SmartOffice: Proyecto de eficiencia energética en PYMES

Comunicación Greencities&Sostenibilidad 2012/Comunicaciones Científicas/Edificaciones

 

Resumen

En este documento se exponen las pautas para la implementación de medidas de ahorro energético en el sector de las pequeñas y medianas empresas. Se estudiarán las medidas de ahorro, y los periodos de retorno de las mismas, con las ventajas de sostenibilidad, compromiso y eficiencia energética. El área de iluminación es una de las que ofrece mayor potencial de ahorro, en parte por la cuantía absoluta en términos de energía, y en otros términos, porque contribuye a la concienciación y al uso racional de las instalaciones.

 

1. Introducción

 La Eficiencia Energética es un objetivo prioritario en la sociedad actual.

Nos encontramos en una situación donde los recursos energéticos son limitados, el aumento demográfico mundial y, por tanto, la demanda de energía, crecen de manera exponencial, y el modelo económico necesariamente sufre los ajustes que dicha demanda impone.

Se estima que en el año 2030 la población mundial habrá aumentado un 20%, mientras que la demanda de energía lo hará un 40%  (Tabla 1). Este aumento de la demanda, hace que nos planteemos el ahorro como la única posibilidad de continuidad en los sectores industriales y empresariales,

Sin embargo, entendemos que el ahorro sólo, no es suficiente, puesto que aspiramos a mantener los servicios y los niveles de confort necesarios para el desarrollo de nuestro proyecto empresarial.

Teniendo estos  datos en cuenta, nos queda analizar a nivel de empresa, en nuestro caso PYME, los gastos energéticos en los que incurren los negocios, y cómo acometer medidas de ahorro, que nos permitan optimizar la energía consumida y los productos y/o servicios finales obtenidos

1.1.           Perfil de la PYME

El perfil de la pyme española en relación con la eficiencia energética es:

• Perfil de cultura energética bajo, por lo que es muy adecuado para desarrollar acciones de mejora
• Desconoce los beneficios, o si los conoce no está concienciada para implementar políticas de control energético e innovaciones
• Formación interna inexistente, en hábitos y usos racionales de la energía
• Baja utilización de los servicios energéticos, tanto auditorías como servicios integrales para la optimización de la energía.

Todos estos puntos hacen que nos planteemos el asesoramiento y la concienciación, especialmente dirigida a las pymes, reforzando estos puntos para la mejora de la competitividad. La gestión de la energía debe considerarse como una oportunidad, no una dificultad.

Realizaremos una primera estimación de consumos energéticos, según la instalación consumidora de energía, obteniendo los siguientes datos porcentuales (Figura 1)

 

De dicho reparto de consumos energéticos, sacamos la conclusión de que la instalación de iluminación es la que mayor potencial de ahorro tiene, ya que supone casi la mitad del consumo energético de la empresa, y será el objetivo de este estudio. También se sentarán las bases para la implantación de un programa global de ahorro y concienciación, que deberán desarrollarse en el marco empresarial.

1. 2. Objetivos

En nuestro proyecto  de implantación de medidas de ahorro energético en iluminación, perseguimos no sólo un ahorro objetivo de los costos, sino un proyecto global de concienciación y sostenibilidad que le den un valor añadido a la empresa y le ayude a distinguirse de la competencia.

El primer paso antes de cualquier análisis cuantitativo de nuestra instalación, lo desarrollaremos en conjunto con la pyme, y serán  puntos a tener en cuenta en su política de calidad:

• Sensibilización y conocimiento: tomar conciencia de los costes ecológicos que suponen el mal uso de la energía y su despilfarro, y obtener por parte del asesor energético la información que nos permita conocer el funcionamiento de nuestras instalaciones, y una vez implantadas la medidas de ahorro, continuar con el desarrollo de la eficiencia.

Dicho desarrollo estará integrado en las acciones que lleven a cabo las pymes en su innovación y mejora empresarial.

