador con una frecuencia determinada para poder realizar correcciones, en caso necesario, que produzcan la mejora.

Es la evaluación de los resultados de la medición y el seguimiento, según criterios establecidos por la institución educativa.


2.6.2 (4.6.2) Evaluación de requisitos legales y otros requisitos.

De acuerdo con SGIE32, la institución educativa debe identificar los requisitos legales aplicables correspondientes en materia de gestión energética, de los cuales debe requiere un seguimiento continuo verificación y cumplimiento permanente y verificando si existen actualización de la normatividad (NTC-ISO 50001:2011) o reglamentos aplicables a la institución educativa (RETIE 2013 o RETILAP 2010).


149

2.6.3 (4.6.3) Auditorías internas del sistema de gestión de la energía

De acuerdo con SGIE33, la institución educativa debe realizar auditorías internas del SGE, las cuales deben ser un proceso sistemático, planificado, independiente y documentado, para obtener evidencias del cumplimiento de requisitos, políticas o procedimientos establecidos por la institución educativa. Esta permite determinar el grado de cumplimiento y avance del SGE y contribuye a la identificación y priorización de oportunidades de mejora del desempeño energético.

2.6.3.1 Metodología para realizar una auditoría energética completa en una institución educativa.

De acuerdo con Energy university by Schneider Electric 34 una auditoría exhaustiva evaluará en detalle los sistemas de la institución educativa que consumen energía. Puede incluir controles, mediciones o pruebas específicas para identificar el consumo real y las pérdidas de energía. También incluye una evaluación económica de las oportunidades identificadas, incluyendo costes y beneficios.

Las auditorías energéticas pueden ser autoevaluaciones realizadas por personal de la empresa, auditorías externas por parte de profesionales de servicios de energía o una combinación de ambas. Con independencia del tipo de auditoría, se recomienda que el equipo de auditoría represente distintos campos de conocimiento como ingenieros de procesos, expertos en mantenimiento, gestores de sistemas, especialistas en energía, etc. La ayuda externa puede resultar extremadamente útil y proporcionar un punto de vista ajeno a las instalaciones así como conocimientos profesionales en muchas áreas.

• Preparación de la Auditoria.

Hay dos áreas de interés en las que hay que centrarse para preparar una auditoría energética:

� Datos normalmente necesarios, y � Planificar las actividades de auditoría para que participen el personal necesario de las

instalaciones.

Los datos que se necesitan normalmente suelen incluir los antecedentes de la institución educativa.

33 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 112 p. 34 SchneiderElectric. Energy University by Schneider Electric ¨Auditorias Energeticas¨. [En línea] [En línea], 1 de Mayo de 2011. [Citado el: 17 de Agosto de 2012.] http://www2.schneider-electric.com/corporate/en/products-services/training/energy-university/energy-universit.

150

Esta información se refiere al conocimiento de la perspectiva de la institución pedagógica sobre la eficiencia energética, los objetivos energéticos de la organización y las normas financieras. Por ejemplo, los periodos mínimos de amortización de las acciones. El auditor también necesitará información sobre el consumo de energía esta información se encontrará en las facturas de las empresas suministradoras, tanto mensuales como anuales, así como en los detalles de las tarifas de energía.

La institución educativa debe proporcionar al auditor una copia del plano de las instalaciones, incluyendo un plano con dimensiones que indique la ubicación de los distintos talleres salones de clase y demás.

Entre los datos adicionales que hay que recopilar para la auditoría está el perfil de funcionamiento de la instalación. Se basa en el perfil de carga de la instalación que analiza el consumo diario, semanal, mensual y anual para identificar los modelos. A esto se une el perfil de funcionamiento de la instalación que describe la utilización de la institución educativa. Por ejemplo, ¿la institución educativa está abierta normalmente sólo en horario de oficina o también a otras horas?

Esta información permite que el auditor analice opciones de precios como las tarifas por horario de utilización que pueden ayudar a reducir los costes de energía.

Es importante proporcionar información sobre equipos específicos así como de la instalación en su conjunto. Un inventario de los equipos con datos sobre las características de los mismos ayuda a que el auditor conozca las instalaciones y planifique el uso del tiempo durante la auditoría. Para grandes equipos será útil conocer las horas de funcionamiento y el perfil de carga (si están disponibles) para comprender el consumo con más detalle y empezar a identificar posibles oportunidades.

¿Dónde podría encontrarse toda esta información? Estas son algunas de las posibilidades para investigar:

� Datos de los proveedores de energía como estructura tarifaria o proveedores de máquinas como curvas características de las bombas

� Datos de los documentos de especificaciones de la instalación como planos del centro, plano de distribución del agua fría, etc.

� Datos del programa operativo y datos de ocupación o utilización de la planta para cotejarlo con el consumo de energía

� Datos recopilados manualmente, por ejemplo, de contadores o extraídos de otros sistemas (consumo eléctrico mensual, cantidades de producción, etc.)

� Las instalaciones pueden capturar este tipo de información en una hoja de cálculo o base de datos (como Microsoft© Excel o Access)

151

� Los contadores temporales pueden utilizarse para registrar valores que normalmente no se controlan pero que son específicamente útiles para el análisis de auditoría, y por último,

� Datos históricos registrados en el Sistema de gestión de energía que incluirá el perfil de carga, factor de potencia, curva de energía y de curva de temperaturas.

Los datos serán más exactos y por tanto los resultados de la auditoría serán más exactos si son:

� Recientes � Registrados durante un periodo largo e incluyen � Datos de control en tiempo real

Los datos serán más útiles si están en un formato "fácil de analizar" como una hoja de cálculo o curva gráfica.

La clave del éxito radica en preparar y tener lista la máxima cantidad de datos antes de realizar la auditoría, especialmente si esta la va a hacer una empresa o experto externos. El auditor debe analizar los hechos clave para planificar el enfoque de la auditoría. Por ejemplo: quién participa, cuánto tiempo se necesita, etc. Todos los datos deben estar preparados para los días de auditoría ya que estos documentos son fundamentales para comprender las instalaciones y pasar menos tiempo recopilando datos y más tiempo en la evaluación de las instalaciones. Además de preparar los datos para la auditoría, hay que planificar las actividades que incluyen la participación del personal de la institución que tiene puntos de vista valiosos.

• Distintos elementos de una auditoria energética

La auditoría energética incluye normalmente cuatro componentes diferenciados (especialmente si la auditoría la realiza una empresa externa):

� Reunión de lanzamiento

Normalmente, el reconocimiento o la auditoría comienzan con una "reunión de apertura". Esta reunión es una buena oportunidad de agrupar alrededor de una mesa a todas las personas involucradas. Por lo general serán la alta dirección de la institución educativa, el gestor energético, el supervisor de mantenimiento y los auditores internos o externos. Dependiendo del alcance de la auditoría y de la estructura de la organización, también podría incluir al director de producción, al director del departamento financiero u otros cargos.

152

Durante esta reunión explique el objetivo de la auditoría, analice el plan global de auditoría y detalle los planes de trabajo. Durante esta reunión también proporcionará al auditor la información preparada y les dará la oportunidad de pedir más información sobre procesos, energía y el plan de modernización de las instalaciones.

� Actividades durante la auditoria � Conocer las instalaciones y recopilar información

Los auditores, que conocen su trabajo, toman medidas para asegurarse de que conocen las instalaciones y son capaces de recopilar la información adecuada. El uso de cuestionarios bien redactados y la visita de las instalaciones garantizan que el auditor conozca bien las condiciones de funcionamiento. Para esto se realizaran las siguientes actividades:

• Diagnóstico preliminar

Con el fin de estandarizar un buen programa de administración de energía se debe identificar las diferentes fuentes y usos de energía que tiene el usuario en las cuales existen pérdidas de energía. Así, motivar y orientar al usuario para establecer un programa de ahorro de energía y así obtener oportunidades para realizar un estudio de uso eficiente de energía y su pertinente implementación estandarizando un plan de acciones con el fin de controlar los costos energéticos para el usuario y obtener así los beneficios de implementar un Sistema de Gestión de la Energía, el cual puede ser logrado por culturización al personal de trabajo estableciendo buenas prácticas para obtener metas en cuanto a menores costos de energía, ahorros energéticos así como el conocimiento y el comportamiento del personal del Instituto educativo respecto a la energía, entre otros.

• Inspección inicial

Para realizar una verificación visual, se estandariza una metodología en la cual se lleva a cabo un diagnóstico energético global para el usuario. Esto se logra por medio de una serie de visitas técnicas en las cuales se obtiene información en cuanto a la clase de trabajo que realiza el usuario. De esta manera se analizan el uso actual de la energía por cada área de trabajo haciendo una recopilación de información para establecer el tiempo en el cual se realiza el trabajo, costumbres de uso, consumos energéticos y demás.

Esta fase consiste en visitar los talleres, la subestación, los salones de clase y las oficinas para conocer los procesos y cómo se consume la energía. El técnico de mantenimiento responsable de la zona que se visita debe acompañar al auditor durante toda esa parte de la auditoría. Este puede tener preguntas para el supervisor de mantenimiento, los operarios de los equipos/área y otro personal de las instalaciones para conocer el edificio y los problemas de rendimiento de los procesos.

153

Las preguntas normalmente se responden en entrevistas breves, aunque las conversaciones complicadas pueden necesitar más tiempo. Un factor clave del éxito a la hora de planificar la auditoría es asegurarse de que el personal necesario tiene conocimiento de la auditoría y están presentes ese día. El auditor también tomará medidas durante las visitas, estas pueden ser instantáneas o quizás deje un contador temporal durante unas horas o días para registrar los datos si es necesario.

La inspección in situ debe terminar con una reunión de recapitulación con los mismos participantes que la reunión de lanzamiento para anunciar los primeros resultados de la inspección. Adicionalmente, para alcanzar un acuerdo definitivo sobre el contenido de la documentación y una fecha de restitución.

• Seguridad eléctrica en lugares de trabajo.

La mejor manera de reducir el riesgo es eliminarlo. Es por esto que antes de realizar cualquier trabajo relacionado con la electricidad, se debe consultar la norma NFPA 70 E para la seguridad eléctrica en lugares de trabajo (edición 2012) (6), la cual tiene como propósito darle al empleado seguridad relacionada con los peligros eléctricos en el sitio de trabajo, mediante prácticas y procedimientos establecidos en esta normativo. Para mayor información, consulte la página web de MELTRIC35 y el Reglamento Técnico de instalaciones eléctricas RETIE (7), numeral 13.4 Distancias mínimas para trabajos en o cerca de partes energizadas.

• Medición/control/pruebas.

Esta actividad consta de medidas, supervisión y pruebas eléctricas y de operación. Para realizar satisfactoriamente esta actividad, el auditor tendrá que llevar a cabo una serie de pruebas; por ejemplo, para comprobar que los equipos de iluminación o equipos funcionan correctamente. Estas pruebas aportan datos clave sobre el equipo o información para mostrar si algunos tipos de mejora son factibles. Además, si no hay datos anteriores o estos no son suficientes, el auditor también puede necesitar medir y supervisar el perfil y la carga de energía para identificar las pérdidas de energía.

35 Meltric (2013). NFPA 70E: La norma sobre seguridad eléctrica en el lugar dfe trabajo. [En línea] 01 de Mayo de

2011. [Citado el: 17 de Agosto de 2012.]. Recuperado de http://www.meltric.com/html/nfpa-70e-standard-sp.html.

154

La longitud, frecuencia y el número de puntos a medir o comprobar puede variar dependiendo del tipo de auditoría y de la aplicación que se investiga. Podría ir desde una medida o una prueba instantánea para un reconocimiento, hasta una medida y prueba detallada que incluya la monitorización durante un período importante para una auditoría completa. En el caso que no se pueda medir, se realizarán cálculos teóricos. Es por esto que se propondrá a la institución educativa, la viabilidad técnicas de realizar la verificación de la calidad de la potencia eléctrica con base a la NTC-ISO 5001:2011 (2), como un complemento para la realización de una auditoría energética completa.

