Programa de ahorro de energía eléctrica

Indice
1.
Introducción
2. Marco Problema
3. Marco
Teórico
4. Marco
Metodológico
5. Marco diagnóstico del sistema
eléctrico
6. Marco propuesta para el
ahorro de energía eléctrica
7.
Conclusiones
8.
Bibliografía

1.
Introducción

En los últimos años el consumo de
energía eléctrica se ha elevado a un ritmo superior
al crecimiento
económico, ya que suple las necesidades del aparato
productivo, porque está relacionado con mayores niveles de
vida y propósitos no materializados, mezcla esta que lleva
a reflexionar, sobre todo si se tiene en cuenta que en
energía se gasta una importante cantidad.
Debido a este ritmo de crecimiento se deben tomar una serie de
acciones que
impidan aumente el índice físico del consumo
energético, y para esto resulta imprescindible identificar
y explotar todas las reservas de eficiencia,
extendiéndose el proceso al
acomodo de carga, lo que es sinónimo de eliminar todas las
producciones y servicios que
no están haciendo trabajo útil en el horario de
máxima demanda. Sin
embargo, es fácil percibir que algo se está
malgastando cuando se observa una llave que derrama agua,
combustible, petróleo,
etc., pero cuesta percibir que está sucediendo igual
cuando se deja encendida una lámpara, se tiene la radio, el
televisor y el calentador de agua funcionando mientras se
está planchando o leyendo el
periódico.

Esta realidad pone de manifiesto que la electricidad no
es sólo ese enchufe donde se conectan los equipos, es el
final de la inmensa cadena que se origina en las grandes
centrales de generación y para que llegue hasta un hogar
debe: ser generada en grandes y costosas plantas, en el
mismo instante en que se requiera; transportada hasta los centros
poblados, recorriendo muchos kilómetros y utilizando
inmensas torres, transformadores y
cantidades de cables; distribuida en menores bloques de
energía, hasta su hogar, utilizando cientos de
transformadores, postes y kilómetros de cable; entregada,
medida y facturada, para lo cual se requiere de equipos de
medición, herramientas,
personal para
emitir y entregar facturas, así como para atender reclamos
y solicitudes. Todo este sistema
eléctrico debe mantenerse al día, lo cual requiere
personal especializado y alta tecnología en materiales y
equipos.

Es de imaginarse cómo se podría vivir sin
la vital electricidad, qué sería de todos los
adelantos y la tecnología, si un día dejara de
existir. Nada, en su gran mayoría, tendría el
valor que por
ello se paga, sin la electricidad para hacerlo funcionar.
Entonces, ¿quién tiene más valor,
aquél televisor supermoderno de 90 pulgadas, el computador de
1000 MHz, el útil equipo desintegrador de cálculos
renales o la electricidad que lo hace funcionar?. Todo esto para
reflexionar y pensar en la necesidad de no malgastar este
recurso, ni los que la hacen posible. En vista de esto se
están emprendiendo planes, programas
económicos y energéticos, con la finalidad de
aumentar las reservas existentes y paliar el uso desproporcionado
que se tiene de la energía eléctrica, como es el
caso del presente trabajo que enmarca dentro de sus lineamientos
un programa de
ahorro de energía eléctrica por iluminación,
en una institución educativa, ya que la iluminación
es la responsable por más o menos del 20 % del consumo de
energía, abarcando en este número la industria, el
comercio y las
residencias.

Además, son muchas las posibilidades de
reducción del consumo de energía que se gasta en
iluminación, desde el simple cambio de una
lámpara hasta la implementación de nuevos sistemas
con equipamiento electrónico inteligente. Pensando en ello
se ha desarrollado una tecnología de bajo consumo de
energía, lámparas, balastos, controles
electrónicos y sistemas de iluminación que ahorran
energía, tienen una mayor duración y ayudan, de
esta forma, a evitar riesgos de
racionamiento.

Para una mejor comprensión de este trabajo se ha
dividido en seis capítulos, donde se explican los procedimientos
realizados para cumplir con los objetivos
propuestos.

El capítulo I, muestra un marco
problema que permite visualizar de una manera muy clara lo que es
el planteamiento del
problema, la justificación e importancia, el alcance y
delimitación y los objetivos que fueron planteados.
El capítulo II, presenta un marco
teórico, donde se plantea los antecedentes de la
investigación y las bases teóricas
sobre los sistemas eléctricos.
El capítulo III, el marco metodológico, el cual
comprende el tipo y diseño
de la investigación, la población o universo de
estudio, así como los instrumentos y técnicas
de recolección de la información.
El capítulo IV, presenta un marco diagnóstico de la situación
eléctrica que tiene la institución actualmente,
para tener una referencia de cómo funcionan los equipos;
además se muestra la demanda eléctrica de las
instalaciones de dicho instituto, haciendo énfasis en los
sistemas de iluminación. Este diagnóstico se
realizó con la finalidad de considerar, no solamente las
necesidades actuales de energía eléctrica, sino
también desarrollar las bases para optimizarla.
El capítulo V, presenta todas las alternativas del
programa de ahorro de energía en el IUTJAA, Anaco y se
hizo un cálculo
del consumo de iluminación con nuevas luminarias para
evaluar la factibilidad de
una posible sustitución.
El capítulo VI, muestra las conclusiones y recomendaciones
que resultaron de esta investigación.

2. Marco
Problema

1-. Planteamiento Del Problema
A través de los tiempos el hombre se
ha valido de múltiples servicios que le han proporcionado
confort a su subsistencia, tal es el caso de la energía
eléctrica que ha tenido un papel
preponderante en el desarrollo de
la sociedad porque
permite el avance de la tecnología en la vida moderna, y a
su vez ésta ofrece equipos cada vez más
sofisticados que brindan recreación, entretenimiento y comodidades,
demandando mayor cantidad de energía, como lo son los
electrodomésticos, los aires acondicionados, etc., que en
el ámbito residencial representan un papel primordial, ya
que cada día son más necesarios para facilitar las
labores tanto en el hogar como en el
trabajo.

Estos adelantos han hecho que el consumo de
energía eléctrica en las grandes ciudades haya
tenido un aumento paulatino en los últimos años,
tal como se observa en el gráfico N° 1,
caracterizándose principalmente en que la sociedad moderna
es creciente y altamente tecnificada y continúa en la
búsqueda de la comodidad, el desarrollo y el crecimiento
en todos los aspectos: La ciencia,
las guerras, las
medicinas, el trabajo, el hogar, etc. Esto se constituye en un
factor bastante preocupante hoy en día, ya que es vital
para la sociedad moderna, porque representa la sangre que hace
mover los brazos de la tecnología y el desarrollo del
mundo. Y es donde se debe poner de manifiesto la necesidad de
reflexionar y pensar en no malgastar el uso de la energía
eléctrica.

Gráfico N° 1. Consumo relativo de
energía en Latinoamérica.

Fuente: WWW. Members.Tripod.Com/

Cabe destacar que la electricidad debe ser generada,
transportada, distribuida, medida y facturada, pero todo este
proceso requiere de un sistema eléctrico que debe
mantenerse al día, donde se incluye personal especializado
y alta tecnología en materiales y equipos, tal como lo
manifiesta Penissi (1993), "que es de suma importancia el
disponer de un sistema de distribución eléctrica que brinde
cierta confiabilidad, continuidad y seguridad a las
personas que habitan las viviendas" (p. 1).

Venezuela no está alejada de esta continuidad y
seguridad, porque el sector eléctrico tiene como finalidad
principal la satisfacción de los requerimientos de
energía eléctrica que demandan tanto la
colectividad como todas aquellas actividades orientadas al
desarrollo
económico y social del país. Para cumplir estos
objetivos las empresas de este
sector, CVG – Electricidad del Caroní (EDELCA),
Electricidad de Caracas (ELECAR), Energía Eléctrica
de Venezuela
(ENELVEN) y Compañía Anónima de Administración del Fomento Eléctrico
(CADAFE) deben realizar todas o algunas de las etapas, como lo
son: Generación, transmisión, distribución,
y comercialización del servicio
eléctrico. En la actualidad estas empresas integran el
llamado sistema eléctrico interconectado en Venezuela, que
es controlado a través de la Oficina de
Operación del Sistema Interconectado (OPSIS), creado en
1968. La tabla N° 1 muestra las estadísticas de producción y consumo de electricidad, en
Venezuela, en el período de 1947 a 1987, sin incluir a los
autoproductores. Observándose claramente el crecimiento
energético que se ha tenido en las últimas
décadas.

Tabla N° 1. Producción y consumo de
electricidad en Venezuela.