• Asesoramiento: por parte de profesionales cualificados o empresas especializadas
• Proyecto: formado por una evaluación inicial, una propuesta de mejora y un plan de acción. Además el proyecto debe contener un apartado de viabilidad, con los cálculos sobre retornos de inversión de las acciones sugeridas
• Ahorros de energía en iluminación: tras el estudio del proyecto obtendremos las acciones a realizar para conseguir una disminución de la potencia de las lámparas, un uso racional de luces eléctricas y aprovechamiento de la luz solar, y una renovación de las luminarias, disminuyendo las pérdidas producidas por los equipos.
• Formación y seguimiento: que las empresas aprendan a valorar los costes y los beneficios de la eficiencia, y el proyecto inicial se revise, mejore y ponga en marcha con cada actualización.

2. Metodología

Mediante nuestro proyecto de eficiencia energética en iluminación, trataremos de alcanzar una serie de objetivos:

ü      Analizar los sistemas e instalaciones consumidoras de energía. Conocer los hábitos de uso de los mismos, horarios, personal de la empresa, información sobre normativa aplicable y niveles de confort.

ü      Identificar y evaluar las oportunidades de ahorro, priorizándolas en función de su rentabilidad.

ü      Reducción de la factura energética

ü      Incremento en la productividad y calidad en la producción, logrando mejorar la competitividad.

ü      Aumentar la vida útil de las instalaciones y mejorar las condiciones de trabajo.

3. Caso de estudio. Smartoffice

Para poder acercar la eficiencia energética a las empresas, es necesario que conozcan los alcances de las actuaciones, y por tanto un ejemplo real de proyecto, es sin duda, clarificador.

En este caso desarrollaremos el denominado “Smartoffice”, un proyecto real llevado a cabo en una pyme, que nos servirá para conocer los procedimientos y los resultados del estudio.

Como se ha indicado anteriormente el punto de partida del estudio consiste en conocer la empresa.

3.1.            Descripción empresa. Datos de partida

La empresa objeto de estudio es la sede central de Elecam, una empresa dedicada a la distribución especialista de productos eléctricos. Dicha empresa, en su evolución se ha diversificado, por lo que cuenta además con una oficina técnica para desarrollo de proyectos.

La sede de esta empresa es una nave industrial, con una parte diferenciada de almacén, con estanterías para productos, y una zona de atención al público con mostrador en la planta baja. Además en dicha planta, encontramos las oficinas de agentes comerciales y despacho de gerencia.

En la primera entreplanta, se hayan las oficinas de administración, la oficina técnica, un segundo despacho de gerencia y zonas comunes como pasillos, escaleras y aseos.

En la segunda planta, se ha dedicado una parte a almacén de productos, y otra a un aula de formación y despacho de reuniones.

Dados los distintos trabajos desarrollados en la empresa, cada uno con su horario, se establece como dato de trabajo, un horario de lunes a viernes de 8.00 a 20.00 h. en 255 días al año, es decir 3060 horas de trabajo al año.

En la tabla 2 encontramos un resumen.

Tabla 2. Resumen empresa

Nombre de la empresa	Elecam, S.A.
Ubicación	Cádiz. Sede central.
Actividad	Distribución especialista
Instalaciones	Nave, sita en polígono industrial
Personal	20 personas
Horario	De lunes a viernes de 8.00 a 20.00 h
Usos de las instalaciones	Almacén de materiales, zona de atención al público, oficinas agentes comerciales, oficinas  gerencia, oficinas administración y servicios centrales, aula formación y  zonas comunes.

Otro dato imprescindible de partida, será el precio de la energía, para poder valorar el ahorro futuro de las propuestas y obtener los períodos de retorno de las inversiones.

El precio medio de consumo de electricidad es de 0,161067 €/kWh (sin IVA), extraído de la factura eléctrica de abril 2012. El precio del kWh, es una variable, ya que se revisa al menos dos veces al año. Tomamos un valor real, de una factura del año en curso, pero hemos de tener en cuenta que cada revisión del precio de la energía, hace más rentables y atractivos los cambios propuestos, ya que se acortan los períodos de retorno de inversión.