Esta norma establece las metodologías de evaluación y los valores de referencias de los parámetros asociados a la calidad de la potencia eléctrica en el punto de conexión común entre el operador de red y el usuario para todos los niveles de tensión, bajo condiciones normales de operación. Es importante que los valores de referencia presentados en este documento establezcan las condiciones, dentro de las cuales se espera que se encuentren los parámetros del suministro de energía eléctrica, para considerar que la calidad de la potencia sea aceptable36.

Adicionalmente, en el numeral seis de la norma, se establece los métodos de medida y la precisión de los equipos a utilizar (Clase A o Clase B). Para la medición de cada uno de las perturbaciones de calidad de potencia eléctrica establecidos en esta norma, los instrumentos, equipos o analizadores de redes a utilizar deben estar acordes con los métodos y procedimientos establecidos en la última versión de la norma NTC-IEC 610004-30 Técnicas de medida y ensayo- Métodos de medida de calidad de la potencia eléctrica37.

Las perturbaciones de calidad de potencia eléctrica establecidos en esta norma, se evidencian en la Tabla 50. Clasificación de perturbaciones de calidad de potencia según su duración.

36 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Calidad de la potencia eléctrica.

Límites y metodología de evaluación en punto de conexión común. NTC 5001. Bogotá: El Instituto, 2008. 1 p. 37 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Calidad de la potencia eléctrica.


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Tabla 50. Clasificación de perturbaciones de calidad de potencia.

Perturbaciones Tipo

Larga duración o permanentes

7.1 Variaciones de tensión de estado estable 7.5 Desbalance de tensión 7.6 Flicker 7.8 Interrupciones de larga duración (Duración ≥1 min) 7.9 Armónicos de tensión 7.10 Armónicos de corriente 7.11 Muescas de tensión 7.4 Variaciones de tensión de larga duración (Subtensiones y sobretensiones)

Lentas

7.7 Interrupciones de corta duración (Duración < 1 min) 7.2 Hundimientos (Sags) 7.3 Elevaciones (Swells) 7.12 Variaciones de frecuencia

Rápidas 7.13 Sobretensiones Transitorias. NOTA. Las duraciones de cada uno de estos fenómenos serán especificadas en el ítem Descripción de cada una de las secciones indicadas en la Tabla 1. Fuente INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN (ICONTEC). NTC 5001. Calidad de la potencia eléctrica. Límites y metodología de evaluación en puntos de conexión común. Bogotá: ICONTEC Internacional, 2008.

La metodología de evaluación de estas perturbaciones de calidad de potencia para los diferentes tipos establecidos en la Tabla 2, según la norma debe ser realizada en un período de medida de una semana con intervalos de agregación de diez (10) min. Por ejemplo, las variaciones de tensiones de estado estable descrito en el numeral 7.1, están definidas según la norma en el 7.1.4 Metodología de evaluación, el cual establece: ¨El periodo de medida de una semana con un periodo de agregación de diez (10) min. El 100 % de los valores registrados en la semana deben estar dentro del rango estipulado en los valores de referencia38 ¨.

El desbalance de tensión descrito en el numeral 7.5 de la norma, está definido según el 7.5.4 Metodología de evaluación, el cual establece: ¨El periodo de medida debe ser una semana. Para circuitos urbanos, el 99 % de los valores de desbalance de tensión evaluados en un periodo de agregación de 10 min deben estar dentro de los rangos o valores de referencia¨39.

38 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Calidad de la potencia eléctrica.

Límites y metodología de evaluación en punto de conexión común. NTC 5001. Bogotá: El Instituto, 2008. 9 p. 39 INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN. Calidad de la potencia eléctrica.


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• Medida e inspección de sistemas de iluminación.

Se realizará la metodología establecida en el RETILAP para la inspección y prueba de sistemas de iluminación de interior, según lo descrito en la sección 490 Procedimientos para las mediciones fotométricas en iluminación interior, y numeral 410.2.1. Coeficiente de luz diurna (CLD) del RETILAP (8).

• Verificación del Consumo

Se realiza un estudio de suministro eléctrico para establecer información importante del usuario como es Nivel tarifario, nivel de tensión establecidos por la norma NTC 1340, saber si el usuario es regulado/no regulado. Los primeros están sujetos a un contrato de condiciones uniformes y las tarifas son establecidas por la CREG mediante una fórmula tarifaria general. Por otro lado los segundos establecen con el comercializador de energía un contrato bilateral y los precios de venta de actividades de generación y comercialización son libres y acordados entre las partes.

¨Las normas vigentes más relevantes sobre usuarios no regulados, están contenidas en la Resolución CREG-199 de 1997 (9). En el caso de los usuarios regulados, las normas más relevantes se establecieron en las resoluciones CREG-031 y CREG-079 de 1997 (Fórmulas Tarifarías).40¨

También se realizará un estudio de tarifa para el pago de la factura. Luego se establecerá la calidad del suministro eléctrico del usuario realizando un análisis de armónicos en las instalaciones que no cumplen las normas técnicas evitando riesgos de sobrecarga en los equipos al superar los límites nominales, un análisis de sobretensiones, permanentes, temporales, instantáneas, en el cual se establece mediante mediciones la presencia de tensiones anormales en una instalación eléctrica, las cuales son superiores a la tensión nominal de operación de un equipo o sistema. Por último un análisis de factor de potencia, utilizando como guía la NTC 5001 (2008-05-28), Calidad de la potencia eléctrica. Límites y metodología de evaluación en puntos de conexión común.

40 CREG (1997). NFPA 70E: Resolución CREG-199 de 1997. Y Resolución CREG 031 y 079 de 1997. [En línea]

01 de Enero de 1997. [Citado el: 17 de Agosto de 2012.]. Recuperado de www.creg.gov.co.

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• Medición de carga actual

Para completar la recolección de datos se toman unas medidas generales en el tablero principal, haciendo un levantamiento del diagrama unifilar. En el caso que no disponga de esta información, se obtiene de la revisión de protecciones, conductores, tubería y transformador. Y así con lo calculado, establecer un estado de cargabilidad y capacidad disponible. Esta práctica es muy importante pues los datos recolectados dan como resultado un posible balance de cargas, además de un rediseño de la instalación aplicando normas actuales con el fin de aumentar el nivel de seguridad.

Para hacer un balance adecuado de la carga instalada con el fin de que por cada fase circule aproximadamente la misma corriente, —evitando calentamiento del neutro en la instalación debido a la circulación de una corriente a través del mismo— se debe hacer un levantamiento de carga real por fase. Recomendándose realizar la medición de corrientes por fase y con base en los resultados obtenidos, definir cómo reconectar cargas para tener un desbalance máximo del 5 %.

Al implementar la mejora se verifica la temperatura y la corriente del neutro, la cual no debe de exceder del 5 % de la corriente de línea, teniendo en cuenta que si hay existencia de armónicos este porcentaje pude exceder. Se recomienda realizar una inspección inicial para los diversos equipos utilizados por el usuario, en la cual se selecciona un equipo para realizar su pertinente análisis como puede ser hornos, iluminación, máquinas como motores, ventiladores y demás. También se recomienda realizar una observación y análisis del equipo desde diferentes puntos de vista como es mantenimiento, condiciones de operación, importancia en el proceso de producción que tenga el usuario, eficiencia, manuales de operación y del fabricante. Por último realizar una recopilación de datos, realizar un balance energético, mediciones, obtener conclusiones y definir acciones de mejora con plazos, responsables, fechas de ejecución y mecanismos de verificación y eficacia.

• Condiciones generales y energéticas

Se realiza un levantamiento de carga o inventario energético en el cual se establece la cantidad de energía consumida y sus costos en un período determinado, recomendándose manejar estos valores en años. Así como se obteniéndose así una caracterización energética preliminar, identificando los usos donde se evidencian pérdidas de energía con la cual se realiza una preparación de la información recopilada y posteriormente un informe del diagnóstico realizado con miras a la reducción de los costos energéticos del usuario. Esta caracterización es la clasificación del usuario donde se reconocen sus fuentes de energía y se concluyen las formas de consumir la energía. Esta forma es un procedimiento cualitativo en el cual se establecen los puntos que amenazan la instalación para nuevos cambios.

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Para cualquier caso en general, se debe realizar en primer lugar un levantamiento de carga, donde se revisan las instalaciones una a una; se hace un conteo de elementos eléctricos teniendo en cuenta todos sus valores teóricos de funcionamiento. Al mismo tiempo, mediante recopilación de información se establecen las horas diarias de operación de cada elemento para poder llevar un dato temporal (preferiblemente mensual) del consumo energético y visualizar las posibles y mayores oportunidades de ahorro.

• Valoración de la situación

En la tercera actividad el auditor valorará la situación. Esto se hace mediante:

Primero la comprobación y el análisis de todos los datos recopilados. Segundo la búsqueda de oportunidades para el ahorro de la energía que también puede conllevar el estudio de su viabilidad. Por último realizar los cálculos de rentabilidad

• Propuesta de un plan de acción

El auditor propondrá un plan de acción. El resultado de la auditoría es el plan de acción que tiene como propósito ofrecerá formas de gestionar y supervisar el consumo de energía y los costes además de proponer soluciones para ahorrar energía. La clave para realizar con éxito estas actividades es prepararse a conciencia, por lo que a continuación se dará a conocer como se debe preparar el auditor para la auditoría.

• Análisis de estado

Se realiza un planeamiento y evaluación de alternativas de usos eficiente de energía, analizando las diferentes maneras de reducir los desperdicios de energía, por medio de una evaluación técnica en cuanto al área eléctrica, como es: suministro eléctrico, factor de potencia, motores de alta eficiencia, iluminación, instalaciones eléctricas, administración de la demanda, mantenimiento, y sistemas de control. Por ejemplo usar motores de alta eficiencia, con la necesidad de mejorar el alto consumo de energía en motores de capacidad media y alta con una operación continua. La anterior puede ser mejorada por sustitución de motores preferentemente los cercanos al término de su vida útil— sobre todos los de mayor potencia y con mayores horas de operación— por motores nuevos de alta eficiencia cuya diferencia en costo de inversión es recuperada rápidamente. Se realizara la comparación de la energía que consume el motor actual y los costos que representa su reparación contra la energía que consume un motor de alta eficiencia.

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Otro ejemplo de aplicación es apagar las luces que no se utilizan. Las cuales se tienen en uso varias luminarias que no se requieren, por lo menos durante todas las horas de trabajo en los recintos. Normalmente, no se pueden apagar las luces que no se estén utilizando debido a que se tienen interruptores generales por piso o por área, por lo que es conveniente rediseñar las instalaciones eléctricas para separar los circuitos sin disminuir los niveles de iluminación excesivamente ni la seguridad en el área de trabajo. Al aplicar esta mejora se pueden comparar los ahorros de energía en las facturas mensuales con los ahorros al implementar el proyecto en disminución de horas de encendido de las luminarias.

• Informe de resultados

El informe de resultados es la conclusión de una auditoría energética. Los soportes de restitución suelen ser registros escritos. Este debe adaptarse a la audiencia. Los lectores pueden ser desde el presidente de la empresa, al jefe de mantenimiento. Si se utiliza un estilo directo y sencillo, el informe será claro, comprensible y legible.

Toda auditoría culmina con un informe de auditoría. Como mínimo, este debe incluir:

� Sumario � Análisis de costes energéticos � Recomendaciones para la gestión energética � y una propuesta de un plan de acción de ahorro energético

El sumario es lo primero que ve el lector y resume el resto del informe. El mencionado debe ser corto, conciso y puntual. El resumen recogerá las medidas de ahorro energético recomendadas y muestra el coste de implementación así como el importe del ahorro financiero. Esta sección es para los lectores que sólo quieren ver los resultados.