Fuente: Revista
"Energía e Industria", Enero – Marzo 1989

Para 1997 la energía total generada por CADAFE,
EDELCA, ELECAR y ENELVEN, correspondió a 76.277 GWH,
según la OPSIS 1998. La capacidad de generación
instalada del sistema interconectado asciende a 19.031 MW, donde
EDELCA representa el 59 % de la generación y CADAFE el 22
%, es decir que debido a los grandes recursos
hidrológicos con que cuenta Venezuela, el 62 % del total
generado corresponde a energía proveniente de centrales
hidroeléctrica, el restante 38 % proviene de
céntrales termoeléctricas.

Es necesario enfatizar, que la energía
hidroeléctrica se crea gracias al caudal de grandes
ríos, como es el caso del Caroní, y es producida
por la central hidroeléctrica Raúl Leoni, mejor
conocida como "Guri" y administrada por la Electricidad del
Caroní (EDELCA). Esta ha sido responsable de todo el peso
de la generación eléctrica en los últimos
años, pero en los actuales momentos, esta vital planta no
tiene la capacidad de satisfacer la demanda del país,
debido a que la ausencia de precipitaciones ha reducido
considerablemente el nivel de agua en Guri; ante esta
situación se están tomando medidas y se ha
comenzado una campaña educativa sobre el racionamiento y
uso eficiente de energía. De acuerdo a esto, Blanco (2001)
plantea:

Aunque existen en el país siete plantas
principales de generación de electricidad -tanto
hidroeléctrica como termoeléctrica-, Guri
(hidroeléctrica) aporta 70 % de la energía
nacional, cuando la distribución debería ser de 60
% de hidroelectricidad y 40 % de termoelectricidad. Esto ha hecho
al país muy dependiente de una sola fuente, que hoy esta
en problema. Si la sequía no merma, para el 2002 esa
central dejará de producir 5.000 gigavatios por horas al
año –casi 50 % de la energía eléctrica
que consume Caracas en un año- para el sistema
eléctrico interconectado que cubre al
territorio.

Así mismo, las plantas termoeléctricas que
necesitan quemar combustible, poseen unidades que trabajan con
gas y diesel,
y son muy poco utilizadas por su alto porcentaje de contaminación
ambiental, pero en vista de la situación que presenta
la represa de Guri se han tenido que reactivar algunas de estas
plantas, para esto, "…a mediados de este año se
comenzó a aplicar un plan de
contingencia, que incluye el incremento y la recuperación
del parque termoeléctrico nacional. Como parte de ese
plan, la Electricidad de Caracas está aportando al sistema
interconectado del país un promedio de 100 gigavatios por
hora al mes".(Ídem).

Por otra parte, esta problemática
energética que afronta el país evidencia una
tendencia hacia el incremento de las tarifas eléctricas,
como se muestra en la tabla N° 2, donde se observa un aumento
de aproximadamente 2,6 % del año 2001 al 2002.

Tabla N° 2. Aumento de las tarifas del
2001

Fuente: Gaceta Oficial de la
República Bolivariana de Venezuela. N°
5.512

Pero para comienzo del año 2002 se produjo un
nuevo aumento en las tarifas eléctricas, tal como lo
refiere León (2002):

El nuevo pliego de tarifas eléctrica, en vigencia
a partir de este viernes 1 de Febrero,… éste servicio
experimentará un aumento del 7,5 % para el área
metropolitana de Caracas y un 20 % promedio para el resto del
país. Esta disposición oficial tiene por objetivo
revertir el consumo desproporcionado de electricidad en la
población,…Y al mismo tiempo
está dirigido a recompensar o castigar el buen uso de la
energía y lograr la meta de ahorro
en un 10 %, prevista por el gobierno, en
momentos en que el prolongado período de sequía
afecta la disponibilidad en la generación
hidroeléctrica. (p.2-1)

Así mismo, Maracara (2002), establece que "el
pliego tarifario del sector eléctrico contiene aumentos
tarifarios automáticos cercanos a los 30 % promedio cada
año". (p. 18). Dichos aumentos se deben a los factores que
intervienen en el calculo de las tarifas eléctricas, donde
se puede mencionar: Cargo por energía (Bs./KWH), cargos
por demandas (Bs./KVA), factor de ajuste por variación
inflacionaria (FAVI) y factor de ajuste por combustible
(FACE).

Gráfico N° 2. Tendencia incremental de los
costos de
combustible y energía.

Fuente: Gaceta Oficial de la República
Bolivariana de Venezuela. N° 5.512

Los dos primeros factores dependen principalmente del
consumo que presenten los suscriptores del servicio de
energía eléctrica, mientras que el FAVI es un
parámetro que depende de los índices del Banco Central y
crece de acuerdo a la inflación y el FACE oscila de
acuerdo al costo del
combustible. En el gráfico N° 2 se presenta una
variación hacia el aumento de los precios
mensuales de combustible y de energía de
sustitución, consideradas base fundamental para determinar
el costo de las tarifas eléctricas.

Toda esta problemática manifiesta que aquella
poca preocupación que existía en Venezuela por el
consumo de electricidad, porque su precio era
bajo comparándolos con otros insumos, debe cambiar, ya que
a raíz de los ajustes inflacionarios y aumento de los
combustibles se presenta la interrogante si se sigue o no
malgastando el uso de la energía eléctrica; para
esto en muchos hogares se están tomando medidas para
disminuir los costos, por ejemplo apagar el televisor que no se
está viendo o las luces en las habitaciones desocupadas y
usar la lavadora con su carga máxima son algunas de las
medidas caseras que contribuyen a controlar el consumo de
energía eléctrica.

Pero en realidad esta problemática no sólo
se refleja en cosas domésticas, sino también en las
grandes corporaciones, donde la búsqueda de soluciones a
los constantes aumentos de electricidad y consumo de
energía eléctrica es más perentoria, ya que
esto representa mayor costo de facturación. En el caso de
organismos públicos, donde las soluciones son más
complejas, porque cada día se observa mayor desgaste, como
es el caso de calles, avenidas y plazas públicas, donde la
mayoría de los sistemas de iluminación son del tipo
incandescente de más de 30 años, presentando
problemas
como: la vida útil de los bombillos, que es corta; la
humedad, que hace que las luminarias se queman muy
rápidamente; los niveles de iluminación, que son
muy bajo, considerando también que funcionan casi todo el
día, debido a que los dispositivos de encendido
automáticos (Fotoceldas) se encuentran dañadas por
la falta de mantenimiento.

De igual manera en instituciones
educativas, como en escuelas, liceos e institutos universitario
se presenta los problemas de derroches de energía
eléctrica, de los cuales podemos mencionar algunas: la
despreocupación por parte de todo el personal, en cuanto
al apagado de las luces y equipos que no se están
utilizando; el uso de lámparas incandescentes del tipo de
halógenos, de muy alto consumo de energía; el
envejecimiento y deterioro de materiales y equipos, los cuales
cumplen con su período de vida útil, tras el cual
deben ser reemplazados; la falta de mantenimiento; las conexiones
desproporcionadas, todo esto ocasiona interrupciones prolongadas
y costosas en el servicio de electricidad, que afecta directa e
indirectamente al personal que labora en dichas
instituciones.

Dentro de estas instituciones se encuentra el Instituto
Universitario de Tecnología "José Antonio
Anzoátegui" (IUTJAA) que de igual forma no escapa a la
problemática ante manifestada, ya que posee los sistemas
eléctricos comúnmente utilizados, circuitos de
alumbrados, tomacorrientes, etc., que permiten conectar equipos
que demandan energía. En la tabla N° 3 se muestra un
estimado de la demanda que presenta dichos equipos.

Tabla N° 3. Estimado de la demanda de equipos en el
IUTJAA, Anaco

Fuente: El autor

Como se observa en la tabla anterior los aires
acondicionados, la iluminación y conexiones de
tomacorrientes son los que presentan mayor demanda de
energía en la institución. Si se considera el
tiempo de funcionamiento de estos equipos se obtiene el consumo
que presentan, tal como lo establece Veltri (1997), "es el
producto
directo de la energía eléctrica utilizada para la
generación de trabajo mecánico o generación
de calor
(potencia
activa) durante un tiempo determinado, multiplicado por la tarifa
Bs./kwh".(p. 24). Para esto se considera que los aires
acondicionados trabajan un período de 8 horas, igual que
las computadoras.
Pero uno de los grandes problemas que existen es en cuanto a
apagar las luces y los ventiladores de las aulas de clases, donde
se puede estimar un tiempo de funcionamiento de aproximadamente
15 horas, ya que el horario de actividades académicas
está comprendido desde las 7:15 A. M. Hasta las 9:45 P.
M., esto ocasiona un consumo como se muestra en la tabla N°
4. Se tomó como promedio 15 horas, pero la realidad es
otra, tal como se muestra más adelante.