3.2.            Objetivos del estudio

Nos planteamos los siguientes objetivos:

• Cumplir normativa de Alumbrado interior en establecimientos de oficinas. Además distinguiremos los parámetros de confort a ahorro en función de las estancias:

-Oficinas: Obtener un buen nivel de iluminación (500 lux), homogéneo, sin deslumbramientos, con una buena apreciación de los colores (Ra>80), y un tono neutro y confortable (2700-4000 K)

- Pasillos y aseos. Zona de almacén. Obtener un  nivel de iluminación medio-bajo (150-200 lux),   con una buena apreciación del color moderada (Ra<80), y un tono neutro (3500-5000 K)

• Reducir el consumo eléctrico en iluminación de forma eficiente. En este caso, se mejora la iluminación actual y se reduce el consumo.
• La sustitución de luminarias completas minimizando los costes de obra civil. En este caso, intentar aprovechar los huecos existente en techo o bien utilizar luminarias adosables al techo de fácil montaje.
• Disminuir las emisiones de CO2. Traduciremos dichas emiciones de toneladas de CO2 a árboles conservados, obteniendo un beneficio ecológico y social.

3.3 Metodología de trabajo

Siguiendo las pautas de los objetivos marcados comenzamos con la identificación y registro de la iluminación existente.

Este inventario se realiza por zonas, ya que la normativa vigente Norma UNE EN-12464, nos exige unos niveles mínimos de iluminación, que vendrán determinados por la actividad realizada en cada área.

Además tal y como hemos definido en el punto 3,2, de objetivos, cada sistema de iluminación según su ubicación, nos garantizará unos niveles mínimos de confort, como puede ser la reproducción cromática (la capacidad de distinguir colores con luz artificial), el nivel de iluminación (cantidad de luz que incide sobre una superficie por ud de área; 1lux=1lumen/m2) y la temperatura de color

Tabla 3. Consumos. Situación inicial

Área de trabajo	Situación actual	Consumo (KWh/año)	Consumo  €
Entrada Mostrador	6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	1.555	250
Oficina comercial	8 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	2.074	334
Gerencia

Planta baja4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional1.037167Oficina Técnica6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional1.555250 6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional1.555250Gerencia

planta alta4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional1.037167Aula formación12 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional2.592418Sala de reuniones4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional864139Aseos1 luminaria fluorescente 2×36 W T8 reactancia convencional, dos lámparas tipo par de 75 W59996Almacén6 luminarias fluorescentes 2×36 W T8 reactancia convencional y 47 luminarias fluorescentes 2×58 W T8 reactancia convencional14.1222.275Bobinero5 campanas halogenuros metálicos 250 W4.500725

Para garantizar los niveles mínimos, cada solución será simulada mediante el programa Dialux, un programa luminotécnico abierto, que no nos condiciona la elección a marcas o fabricantes determinados, sino que una vez realizada la elección que consideramos más eficiente, nos confirma el cumplimiento del REBT y CTE.

También se ha establecido la sustitución de luminaria completa, no sólo la lámpara. Esta acción se prescribe con un doble objetivo, cumplir con la normativa de garantías según CTE, y permitir un ahorro en costes de sustitución en cuanto a la obra civil necesaria.

En el cálculo de los ahorros y períodos de retorno, el factor de vida útil de las lámparas, será fundamental, ya que el aumento de dicha vida útil repercute en ahorros de mantenimiento.

4. Oportunidades de ahorro en iluminación

La primera fase del cálculo se desarrolla, mediante el programa Dialux, donde consideramos tanto la geometría del local, la altura del plano de trabajo, y los requerimientos lumínicos en función de la actividad a desarrollar. Con estos datos, y una primera estimación de propuesta, obtenemos unos resultados lumínicos.

Partimos de una situación bastante estandarizada en oficinas, cuatro luminarias con cuatro tubos de 18 W cada una, y un equipo electromagnético. Las superficies de paredes estan pintadas de un color corporativo, y  techo y suelo son claros, por lo que los grados de reflexión varian de 50 a 80, aproximadamente. Tomamos como plano útil de trabajo 0,85 m, medidos desde el suelo. La iluminación que propongamos, habrá de darnos, alrededor de los 500 lux en el plano útil.

