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UNIVERSIDAD DE CONCEPCIN
FACULTAD DE INGENIERA
DEPARTAMENTO DE INGENIERA INDUSTRIAL
Docente: Dra. Claudia Ulloa Tesser
Alumno: Diego Daz Sandoval
Concepcin, 2 de Junio de 2015
Auditora
energtica de una
vivienda
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Resumen Ejecutivo
El presente trabajo consiste en una auditoria energtica a una
vivienda ubicada en la ciudad de Los
ngeles, octava regin de Chile. En dicho hogar se midieron los
consumos de energa
considerando iluminacin, electrodomsticos, calefaccin y
calentamiento de aguas a fin de
conocer los hbitos de consumo.
Los resultados obtenidos indican que el consumo en iluminacin es
de 223,38 Kwh anual lo que
representan cerca del 4% del consumo de energa en la casa. De
forma similar, el uso de los
principales artefactos dentro del hogar nos seala un consumo de
2590,57655 Kwh anual, lo que
representa un 49% del consumo de energa total en la casa. Si
consideramos el costo de la energia
elctrica en Los ngeles de aproximadamente $120 el consumo anual
medido en pesos es de
$337674 anuales.
Adems de esto, tambin fueron evaluadas las prdidas de energa
siendo las ms significativas las
referentes al uso de la cocina como medio de coccin de alimentos
registrando una prdida de
1099,2835 Kwh anuales y la perdida relacionada con el uso de
electrodomsticos que se muestra
cercana a los 906,7017925 Kwh.
Dado esto se presentan ideas para lograr dar solucin a estos
problemas de ineficiencia
energtica, siendo estas ideas evaluadas en horizonte de 5 aos
con tasa de descuento de 10%
logrando valores actuales netos en conjunto de alrededor de
$191056 y ahorros en trminos de
energa de 741 Kwh por ao.
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Introduccio n
Si en trminos de energa en general queremos hablar la situacin
es bastante compleja, los altos
ndices de la biomasa en la matriz primaria contrasta con la
contaminacin presente en casi todas
las regiones de nuestro pas y con los excesivos niveles de uso
de combustibles fsiles, lo que nos
lleva a pensar que si no hacemos un cambio rpido en esta
materia, el futuro ambiental a corto
plazo se ve seriamente amenazado.
En el pas uno de los temas que ms ha dado que hablar en los
ltimos aos es la energa elctrica.
La dificultad para aumentar el desarrollo de este recurso con el
fin de mantener los altos ndices
de crecimiento econmico ha llevado a la autoridades a invertir
en proyectos que por lo general
causan controversia en la poblacin (hidroelctricas,
termoelctrica, centrales nucleares, etc) y
que con el fin de evitarlas nos generan diversas interrogantes:
Podemos hacer algo para
disminuir los altos ndices de consumo residencial sin interferir
con nuestras calidad de vida?
En las siguientes pginas se presenta un trabajo que busca
entender y analizar tanto el uso de
energas como los hbitos de consumo presentes en las personas
dentro de un hogar,
proponiendo diversas mejoras que ayuden a disminuir el consumo
energtico domiciliario.
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Objetivos
Conocer en profundidad los hbitos de consumos presentes en
la
vivienda.
Identificar principales usos que se les da a la energa.
Reconocer donde se producen las prdidas de energa.
Proponer planes de accin para disminuir consumos de energa.
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Desarrollo
Antecedentes generales
El hogar a estudiar consiste en una casa de 2 pisos, con 90m2
construidos aproximadamente, la
casa se encuentra ubicada en un sector este de la ciudad de Los
ngeles con vista al norte. A dos
cuadras del lugar se puede encontrar un canal que en general
atraviesa a toda la ciudad.
Figura 1: Ubicacin vivienda (Fuente: Google Maps)
La casa en particular consta de 4 dormitorios, un living, un
comedor, una cocina y un bao,
distribuidas como indica la tabla 1. Actualmente es habitada por
3 personas.
Tabla 1: Distribucin de habitaciones
Fuente: Elaboracin propia.