El informe también proporcionará información sobre el funcionamiento de la instalación en relación con sus costes energéticos. Puede incluirse:

� Análisis de la factura energética con comentarios sobre consumos y penalizaciones � Desglose del consumo energético así como la � Curva de la demanda

160

La sección de recomendaciones indica las áreas evaluadas en el alcance de la auditoría. Adicionalmente contiene una exposición de cada una de las oportunidades de gestión energética que se han determinado como rentables y de acuerdo con los criterios de evaluación financiera, recopilados antes de la auditoría. Cada recomendación de gestión energética tratada en el sumario se describirá en profundidad en esta sección. En consecuencia, debe resumir la demanda de energía y el ahorro de costes, el coste de implementación y la rentabilidad utilizando los datos financieros del cliente.

Con frecuencia se utiliza un simple período de amortización para evaluar la rentabilidad de la inversión. Debe haber, asimismo, una breve exposición que detalle los antecedentes relativos a la acción recomendada y una explicación de cómo debe implementarse en la instalación. Para cada recomendación debe citarse o explicarse aquí el método utilizado para llegar a la estimación del ahorro. El informe debe sugerir un plan de acción de energía. Este detallará las acciones recomendadas y el programa de implementación. Primero deben realizar las soluciones rápidas y las amortizaciones breves para poder generar ahorros rápidamente y obtener dinero para pagar soluciones con grandes inversiones.

El plan también propondrá un sistema de control para hacer el seguimiento de los resultados y para conseguir una mejora continua. La auditoría es el primer paso para iniciar un programa de gestión energética. Las acciones de seguimiento son necesarias para aprovechar la auditoría e impulsar la mejora continua de las instalaciones.

Para estas acciones de seguimiento se tendrá que:

� Validar el plan de acción de ahorro potencial y el programa de implementación � Definir los objetivos de ahorro energético � Implementar el plan de acción � Establecer indicadores para medir el cumplimiento de objetivos � Establecer una base y comparar el rendimiento en el tiempo, así como � Buscar oportunidades adicionales para la mejora continua

• Evaluación técnica y financiera.

Con esta información se procede a realizar una evaluación técnica en la cual se calculan los costos y tiempo de implementación para cada proyecto, además de los ahorros esperados de la inversión. Recomendándose realizar en general todos los proyectos a la vez y no por áreas en particular. Lo anterior debido a que es una evaluación financiera rentable al realizar las selecciones de alternativas como son monto de la inversión, rentabilidad y periodo de recuperación de la misma para todos los proyectos. Con esto se realiza un plan de acción en el cual se establecen metas, objetivos y alcances de los proyectos evaluados, plazos de ejecución, mecanismos de verificación y control, con equipos de trabajo y sus respectivas responsabilidades.

161

2.6.3.2 Formas de ahorro

A continuación se establecen las diferencies formas de ahorro aplicables a una institución educativa.

• Iluminación

Siendo una área en la cual se pueden lograr mayores ahorros sin deteriorar los niveles de iluminación, la utilización de un adecuado programa de mantenimiento de luminarias el cual depende del ambiente de trabajo y el tipo de alumbrado, podría evitar una disminución del nivel de la misma por la acumulación de suciedad como polvo y otros factores. Uno de los aspectos que más contribuyen al ahorro de energía eléctrica es el cambio de fuentes de luz actual por otras de mayor eficiencia. Los costos de la inversión son altos para el usuario, pero el tiempo de recuperación de la inversión es favorables considerado con los altos costos de operación que tiene el sistema de iluminación existente.

• Características fundamentales del alumbrado

Es el de suministrar una iluminación en cantidad y calidad que permita efectuar las labores visuales propias del recinto con eficiencia, seguridad y comodidad. Para cumplir con el propósito mencionado debe investigarse a profundidad la clase de trabajo que se va a efectuar, las características propias del local y el tipo de iluminación más recomendable.

Para lograr estos fines se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

1. Diseño de alumbrado adecuado con la clase de trabajo. 2. Utilización de las luminarias más eficientes y apropiadas, según las características del

local. 3. Utilización de las fuentes luminosas más eficaces desde el punto de vista de lúmenes

por vatio. 4. Las superficies de techos, paredes, piso y muebles deben tener acabados claros, pero

no brillantes. 5. Control del brillo en las ventanas o sitios abiertos. 6. Utilización de la luz del día cuando sea posible. 7. Suministrar al personal de manutención instrucciones claras y precisas para la

operación y mantenimiento de las luminarias.

Para ahorrar energía en la iluminación se requiere la reducción de la potencia consumida o la reducción del tiempo de su utilización. Esto se puede lograr mediante:

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1. Disminución de la potencia, lo cual se puede lograr reemplazando las lámparas o accesorios por unos de más eficiencia.

2. Reducción de tiempo de las lámparas encendidas, esto es mejorar los controles de iluminación y educar al usuario en cuanto al apagado de luces innecesarias.

3. Uso de luz natural, lo cual reduce el consumo de la energía mediante el reemplazo de luz natural, esto puede presentar ahorros de un 40 a 60 % de uso de electricidad para iluminación según estudios ya realizados.

4. Realización de mantenimientos simples, lo que presentaría calidad de la iluminación y permite mejores niveles de estos.

• Motores

Los motores de alta eficiencia pueden aplicarse favorablemente en los siguientes casos:

� Cuando el motor opera a una carga constante y muy cerca del punto de operación nominal. � Cuando se usan para reemplazar a motores sobredimensionados. � Cuando se aplican conjuntamente con variadores electrónicos de frecuencia (Variable

Frecuency Drives) para accionar bombas y ventiladores; pueden lograr ahorros de hasta más del 50% de la energía, según estudios ya realizados.

� Como parte de un programa de uso eficiente de la energía eléctrica, o en instalaciones nuevas.

El plan de mantenimiento para motores debe ser establecido como preventivo teniendo en cuenta que en motores obsoletos, un mantenimiento correctivo solo nos conduciría a producir más pérdidas de las existentes.

• Ejecución de mantenimiento para Motores Eléctricos

Deficiencias en los contactos o en las conexiones producen pérdidas de energía en los elementos y reducen la eficiencia en los motores. Estas pérdidas son resultado de calentamiento excesivo en el proceso de arranque. Para atenuar estos efectos se debe mantener la limpieza, lubricación, buen estado de conexiones, ventilación, aislamiento.

Mediante una revisión y mantenimiento frecuente las deficiencias, se pueden establecer por inspección visual, auditiva y el tacto; también por chequeo con multímetro y miliohmetro. La inspección visual permite detectar arco o corto circuito en los contactos, suciedad en el núcleo magnético o en los contactos. Una revisión auditiva permite detectar vibración excesiva del núcleo magnético. Por inspección del tacto se detectan terminales flojos, además de temperaturas anormales.

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El multímetro permite verificar voltajes adecuados para llevar un record del consumo en vacío y con carga. Utilizando un estetoscopio se puede determinar el estado de los rodamientos. Mediante el medidor Megger se puede establecer el estado de aislamiento de las boninas, información que registrada permite determinar su vida útil.

El acoplamiento inadecuado de la carga produce aumento en las fuerzas, por lo tanto incremento del consumo de energía, y produce adicionalmente un desgaste acelerado en los ejes y rodamientos. Todos estos factores se pueden detectar mediante un mantenimiento programado con un periodo de ejecución mínimo de seis meses.

• Tarifa para el pago de la factura

Por medio de Leyes y resoluciones establecidas por la CREG en las cuales se establecen un ahorro de 25% en el pago de la factura para entidades registradas en la Cámara de Comercio como son los centros educativos sin ánimo de lucro, así como los demás usuarios señalados en el Artículo 89.7 de la Ley 142 de 1.994, estos podrán solicitar a la empresa encargada del suministro de energía, en la forma prevista en el Decreto 3087 de 1.997 que los exonere del pago de la contribución que está a cargo de los estratos cinco y seis y sectores industriales y comerciales, para subsidiar a los estratos uno, dos , y tres, adelantando un procedimiento ante la empresa encargada del suministro energético demostrando que se reúne los requisitos exigidos por la Ley y sus decretos reglamentarios. De acuerdo con lo previsto en la Resolución CREG- 9 de 1.997 Artículo 8, para "Usuarios No residenciales No sujetos a contribución.", una vez el usuario haya acreditado a través de los estatutos sociales que está dentro de las entidades eximirlas, la empresa deberá proceder a exonerar a dicho centro educativo o institución ( Ofic. MMECREG-1638 del 02/09/98).

Para que se les dé el tratamiento especial a las entidades sin ánimo de lucro éstas deben acudir a la empresa, y solicitar a la respectiva entidad de servicio público que se les facture únicamente el costo de prestación del servicio y deben mostrar los estatutos y su objeto social que las acrediten como entidad sin ánimo de lucro. Si la entidad demuestra que es una (OSAL) entidad sin ánimo de lucro, es obligación de la empresa de servicio público exonerarlas del pago de la contribución, pues es su deber cumplir la Ley, evitando una sanción de la Superintendencia de Servicios Públicos, la cual está encargada de la vigilancia y control del cumplimiento de esta ley. La aplicación de las leyes 142/94 y 286/96 en relación con la exoneración del pago de la contribución de solidaridad por parte de las entidades educativas establece:

" En cuanto a las contribuciones aplicables a los centros educativos, el Artículo 89.7 de la Ley 142 de 1994 señala:

164

Cuando comiencen a aplicarse las fórmulas tarifarías de que trata esta ley, los hospitales, clínicas, puestos y centros de salud, y los centros educativos y asistenciales sin ánimo de lucro, seguirán pagando sobre el valor de sus consumos el factor o los factores de que trata este artículo (subsidios) ". Posteriormente, la Ley 286 de 1.996 en su Artículo 5º. inciso 2, estableció:

"Quedan excluidas de pago de contribución, las entidades establecidas en el numeral séptimo del artículo 89 de la Ley 142 de 1994."

A continuación se transcriben apartes de las normas pertinentes:

Artículo 89.7 de la Ley 142 de 1.994 señala:

"Cuando comiencen a aplicarse las fórmulas tarifarias de que trata esta ley, los hospitales, clínicas, puestos y centros de salud, y los centros educativos y asistenciales sin ánimo de lucro, no seguirán pagando sobre el valor de sus consumos el factor o factores de que trata este artículo (subsidios). Lo anterior se aplicará por solicitud de los interesados ante la respectiva entidad prestadora del servicio público. Sin excepción, siempre pagarán el valor del consumo facturado al costo del servicio."

Artículo 5º inciso 2º de la Ley 286 de 1.996:

"Quedan excluidas del pago de contribución, las entidades establecidas en el numeral séptimo del artículo 89 de la Ley 142 de 1.994".

Artículo 6º parágrafo 1º del Decreto 3087 de 1.997:

“Están exentos del pago de la contribución de solidaridad los hospitales, clínicas, puestos y centros de salud y centros asistenciales que así lo soliciten a la respectiva entidad prestadora del servicio público. Sin excepción siempre pagarán el valor del consumo facturado al valor del servicio."

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2.6.3.3 Metodología para realizar una auditoría energética completa en una institución educativa.

2.6.3.3.1 Preparación de la auditoria.

De acuerdo a Energy University by Schneider Electric 41, se realizó con el apoyo de coordinación académica y los alumnos delegados del SGE la preparación de una auditoria energética. Allí, se planificaron las actividades a realizar para que los profesores, alumnos, personal del área administrativa, personal del área de mantenimiento, coordinadores y rectoría participaran en la realización de esta auditoría

Adicionalmente, como parte de la preparación de la auditoria se solicitó copia de los planos eléctricos y arquitectónicos a la instrucción educativa. Información que tuvo que ser entregada por parte de la secretaria de educación al no contar la institución educativa con esta. Adicionalmente se determinó el perfil de carga del colegio en donde se analizó el consumo diario, mensual y anual (teórico) para así poder identificar el uso significativo de la energía. En cuanto al perfil de funcionamiento de la institución se estableció que esta tiene establecido el horario de 6:00 am a 6:00 pm en jornada continua de lunes a viernes.