Una vez consultados catálogos y propuestas de fabricantes, nos decidimos por la sustitución de las cuatro luminarias por otras cuatro con tubos fluorescentes de 14 W, y equipo electrónico. Realizados los cálculos, a continuación se muestra, como ejemplo, parte del resultado arrojado por el programa.

La Figura 2 muestra una simulación – rendering- en colores  donde cada color representa un nº de lux, y la Figura 3, es una  tabla de resultados luminotécnicos, donde el nivel de iluminación en el plano útil es de 516 lux, cumpliendo con nuestras exigencias

No en todos los casos, se ha propuesto un cambio de luminaria-lámpara, por su homólogo eficiente. La propia actividad comercial de la empresa (recordamos que se dedican a una distribución especialista de productos eléctricos y de iluminación), nos exige ser más creativos con las propuestas de cambio, apostando por nuevas tecnologías, y dando ejemplo de innovación en el diseño de la instalación lumínica. Es el caso de la oficina de gerencia de planta baja, donde la luminaria fluorescente convencional, se ha propuesto ser sustituida por downlights de leds. A pesar de pasar de 4 luminarias  a 6 downlights, supone más de un 50% de ahorro.

Una vez comprobamos la validez de la propuesta en cuanto a normativa y confort visual, damos por buenas las siguientes propuestas de ahorro (Tabla 4):

Tabla 4. Propuestas de cambio

Área de trabajo	Situación actual	Vida útil	Propuesta	Vida útil
Entrada Mostrador	6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	5000	6 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico	19000
Oficina comercial	8 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	5000	8 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico	19000
Gerencia Planta baja	4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	5000	6 downlight led de 31 W	25000
Oficina Técnica	6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	5000	6 luminarias fluorescentes 1×54 W balasto electrónico regulable y sensor de luz natural	19000
	6 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional	5000	6 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico regulable y sensor de luz natural	19000
Gerencia planta alta	4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional

50004 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico19000Aula formación12 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional

50008 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico y 7 downlight de led de 13 W19000

Sala de reuniones4 luminarias fluorescentes 4×18 W T8 reactancia convencional50004 luminarias fluorescentes 3×14 W T5 balasto electrónico19000Aseos1 luminaria fluorescente 2×36 W T8 reactancia convencional, dos lámparas tipo par de 75 W

100003 downlight con fluorescencia compacta de bajo consumo de 2×26 W con balasto electrónico y control por detección de presencia en modo temporizador15000Almacén6 luminarias fluorescentes 2×36 W T8 reactancia convencional y 47 luminarias fluorescentes 2×58 W T8 reactancia convencional50006 luminarias estancas fluorescentes 2×29 W y 2×49 W T5 balasto electrónico,  y control por detección de presencia en pasillos19000Bobinero5 campanas halogenuros metálicos 250 W150005 luminarias estancas fluorescentes 4×55 W balaso electrónico20000

Las propuestas de cambio, tal y como aparece reflejado en las tablas, implican una reducción del consumo en W y un aumento de vida útil del conjunto luminaria-lámpara.

Para valorar el ahorro económico que supone dicho aumento de vida útil, realizaremos un sencillo cálculo, donde se tendrán en cuenta tanto los costes de reposición de lámparas, como los costes de mano de obra.

La cantidad obtenida, la sumaremos al ahorro conseguido por consumo, y obtendremos el resultado de ahorro en cada una de las áreas estudiadas.

A continuación, en la Tabla 5, vemos de forma resumida el resultado de los cálculos obtenidos:

Tabla 5. Ahorros producidos en € y %

Área de trabajo

Coste actual

(€/año)Coste propuesta

(€/año)Ahorro/año

(€)%

ahorroEntrada Mostrador29512517057,62Oficina comercial39316622757,76Gerencia Planta baja1969110553,57Oficina Técnica29512017559,32Administración29512517057,62Gerencia planta alta1968211458,16Aula formación49118430762,80Sala de reuniones1646110362,52Aseos99188181,81Almacén24041380102442,59Bobinero74654220427,34

 

 

5.   Sistema de supervisión energética

El proyecto Smartoffice en las oficinas de Elecam, estará completado con la instalación de un sistema de supervisión energética de forma que se puedan cuantificar los ahorros producidos, que aunque no se contempla en este proyecto, forma parte del plan de acción global de eficiencia energética en esta empresa.