Piso Habitaciones consideradas
Primer piso Bao, living, comedor, cocina
Segundo piso 4 habitaciones
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Caractersticas constructivas de la vivienda
Primer piso:
La vivienda est diseada en su primer piso por paredes
principales de ladrillo.
Existen 3 puertas, todas ellas construidas de madera.
Podemos encontrar un ventanal de aluminio.
La altura de este piso es de alrededor de los 2,5 m.
Las paredes internas son de color amarillo.
Piso completamente de cermica.
Cielo de cartn yeso.
Segundo piso:
Paredes de carton yeso en su mayora.
Encontramos 4 puertas de madera.
Se identifican 4 ventanas de aluminio.
Altura de este piso es de 2,3 m.
Paredes internas de papel mural color amarillo.
Piso de madera.
Cielo de cartn yeso.
Energa elctrica utilizada
Para realizar los clculos para obtener la energa elctrica que se
utiliza en el hogar, se procedi a
medir con un hormetro las potencias reales de los equipos ms
significativos dentro de la casa.
Los aparatos que no fueron medidos, en cambio, fueron estimados
mediante aproximaciones a su
potencia nominal.
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Iluminacin
Dentro de la vivienda se pudieron identificar 3 tipos de
ampolletas, ampolletas incandescentes,
ampolletas de bajo consumo y tubos fluorescentes. La cantidad y
distribucin de stas se muestra
en la tabla 3. Cabe mencionar que para las horas de uso de cada
ampolleta o tubo se calcul un
promedio anual.
Tabla 2: Consumos de energa anuales por sector.
Sector Total ampolletas
Tipo ampolleta Potencia (Watt)
Horas de uso diario promedio. (h)
Energa utilizada al dia. (KWh)
Energia utilizada en un ao(KWh)
Living 3 Incandescente 40 3 0,120 43,8
Incandescente 40 3 0,120 43,8
Incandescente 40 1 0,040 14,6
Cocina 1 Incandescente 40 1,5 0,060 21,9
Comedor 1 Tubo fluorescente
22 1 0,022 8,03
Bao 2 Bajo consumo 14 1 0,014 5,11
Bajo consumo 14 1 0,014 5,11
Escalera 1 Incandescente 40 0,5 0,020 7,3
Dormitorio 1 1 Incandescente 40 2 0,080 29,2
Dormitorio 2 1 Incandescente 40 1 0,040 14,6
Dormitorio 3 1 Incandescente 40 1,5 0,060 21,9
Dormitorio 4 1 Tubo fluorescente
22 1 0,022 8,03
Total Anual 223,38
Fuente: Elaboracin propia.
Los resultados obtenidos de energa utilizada en esta tabla
fueron considerando la siguiente
frmula matemtica:
E (J) = Potencia (Watt)*Tiempo (s)
As por ejemplo, para calcular el consumo de energa en iluminacin
del comedor, se tiene:
22
1
60
1
60
1
7
1
1
3600000 52 = 8,03 .
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05000
10000
15000
20000
25000
30000
Incandescente Fluorescente Bajo consumo
Consumo enpesos de energia
Grafico 1: Distribucin de consumo elctrico por tipo de
iluminacin.
Fuente: Elaboracin propia.
Grafico 2: Cantidad de dinero en pesos utilizado por tipo de
iluminacin anual.
Fuente: Elaboracin propia.
88%
7% 5%
Consumo electrico por tipo de iluminacion
Ampolleta Incandescente
Fluorescente
Ampolleta bajo consumo
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Electrodomsticos
Como bien se explica al comienza de esta seccin, para lograr
obtener el consumo de
electrodomsticos dentro del hogar fue necesario realizar
mediciones reales a algunos artefactos.
El consumo de los artefactos que no fue medido fue obtenido en
base a la potencia que se indica
de fbrica.
A continuacin, detallamos los electrodomsticos que fueron
medidos con un hormetro.