Tabla N° 4. Estimado del consumo de energía
de los equipos del IUTJAA, Anaco

Fuente: El autor

Como se observa en la tabla anterior, los aires
acondicionados representan un consumo de 36 %, mientras que los
sistemas de iluminación llegan al 52 %, siendo estos los
de mayor impacto en el consumo, ya que existe un descontrol en
cuanto apagado de las luces en la institución. Este alto
porcentaje de consumo en las luminarias se presenta porque las
mismas son del tipo convencional, es decir, de efectividad
relativamente baja y de alto consumo porque están formadas
por tubos fluorescentes de 40 W. En la tabla N° 5 se observa
la demanda que presentan las principales luminarias de la
institución.

Tabla N° 5. Demanda y tipo de luminarias en el
IUTJAA, Anaco

Fuente: El autor

Esta tabla indica que en el IUTJAA, Anaco hay luminarias
de 4 tubos de 40 W, con 2 balastos que consumen 16 W lo que hace
un total de 192 W; así mismo hay luminarias de 2 tubos de
40 W con 1 balasto de 16 W, para una demanda de 96 W;
también hay luminarias de 1 tubo de 32 W con un balasto de
16 W, para un total de 48 W; y algunas luminarias de 1 tubo de 22
W con un balasto de 8 W, para 30 W; y por último en los
talleres existen luminarias del tipo luz mixta de 250 W. Cabe
destacar que los balastos que poseen las luminarias son del tipo
electromagnéticos de muy alto consumo y gran cantidad de
desprendimiento de calor.

En la actualidad existen equipos de muy buena
tecnología que pueden utilizarse para reducir el consumo
de energía por iluminación que presenta la
institución, tal es el caso de lámparas
fluorescentes de 32 W y balastos electrónicos de 2 W, con
los mismo índices de iluminación. Si se considera
la sustitución de equipos más rendidores como los
mencionados anteriormente, se tienen ahorros como los mostrados
en la siguiente tabla.

Tabla N° 6. Demanda de nuevas luminarias.

Fuente: El autor

Según la tabla anterior se tiene que las
luminarias de 4*32 no demandaría 192 W, sino 132,
lográndose una ahorro de 60 W, así para la de 2*32
que permitiría un ahorro de 30 W y la 1*32 un ahorro de 14
W. El modelo de 1*22
no se considera por existir solo unas cuantas en la
institución.

No sólo se encuentra, en el IUTJAA, Anaco, la
problemática de las luces convencionales, sino
también la existencia de innumerables conexiones
eléctricas que no están acordes a las normas de
seguridad exigidas y que están ocasionando fallas al
sistema eléctrico, de las cuales se pueden
mencionar:

Falla de alumbrado en las áreas externas e
internas, producto del deterioro del sistema eléctrico,
falta de breaker, cinta adhesivas, entre otros, todo por la falta
de mantenimiento, es decir que existen roturas de los cables que
ocasionan cortos circuitos en las conexiones y empalmes, trayendo
como consecuencia daños a los equipos del alumbrado,
quemas de luminarias, eliminación parcial del servicio
eléctrico en las áreas externas e internas y sus
alrededores, gastos y costos a
la institución, ya que esta debe adquirir los equipos para
instalarlo, a través del personal obrero, ocasionando
pérdida de tiempo, entre otras.

Las conexiones desproporcionadas de circuitos de
tomacorrientes y alumbrados dentro de la institución, han
creado un desbalance total en los sistemas de distribución
eléctrica ocasionando daños a los equipos
allí conectados y también pérdidas de
energía sin uso. Tal como lo manifiesta el Código
Eléctrico Nacional, CEN (1981) en su sección 220
– 22, "la carga máxima de desequilibrio del neutro
de un alimentador será la carga máxima conectada
entre el neutro y cualquiera de los conductores activos…". (p.
57). Esta cita establece que la corriente que circula por el
conductor neutro esta relacionada con la corriente de los
conductores activos. Según algunas medidas que se han
realizado durante las actividades académicas en los turnos
mañana, tarde y noche por varias semanas se demuestra que
la corriente de carga midió 230 Amperios en promedio y el
neutro midió 56 Amperios, observándose una
corriente muy alta comparándola con la de las fases, esto
pone de manifiesto un desbalance de carga en los tableros de
distribución de energía eléctrica que tiene
la institución.

Ante toda esta situación energética, los
aumentos globales del consumo de energía eléctrica
y en las tarifas eléctricas, el derroche de energía
en las instituciones educativas, el mal uso de la energía,
la despreocupación que se tiene sobre la misma, la falta
de mantenimiento y así como la falta de inversión para mejorar dicho servicio, se
ha hecho impostergable la necesidad de plantear una política de ahorro de
energía a todos los niveles de las instituciones
educativas, para tomar conciencia y
comenzar a optimizar el consumo de energía. En lo que
respecta al IUTJAA, Anaco se ha tomado la decisión de
iniciar un proyecto para
tratar de disminuir el consumo de energía
eléctrica, por concepto de
iluminación, ya que representa el mayor impacto en el
consumo de la institución y el balance de los sistemas de
distribución.

El proyecto tratará en primera instancia de
mostrar todas aquellas estrategias que
ayuden a reducir el consumo de energía, a través de
un programa que contendrá los aspectos más
relevantes sobre un alumbrado eficiente y la
concientización acerca de la utilización de
productos de
bajo consumo en donde la población, en general,
estarían consumiendo menos, lo que resultaría en un
equilibrio
entre la oferta y la
demanda de energía y un consecuente ahorro.

Objetivos De La Investigación
Objetivo general
Diseñar un programa de ahorro de energía
eléctrica en los sistemas de iluminación del
Instituto Universitario de Tecnología
"José Antonio Anzoátegui", Anaco.

Objetivos específicos
-. Realizar un diagnostico del sistema de energía
eléctrica de iluminación en el IUTJAA, Anaco.
-. Describir los equipos de iluminación que se deben usar
para lograr un ahorro en el consumo de energía.
-. Establecer y delimitar los lineamientos del programa para el
ahorro de energía, en el IUTJAA.

Justificación E Importancia De La
Investigación
Para la gran mayoría de los venezolanos, la electricidad
es algo que esta siempre disponible, se aprieta el interruptor y
se prende, se enchufa un artefacto electrodoméstico y este
funciona, pero pocos saben cómo se genera y se transmite
la energía eléctrica. No están conscientes
de que detrás de esos agujeros o de esos botones en la
pared hay un largo camino, una gran infraestructura que puede ser
afectada por factores climáticos, políticos,
económicos o sociales.

Ahora los venezolanos están muy preocupados por
que actualmente existe un déficit de energía
eléctrica, producto de la incesante sequía que
azota a la represa del Guri, pudiéndose resolverse con la
ayuda de todos los consumidores, tal como lo manifiesta
Villalobos (2001), citado por Blanco (2001), "…que si los
venezolanos contribuyen con un ahorro de 5 % en el consumo
hogareño y eso se suma a las otras medidas que se han
tomado, sería suficiente para paliar la contingencia y
evitar los apagones del año que viene". (p. C/1). Con esta
cita se quiere decir que la sequía imperante en la represa
de Guri, no presentaría ningún problema, si los
venezolanos contribuyeran al ahorro. Es por eso que se presenta
la posibilidad de realizar esta investigación, que
tratará de plantear algunas soluciones al constante
aumento del consumo de energía eléctrica, tomando
como base del estudio al IUTJAA, Anaco, la cual servirá
como un aporte teórico para las posibles mejoras de la
infraestructura eléctrica.

Además, el deterioro de las instalaciones
eléctricas del IUTJAA, Anaco y la deficiencia en
cuanto a la iluminación hace que la misma no cumpla con la
visión que tiene planteada, ser reconocido como el mejor
Instituto Tecnológico del Estado
Anzoátegui y estar entre los mejores del país, ya
que esto representa debilitamiento tanto en lo social,
económico e institucional. Así mismo es de suma
importancia plantear un programa de ahorro de energía,
debido a que se esta en un mundo cambiante donde los costos de la
tarifa eléctrica van en constante aumento y si se tienen
equipos más eficientes y rendidores, diseñados con
los esquemas de ahorro de energía, que en la actualidad es
tema sumamente importante, no representaría un impacto
económico muy fuerte, el hecho de aumentar las tarifas por
concepto de electricidad y por ende los costos de la
misma.

También tendríamos, en rasgos generales,
como resultado de la conservación de energía la
preservación del medio
ambiente, pues:
-. Menos hidroeléctricas implican menos deforestación.
-. La menor generación de energía
nuclear tiene como resultado menor radiación
y menores riesgos.
-. Menos termoeléctricas implican menos contaminación.