La institución educativa no cuenta a la fecha con un inventario actualizado con las características de los equipos eléctricos que se encuentran instalados en la institución educativa. Información que se tuvo que recopilar para cada área del colegio estableciendo las horas de funcionamiento y el perfil de carga para así poder comprender el consumo de potencia con más detalle por equipo y poder identificar posibles oportunidades de ahorro.

En cuanto a la solicitud de copias de facturas de la energía, el colegio no disponía con dichas facturas. Por lo anterior se realizó la consulta por medio de la página web de CODENSA (10) y con el número de cuenta por cada medidor que tiene la institución educativa, los cuales son el número de cuenta 0763225-6 que corresponde al Tablero secundario para las áreas de salones de clase y pasillos de la institución. Y el número de cuenta 2252133-3 que corresponde al Tablero principal de la institución educativa para las demás áreas (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.2_Informe de la auditoría energética). Para poder así establecer una línea base energética de la institución educativa de los meses de Abril de 2012 a Enero de 2014.

De esta preparación de la auditoria se generaron los siguientes registros:

• 01_Facturas ITI

41 SchneiderElectric. Energy University by Schneider Electric ¨Auditorias Energeticas¨. [En línea] [En línea], 1 de Mayo de 2011. [Citado el: 17 de Agosto de 2012.] http://www2.schneider-electric.com/corporate/en/products-services/training/energy-university/energy-universit.

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2.6.3.3.2 Reunión de lanzamiento

Se realizó una reunión de lanzamiento con el personal involucrado de la institución educativa como son los profesores, alumnos, coordinador académico (representante de la dirección (rectoría)), el personal mantenimiento y los alumnos encargados del SGE. En dicha reunión de lanzamiento se explicó el objetivo de la auditoria, el cronograma de auditoría y el detalle de los planes de trabajo para desarrollar esta auditoría (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.2_Informe de la auditoría energética).

De esta reunión de lanzamiento se generaron los siguientes registros:

� 02_Cronograma ITI-final � 03_Objetivos, cronogramas presupuesto � 04_Reunión de apertura Auditoria SGC

Para el desarrollo de la auditoria se desarrollaron las actividades que se describen a continuación:

2.6.3.3.3 Diagnóstico preliminar.

Se realizó un reconocimiento de las instalaciones de la institución educativa y se creó una lista de chequeo para realizar la caracterización energética de esta. Adicionalmente se realizó un diagnostico preliminar para recopilar la información del tipo de actividad que se realiza en cada área de trabajo, la identificación de las diferentes fuentes y usos de la energía que tiene la institución en las cuales puedan existir pérdidas de energía, con el fin de motivar y orientar a la institución educativa para establecer un programa de ahorro de energía y así obtener oportunidades para realizar un estudio de uso eficiente de energía y su pertinente implementación estandarizando un plan de acciones con el fin de controlar los costos energéticos para la institución educativa y generar así los beneficios de implementar un Sistema de Gestión de la Energía, el cual puede ser logrado por culturización al personal de trabajo estableciendo buenas prácticas para obtener metas en cuanto a menores costos de energía, ahorros energéticos, así como el conocimiento y el comportamiento del personal del Instituto educativo respecto a la energía.

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2.6.3.3.4 Inspección inicial.

Adicionalmente se realizó una verificación visual de la institución educativa estableciendo una metodología en la cual se llevó a cabo un diagnóstico energético global, realizando una serie de visitas técnicas al colegio en las cuales se obtuvo información por medio de entrevistas. En cuanto a la clase de trabajo que realiza la institución, se analizó el uso actual de la energía por cada área de trabajo, haciendo una recopilación de información para establecer el tiempo en el cual se realiza este, costumbres de uso, consumos energéticos y demás. Se realizó la verificación de las medidas del local, inspección visual de este (acaba de paredes, limpieza del local, condiciones de la luminarias y las instalaciones eléctricas entre otros), y se determinaron los horarios de clases para así poder conocer las condiciones de funcionamiento de la comunidad educativa. (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.2_Informe de la auditoría energética).

De esta diagnostico preliminar e inspección inicial se generó los siguientes registros:

� 05_ITI-F-01-02 Informe Resumido Auditoría energética e inspección in situ � 06_Acta de reunión 261113-Informe resumido auditoría energética � 08_ITI-F-01-03. Caracterización energética ITI Sede A-2015

2.6.3.3.5 Medición/ control/ pruebas.

Al realizar las mediciones en los dos tableros principales del colegio se quería medir y supervisar el perfil y la carga de energía para identificar las pérdidas de energía por medio de una monitorización de estas en un período determinado. Motivo por el cual se propuso al colegio, realizar el alquiler de un analizador de redes eléctrica para hacer el estudio de calidad de potencia según la norma NTC 5001:2008. Calidad de la potencia eléctrica. Límites y metodología de evaluación en puntos de conexión común.

Propuesta que fue rechazada por el colegio, teniendo en cuenta el valor elevado del alquiler de los equipos según cotizaciones enviadas por GENELEC con No 324A/2013 y 324 B/2013 (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.2.1 Informe técnico\01_Cotizaciones Analizador de redes). Motivo por el cual teniendo encuentra que no fue posible realizar las mediciones, se realizaron mediciones con una pinza voltiamperimetrica para determinar por medio de cálculo teóricos el perfil y la carga de energía del colegio, como se puede evidenciar en el informe técnico presentado a la institución educativa. (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.2.1 Informe técnico-Medidas tablero).

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2.6.3.3.6 Medidas e inspección del sistema de iluminación.

La metodología utilizada tiene como objetivo marcar las pautas para la realización de las inspecciones y medidas en un sistema de iluminación interior enmarcadas dentro del RETILAP (8). Aquí se detalla el procedimiento a seguir en una institución educativa teniendo en cuenta lo establecido en el RETILAP - Resolución No. 180540 de Marzo 30 de 2010. Sección 490 Procedimientos para las mediciones fotométricas en iluminación interior. Numeral 490.1 Medición de iluminancia general en un espacio cerrado, para obtener los resultados de las mediciones realizadas a la iluminancia promedio antes y después de implementar el plan piloto en un salón de clase del colegio; teniendo en cuanta los resultados presentado en el informe ITI-F-01-04 Informe programa de ahorro de energía (Para mayor información dirigirse al CD1 en la carpeta R.1.4_Informe programa de ahorro de energía).

2.6.3.3.7 Resultados antes de implementar el plan piloto.

Figura 42. Salón de clase antes de implementar el plan piloto.


Como el salón de clase tiene áreas regulares con luminarias de dos o más filas, se realizó la siguiente metodología según lo establecido el RETILAP (8).

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Figura 43. Ubicación de puntos de medición en áreas con una fila de iluminación.

Fuente Ministerio de Minas y Energía. REGLAMENTO TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO PÚBLICO- RETILAP. Bogotá: Ministerio de Minas y Energía, 2010

� Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 localizados en el centro del área y se promedian las Lecturas. Este es el valor R de la ecuación de la iluminancia promedio.

� Se toman lecturas en los puntos q-1 y q-2, localizadas en la mitad de cada lado del salón y entre la fila de luminarias más externa y la pared. El promedio de estas dos lecturas es el valor Q de la ecuación de la iluminancia promedio.

� Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 en cada final del salón. Se promedian las cuatro lecturas. Este es el valor T de la ecuación de la iluminancia promedio.

� Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, en dos cuadrículas típicas de las esquinas. Se promedian las dos lecturas. Este es el valor P de la ecuación de la iluminancia promedio.

� Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación No. 1 de Eprom, como lo establece la figura 5.

Ecuación 2. Iluminancia promedio.

Dónde:

Eprom: Iluminancia promedio

N: Número de luminarias por fila

M: Número de filas.

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El resultado de las mediciones se puede evidenciar en la tabla 51.

Tabla 51. Valores de iluminancia promedio para el salón de clase primer piso.

Identificación de los Puntos Medidas realizadas de noche. Medidas en [lux]

Medida 1 Medida 2 Medida 3 Promedio q-1 111,7 111,8 111,7 111,7 q-2 106,8 106,7 106,4 106,6 q-3 124,7 124,8 125,1 124,8 q-4 109,8 109,7 109,5 109,6 Q

113,2

p-1 157 156,9 157,1 157 p-2 77,1 77 76,8 76,96 P

116,9

N 3

Eprom 114,48


Tabla 52. Valores de iluminancia promedio para el salón de clase segundo piso.

Identificación de los Puntos Medidas realizadas de noche. Medidas en [lux]

Medida 1 Medida 2 Medida 3 Promedio q-1 59,6 59,5 59,6 59,5 q-2 76 75,7 75,8 75,8 Q

67,7

p-1 76 75,7 75,8 75,8 p-2 48,4 48,1 48,9 48,4 P

62,15

N 2

Eprom 64,9


Después de realizar las medidas de iluminancia en el salón de clase, se procedió realizando las medidas en el tablero de clase como se evidenciar en la tabla 52.

171

Tabla 53. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el tablero del salón de clase.


Figura 44. Ubicación de puntos de medición en el salón de clase.


Después de realizar las medidas de iluminación promedio en dos salones de clase evidencio que dichos valores están fuera de los parámetros establecidos en el RETILAP como lo establece la tabla 410.1 Índice UGR máximo y Niveles de iluminancia exigibles para diferentes áreas y actividades. Motivo por el cual el plan piloto que se implementó en el colegio, fue diseñado para cumplir los parámetros establecido en el RETIE y la tabla 410.1 Índice UGR máximo y Niveles de iluminancia exigibles para diferentes áreas y actividades, como se describe a continuación.

Medidas en el tablero del salón Medidas en [lux]

M1 123 M2 127 M3 166 M4 206 M5 206 M6 130 M7 127 M8 170

Em prom 156,875 Uniformidad Emin/Em 0,78

172

2.6.3.3.8 Resultados de la implementación del plan piloto salones de clase primer piso.

Figura 45. Salón de clase después de implementar el plan piloto.


Para realizar la implementación del plan piloto, se realizó en compañía de los alumnos encargados del SGE del colegio, la toma de las dimensiones del salón (dimensiones de los pupitres, dimensiones del tablero, dimensiones de las ventanas, dimensiones de la puerta, dimensiones de las columnas, altura del salón), la caracterización del salón (color de la pintura de las paredes del techo, color del piso, color de los pupitres, color del tablero), y la medida del plano de trabajo. Con esta información, se realizó el diseño del aula de clase primer piso y diseño de clase segundo piso con base a el software DIALUX42® (Para mayor información diríjase al CD1 en la carpeta R.2.3 Plan de acción piloto ). Este software nos permitió realizar un diseño del aula de clase teniendo en cuenta los criterios de iluminación establecidos en el RETILAP, en la tabla 410.1 Índice UGR máximo y Niveles de iluminancia exigibles para diferentes áreas y actividades. Ya diseñado el salón con las luminarias que fueron seleccionadas por su eficiencia energética, factores de mantenimiento y reducción del deslumbramiento se llegó a la conclusión de que este diseño se podría instalar en un salón de clase, después de analizar los resultados entregados por el software. Estableciendo que al implementar este diseño, mejoramos la calidad visual, estética y modernización del salón, es decir, se pudo observar cómo mejora la calidad de iluminación en comparación con las otras aulas de clase, al implementar este plan piloto en el colegio.

42 http://www.dial.de/DIAL/es/dialux/download.html

173

Figura 46. Diseño del salón piloto primer piso hecho en DIALUX.


174

Figura 47. Diseño del salón piloto segundo piso hecho en DIALUX.