Lo describimos, ya que supondrá el complemento necesario, para la monitorización de los consumos y la comprobación de los ahorros producidos.

La solución que se propone es:

- Equipo analizador de redes trifásico, instalado en el cuadro principal

- Software de gestión instalado en ordenador, a cargo de una persona responsable

Esta solución permite tener monitorizada la instalación, conociendo en tiempo real y de primera mano, el estado de sus líneas de potencia e incluso de consumo general de su instalación.

Dicha supervisión es importante porque se tiene información exacta sobre el estado de la instalación eléctrica, fundamental para la toma de decisiones acertadas. Dependiendo de las características de los equipos instalados se pueden tener monitorizados una gran cantidad de parámetros eléctricos y de proceso.

Entre las ventajas que supone un sistema de gestión de energía, encontramos el establecimiento de alarmas para detección precoz de problemas, la compensación de líneas eléctricas evitando sobrecalentamientos, la detección y corrección de energía reactiva (penalizada por las compañías electricas a partir de una desviación del cos φ <0,95), el control de armónicos (o distorsión de la forma de onda eléctrica), etc…

6.   Cálculo de las inversiones

Normalmente, en los informes o auditorías de eficiencia energética, el resultado de dicho informe se queda en el punto 4, facilitando al cliente las oportunidades de ahorro y prescibiendo la mejor opción.

En esta comunicación, al tomar un proyecto real, el “Smartoffice”, daremos un paso más, ya que contamos con los precios reales de las luminarias colocadas, por lo que le damos un valor más al proyecto, conociendo el retorno simple de la inversión.

Volvemos a una representación en tabla para ver de forma individualizada, las inversiones a realizar y los periodos simples de retorno (en años).

En cada uno de los apartados del estudio, hemos mantenido la individualidad de las áreas. Esto tiene un doble valor, por una parte el técnico es capaz de, según el número de lámparas y horas de uso, de tomar una decisión más acertada, jugando con los tipos de luminarias y sus precios. No sería apropiado, por ejemplo la sustitución de una lámpara incandescente de 60 W por una de led de 7 W si se utiliza apenas una hora a la semana, ya que la inversión a realizar, dificilmente se va a amortizar.

Por otra parte, nuestro cliente, la pyme, dispone de un estudio pormenorizado, que le permite acometer los cambios y propuestas de manera coherente, bien en función de sus  presupuestos, o según los ahorros producidos, etc…, e incorporarlos a su cuenta de explotación como un área de trabajo más.

Por esta razón mantenemos el criterio de las tablas anteriores y obtenemos los resultados de los retornos simples de inversión (en años), reflejados en la Tabla 6.

Tabla  6. Retornos simples de inversión

Área de trabajo	Coste inversión (€)	Ahorro/año (€)	Retorno simple (años)
Entrada Mostrador	360	170	2,11
Oficina comercial	480	227	2,11
Gerencia Planta baja	509	105	4,86
Oficina Técnica	448	175	2,56
Administración	360	170	2,11
Gerencia planta alta	459	114	4,04
Aula formación	894	307	2,91
Sala de reuniones	240	103	2,33
Aseos	246	81	3,04
Almacén	2130	1024	2,08
Bobinero	382	204	1,87

 

7.   Resumen de resultados

Con todos los cálculos anteriores, podemos llegar a un resultado final, que como se vió en un principio, el empresario rentabilizará en función de su actividad, sus principios empresariales o su compromiso medioambiental. Por lo tanto, debemos darle los resultados desde el ahorro en kWh/año, su traducción en €/año y su ahorro en Tn de CO2 ahorradas.