Alcance Y Delimitación De La
Investigación
Ahorrar energía eléctrica no es reducir el nivel de
bienestar o grado de satisfacción de las diferentes
necesidades, sino por el contrario es dar lugar a una
reflexión y un cambio en los comportamientos que conduzcan
a un uso racional de la misma. Es por esto que el uso racional y
efectivo de la energía para minimizar costos y destacar
las situaciones competitivas se presenta como el objetivo
principal de un programa de ahorro de energía, donde se
consideran estrategias para el ahorro, las áreas
pertinentes al programa, presupuestos y
estimaciones de ahorro, etc.

Para el caso específico del IUTJAA, Anaco el
programa de ahorro de energía eléctrica
permitirá obtener el mejor costo beneficio de los sistemas
de iluminación, ya que se considerará la
sustitución de todas las luminarias que presentan bajo
rendimiento, también se tratará de obtener un
sistema de distribución de energía eléctrica
que este acorde a las normas de seguridad exigidas por el CEN,
haciendo un balance total de todos los tableros
eléctricos. De esta manera se estarían resolviendo
la mayoría de los problemas eléctricos que se
presentan en la institución. Así mismo, este
programa contendrá los aspectos más relevante sobre
un alumbrado eficiente, donde se tiene: Diseño eficiente y
bajo normas, uso apropiado de lámparas, balastos adecuados
y mantenimiento frecuente al sistema eléctrico.
Por lo que se ha visto la iluminación es la responsable
por más o menos un 20 por ciento del consumo de
energía, abarcando en este número la industria, el
comercio y las residencias. Muchas son las posibilidades de
reducción del consumo de energía que se gasta en
iluminación, desde el simple cambio de una lámpara
hasta la implementación de nuevos sistemas con
equipamiento electrónico inteligentes. En este sentido,
Blanco (2001) plantea "que de todos los equipos que se requieren
en el hogar, los de iluminación representan el 40 % del
consumo total". (p. C/1). Tal como se muestra en el siguiente
gráfico.

Gráfico N° 3. Consumo de equipos
eléctricos en el hogar

Fuente: El Nacional de fecha 22/11/01

Pensando en ello se desarrolló tecnología
de bajo consumo de energía, lámparas, balastos,
controles electrónicos y sistemas de iluminación
que ahorran energía, tienen una mayor duración y
ayudan, de esta forma, a evitar riesgos de racionamiento. Por
estos, en el programa de ahorro de energía, se
considerarán los sistemas de iluminación, porque se
demostró anteriormente que los mismos son los que mayor
consumo presentan en la institución y es en el alumbrado
donde aplicando las nuevas técnicas se puede lograr un
ahorro considerable de electricidad y por ende los
recursos.

De igual forma, existen estimados que arrojan que por
cada tres vatios que se ahorran en iluminación, se ahorra
uno en aire
acondicionado. Esta aseveración no es del todo falsa,
ya que gran parte de la iluminación de una lámpara
se convierte en calor y si esta colocada en una oficina, es
compensada por el aire
acondicionado. Por estos detalles se considera el modelo en
términos de la iluminación. Para la
aplicación de este programa se considerará un
período de actividad académica, como por ejemplo el
período Febrero – Agosto de 2002.

3. Marco
Teórico

-. Antecedentes
Es difícil predecir los resultados de la adecuada
administración de la energía, puesto que
éstos varían ampliamente debido a la naturaleza de la
actividad, ubicación geográfica, procedimientos de
facturación de la empresa local
de servicio eléctrico y otros factores. Sin embargo, los
ahorros en energía consumidas han llegado hasta un 70 %
sobre costos originales y parecen seguir ascendiendo. En muchas
publicaciones se mencionan estudios de casos con ahorro del 40 %,
de los cuales se pueden mencionar:
Ortiz (1993), en la torre Pequiven Caracas crea el proyecto
"Diseño, operación, mantenimiento y uso tendente a
disminuir los costos totales del consumo eléctrico,
tomando en cuenta factores ambiéntales operacionales y
ergonómico. El proyecto planteaba los siguientes
puntos:
-. Reducir los índices de iluminación en oficinas y
pasillos, los cuales indicaban una cantidad de 1200 Lux, lo que
la norma recomendaba 150 Lux.
-. Se decidió apagar los equipos de aire acondicionado
durante los fines de semanas y días feriados.
-. Los tubos que utilizaban eran de 40 W y existen otros
más eficientes de 32 W. Normalmente la lámpara
tiene un balasto de 16 W, pero hay balastos electrónicos
que consumen uno o dos vatios, así que se decidió
colocar tubos de 32 W y balastos electrónicos.
-. También se colocaron sensores de
ocupación, los cuales disponen de un detector infrarrojo
para captar el movimiento del
calor, es decir que si en período determinado el sensor de
ocupación no detecta el calor de un cuerpo en movimiento,
interpreta que en esa área no hay gente y
automáticamente apaga la luz. En 1993 cuando se
comenzó el proyecto la torre consumía 1.200.000 KWH
con un costo de 10.500.000 Bs., después de unos meses el
consumo bajó a 950.000 KWH y las facturas se mantienen,
para la fecha, en el orden de los 11 millones de bolívares
al mes.

Bidiskan (1994), junto con GENTE, generación de
tecnología, la empresa pionera
en Venezuela en área de administración racional de
la energía, demostró que a través de la
automatización es posible ahorrar
energía. Motivado por el alza incesante de los costos
asociados al consumo de electricidad, emprendió un
proyecto para optimizar la utilización de la
energía eléctrica en el centro Sabana Grande. En
una auditoría energética se
demostró que el 55 % del consumo del centro comercial era
debido al aire acondicionado, razón que determinó
el área de servicios que debería ser atacado en
primer orden y como solución se planteo "Automatizar los
equipos de climatización del centro comercial". Este
sistema de control le
produjo a los inquilinos del centro comercial ahorros en el orden
de los 10,5 millones de bolívares con un sistema de
retorno de inversión de tan solo doce (12)
meses.

Santana (1995), líder
del proyecto de ahorro de energía en la empresa CORPOVEN,
filial de Petróleos de Venezuela, emprendió a
través de su Gerencia de
Mantenimiento y con la finalidad de minimizar costos de
operación un proyecto para ahorro de energía,
optimizando la iluminación de su edificio sede en Caracas.
Como primera etapa del proyecto, se compararon los niveles de
iluminación existentes con los estándares o niveles
de iluminación requeridos y aprobados por instituciones
tales como IESNA, Ilumination Engineering Society, Covenin, etc.,
a través de este estudio se concluyó que las
áreas estaban sobre iluminadas, lo que permitió la
eliminación de aproximadamente el 27 % de las luminarias
existentes. Como segunda etapa del proyecto, se procedió
con implementación de tecnología de punta,
instalándose 2000 reflectores especulares, los cuales son
pantallas parabólicas de aluminio
anodizado, altamente reflectivas y geométricamente
diseñadas para maximizar la calidad de la
iluminación sobre las áreas de trabajo.
Considerando el hecho de que cada luminaria de 4*40 W (4 tubos de
40 W) consume 192 W y eran sometida a un régimen de
trabajo de doce (12) horas diarias, durante veinte días al
mes, se obtiene un consumo de 92.160 KWH por concepto de
iluminación, considerando todas las luminarias. Con la
instalación de los reflectores fue posible disminuir el
consumo asociado a luminarias repotenciadas a tan solo 46.080
KWH. La implementación de este proyecto en sus dos etapas,
produjo a CORPOVEN en el primer año, ahorros recurrentes
en el orden de los doce millones de bolívares (12.000.000
Bs.) y el tiempo de retorno de la inversión estaba
proyectada a dieciséis meses.

Veltri (1996), en la Gerencia de Operaciones del
Complejo Petroquímico Anzoátegui (C.P.A), inicia un
proyecto de ahorro de energía eléctrica dentro de
sus instalaciones. Trabajo enfocado principalmente en elaborar
estrategias para optimizar el consumo de energía
eléctrica en las instalaciones administrativas y
operacionales del C.P.A. En dicho proyecto se consideró la
elaboración y estudio del consumo de energía
eléctrica en cada una de las instalaciones del C.P.A.
También se tomó en cuenta la evaluación
de alternativas para la sustitución de equipos con mayor
eficiencia a fin de disminuir las pérdidas de
energía en las plantas del C.P.A. Como resultado de las
medidas que se realizaron se obtuvo un ahorro del orden de los
2.000.000 de bolívares mensuales.

Ruedas (1997), Coordinador Académico y de
Investigación de la Universidad de la
Salle Bajío, México
hizo un proyecto de ahorro de energía eléctrica por
iluminación en dicha Universidad, cuya evaluación
arrojó como resultado que en el campus principal de la
Universidad es posible, mediante medidas adecuadas, ahorrar hasta
un 30% del consumo de electricidad por concepto de alumbrado.
Considerando que en algunas áreas se mantendrá el
consumo con una mejor iluminación. El ahorro en
electricidad por iluminación se logra a partir del
reconocimiento del problema en el ámbito de las
direcciones.