Después se convocó a una reunión con rectoría coordinadores y delegados del colegio, en la cual se obtuvo la aceptación para la implementación de este proyecto, después de mostrarles los beneficios de implementarlo en un salón de clase de la institución educativa. Con este proyecto el objetivo principal, es mejorar la calidad de iluminación del salón en el cual se está implementado el proyecto y disminuir el consumo energía, mediante la implementación de luminarias con tecnología de tubos fluorescentes (T5) (Para mayor información diríjase al CD1 en la carpeta D:\Tesis Julián Arce\R.2.3 Plan de acción pilotoR.1.5_Plan de acción piloto).

A partir de lo anterior el colegio realizó una inversión en el mejoramiento de las instalaciones eléctricas de los salones de clase, independizando cada salón con un breaker, para poder así con controlar la energización y desenergización de la iluminación por cada salón de clase, con un sistema elemental de control on/off. Con este mejoramiento, se pudo instalar las luminarias en el salón de clase para posteriormente realizar las medidas de iluminancia, URG y deslumbramiento solicitados por el RETILAP, y así comprobar los beneficio al realizar el plan piloto en la institución educativa al poder comparar los resultados entregados por el software, los cuales fueron muy acertados, y las mediciones realizadas en el salón, las cual ese describen a continuación:

175

Calidad requerida y cantidad requerida: Los niveles de iluminación recomendados para este taller por su tipo de trabajo que allí se realiza según la Norma ISO 8995 adoptada por el RETILAP (2010).

Tabla 54. Niveles de iluminancia recomendados para los salones. Índice de UGR máximo y niveles de iluminación exigibles para salones de clase y tableros.

TIPO DE RECINTO Y ACTIVIDAD

UGRL. NIVELES DE ILUMINANCIA (lx)

Mínimo Medio Máximo Colegios y centros educativos Salón de clase

Iluminación general 19 300 500 750 Tableros 19 300 500 750 Fuente Ministerio de Minas y Energía. REGLAMENTO TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO PÚBLICO- RETILAP. Bogotá: Ministerio de Minas y Energía, 2010

Por lo cual se recomienda para los salones un nivel de iluminancia de 500 (lx) debido al tipo de trabajo a realizar.

Después de realizar el diseño del sistema de iluminación en DIALUX, evidenciamos que al implementar el plan piloto en el salón de clase este tendría un área regular con luminarias de dos o más filas. Por lo cual, se realizó la siguiente metodología según lo establecido el RETILAP (8).

Para áreas regulares con luminarias de dos o más filas.

Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 localizados en el centro del área y se promedian las Lecturas. Este es el valor R de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos q-1 y q-2, localizadas en la mitad de cada lado del salón y entre la fila de luminarias más externa y la pared. El promedio de estas dos lecturas es el valor Q de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 en cada final del salón. Se promedian las cuatro lecturas. Este es el valor T de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, en dos cuadrículas típicas de las esquinas. Se promedian las dos lecturas. Este es el valor P de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación No. 3 de Eprom, como lo establece la figura 48.

176

Figura 48. Ubicación de puntos de medición en áreas regulares con más de 2 filas de iluminación


Ecuación 3. Iluminancia promedio

Dónde:




177

Teniendo en cuenta la ecuación 3, el resultado de las mediciones se puede evidenciar a en la tabla 55.

Tabla 55. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el salón de clase, después de implementar el plan piloto.

Medidas realizadas de noche. Medidas en [lux]

N M Medida p-1 p-2 q-1 q-2 t-1 t-2 t-3 t-4 r-1 r-2 r-3 r-4

6 2 1 544 510 600 564 593 699 605 525 556 510 470 639

2 530 511 602 565 584 700 604 525 559 511 472 638

3 532 512 601 564 585 703 602 525 560 512 473 638

Promedio 535,3 511,0 601,0 564,3 587,3 700,7 603,7 525,0 558,3 511,0 471,7 638,3

Promedio total

523,2 582,7 604,2 544,8

P Q T R

Em 563,74

Uniformidad E min/ Em

0,837


Después de realizar las medidas de iluminancia en el salón de clase, se procedió realizando las medidas en el tablero de clase, después de implementar el plan piloto, como se evidenciar en la tabla 56.

Tabla 56. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el tablero de clase, después de implementar el plan piloto.

TABLERO M1 521 M2 491 M3 513 M4 400 M5 400 M6 572 M7 487 M8 477 Em [lux] 482,625 Uniformidad Emin/Em 0,82


178

Figura 49. Ubicación de puntos de medición en el salón de clase, después de implementar el plan piloto.


Como conclusión después de realizar esta implementación del plan piloto en el salón de clase del colegio, es la similitud entre los valores obtenidos al realizar el diseño de iluminación en DIALUX y los valores obtenidos después de realizar las medidas con un luxómetro en el salón de clase. Se evidencia que dicho valores están cumpliendo con los valores establecidos en la tabla 57, los cuales son establecidos por el RETILAP:

Tabla 57. Comparativo iluminación promedio antes y despues de implementar el plan piloto y versus el diseño en DIALUX. Salones de clase.


UGRL.

NIVELES DE ILUMINANCIA [lux]

Iluminancia promedio antes de implementar el plan piloto. E prom

Iluminancia promedio después de implementar el plan piloto. E prom

Iluminancia promedio en DIALUX del plan piloto. E prom Medio

Colegios y centros educativos Salón de clase

Iluminación general

19 500 144.48 [lux] 563 [lux] 538 [lux]

Tableros 19 500 156.8 [lux] 482 [lux] 504 [lux]


179

2.6.3.3.9 Resultados de la implementación del plan piloto taller de mecatrónica primer piso.

Figura 50. Taller de Mecatrónica después de implementar el plan piloto.


Para realizar la implementación del plan piloto, se realizó en compañía de los alumnos encargados del SGE del colegio, la toma de las dimensiones del taller de mecatrónica (dimensiones de los pupitres, dimensiones de las ventanas, dimensiones de la puerta, dimensiones de las columnas, altura del salón), la caracterización del salón (color de la pintura de las paredes del techo, color del piso, color de los pupitres, color del tablero), y la medida del plano de trabajo. Con esta información, se realizó el diseño del taller de mecatrónica del primer piso y diseño de los salones de clase de mecatrónica el segundo piso con base a el software DIALUX43® (Para mayor información diríjase al CD1 en la carpeta R.2.3 Plan de acción piloto) . Este software nos permitió realizar un diseño del taller y aula de clase teniendo en cuenta los criterios de iluminación establecidos en el RETILAP, en la tabla 410.1 Índice UGR máximo y Niveles de iluminancia exigibles para diferentes áreas y actividades. Ya diseñado el taller y salón con las luminarias que fueron seleccionadas por su

43 http://www.dial.de/DIAL/es/dialux/download.html

180

eficiencia energética, factores de mantenimiento y reducción del deslumbramiento se llegó a la conclusión de que este diseño se podría instalar en el taller y en los salón de clase, después de analizar los resultados entregados por el software. Estableciendo que al implementar este diseño, mejoramos la calidad visual, estética y modernización del salón, es decir, se pudo observar cómo mejora la calidad de iluminación en comparación con las otras aulas de clase, al implementar este plan piloto en el colegio.

Figura 51. Diseño del taller de mecatrónica primer piso hecho en DIALUX.


181

Figura 52. Diseño de los salones segundo piso taller de mecatrónica hecho en DIALUX.


Después se convocó a una reunión con rectoría coordinadores y delegados del colegio, en la cual se obtuvo la aceptación para la implementación de este proyecto, después de mostrarles los beneficios de implementarlo en un salón de clase de la institución educativa. Con este proyecto el objetivo principal, es mejorar la calidad de iluminación del salón en el cual se está implementado el proyecto y disminuir el consumo energía, mediante la implementación de luminarias con tecnología LED(Para mayor información diríjase al CD1 en la carpeta R.2.3 Plan de acción piloto).

A partir de lo anterior el colegio realizó una inversión en el mejoramiento de las instalaciones eléctricas del taller de mecatrónica y los salones de clase. Con este mejoramiento, se pudo instalar las luminarias en el taller de mecatrónica y los salones de clase para posteriormente realizar las medidas de iluminancia, URG y deslumbramiento solicitados por el RETILAP, y así comprobar los beneficio al realizar el plan piloto en la institución educativa al poder comparar los resultados entregados por el software, los cuales fueron muy acertados, y las mediciones realizadas en el salón, las cual ese describen a continuación:

182

Calidad requerida y cantidad requerida: Los niveles de iluminación recomendados para este taller por su tipo de trabajo que allí se realiza según la Norma ISO 8995 adoptada por el RETILAP (2010).

Tabla 58. Niveles de iluminancia recomendados para los salones. Índice de UGR máximo y niveles de iluminación exigibles para salones de clase y tableros.


UGRL. NIVELES DE ILUMINANCIA (lx)

Mínimo Medio Máximo Colegios y centros educativos Salón de clase y talleres

Iluminación general 19 300 500 750 Fuente Ministerio de Minas y Energía. REGLAMENTO TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO PÚBLICO- RETILAP. Bogotá: Ministerio de Minas y Energía, 2010

Por lo cual se recomienda para el taller de mecatrónica y los salones un nivel de iluminancia de 500 (lx) debido al tipo de trabajo a realizar.

Después de realizar el diseño del sistema de iluminación en DIALUX, evidenciamos que al implementar el plan piloto en el taller de mecatrónica y los salones de clase este tendría un área regular con luminarias de dos o más filas. Por lo cual, se realizó la siguiente metodología según lo establecido el RETILAP (8).

Para áreas regulares con luminarias de dos o más filas.

Se toman lecturas en los puntos r-1, r-2, r-3 y r-4 localizados en el centro del área y se promedian las Lecturas. Este es el valor R de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos q-1 y q-2, localizadas en la mitad de cada lado del salón y entre la fila de luminarias más externa y la pared. El promedio de estas dos lecturas es el valor Q de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos t-1, t-2, t-3, y t-4 en cada final del salón. Se promedian las cuatro lecturas. Este es el valor T de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se toman lecturas en los puntos p-1, p-2, en dos cuadrículas típicas de las esquinas. Se promedian las dos lecturas. Este es el valor P de la ecuación de la iluminancia promedio.

Se determina la iluminancia promedio en el área utilizando la ecuación No. 4 de Eprom, como lo establece la figura 53.

183

Figura 53. Ubicación de puntos de medición en áreas regulares con más de 2 filas de iluminación


Ecuación 4. Iluminancia promedio

Dónde:




184

Teniendo en cuenta la ecuación 4, el resultado de las mediciones se puede evidenciar a en la tabla 59.

Tabla 59. Valores de iluminación promedio y uniformidad en el salón de clase, después de implementar el plan piloto.

Medidas realizadas de noche. Medidas en [lux]

N M Medida p-1 p-2 q-1 q-2 q-3 q-4 t-1 t-2 t-3 t-4 r-1 r-2 r-3 r-4 r-5 r-6 r-7 r-8

6 2 Promedio 430 517 480 456 264 618 520 560 524 640 900 820 370 380 860 677 370 300

Promedio total 473.5 454.5 561 584.6

P Q T R

Em 549.5

Uniformidad E min/ Em 0,77


Como conclusión después de realizar esta implementación del plan piloto en el salón de clase del colegio, es la similitud entre los valores obtenidos al realizar el diseño de iluminación en DIALUX y los valores obtenidos después de realizar las medidas con un luxómetro en el salón de clase. Se evidencia que dicho valores están cumpliendo con los valores establecidos en la tabla 60, los cuales son establecidos por el RETILAP:

Tabla 60. Comparativo iluminación promedio antes y despues de implementar el plan piloto y versus el diseño en DIALUX. Salones de clase.


UGRL.