Televisor LCD 42: Este televisor es el principal de la casa,
pues es el que se encuentra en
el living y por ende el que ms uso tiene, por esto es que se
decide medirlo en desmedro
de los otros dos televisores. La medicin arroj que durante 4 h
el consumo aproximado
fue de 0,7 Kwh.
PC desktop: El computador fue medido durante su uso, la medicin
incluye el consumo de
la pantalla led que se utiliza para su funcionamiento. As, el
hormetro indico que luego de
3 horas, el consumo del PC fue de 0,6 Kwh.
Playstation 3: La medicin entrega que luego de 3 horas el
consumo del playstation fue
cercano a los 0,6 Kwh.
Refrigerador: Luego de medir durante 24 horas el consumo del
refrigerador, se obtienen
1,8 Kwh aproximadamente.
Secador de Pelo: Un uso cercano a los 10 minutos indic un
consumo de energa de 0,3
Kwh
Hervidor: En 6 minutos registr un consumo de 0,2 Kwh.
Tabla 3: Consumo de energa anual por uso de
electrodomsticos.
Electrodomstico Potencia (Watt) Horas de uso diario.
Energa utilizada al da. (KWh)
Energa utilizada en un ao(KWh)
Televisor LCD 42 170 5 0,850 310,25
Televisor CTR 29 100 2 0,200 73
Televisor LCD 32 120 1 0,120 43,8
Hervidor 2000 0,3 0,600 219
Celular 1 6,83 3 0,02049 7,47885
Celular 2 6,83 3 0,02049 7,47885
Celular 3 6,83 3 0,02049 7,47885
Microondas 1200 0,5 0,600 219
PlayStation 3 200 1 0,200 73
Notebook 90 4 0,360 131,4
PC Desktop (Monitor + Torre)
200 2 0,400 146
Equipo de Msica 120 1 0,120 43,8
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Televisor LCD 42
13%
Televisor CTR 29 3%
Televisor LCD 32 2%
Hervidor 9%
Celular 1 0%
Celular 2 0% Celular 3
0%
Microondas 9%
PlayStation 3 3%
Notebook 5%
PC Desktop (Monitor +
Torre) 6%
Equipo de Msica 2%
Refrigerador 27%
Router 3%
Aspiradora 5%
Plancha 5%
Lavadora 7%
Distribucion de consumo anual por aparatos electricos
Fuente: Elaboracin propia.
Los clculos dados en esta tabla fueron obtenidos de la misma
forma en la que fueron realizados
los clculos para obtener el consumo anual elctrico considerando
solo iluminacin.
Grafico 3: Distribucin de consumo elctrico anual por aparatos
elctricos.
Fuente: Elaboracin propia
Refrigerador 75 24 1,800 657
Router 15 12 0,180 65,7
Aspiradora 1200 0,3 0,360 131,4
Plancha 1070 0,3 0,321 117,165
Lavadora 950 0,5 0,475 173,375
Secador de pelo 1800 0,25 0,450 164,25
Total anual 2590,57655
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Equipos de calefaccin y calentamiento
La casa que se est estudiando cuenta con un calefont en el
exterior de la vivienda para calentar
el agua el que funciona a base de gas. Tambin posee una cocina
la que tambin funciona con gas
licuado y en lo que respecta a calefaccin se dispone de una
estufa combustin lenta mediana.
El consumo de estos artefactos se resume en la siguiente
tabla:
Tabla 4: Distribucin de consumo de energa en calefaccin y
calentamiento
Calefaccin Consumo mensual
Tipo Poder Calorfico Energia - wh Consumo anual en Kwh
Cocina y Cocina 15 [kg] Gas 11800 2124 2470,3
Estufa 0,25 [m3] Lea 1500 4500 5,2
Total anual 2475,5
Fuente: Elaboracin propia
Los clculos de la tabla anterior fueron realizados de la
siguiente forma:
15
11800
1
859,8
12
De forma anloga se realiz el clculo para la estufa a lea.