González (1998), en Cuba inicia un
Programa de Ahorro de Electricidad (PAEC), caracterizado por el
chequeo y control de los derrochadores por parte de los grupos del
programa que funciona en cada territorio. Este como jefe nacional
del PAEC, precisó que estas medidas tienen como
propósito continuar con la disminución del gasto de
corriente, con énfasis en los 1700 grandes consumidores de
la nación,
los cuales gastan el 40 % de la energía generada en el
sector estatal. Así mismo, es primordial el
perfeccionamiento del PAEC entre los estudiantes, de manera que
se incentive la cultura del
ahorro en los escolares desde los grados iniciales. La puesta en
vigor del PAEC posibilitó un considerable ahorro de
energía en los últimos tres años. Basta
señalar que si se hubieran mantenido los niveles de gastos
de electricidad de 1997, el país hubiera generado 265.000
MWH más de los previstos y consumido 71.000 toneladas de
combustible por encima de lo planificado.

En lo que respecta al Instituto Universitario de
Tecnología "José Antonio Anzoátegui, Anaco,
no se ha realizado ningún trabajo de investigación
relacionado con el ahorro de energía eléctrica, en
tal sentido el desarrollo de este programa se hace novedoso y de
gran importancia para la institución, ya que busca de una
u otra manera controlar el gasto desproporcionado de
energía eléctrica.

Definiciones Eléctricas Basicas
El sistema eléctrico y sus características abarca no solamente los
diversos tipos de equipos que se usan y su agrupación para
conformar la carga, sino también el grupo de
consumidores que integran un sector. Antes de proceder al
diagnóstico y estudio de carga es necesario definir las
relaciones más importantes y útiles.

Potencia activa
Es la razón a la cual se efectúa el trabajo
útil en un circuito eléctrico. La unidad que por lo
regular se usa es el vatio (W) o kilovatio (KW). El
kilovatio-hora representa la potencia eléctrica de un
kilovatio actuando en un intervalo de una hora; así pues,
éste representa una medida del trabajo total que realiza
un circuito eléctrico. La representación matemática
de esta potencia trifásica está dada por la Ec.
2.1

[
2.1]

Potencia reactiva
Es la potencia que no se traduce en trabajo útil, pero
representa la interacción de la energía
magnética que hace posible el funcionamiento de las
máquinas eléctricas. Se representa
en los sistemas de potencia, como una reactancia. Esta reactancia
se expresa en ohmio al igual que la resistencia y la
energía que interviene en ella en kilo – voltios
– amperios – reactivos (Kvar), y está dada por la
siguiente ecuación:

[
2.2]

Potencia aparente
Es la potencia suministrada por la fuente de energía
(CADAFE) y se obtiene como la suma fasorial de la potencia activa
y reactiva. El conjunto de ellas forma el llamado
triángulo de potencia. La unidad de medida se expresa en
voltios – amperios (VA) y está dada por la siguiente
ecuación:

[
2.3]

Demanda
La demanda de una instalación o sistema es la carga en las
terminales receptoras tomada en un valor medio a determinado
intervalo. En esta definición se entiende por carga la que
se mide en términos de potencia (aparente, activa,
reactiva) o de intensidad de corriente. El período durante
el cual se toma el valor medio se denomina intervalo de demanda y
es establecido por la aplicación específica que se
considere, la cual se puede determinar por las constantes
térmicas de los aparatos o por la duración de la
carga.
La demanda depende del monto mayor incurrido de acuerdo a los
siguientes criterios:
– Demanda mínima.
– Demanda máxima
-. Demanda asignada contratada.

Demanda mínima
Corresponde al cargo que se efectúa en aquellos casos en
que la demanda leída en el mes, es menor a la demanda
mínima de la tarifa y demanda asignada contratada. Este
criterio se aplica sólo en aquellos casos de líneas
de CADAFE instaladas como respaldo.

Demanda máxima
Corresponde a la lectura
máxima registrada durante el período de un
mes.

Demanda contratada
Es la demanda de referencia contratada por la empresa para ser
suministrada, y se considera la demanda máxima incurrida
en cualquiera de los meses previos como referencia para su
asignación.

Carga conectada
La carga conectada es la suma de los valores
nominales de todas las cargas del consumidor que
tienen probabilidad de
estar
en servicio al mismo tiempo para producir una demanda
máxima. La carga conectada se puede referir tanto a una
parte como al total del sistema y se puede expresar en vatios,
kilovatios, amperes, HP, kilovoltios – amperes, entre otros,
dependiendo de las necesidades y requerimientos del
estudio.

Facturación de energía
eléctrica
Es la forma de expresar y saber la cantidad de energía
eléctrica que se ha consumido en un período de un
mes y los costos que representa, según las tarifas que se
tenga. La forma de realizar la facturación consiste en el
cargo por consumo de energía (KWH) y por demanda (KW).
Además se presenta una serie de implicaciones que deben
ser comprendidas por las personas responsables de la
instalación.

Cargo por consumo de energía
Es el producto directo de la energía eléctrica
utilizada para la generación de trabajo mecánico o
generación de calor (potencia activa) durante un tiempo
determinado, multiplicado por la tarifa (Bs./KWH).
Para obtener reducciones en este concepto se debe asegurar que
aquellos equipos que estén utilizando la energía
eléctrica, produzcan un trabajo mecánico o generen
un calor, que luego pueda contabilizarse como parte del producto
terminado, es decir darles un uso productivo.

Cargo por demanda
El cargo por demanda tiene implicaciones que penalizan el mal uso
de la energía eléctrica, ya sea por falta de
control de operación de la planta (picos de demanda), o
por el uso indebido que se le puede dar a la energía, es
decir un bajo factor de potencia. En el cargo por demanda es
donde hay lugar a posibles reducciones y esto depende en gran
medida de la comprensión que se tenga de algunos aspectos
técnicos. Se debe mencionar que la demanda es registrada
por un medidor, el cual requiere de una lectura
sostenida superior a la registrada previamente. Esto es, en otras
palabras, aquellos picos de demandas instantáneas
originados por el arranque de motores o
máquinas.

Descripción De Nuevos Equipos De
Iluminación
En la actualidad existen equipos de alta tecnología que
pueden utilizarse para reducir el consumo de energía por
iluminación, tal es el caso de lámparas
fluorescentes de 32 W y balastos electrónicos de 2 W, con
los mismos índices de iluminación. A
continuación se realiza una descripción de algunos equipos de
tecnología moderna considerados claves para el ahorro de
energía eléctrica.

Tubos fluorescentes TL – 80
Una mezcla de fósforos de tierras raras combinados en un
tubo de una pulgada de diámetro hacen posible que los
tubos TL – 80 produzcan una emisión de luz de 3.050
lúmenes, eficacia mayores
de 100 lúmenes por wattios (LPW) y un índice de
rendimiento de color de 85 %.
Los nuevos tubos fluorescentes TL-80 combinan las mejores
características de alta emisión de luz,
mantenimiento del flujo luminoso y rendimiento de color que los
convierten en la elección ideal para ser usados en la
iluminación de nuevas instalaciones o como sustituto de
tubos convencionales en sistemas existentes. Se encuentran
disponibles en cualquier tamaño (2´, 3´,
4´ y 5´) con temperaturas de color (3000 °K, 3500
°K y 4100 °K).

Características
-. Reducción del consumo de energía
eléctrica y de los costos operativos, los tubos tienen una
potencia de trabajo de 32 W, ahorrándose 8 W, con respecto
al tubo convencional.
-. Eficacia luminosa, mayor de 100 LPW, uso más eficiente
de la energía y menor costo.
-. Alta emisión de luz e incremento en los niveles de
iluminación, proporcionando mayor visibilidad, por lo cual
se pueden sustituir 2 tubos convencionales por 1 tubo TL-80, con
el mismo índice de iluminación. Esto trae como
consecuencia la disminución de la cantidad de luminarias
requeridas.
Una mayor eficiencia se consigue cuando se unen el tubo TL-80 con
el balasto electrónico de operación
paralela.

Aplicación
La familia TL
– 80 es ideal para edificios de oficinas, tiendas,
hospitales y otras aplicaciones donde el ahorro de energía
eléctrica y la calidad en la iluminación sean
factores importantes Los tubos F17T8 y F32T8 de la familia TL
– 80 son ideales para su uso en sustitución de tubos
existentes en luminarias convencionales de 2´ x 2´ y
2´ x 4´, respectivamente.

Balastos electrónicos
Al igual que los transformadores electromagnéticos, son la
fuente de alimentación para las lámparas
fluorescentes, pero debido a los avances
tecnológicos presentan mejoras notables con respecto a
los balastos convencionales.