NIVELES DE ILUMINANCIA [lux]



Iluminancia promedio en DIALUX del plan piloto. E prom Medio

Taller Taller 19 500 N/A 549.5 [lux] 535 [lux]


2.6.3.3.10 Resultados de la implementación del plan piloto taller de mecánica industrial, automatización de tornos.

Como plan de acción para mejorar el desempeño energético de los motores trifásicos, se realizó en la institución educativa, la automatización de ocho tornos que se encuentran en el taller de mecánica industrial. Realizando el cambio de fusibles de porcelana los cuales solo servían como protección al motor al estar esté conectado directamente al sistema, por una automatización estrella triangulo para controlar el encendido del motor. La automatización de estos tornos, se realizó por medio de la implementación de un sistema de control con temporizador de 10 [kV], el cual tiene como función al momento de energizar el motor controlar la corriente máxima, la corriente mínima y el tiempo que toma en segundos el cambio de conexión de triangulo a estrella.

185

Cuenta con mandos auxiliares para controles on-off del encendido de la máquina. Con contactores los cuales después de realizar el cambio de triangulo a estrella, entren a funcionar por medio del temporizador. Adicionalmente se cuenta con un relé térmico, como protección de fuerza, cumpliendo con la función de variar el amperaje para proteger el equipo de sobrecalentamiento y un fusible de protección de dos fases. Por último cuenta con un transformador para el control del electrónico que funciona a 24 V, con un puente rectificador de 220 V a 24 V, con relé de estado sólido para evitar sobre corrientes.

Figura 54. Implementación plan piloto, motores trifásicos taller de mecatrónica.


186

• Mediciones antes de implementar el plan piloto.

Se realizaron las medidas de corriente de arranque para 8 tornos paralelos, utilizando una Pinza Fluke i1000s, y un Osciloscopio Rigol serie DS100D/E, evidenciando a manera de ejemplo en la figura 55, que los valores eficaz rms de voltaje máximo son 244 [V] y la corriente máxima de arranque son 81,6 [A], para un motor marca Brook Crompton Parkinson Limited, utilizado en el torno SP/200 de 4.8 kW y 5.5 HP 60 Hz, 1800 rpm, 14,2 A/ 8,2 A, 220/440 V, eficiencia del 85%

Figura 55.Ejemplo corriente de arranque de un torno paralelo sin conexión estrella - triangulo

-300

-200

-100

0

100

200

300

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

-0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Vo

lta

je

Co

rrie

nte

Corriente de arranque torno paralelo sin conexión estrella - triangulo

Corriente en A

Voltaje en V

187

• Mediciones después de implementar el plan piloto.

Se realizaron las medidas de corriente de arranque para 8 tornos paralelos, utilizando una Pinza Fluke i1000s, y un Osciloscopio Rigol serie DS100D/E, evidenciando a manera de ejemplo en la figura 56, que los valores eficaz rms de voltaje máximo son 240 [V] y la corriente máxima de arranque son 49,7 [A], para un motor marca Brook Crompton Parkinson Limited, utilizado en el torno SP/200 de 4.8 kW y 5.5 HP 60 Hz, 1800 rpm, 14,2 A/ 8,2 A, 220/440 V, eficiencia del 85%

Figure 56. Corriente de arranque torno paralelo con conexión estrella-triangulo.

-300

-200

-100

0

100

200

300

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

-0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Vo

lta

je

Co

rrie

nte

Corriente de arranque torno paralelo

Corriente en A

Voltaje en V

188

2.6.3.3.11 Verificación de consumo.

Al realizar el estudio del suministro eléctrico en esta institución educativa, cuenta con la financiación por parte de la secretaria de educación, por lo cual el pago de los servicios públicos es realizado por la secretaria de educación y no por el colegio.

2.6.3.3.12 Medición de carga actual

Para completar la recolección de datos se toman unas medidas generales en el tablero principal, haciendo un levantamiento del diagrama unifilar del tablero principal del colegio, como se evidencia a continuación y el cuadro de cargas por cada sede del colegio.


A B C D



T-1 150 [kVA] Dyn5 60 Hz 11.4 [kV] – 208/120 [V]

2/0 * 6 c/u

2/0 * 6 c/u

3 x400 [A]

In= 300 [A]

In=100 [A] In=250 [A] In=250 [A]

4AWG * 6 c/u

4AWG * 6 c/u

Figure 57. Diagrama eléctrico tablero principal de la sede A, ITI Fran. José de Caldas y medidas realizadas en el tablero

In=100 [A]

189

2.6.3.3.13 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede A.

Las siguientes medidas fueron realizadas el 18 de Agosto de 2015 en la hora pico de funcionamiento del colegio, y con el encendido del 100% de las máquinas con las que cuenta el taller de mecánica industrial, evidenciando lo siguiente:

Tabla 61. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede A.

Ramal A: Con este circuito es alimentado el taller de mecánica industrial, electricidad y electrónica, mecatrónica, aulas de sistemas y física, Aulas de sistemas.

Ramal A: F1 F2 F3

186,1 [A] 162,9 [A] 187,2 [A] Ramal B: Con este circuito es alimentado el Teatro, el taller de dibujo técnico, Coliseo, auditorio, taller de modelos, taller de metalurgia, taller de fundición, taller de robótica, sala de profesores.

Ramal B F1 F2 F3

134.8 [A] 132 [A] 112 [A] Ramal C: Con este circuito es alimentada la orientación, odontología, secretaria.

Ramal C F1 F2 F3

21.8 [A] 42.3 [A] 30,2 [A] Ramal D: Con este circuito es alimentada la iluminación del colegio.

Ramal D F1 F2 F3

8.8 [A] 8 [A] 8.2 [A]

Así con lo calculado, establecer un estado de cargabilidad y capacidad disponible, buscando encontrar por medio de datos recolectados un posible balance de cargas, además de un rediseño de la instalación aplicando normas actuales con el fin de aumentar el nivel de seguridad.

Se recomienda realizar una inspección inicial para los diversos equipos utilizados por el usuario, en la cual se selecciona un equipo para realizar su pertinente análisis como puede ser iluminación, máquinas como motores, ventiladores y demás. También se recomienda realizar una observación y análisis del equipo desde diferentes puntos de vista como es mantenimiento, condiciones de operación, importancia en el proceso enseñanza de los alumnos, eficiencia, manuales de operación y del fabricante. Por último realizar una recopilación de datos, realizar un balance energético, mediciones, obtener conclusiones y definir acciones de mejora con plazos, responsables, fechas de ejecución y mecanismos de verificación y eficacia (Para mayor información diríjase al CD carpeta R.2.1 Informe técnico)

190


1 2 3 4



3 x150 [A]

3 x 160 [A]

In=50 [A] In=50 [A] In=50 [A]

4AWG * 6 c/u

4AWG * 6 c/u

In=50 [A]

Figura 58. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede B, ITI Fran. José de Caldas

191

2.6.3.3.14 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede B.

Tabla 62. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede B.

A F1 F2 F3

25.5 [A] 7.4 [A] 21.7 [A]


1 2 3 4



2.6.3.3.15 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede C.

Tabla 63. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede C.

A F1 F2 F3

5.2 [A] 8.9 [A] 21.4 [A]

3 x 150 [A]

In=50 [A] In=50 [A] In=50 [A]

4AWG * 6 c/u

In=50 [A]

Figura 59. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede C, ITI Fran. José de Caldas

192


1 2 3 4



2.6.3.3.16 Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede D.

Tabla 64. Mediciones puntuales en el tablero principal del colegio, Sede D.

A F1 F2 F3

2.9 [A] 4.4 [A] 2.9 [A]

3 x 125 [A]

3X50 A

600V

3X60 A

600V

3X50 A

600V

4AWG * 6 c/u

3X50 A

600V

Figura 60. Diagrama eléctrico tablero principal. Sede D, ITI Fran. José de Caldas

193

2.6.3.3.17 Condiciones generales y energéticas

Se realizó un levantamiento de carga o inventario energético en el cual se estableció la cantidad de energía consumida y sus costos en un período determinado, recomendándose manejar estos valores en años. Así como se obteniéndose así una caracterización energética preliminar, identificando los usos donde se evidencian pérdidas de energía con la cual se realiza una preparación de la información recopilada y posteriormente un informe del diagnóstico realizado con miras a la reducción de los costos energéticos del usuario. Esta caracterización es la clasificación del usuario donde se reconocen sus fuentes de energía y se concluyó las formas de consumir la energía. Esta forma es un procedimiento cualitativo en el cual se establecen los puntos que amenazan la instalación para nuevos cambios.

Para cualquier caso en general, se debe realizar en primer lugar un levantamiento de carga, donde se revisan las instalaciones una a una; se hace un conteo de elementos eléctricos teniendo en cuenta todos sus valores teóricos de funcionamiento. Al mismo tiempo, mediante recopilación de información se establecen las horas diarias de operación de cada elemento para poder llevar un dato temporal (preferiblemente mensual) del consumo energético y visualizar las posibles y mayores oportunidades de ahorro.

Para mayor información ver informe caracterización energética, ubicado en el CD1\R.2.1.1 Informe de caracterización energética preliminar

Valoración de la situación

Se recopilaron todos los informes realizados para analizar la información para buscar así oportunidad para el ahorro de energía en iluminación buscando realizar un estudio de viabilidad y rentabilidad. Para mayor información ver informe de diagnóstico, ubicado en el R.2.1.2 Informe diagnostico

Propuesta de un plan de acción

Se propuso con los alumnos encargados del SGE un plan de acción para establecer un plan piloto en un salón del clase del colegio, realizando el diseño e instalación de luminarias más eficiente que cumplan con el RETILAP, después de revisar los resultados de la auditoria se propuso formas de gestionar y supervisar el consumo de energía y los costes además de proponer soluciones para ahorrar energía. Para mayor información ver plan de acción piloto e informe de estrategias ubicado en el R.2.2 Informe de estrategias

Para mayor información ver CD carpeta R.1.5_Plan de acción piloto

A continuación se presenta una parte del informe presentado a la alta dirección, con el plan de acción piloto:

“Para poder culturizar al personal del colegio, realizamos el presente informe donde queremos dar a conocer un plan de acción piloto, con el cual estableceremos buenas prácticas para obtener metas energéticas en cuanto al mejoramiento de los niveles de iluminación.

Objetivos: Mejorar el nivel de iluminación en un salón de clase piloto, cumplimento con el reglamento técnico de iluminación y alumbrado público RETILAP (2010)

194

Planeación: Para mejorar los niveles de iluminación, se logrará realizando la implementación en un salón de clase del diseño realizado en DIALUX ®, y poder así conocer los beneficios obtenidos al comparar la implementación de esta nueva tecnología versus la tecnología existente en un salón de clase piloto.

Cronograma: Se propuso realizar el siguiente cronograma, para poder así implementar el plan piloto:

Actividad Responsable Fecha de verificación Metodología de verificación de los resultados

Solicitud de diseño del sistema de iluminación de un salón de clase, a Sylvania y Philips

Delegados ITI Fran. José de caldas

27/09/2014 Envió de cartas, Sylvania y Philips

Solicitud copia de facturas a la secretaria de educación del ITI

Delegados ITI Fran. José de caldas

27/09/2014 Envió de carta a la secretaria

Selección de luminarias para la realización del plan piloto

Julián Arce 1/03/2014 Catálogo de luminarias y tubo T5.