El ahorro de toneladas de CO2 se puede traducir a una equivalencia de árboles, dada por la relación de que 1 árbol es capaz de compensar 20 kg de CO2 al año. Podemos equiparar los ahorros de emisiones al plantado de árboles (Figura 6)

Además, hemos estimado la inversión real de las propuestas, por lo que podemos dar un periodo simple de retorno.

7.1. Resumen de resultados: Ahorro de consumo en Kwh/año (figura 4)

Consumo inicial:         31.489 Kwh/año

Consumo futuro:        17,967 Kwh/año                     Ahorro: 43%

Ahorro energético:      13.522 Kwh/año

7.2.   Resumen de resultados: Ahorro de consumo en €/año (Figura 5)

Coste energético inicial:         5.072 €/año

Coste energético futuro:        2.894 €/año                Ahorro: 53%

Ahorro económico:                2.680 €/año

 

7.3.    Resumen de resultados: Ahorro de consumo en emisiones CO2(figura 6)

Coste emisiones CO2 inicial:             74.794 Kg CO2/año

Coste emisiones CO2 futuro:                        42.779 Kg CO2/año               Ahorro: 43 %

Ahorro emisiones:                             32.195 Kg CO2/año

Puesto que conocemos la equivalencia (20 Kg de CO2/año equivalen a plantar 1 árbol) entre emisiones de CO2 y árboles plantados, podemos establecer que el ahorro producido por nuestro proyecto equivale a plantar 1610 árboles

7.4.    Resumen de retorno de la inversión

Con los datos de la inversiones a realizar y los costes que suponen, y por otro lado los ahorros calculados anualmente, podemos obtener un dato en años, que nos indica cuando recuperaremos nuestra inversión con los ahorros, o visto de otro modo cuando comenzaremos a ahorrar de una manera cuantitativa.

Inversión:                               6.266 €

Periodo de retorno simple:     2,3 años

8. Conclusiones

Smartoffice es un proyecto real, y se ha materializado porque resulta rentable.

Se ha propuesto una modernización total de la iluminación, insertando elementos de control, allí donde eran adecuados. Hemos realizado cálculos que nos demuestran la conveniencia de estos cambios, y lo hemos hecho con datos de hoy día.

El día de mañana, con la continua subida de la demanda y del precio de la energía, nos resultarán mucho más favorable.

Hemos acometido un proyecto global, pero se presenta de manera compartimentada, por áreas bien diferenciadas, y con cálculos de inversiones y ahorros también por áreas. Esta forma de presentar el estudio, ayudará a la empresa a planificar las inversiones, y jugar con los ahorros, para acometer nuevas. Son una ventaja adicional al ahorro cuantitativo.

La empresa Elecam, peticionaria del estudio, ha asumido dentro de su política de empresa, que el ahorro y la sostenibilidad son una parte importante dentro de su compromiso con la sociedad y con su propio capital humano.

La riqueza de las empresas, no ha de ser necesariamente monetario, muy al contrario, en una sociedad global, la interacción con nuestro entorno, nos impone la concienciación, y dar pasos para que el desarrollo no agote nuestros recursos.

La legislación pone en marcha mecanismos para preservar dichos recursos, pero el desarrollo tecnológico y social marcha a distinta velocidad, mucho más rápida y exigente, por lo que no nos queda más remedio que interiorizar las políticas de eficiencia.

Eficiencia, que, por definición, nos permite conservar los valores de confort y servicio.

Correspondencia(Para más información contacte con):

Nombre y Apellido: MARGARITA GONZÁLEZ BOLAÑO

Phone: 952 247 540 – 676 439 794

Fax: 952 237 389

E-mail: mgonzalez@elecam.com           www.elecam.com          info@elecam.com

Cesión de derechos

Por la presente, y como autor del trabajo mencionado arriba, cedo al Palacio de Ferias y Congresos de Málaga una licencia no-exclusiva irrevocable para imprimir, reproducir, distribuir, transmitir o comunicar de cualquier manera dicho trabajo, incluyendo el derecho de hacer modificaciones de formato. Además, afirmo que esta cesión no lesiona los derechos de terceros.

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