Características
-. Ahorran energía: Garantizan mayor eficiencia
lumínica a un menor consumo de potencia, ya que han sido
diseñados para maximizar la corriente a suministrar a la
lámpara y minimizar las pérdidas de energía
o la disipación de potencia en el balasto mismo. No
consume potencia cuando todas las lámparas del circuito
están quemadas. La potencia de trabajo de un balasto
electrónico es de 2 W, traduciéndose en un ahorro
de 14 W, con respecto al tradicional.
-. Conexión paralela: Diseñado para
operación en conexión paralela, lo que implica
funcionamiento independiente de cada lámpara. Si una
lámpara o tubo fluorescente se quema el otro permanece
encendido.
-. Mayor vida útil, protección térmica: Los
balastos electrónicos están provistos internamente
de una protección térmica, la cual desconecta al
balasto cuando trabaja en condiciones de operación en las
que se exceda la temperatura
permisible. Esta protección térmica prolonga la
vida útil del balasto y evitará posibles accidentes en
una edificación.
-. Alto factor de potencia: Igual a 0.99
-. Menos ruido: Los
equipos eléctricos, incluyendo la mayoría de los
balastos para lámparas fluorescentes, producen ruido. El
ruido del balasto se convertirá en molestia cuando el
mismo exceda al nivel de ruido propio de un ambiente de
trabajo. Debido a sus características de diseño y
principio de funcionamiento, los balastos electrónicos
producen 70 % menos ruido que los balastos
electromagnéticos.
-. Eliminación del "parpadeo" en las lámparas
fluorescentes: Asociado también al diseño de estado
sólido del balasto electrónico, el mismo
proporciona a su salida un voltaje a frecuencias que oscilan en
el rango de los 20 a 35 Khz. Por esta cualidad, el molesto
"parpadeo" u oscilación que observamos en las
lámparas, es eliminado, mejorando el confort
visual.

Balasto para la familia TL – 80
Los tubos TL – 80 debido a su corriente de operación
de 0,265 amperios requieren de balastos especiales que son
diferentes de los balastos convencionales usados para tubos T12.
Esto es aplicable a cualquier tubo de una pulgada. Existen
balastos electromagnéticos o electrónicos para su
uso con tubos T8 en voltajes de 120 V ó 277 V, que son
ofrecidos por varios fabricantes. Sin embargo, una eficiencia de
más de 100 LPW sólo es conseguida cuando se unen el
tubo TL – 80 con balastos electrónicos de
operación paralela. Esta es la combinación
perfecta: Tubo TL – 80 balastos electrónicos en
paralelo para construir el sistema TL – 80.

Reflectores especulares
Son láminas dobladas de aluminio anodizado 99 por ciento
puro, con apariencia de espejo (su reflectividad es superior al
85 %). Se instalan dentro de las luminarias para aumentar su
eficiencia lumínica. Su forma geométrica redobla la
luz a los lugares donde se necesita; no hay disminución en
la calidad de la iluminación.

Características
-. Reducen a la mitad el número de tubos y balastos en
cada luminaria, ahorrando el 50 por ciento de electricidad.
-. Entregan más luz usando menos electricidad.
-. Al generar 50 por ciento menos calor, las lámparas
modificadas disminuyen la demanda de aire acondicionado.
-. Los balastos y los tubos trabajan a menor temperatura, lo que
aumenta su vida útil y su eficiencia.
-. Con 50 por ciento menos de tubos y balastos, los costos de
mantenimiento y reposición se reducen a la mitad,
permitiendo menos horas del personal de mantenimiento dedicadas a
reemplazar tubos.

Control De Iluminación
Además de aprovechar al máximo hasta el
último vatio consumo por una lámpara y de consumir
niveles mínimos de energía, ¿qué
más se puede hacer para ahorrar electricidad?. La
respuesta se encuentra prácticamente en la punta de las
manos: Apagar las luces. A pesar de todos los medios y
dispositivos creados para ahorrar energía, apagar las
luces sigue siendo la manera más efectiva de disminuir el
consumo de capital y
energía. Sin embargo, hacerlo implica la
participación del ser humano y lamentablemente no siempre
se puede confiar en él. Para esto se han creado
dispositivos de control de iluminación.
Los controles de iluminación están constituidos por
sistemas que incluyen contadores de tiempo o sensores en los
interruptores y reductores de lámparas, de manera que no
sea necesaria la participación del hombre para
encenderlas y apagarlas. Estos sistemas pueden ser utilizados
individualmente o en conjunto. Por ejemplo, en una oficina con
gran incidencia de luz natural y transito de personas es posible
instalar sensores de iluminación para que las luces se
apaguen si la luz natural supera los niveles mínimos de
iluminación establecidos.

Así mismo, en una habitación se puede
conectar un sistema con sensores para que las luces se enciendan
o apaguen frente a la presencia o ausencia de personas. Por
último, es posible incluir contadores de tiempo para que
las luces se apaguen en una hora determinada del
día.

Sensores de ocupación
Los sensores de ocupación son dispositivos de control que
se encargan de encender / apagar automáticamente las
cargas eléctricas en áreas de trabajo, en función de
la presencia humana. Cuando exista ocupación las luces
serán encendidas, de lo contrario se apagarán.
Existen varios tipos:
Sensores infrarrojos (PIR): Detectan ocupación, al sensar
cambios en el patrón de energía infrarroja, es
decir al percibir la diferencia entre el calor emitido por el
cuerpo humano
y el calor existente en el espacio controlado.
Sensores ultrasónicos: Son sensores volumétricos de
movimiento, los cuales detectan ocupación utilizando el
principio de Doppler. Los sensores emiten ondas sonoras a
alta frecuencia (fuera de rango auditivo del oído
humano) y miden el tiempo que transcurre hasta que retorna
nuevamente al sensor. La presencia humana en el espacio
controlado, traerá como consecuencia que estas ondas
retornen a mayor o menor frecuencia, lo que comúnmente se
denomina cambio Doppler, y en esta forma es detectada la
ocupación.
Sensores de tecnología dual: Estos sensores combinan ambos
métodos de
detección: por calor (PIR) y ultrasónico,
obteniendo como resultado un sensor con mayor sensibilidad y
radio de
cobertura.
Los sensores de ocupación permiten reducir el tiempo de
funcionamiento de las lámparas fluorescentes; con estos
sensores se puede reducir el tiempo de operación de las
lámparas a un máximo de 8 horas diarias y 20
días del mes.

Aspectos Básicos De Un Programa De Ahorro De
Energía
Un programa de ahorro se presenta como los pasos
sistemáticos para la obtención de resultados,
así como estrategias que deben seguirse y acciones
principales que deben ejecutarse a fin de lograr o rebasar los
objetivos establecidos; en este sentido se presenta a
través de la conservación y administración
de la energía, que es el uso racional y efectivo de la
misma para maximizar beneficios (minimizar costos) y destacar las
situaciones competitivas. De hecho cualquier actividad que
conlleve al uso racional y juicioso de la energía,
nivelación de demanda para minimizar las facturas de
electricidad se consideran administración de
energía.

El objetivo principal de la
administración de la energía es el mejoramiento
continuo del beneficio y la intensificación de la
posición competitiva, pero junto con esta meta se tienen
algunos objetivos subsidiarios:
-. Conservación de la energía.
-. Excelentes comunicaciones
en asuntos de energía.
-. Supervisión eficaz de la
energía.
-. Mantenimiento de los recursos.
-. Incorporación de nuevos equipos y servicios durante las
restricciones total o parcial del servicio eléctrico.
Cumpliendo con estos objetivos a cabalidad se pueden obtener
resultados considerables, tal como lo muestra la siguiente
tabla.

Tabla N° 7. Resultados de un programa de
administración de energía

Es vital que la administración
esté consagrada al concepto de
administración de energía, y lo más
importante es que ello debe ponerse de manifiesto. En estos actos
la administración puede mostrar por qué es
necesario el programa, qué resultados se esperan y lo que
ellos significan para el personal empleado. Finalmente para que
un programa tenga éxito
es necesario que el personal se interese en participar. El
personal conoce mejor que nadie su trabajo y con frecuencia puede
contribuir con ideas que signifiquen ahorros sustanciales. En la
tabla siguiente se muestran algunos motivos para considerar la
administración de energía.

Tabla N° 8. Motivos para fomentar la
administración de energía

4. Marco
Metodológico

Tipo De Investigación
De acuerdo al problema planteado referido a un programa de ahorro
de energía por iluminación, en el IUTJAA, Anaco se
incorporó el tipo de investigación denominado
Proyecto Factible. El mismo consiste, según Manual de la
UNESR(1980), en …"una proposición sustentada en un
modelo operativo factible, orientada a resolver un problema
planteado o a satisfacer necesidades en una Institución o
campo de interés
nacional"(p.79). Esta modalidad se presenta por la necesidad de
incorporar una solución al problema del alto consumo de
electricidad de la institución, y así garantizar
que la misma ofrezca un servicio óptimo con una
minimización de costos. Dicha minimización incluye
estrategias oportunas, eficientes y eficaces para asegurar la
continuidad del servicio eléctrico de una manera
satisfactoria y beneficiosa.