Realización del diseño en DIALUX

Julián Arce- Auditor interno en SGE

2/03/2014 Diseño en DIALUX

Alquiler de las luminarias

Julián Arce- Auditor interno en SGE

23/03/2014

Carta del colegio solicitando el alquiler de las luminarias, y la entrega de las luminarias

Instalación de las luminarias y mediciones

Encargados del SGE y Julián Arce - Auditor interno en SGE

05/04/2014 Registro fotográfico

Evaluación: Después de realizar la implementación del plan piloto en un salón de clase de la institución educativa, se puede evidenciar los resultados después de implementar el plan de acción piloto, los cuales se describen a continuación:



Lugar Lugar Plano de trabajo 114,48 [lux] Plano de trabajo 563,74 [lux] Tablero 156,8 [lux] Tablero 482 [lux]

Tabla 65. Comparación resultados antes y después de implementar el plan piloto

195

Conclusión: La implementación del plan piloto cumple con lo establecido en el Reglamento técnico de iluminación y alumbrado público RETILAP. Adicionalmente al haber realizado esta implementación mejoramos el confort visual de los alumnos y profesores que utilizan este salón de clase. Se establecerá este plan piloto para ser utilizado en los 24 salones adicionales con los que cuenta el I.T.I Francisco José De Caldas. “

2.6.3.3.18 Análisis de estado

Se realiza un planeamiento y evaluación de alternativas de usos eficiente de energía, analizando las diferentes maneras de reducir los desperdicios de energía, por medio de una evaluación técnica en cuanto al área eléctrica, como es: suministro eléctrico, factor de potencia, motores de alta eficiencia, iluminación, instalaciones eléctricas, administración de la demanda, mantenimiento, y sistemas de control. Por ejemplo usar motores de alta eficiencia, con la necesidad de mejorar el alto consumo de energía en motores de capacidad media y alta con una operación continua. La anterior puede ser mejorada por sustitución de motores preferentemente los cercanos al término de su vida útil— sobre todos los de mayor potencia y con mayores horas de operación— por motores nuevos de alta eficiencia cuya diferencia en costo de inversión es recuperada rápidamente. Se realizara la comparación de la energía que consume el motor actual y los costos que representa su reparación contra la energía que consume un motor de alta eficiencia.

Otro ejemplo de aplicación es apagar las luces que no se utilizan. Las cuales se tienen en uso varias luminarias que no se requieren, por lo menos durante todas las horas de trabajo en los recintos. Normalmente, no se pueden apagar las luces que no se estén utilizando debido a que se tienen interruptores generales por piso o por área, por lo que es conveniente rediseñar las instalaciones eléctricas para separar los circuitos sin disminuir los niveles de iluminación excesivamente ni la seguridad en el área de trabajo. Al aplicar esta mejora se pueden comparar los ahorros de energía en las facturas mensuales con los ahorros al implementar el proyecto en disminución de horas de encendido de las luminarias. Para mayor información ver plan de acción piloto ubicado en el R.2.3 Plan de acción piloto

2.6.3.3.19 Informe de inspección e informe de auditoría energética.

Se realizó una auditoría completa en la sede A en compañía de los alumnos delegados del SGE, realizando una caracterización eléctrica en la cual se estableció la cantidad de energía consumida. Con una inspección inicial general del colegio, en la cual por medio de unas series de visitas técnicas se estableció un balance de carga teórica por medio de recopilación de información de equipos utilizados, tiempo de utilización, costumbre de uso, datos nominales por medio de entrevistas a alumnos y profesores en cada área de trabajo.

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Con esto se estableció un consumo energético para cada área cómo son talleres, aulas de clase coliseo, y demás dependencias. Esto fue un cálculo demasiado teórico para poder hacer un paralelo con el consumo real y así establecer un balance energético, comparando con unas mediciones puntuales realizadas en cada área. De todas estas mediciones se promedió un total que se comparó con los recibos pagados por el usuario. Como conclusión de esta parte del trabajo se observó que la mayoría de carga instalada se basa en iluminación, que es la mayor oportunidad de ahorro en la institución. Con esto se realizó un plan de estudio de tipos de tecnologías y políticas de ahorro. Sin embargo es importante anotar que este método de comparación con medidas puntuales no es exacto.

Al desarrollar el estudio se encontró que las instalaciones eléctricas del colegio son muy antiguas y no contaban con planos eléctricos en la Institución como tampoco en la Secretaría de Educación. Solo se cuenta con planos muy superficiales de algunas áreas en su mayoría realizados por alumnos del mismo colegio. En cuanto a planos arquitectónicos, se utilizaron planos realizados por la secretaria de educación en el año de 1999 los cuales fueron utilizados para la realización de cálculos para obtener los niveles de iluminancia necesarios para efectuar el plan piloto en los salones de clase del colegio. Las instalaciones eléctricas, en muchos sectores se encuentran en un mal estado; provocando pérdidas eléctricas además de condiciones inseguras de trabajo donde no se presentan señalizaciones adecuadas de seguridad para la institución.

Se encuentran circuitos mal dimensionados generando cortes de energía en algunos lugares del colegio. No se tiene conocimiento de las protecciones que existen para cada área de trabajo en cuanto a la energización y desenergización de circuitos. Este fue uno de los primeros impedimentos que prolongó un poco la investigación, principalmente, en la búsqueda de ubicación de circuitos en las instalaciones. Se encontró que las instalaciones eléctricas del colegio son, en su mayoría, deficientes; estableciendo lugares donde existe una clara falta de mantenimiento para la conservación adecuada de las instalaciones eléctricas y de los sistemas de iluminación en general. También se encontró que la distribución eléctrica de los circuitos para cada área de trabajo no permite la manipulación particular de un área determinada de este, lo cual implica un consumo energético innecesario así como un aumento del costo de consumo de energía. No se cuenta con interruptores independientes para poder desenergizar la iluminación general en diferentes áreas del instituto, para atacar este problema se debe desenergizar las luminarias se debe realizar desde el tablero principal en diferentes áreas de la institución.

En una institución educativa se realizan trabajos de aprendizaje en cada uno de los talleres y salones de clase en los cuales los equipos eléctricos más utilizados son iluminación y además se utiliza maquinaria para realizar trabajos específicos en cada taller. Se analizó el uso actual de la energía eléctrica identificando las áreas en donde ocurre la utilización no eficiente de energía como es el uso de la iluminación en lugares en donde no se está realizando ninguna clase de trabajo o la energización de máquinas en vacío. Se evalúan formas posibles de mejorar el consumo energético para poder obtener un buen aprovechamiento, estableciéndose proyectos de concientización para mejorar el uso de energía buscando una mayor eficiencia.

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En cuanto a la pintura en general del colegio, presenta colores claros para las paredes y un buen aprovechamiento de luz natural esto con respecto al tamaño de las ventaras. Además de la luz que entra por las tejas transparentes ubicada en toda el área del colegio, para así obtener una mejor luz natural para iluminar mejor y poder contar con los ahorros al utilizar una buena iluminación natural. Para mayor información ver informe del consumo, estudios de la eficiencia energética, e informe ejecutivos ubicados en el R.3.1 y R.3.2 Informe del consumo.

Adicionalmente a la alta dirección fueron entregados el informe ejecutivo. Para mayor información ver informe ejecutivo ubicados en el R.3.3 Informe ejecutivo a la alta dirección

2.6.4 (4.6.4) No conformidades, corrección, acción correctiva y acción preventiva.

De acuerdo con SGIE44, cuando exista alguna NC (no cumplimiento de un requisito) la institución educativa debe ver esta como la oportunidad que tiene para establecer y priorizar acciones de mejora del desempeño energético. Cuando existen esas NC las institución educativa debe realizar el tratamiento de esta mediante acciones correctivas (las cuales eliminan la causa raíz de la no conformidad) o acciones preventivas (es para prevenir la ocurrencia de una no conformidad potencial), en las cuales es necesario realizar una análisis de causas y una corrección para eliminar la no conformidad detectada.

2.6.5 (4.6.7) Control de registros

De acuerdo con SGIE45, La institución educativa debe mantener y garantizar el control de los registros, los cuales son una evidencia del cumplimiento de los requisitos garantizando la ejecución de las actividades del SGE.

2.7 (4.7) Revisión por la dirección.

De acuerdo con SGIE46, la institución educativa debe realizar la revisión por la dirección, para verificar el cumplimientos y asegurar el mejoramiento continuo del SGE, permitiendo conocer si las políticas, objetivos, metas energéticas y en general todo el SGE establecido es eficaz.

2.7.1 (4.7.2) Información de entrada para la revisión por la dirección

La institución educativa debe recopilar toda la información energética para realizar la revisión por la dirección. Analizando avances del SGE, el estado actual, IDE, planes de acción implementados, nuevos planes estratégicos entre otros.

2.7.2 (4.7.3) Resultados de la revisión por la dirección

La institución educativa deberá elaborar un informe en que se detalle los resultados obtenidos en la revisión por la dirección, las necesidades, los cambios y requerimientos para la próxima revisión.

44 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 120 p. 45 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 124 p. 46 SGIE-Sistema de Gestión Integral de la Energía. Programa Nacional. Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía. Guía con base en la norma ISO 50001. Bogotá : SGIE, 2013. 125 p.

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RESULTADOS

Después de establecer un análisis de información de distribución eléctrica, carga instalada en todo el colegio y su respectivo consumo mensual se estableció mediante comparación con facturas del colegio presentadas y comprendidas en el tiempo de pago de Abril de 2014 a Abril de 2015. Se estableció un promedio de kW·h C.U de $ 326.59 del valor mensual a pagar que el usuario tiene. Con esto se establece un consumo mensual teórico de 25618 kW·h y un valor a pagar de $ 8.366.750 comparado con 19464 kW·h y un valor a pagar de $ 6.149.962 establecido en la factura. Se nota una diferencia de 6154 kW·h y una diferencia de dinero de $ 2.216.788 sin embargo es importante anotar que este método de comparación no es exacto debido a que está comparando un cálculo teórico con datos establecidos por Codensa. Con esto se estableció la cantidad y el costo mensual de la energía utilizada, teniendo en cuenta el valor del kW·h actualmente obtenido de facturas de energía del usuario.

Al realizar el análisis de consumo de energía por áreas se encontró que la Sala de sistemas existe una gran oportunidad de ahorro de energía en computadores. En un computador lo que más consume energía es la pantalla y con la simple costumbre de apagarla cuando no estemos utilizando el computador podremos obtener un ahorro de hasta la mitad del consumo energético que tiene el computador.

Mediante inspección visual y por medio de encuestas realizadas al personal que labora en cada área de trabajo se establecieron los niveles de iluminación existentes para los salones de clase, encontrando en la mayoría de talleres son lugares poco iluminados y existen luminarias dañadas por falta de un mantenimiento adecuado en el colegio. Por esto se desarrolló un proyecto de instalaciones interiores de alumbrado estableciéndose un método de cálculo de los lúmenes descrito en los anexos para encontrar los niveles de luminancia recomendados por la Norma ISO 9885 adoptada por el RETILAP para cada recinto y tipo de actividad, teniendo en cuenta el área a iluminar por medio de planos arquitectónicos de la institución y las condiciones de trabajo que se realizan en los salones de clase, aclarándose que se recomendó modificar la distribución eléctrica existente de los salones de clase para realizar el cambio de tecnología.

Con esto se estableció un sistema de iluminación eficiente, para un salón de clase piloto, estableciéndose la cantidad de lámparas y luminarias necesarias según los niveles de iluminancia y las distancias recomendadas entre luminarias para establecer un nivel de iluminación uniforme y su potencia instalada.

Por otro parte se recomienda un cambio de tecnología de lámparas de mercurio por lámparas de solio en lugares como coliseo teatro y auditorio las cuales se deben colocar lo más alto posibles para obtener mayor iluminación para las áreas ya descritas, debido a sus características de fabricación.

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Como se había especificado anteriormente se recomienda realizar todos los proyectos en los salones de clase a la vez y no por áreas en particular, debido a que es una evaluación financiera rentable al realizar la selección de alternativas como son: monto de la inversión, rentabilidad de la inversión, periodo de recuperación de la inversión para el proyecto. Después se esto se estableció un análisis de consumo energético por áreas y así identificar de manera general los potenciales de ahorro de energía que tiene la institución desde el punto de vista técnico y económico. Encontrando áreas claves para eliminar los costos y consumos elevados de energía considerando que de la energía total, aproximadamente el 33% la consumen los motores trifásicos surge como una de las medidas prometedoras para el ahorro de la energía recomendándose realizar un plan de mantenimiento adecuado para cada clase de motor. De acuerdo con lo anterior y la forma producción de la organización un cambio de tecnología en motores eléctricos no es viable como se muestra en la figura 10, donde el consumo y el mayor nicho de ahorro es la iluminación.