Diseño De La Investigación
El diseño de la investigación se define,
según Martín (1986), "como el plan global de
investigación que integra de un modo coherente y
adecuadamente correctas técnicas de recogida de datos a utilizar,
análisis previsto y objetivos…el
diseño de una investigación intenta dar de una
manera clara y no ambigua respuestas a las preguntas planteada en
la misma"(p. 67). Tomándose en cuenta los objetivos
propuestos para este proyecto se consideró una investigación
de campo, ya que permite no sólo observar, sino
recolectar los datos directamente de la realidad objeto de
estudio, tal como lo define el manual de la UPEL, "el
análisis sistemático de problemas en la realidad,
con el propósito bien sea de describirlos, interpretarlos,
entender su naturaleza y factores contribuyente…". (p.
5).

De tal manera se puede establecer que el diseño
de un programa de ahorro de energía en los sistemas de
iluminación para el IUTJAA, Anaco se adecua a los
propósitos de una investigación de campo no
experimental.

Población O Universo De Estudio
La población comprende el sistema de iluminación
compuesto por todas aquellas luminarias que están
instaladas en el IUTJAA, Anaco. González (1986) define la
población como "el conjunto de unidades físicas
(personas u objetos) a las cuales se les mide una o más
características"(p. 27). En las instituciones educativas
existen una gran variedad de luminarias, caso que no es ajeno al
IUTJAA, Anaco, en donde se pueden observar luminarias del tipo
4*40 W, 2*40W, 1*32, 1*22 y de luz mixta, las cuales son todas
consideradas partes de la población en estudio, que
representa la cantidad de 164 luminarias.

Instrumentos Y Técnicas De La Recolección
De La Información

Para el diseño de un programa de ahorro de
energía eléctrica por iluminación en las
instalaciones de un instituto educativo, enmarcado dentro de la
modalidad de los llamados Proyectos
Factible, y considerando los objetivos propuestos para tal fin,
se usaron una serie de instrumentos y técnicas de
recolección de la información, orientada hacia el
alcance de los mismos. Para tal efecto se consideró en
tres partes fundamentales.

La primera parte está referida a la
delimitación de los aspectos teóricos de la
investigación, donde se incluyen la formulación y
delimitación de la investigación, definición
de los objetivos propuestos, elaboración del marco
teórico, entre otros. Esta parte está basada en la
revisión bibliográfica de libros,
revistas, folletos, informes,
tesis,
periódicos, entre otros, que permitieron darle mayor
definición al trabajo, y donde se usaron técnicas
documentales como: la observación documental, presentación
resumida, resumen analítico y análisis
crítico, de igual forma se utilizaron técnicas como
el subrayado, fichaje, bibliografía, de citas y
notas de referencia bibliográfica y de ampliación
de textos, construcción y presentación de
índices, presentación de cuadros, gráficos e ilustraciones.

La segunda parte está referida a la
revisión completa y detallada de todas las instalaciones
eléctricas de iluminación de la institución,
a través de la técnica de observación
directa, para así tener una idea de la situación
presentada. Usando el instrumento de la lista de cotejo. Se
realizaron mediciones en diferentes puntos estratégicos
para verificar los parámetros voltaje, corriente y
así obtener el consumo de energía por
iluminación que presenta la institución, usando
instrumentos como Voltímetros, Amperímetros,
Vatímetros, etc. Se recopiló información
técnica de los diferentes equipos de iluminación,
tubos fluorescentes, balastos electrónicos, suministrado
por empresas como Phillips, Westinghouse, General Electric,
etc.

Y por última etapa, basándose en el
consumo por luminarias se hizo una propuesta para la
sustitución de equipos y así poder
establecer las posibles mejoras, finalizando con la
presentación de presente proyecto.

5. Marco
diagnóstico del sistema eléctrico

-. Sistema Eléctrico Actual

El Instituto Universitario de Tecnología
"José Antonio Anzoátegui". Extensión Anaco
fue creada el 29 de Septiembre de 1988, según
Resolución N° 981, dando inicio a sus actividades el
10 de Octubre del mismo año, con una población
estudiantil de 400 alumnos y ofreciendo las carreras de
Administración mención Personal, Electricidad
mención Electromecánica. En el año 1991
fueron abiertas las menciones de Contaduría y Comercial.
Este instituto está ubicado en la ciudad de Anaco, Estado
Anzoátegui, en la Calle Colombia cruce
con la Calle Cuba, Sector El Chaparral.

Tiene como objetivo principal, la formación,
capacitación y desarrollo del recurso
humano en las áreas de Electromecánica,
Administración: Personal, Comercial y Contaduría, a
fin de cubrir la demanda de los mismos en el sector y cualquier
otra región que lo requiera. Es una institución
oficial de educación
superior establecida en la zona centro sur del Estado
Anzoátegui, comprometida con la formación de
técnicos superiores en pregrado y especialistas en las
áreas de Administración y Electricidad. Los
egresados deben poseer habilidades, destrezas y hábitos de
aprendizajes que le permitan ir acorde con el avance
tecnológico que permanentemente se genere. El ritmo
cambiante de la sociedad actual, demanda que los programas
universitarios se adapten, sin demora, a las necesidades de la
misma a través de un mejoramiento continuo de la calidad
de la
educación apoyadas por las actividades de
investigación, extensión y
producción.

Para ir al mismo ritmo de la sociedad cambiante el
instituto debe tener una estructura de
planta física
que esté acorde a las necesidades exigidas. Dicha
institución cuenta con una serie de instalaciones como:
oficinas, aulas, talleres, laboratorios, biblioteca, entre
otros, que requieren las conexiones eléctricas
comúnmente utilizadas, tales como: circuitos de
alumbrados, tomacorrientes, individuales, varios, etc. Estas
conexiones eléctricas son posibles, ya que el sistema
eléctrico de alimentación se compone por tres
líneas de Arvidal 1/0 AWG (Aéreo), entrando por la
parte posterior y alimentando el banco de transformadores de 37,5
KVA monofásico, con relación de
transformación de 13.800 Voltios (AT) y 208-120 Voltios
(BT) en conexión Delta-Estrella. En baja tensión
los cuatros conductores son de 350 MCM THW, los cuales alimentan
el sistema de barras con protecciones de 200 Amperios, cuya
distancia entre el banco y el panel de distribución es de
aproximadamente 35 mts. La potencia nominal total del banco de
transformadores es de 112,5 KVA.

Para el recorrido del cableado se ubican dos tanquillas,
en la primera se encuentran los empalmes de conexión hacia
el galpón y el sistema hidroneumático. Las
líneas que abastecen el tablero del sistema
hidroneumático es a través de tres conductores No.
6 TW y un conductor para el neutro No. 8 TW. En la segunda
tanquilla se encuentran los empalmes de conexiones que alimentan
la parte externa de la institución. El sistema de barras
del panel de distribución suministra energía
eléctrica a varios sub.-tableros que abastecen la parte
interna y biblioteca del instituto. Las líneas que entran
al tablero que surte de corriente a la Biblioteca son a
través de conductores No. 4 AWG THW y está
compuesto por 12 circuitos.

Equipos Instalados En La Institución
Las instalaciones de planta física con que cuenta la
institución está descrita de la siguiente
manera:

-. 13 Aulas de Clases.

-. 2 Laboratorios, de Física y Computación.

-. 2 Talleres, Electricidad y Mecánica.

-. 1 Biblioteca.

-. 1 Sala de Profesores.

-. 12 Oficinas correspondientes a la parte
Administrativa.

-. 12 Cubículos para Profesores.

-. Areas exteriores, pasillos, baños,
cafetín, estacionamiento, entre otros.

Dentro de estas instalaciones existe una cantidad de
equipos eléctricos que sirven para facilitar las labores
que se realizan a diario y además representan un consumo
de energía eléctrica. Este diagnóstico trata
de mostrar aquellos equipos que ocasionan pérdida de
energía sin uso. Para ello se debe tener un estimado de
cuales equipos existen, la cantidad y su funcionamiento. En la
tabla N° 9 se muestra la cantidad aproximada de equipos y
elementos eléctricos que hay en la institución,
clasificados por áreas: Salones, Oficinas, Áreas
Exteriores y Talleres.

Tabla N° 9. Inventarios de
equipos en el IUTJAA, Anaco

En el
gráfico N° 4 se muestra de una manera más
ilustrativa la cantidad de equipos que hay en la
institución, destacándose los tomacorrientes con la
mayor cantidad.