En cuanto a la iluminación encontramos una oportunidad real para ahorrar energía equivalente al 49% del consumo del colegio, consolidándose como una gran oportunidad para propiciar el ahorro de energía, por medio de un cambio de tecnología las cuales se presentan a continuación. En la actualidad el sistema de iluminación que presenta el colegio está diseñado para operar con un sistema de lámparas 2*75 [w] T12 y 2*45 [w] T12, con balasto electromagnético convencional. Con esto se recomienda la instalación de luminarias con lámparas tipo T5 y balasto electrónico, debido a que son las que mejor se adaptan a las necesidades y características de los salones, las cuales tienen una gran eficiencia, lo cual es óptima para las medidas encontradas en los salones del colegio. Al establecer este nuevo uso de tecnología más eficiente que la existente, y los diferentes beneficios que presentan los sistemas fluorescentes se plantea para los talleres, aulas y áreas en general un rediseño del sistema de iluminación, permitiendo al usuario no solo la reducción de costos energéticos por facturación sino establecer niveles de iluminancia cumpliendo con los establecido en el RETILAP.

Otra forma posible de ahorro de energía es por medio de ley. Se estableció que el usuario por ser una entidad educativa y por la resolución 1918 de Junio 28 de 2002 como una entidad sin ánimo de lucro; la cual son excepto de pagar la contribución cercana al 25 % del no pago de la energía eléctrica que actualmente consume. Recomendándose realizar los pertinentes trámites ante CODENSA para obtener este beneficio.

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Figura 61. Consumo mensual total para el usuario ITI. Francisco José de Caldas.

Tabla 66. Consumo mensual total para el usuario ITI. Francisco José de Caldas.

Servicio kWh/año % Iluminación 152253 49% Motores Trifásicos 105246 35% Motores Monofásicos 10413 3% OTROS 1054 0% Computadores 39390 13% TOTAL kWh/AÑO 294467,9036 100%

Al realizar el balance de energía eléctrica correspondiente a las áreas de trabajo en general se identificó que el mayor consumo de energía es la iluminación con un 49% del consumo total de energía en la institución. A partir del balance se analiza cómo se está utilizando la energía y se determinan medidas de ahorro con el objetivo de incrementar la eficiencia.

49%

35%

3%

0% 13%

Consumo de energía anual del ITI Fran. José de Caldas. Sede A

Iluminación

Motores Trifásicos


OTROS

Computadores

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

� El I.T.I Francisco José de Caldas se encuentra en un momento único dado que cuenta con

estudios energéticos recientes, análisis de eficiencia energética de equipos, diseños, y planos de instalaciones eléctricas, entre otros, que servirán de entrada al proceso de revisión energética. Con esta documentación, el colegio ya tiene un avance en la elaboración de un manual de energía que deberá ser revisado y controlado documental por parte de la institución. Para lograr así implementar un SGE en la institución educativa al contar con el compromiso de la rectoría en el mejoramiento de la eficiencia energética del colegio. De tal modo y para garantizar el éxito de un SGE en una institución educativa, la rectoría deberá evaluar la pertinencia de implementar un SGE basado en el estándar ISO 50001 en sus instalaciones.

� Al ser una instalación vieja y dada la complejidad del sistema eléctrico de la institución educativa, el cumplimiento de requisitos legales como RETIE, RETILAP y RETIQ se convierte en factor determinante a la hora de conseguir una certificación de conformidad con el estándar ISO 50001. La institución dispondrá de las herramientas y equipos de medición necesarios para hacer gestión energética, sin embargo al no disponer de IDE’s en cada sede y área del colegio, es necesario implementar IDE’s en cada sede del colegio que tendrá en cuenta las particularidades de la institución educativa y deben estar integrados en el manual de energía del colegio.

� La institución cuenta con herramientas de gestión necesarias para hacer Gestión Energética. En este caso, las herramientas de gestión implementadas para otros Sistemas de Gestión como por ejemplo la norma ISO 9001:2008, pueden ser adaptadas para dar cumplimiento a requisitos transversales. Las actividades de implementación se reducirán a estudiar lo existente y hacer un balance de lo faltante determinando las necesidades específicas para el SGE.

� El usuario no tiene conocimiento del consumo mensual, ni la distribución o porcentaje de consumo energético utilizado en cada sede del colegio. El consumo energético puede ser mejorado mediante capacitaciones al personal, estableciéndose programas de mantenimiento general para maquinarias, luminarias, pisos, paredes y techos y la verificación del funcionamiento de los equipos. Además generar una motivación al personal de la institución dándoles a conocer los beneficios que comprende el ahorro de energía mediante cursos, charlas técnicas e información acerca de ahorro de energía..

� Mediante el estudio realizado se reconoce la verdadera importancia del ahorro de energía, tratando de mirarlo desde un punto de vista global donde se va a mejorar las posibilidades de educación que puede brindar el colegio. Además es fundamental para aplicar nuevos desarrollos tecnológicos en la Institución educativa. La información recopilada y el conocimiento de cada sede del colegio, son la base para cualquier análisis en la eficiencia energética de la institución educativa y por lo tanto de estos dependen los resultados de las soluciones planteadas.

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� Al realizar el estudio para el usuario se encontraron que los niveles de iluminación no eran

los adecuados en los salones de clase. Se estableció un proyecto para mejorar los niveles de iluminación utilizando tecnología eficiente, estableciendo un alumbrado general en un salón de clase del colegio. Aunque el ahorro de energía no sea muy representativo con el actual y la inversión según los resultados son muy grandes para la implementación de este proyecto en los otros 23 salones de la institución educativa, se tienen mejoras en las instalaciones por seguridad de todos y ventajas sobresalientes para todos los estudiantes y profesores en su salud visual.

� Al realizar el estudio en los talleres en los cuales el mayor porcentaje de consumo de energía son los motores, se recomienda la realización de un plan de mantenimiento adecuado para prolongar la vida útil del motor, teniendo en cuenta la eficiencia del mismo para tratar de evitar mantenimientos correctivos para cada clase de motor debido que al realizar un cambio de tecnología a motores de alta eficiencia no sería viable la inversión debido a que no es muy significativo el consumo que en general presentan los motores en el colegio ni sus horas de funcionamiento.

� En muchos Talleres los niveles de iluminación no son los adecuados, la altura de instalación de las lámparas que actualmente se tienen son demasiado altas representando un desperdicio de iluminación generando lugares con poca iluminación y oscuridad en los lugares de trabajo. Se recomienda colocarlas a una altura adecuada para aprovechar al máximo la iluminación y así poder obtener una iluminación uniforme para el área de trabajo.

� Se recomienda la ampliación del tamaño de las tejas transparentes para poder obtener un mayor aprovechamiento de la luz natural además de un buen mantenimiento de paredes para poder tener así los ahorros al utilizar una buena iluminación natural.

� Se analizó el uso actual de la energía eléctrica identificando las áreas en donde ocurren desperdicios de energía como es el uso de la iluminación en lugares en donde no se está realizando ninguna clase de trabajo. Se evalúan formas posibles de mejorar el consumo energético para poder obtener una reducción de costo, estableciéndose proyectos para mejorar el uso de energía, buscando una mayor eficiencia en su utilización.

� El plan de reciclaje o reaprovechamiento de los materiales reemplazados se trataran directamente con el distrito pues ellos son los dueños de los recursos, de esta manera se tiene como plan de acción que estos sirvan como material de apoyo a los trabajos realizados en el taller de electricidad y electrónica como un medio de aprendizaje en todas sus actividades con los alumnos.

� Se propone la implementación de un SGE en esta institución educativa, la cual sería pionera en la implementación de esta norma en Colombia. Brindando beneficios a las personas que trabajan en la institución, y siendo un ejemplo a las demás instituciones educativas.

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BIBLIOGRAFÍA

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7. Energía., Ministerio de Minas y. REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS- RETIE. Bogotá : Ministerio de Minas y Energía, 2013.

8. —. REGLAMENTO TÉCNICO DE ILUMINACIÓN Y ALUMBRADO PUBLICO - RETILAP. Bogotá : Ministerio de Minas y Energía., 2010.

9. CREG. Resolución CREG-199 de 1997. Y Resolución CREG 031 y 079 de 1997. [En línea] CREG, 1 de 1 de 1997. [Citado el: 1 de Agosto de 2012.] www.creg.gov.co.

10. energía, CODENSA S.A. ESP - Mucho más que. http://www.codensa.com.co/contenido/contenido.aspx?catID=34&conID=96. [En línea] 1 de 5 de 2014. [Citado el: 30 de Enero de 2014.] http://www.codensa.com.co/contenido/contenido.aspx?catID=34&conID=96.

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12. JARAMILLO OLANO German, ECHEVERRI CORREA Fabio. Manual de Ahorro de Energía en la Industrial. CAPITULO EFICIENCIA DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS. Bogotá : ISA ,ANDI., 2000.

13. —. Manual de Ahorro de Energía en la Industrial. CAPITULO FACTOR DE POTENCIA. Bogotá : ISA ,ANDI, 2000.

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ANEXOS DE RESULTADOS (FORMATO DIGITAL)

R.1.1_Taller de capacitación

01_Presentación SGE NTC ISO 50001 2011 ITI - V2

02_Registro de asistencia capacitación del 17-04-13

03_Personal encargado del SGE

R.1.2_Informe de la auditoría energética

01_Facturas ITI

02_Cronograma ITI-final

03_Objetivos, cronogramas presupuesto

04_Reunión de apertura Auditoria SGC

05_ITI-F-01-02 Informe Resumido Auditoría energética e inspección in situ

06_Acta de reunión 261113-Informe resumido auditoría energética

07_Caracterización energética 2013

08_ITI-F-01-03. Caracterización energética ITI Sede A-2013 (FINAL 29-5-2014)

R.1.3_Informe de inspección in situ

05_ITI-F-01-02 Informe Resumido Auditoría energética e inspección in situ

R.1.4_Informe programa de ahorro de energía

01_ITI-F-01-04 Informe programa de ahorro de energía

R.1.5_Plan de acción piloto

01_Comunicado ITI a Philips

02_Comunicado ITI Sylvania

03_Comunicado ITI-Secretaria de Educación

04_ Ficha Técnica tubo T5

05_Luminaria Glaciar 2x54W T5 Incrustar Sobreponer

06_salon piloto piso 1-FINAL colegio tablero y área de trabajo

07_Carta ITI Luminarias

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08_Entrega de luminarias

09_Fotos con instalación de las luminarias y mediciones

10_ITI-F-01-06 Plan de acción piloto

R.2.1 Informe técnico

01_Cotizaciones Analizador de redes

02_Informe técnico

03_Medidas Tableros

R.2.1.1 Informe de caracterización energética preliminar


R.2.2 Informe de estrategias

01_ITI-F-01-06 Plan de acción piloto y informe de estrategias

R.2.3 Plan de acción piloto

01_Comunicado ITI a Philips

02_Comunicado ITI Sylvania

03_Comunicado ITI-Secretaria de Educación

04_ Ficha Técnica tubo T5

05_Luminaria Glaciar 2x54W T5 Incrustar Sobreponer

06_salon piloto piso 1-FINAL colegio tablero y área de trabajo

07_Carta ITI Luminarias

08_Entrega de luminarias

09_Fotos con instalación de las luminarias y mediciones

10_ITI-F-01-06 Plan de acción piloto

R.3.1 y R.3.2 Informe del consumo


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R.3.3 Informe ejecutivo a la alta dirección

01_Entrega de proyecto 28-5-14

02_Dialux Plan piloto ITI Fran. José de caldas- resumen

03_Dialux Plan piloto ITI Fran. José de caldas

04_iluminación diseño

R.4.1 Informe de evaluación financiera

01_ITI-F-01-07 informe de evaluación financiero

metodologÍa para implementar un sistema...

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