Gráfico N°4. Equipos en el IUTJAA,
Anaco

Demanda Eléctrica De Equipos
La demanda de energía eléctrica permite obtener, a
través de un estudio de carga, la cantidad de
energía que requieren los equipos instalados en los
diferentes circuitos
eléctricos de la institución. Estos circuitos y
su respectiva demanda se presentan a
continuación:

Circuitos de tomacorriente de uso general
(CTUG)

Está representado por todos los tomacorrientes
que existen en la institución. Y son los
siguientes:

• Aulas y Pasillos

61 TC; equivalente a 6 circuitos de 15 A cada uno.
Potencia de los CTUG1: 6*1.800 W = 10.800 W.

• Otras áreas

137 TC; equivalente a 14 circuitos de 15 A cada uno.
Potencia de los CTUG2: 14*1.800 W = 25.200 W.
Estos circuitos representan una potencia total: 36.000 W
Circuitos de Alumbrado
Representado por toda la iluminación que hay en la
institución. Y se desglosa de la siguiente
forma:

• Alumbrado (120 V): 11.904 W
• Alumbrado (208V): 6.000 W

Representan una potencia total de: 17.904 W
Circuitos individuales
Son todos aquellos circuitos que tiene una conexión
directa a los tableros de distribución. Estos son:
A/A De Ventana (208 V):

• 8 de 18.000 Btu: 8*2.100 W = 16.800 W
• 1 de 21.000 Btu: 1*2.800 W = 2.800 W
• 1 de 24.000 Btu: 1*3.100 W = 3.100 W
• 4 de 27.000 Btu: 4*3.600 W = 14.400 W

Para un total de: 37.100 W

A/A Central (Biblioteca):

• Uno de 5.811 W
• Uno de 5.133 W
• Uno de 3.423 W

Representan una potencia total de: 14.367 W

Sistema Hidroneumático:

• Bomba de 2 HP: 1.492 W

Para una potencia de: 1.492 W.
En la tabla N° 10 se muestran los resultados obtenidos cuando
se aplican los diferentes factores de demanda, tal como lo
establece el Código Eléctrico Nacional
(CEN).

Tabla N° 10. Estudio de carga del IUTJAA,
Anaco.

2. Aplicando factores de demanda según tabla
   220-11 del CEN.

Aplicando la Ecuación 2.1 se obtiene el valor de
la corriente que circula por los conductores activos,
según la potencia que se ha obtenido con el estudio de
carga. Este valor corresponde a:

Los
resultados anteriores indican que la demanda de energía
que utiliza el instituto es del orden de los 80 KVA con una
corriente de 221 Amperios, lo que indica una potencia disponible
de aproximadamente 32,5 KVA que representa el 29 % de reserva.
Tal como lo muestra el gráfico N° 5, donde se puede
ver claramente que los tomacorrientes y los aires acondicionados
son los que tienen mayor demanda.

Gráfico N° 5. Demanda de equipos en el
IUTJAA, Anaco.

Consumo Y Utilización De Equipos En La
Institución
En las consideraciones eléctricas básicas del marco
teórico, se indicó que la demanda es la carga
conectada en las terminales receptoras de un equipo, mientras que
el consumo es el producto directo de la energía utilizada,
es decir se trata de buscar una relación del consumo que
presentan los equipos antes mencionados, ya que los mismos tienen
un funcionamiento totalmente diferente. Para esto se analizaron
todos y cada uno de los equipos instalados.

Tomacorrientes

Estos
elementos no son considerados equipos eléctricos, ya que
ellos solo permiten la interconexión con otros, tales como
cafeteras, computadoras, fotocopiadoras, etc. y que presentan un
consumo moderados por contarse con unos pocos en la
institución. En el gráfico N° 6 se muestra que
de un total de 188 tomacorrientes, en uso se encuentran unos 28,
mientras que 134 no tienen uso específico y
aproximadamente 26 están dañados.

Gráfico N° 6. Utilización de los
TCUG

Según el CEN, citado por Penissi (1993),
"recomienda que cada salida de tomacorriente, para los efectos de
diseño se le asigne una carga conectada de 180 W o sea 120
V a 1,5 Amperios" (P. 138). Esto quiere decir que para 28
tomacorriente en uso se tiene una potencia de 5.040 W y el
consumo, considerando un tiempo de utilización de
aproximadamente 8 horas diarias o 160 horas mensuales por estar
en la parte administrativa, sería de casi 806,4 KWH
mensuales.

Ventiladores
Estos equipos se encuentran en su gran mayoría en los
salones de clases y como se dijo anteriormente se cuenta con unos
34. El tiempo de utilización de estos equipos es muy
desproporcionado, ya que no existe ningún control para el
encendido y apagado de los mismos, logrando un incremento en el
consumo de electricidad. Los ventiladores tienen una potencia
aproximada de 150 W y se considera un tiempo de
utilización de 24 horas diarias o 720 horas al mes, lo que
representa un consumo de 3.672 KWH mensuales.

Aires acondicionados
Estos se encuentran en las oficinas del personal administrativo y
tienen una potencia de 37.100 W para un tiempo de
utilización de 8 horas diarias, 160 horas al mes, lo que
representa un consumo de 5.936 KWH al mes. Igualmente los de la
biblioteca tienen una potencia de 14.367 W y trabajan el mismo
período, para un consumo de 2.298,72 KWH mensuales. Esto
representa un total de 8.234,72 KWH mensuales.

Luminarias
Las luminarias son unidades completas de iluminación que
están formadas por una lámpara o por
lámparas con accesorios diseñados para distribuir
la luz, ubicar y proteger las lámparas, y conectar las
mismas a la fuente de alimentación. Las que existen en la
institución son de 4 tubos fluorescentes con 2 balastos
electromagnéticos, de 2 tubos con 1 balasto, así
como también de 1 tubo circular con 1 balasto y luz mixta.
En vista que en la institución existen actividades
administrativas y de docencia y ambas presentan tiempo de
funcionamiento totalmente diferente, se consideró, para
efecto de los cálculos, 24 horas diarias por 30
días, para las luminarias ubicadas en salones y
área exterior y 12 horas diaria por 20 días, para
las de la parte administrativa. En las tablas siguientes se
muestran, el consumo con todas las luminarias.

Tabla N° 11. Consumo por luminaria para todas las
áreas.

Considerando todas las luminarias de las
instalaciones administrativas, oficinas, salones y áreas
exterior se presenta el consumo de las mismas.

Tabla N° 12. Consumo por iluminación de las
oficinas administrativa.

Tabla N° 13. Consumo por
iluminación de salones.

Tabla N° 14. Consumo por
iluminación de las áreas exteriores.

El consumo total aproximado, por concepto
de iluminación, corresponde a 7.604,64 KWH al
mes.

Otra de la problemática que se presenta en la
institución y que ocasiona gasto de energía
eléctrica, corresponde al desbalance de los circuitos de
distribución, que originan una corriente por el conductor
neutro, trayendo como consecuencia pérdida de
energía. Tomando en cuenta estos e identificadas las
líneas que suministran energía al sistema de barra,
se empezó a realizar las medidas necesarias para comprobar
las corrientes por los circuitos principales que tiene la
institución actualmente, para luego verificar si el
sistema eléctrico es el apropiado y pueda soportar la
demanda de energía existente. Estas medidas se tomaron en
los tableros de distribución de la institución en
fechas y horas diferentes, para comprobar que los resultados sean
los más exactos posibles, en tal sentido la tabla N°
15 muestra estos resultados.

Tabla N° 15. Mediciones de corriente en el IUTJAA,
Anaco

Esta tabla indican que los circuitos de
alimentación principales del IUTJAA, Anaco tienen una
corriente promedio de 183 Amperios, para un voltaje de 208 V
trifásico, y una corriente del neutro de 53 Amperios, que
representa unas pérdidas de 2.902,3 KWH al mes, que
comparándola con otros de mayor impacto, quizas no
representa nada, pero en un constante aumento de tarifas es algo
significativo.

Gráfico N° 7. Consumo de todos los equipos
del IUTJAA, Anaco.

En el gráfico N° 7 se muestra un resumen del
consumo de todos los equipos, donde se observa claramente que el
hecho de que un equipo demande más energía no
significa que consuma más, porque está de por medio
el tiempo de utilización de estos. Cabe destacar que la
iluminación y los aires son los que tienen mayor consumo,
pero los aires trabajan en horarios que son productivos para la
institución y es muy difícil controlar este
consumo, mientras que las luminarias en áreas
administrativas tienen sólo 8 horas diarias de uso
productivo y el resto del tiempo se encuentran encendidas
malgastando una gran cantidad de electricidad, así como
los salones que tienen un uso productivo desde las 7:15 A.M hasta
las 12:30 P.M y desde las 2:30 P.M hasta las 9:45 P.M, lo que
representa casi 15 horas diarias, pero en realidad permanecen
encendidas más de esas horas.