Perdidas de calor en la cocina
Multiples estudios sealan que la eficiencia de una cocina a gas
es de aproximadamente 55,5%, de
lo que el 44,5% corresponde a prdidas de combustible en el
proceso. As, el porcentaje de
eficiencia que utilizaremos por trminos de perdidas asociadas a
la coccin de alimentos que ser
44,5%.
Luego, tenemos lo siguiente:
2470,3
0,445 = 1099,2835
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Perdidas de calor en la estufa
De forma similar a lo anterior, considerando que la eficiencia
de una estufa a combustin lenta
que utiliza lea seca es cercana al 50%, tenemos:
5,2
0,5 = 2,6
Perdidas por iluminacin
Considerando que las prdidas relacionadas a las ampolletas de
bajo consumo son de un 10%, que
las prdidas al ocupar ampolletas incandescentes son de un 85% y
que las prdidas al utilizar
tubos fluorescentes ascienden a un 30% tenemos:
Tabla 5: Perdidas de energa por uso de iluminacin
Sector Total ampolletas
Tipo ampolleta
Potencia (Watt)
Horas de uso diario promedio. (h)
Energa utilizada al da. (KWh)
Energa utilizada en un ao(KWh)
Energa Perdida
Living 3
Incandescente 40 3 0,12 43,8 37,23
Incandescente 40 3 0,12 43,8 37,23
Incandescente 40 1 0,04 14,6 12,41
Cocina 1 Incandescente 40 1,5 0,06 21,9 18,615
Comedor 1 Tubo fluorescente
22 1 0,022 8,03
2,409
Bao 2
Bajo consumo 14 1 0,014 5,11 0,511
Bajo consumo 14 1 0,014 5,11 0,511
Escalera 1 Incandescente 40 0,5 0,02 7,3 6,205
Dormitorio 1
1 Incandescente 40 2 0,08 29,2 24,82
Dormitorio 2
1 Incandescente 40 1 0,04 14,6 12,41
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Dormitorio 3
1 Incandescente 40 1,5 0,06 21,9 18,615
Dormitorio 4
1 Tubo fluorescente
22 1 0,022 8,03
2,409
Total Anual 223,38 173,375
Fuente: Elaboracin propia
Tabla 6: Resumen perdidas de energa por iluminacin.
Fuente: Elaboracin propia
Perdidas por uso de electrodomsticos
Debido a la gran variedad de artefactos que analizamos y a la
amplia gama de factores que
influyen en las eficiencias de cada uno. Sin embargo, estudios
indican que en promedio los
electrodomsticos poseen una ineficiencia de entre 35% y un 40%.
As, para realizar nuestros
clculos consideraremos la ineficiencia mnima del promedio, es
decir, 35%.
2590,57655
0,35 = 906,7017925
Tipo Consumo anual (Kwh) Perdidas (Kwh)
Ampolleta Incandescente 197,1 167,535
Tubo fluorescente 16,06 4,818
Ampolleta de bajo consumo 10,22 1,022
Total prdidas anuales 173,375
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0 200 400 600 800 1000 1200
Perdida Cocina
Perdida Estufa
Perdida Iluminacion
Perdida Electrodomesticos
Perdidas de energia Kwh
Iluminacion 4%
Electrodomesticos
49%
Calefaccion y otros 47%
Consumo anual de energia Kwh
Gra ficos generales
A continuacin se presentan algunos resultados generales en forma
de grficos con respecto a los
tems que se vieron en secciones anteriores.
Grafico 4: Distribucin de consumo de energa anual en el
hogar.
Fuente: Elaboracin propia
Grafico 5: Perdidas de energa en la vivienda segn tipo.
Fuente: Elaboracin propia
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Discusiones y propuestas
Teniendo en consideracin los resultados obtenidos y observando
las diversas grficas y tablas que
se desarrollaron durante el informe es posible notar en primer
lugar que el principal consumo de
electricidad en la vivienda por un amplio margen es el uso de
artefactos elctricos, por lo que se
hace indispensable discutir acerca de cmo reducir estos consumos
en cierta medida para lograr
un ahorro de energa. Al observar el grafico 3 Distribucin de
consumo elctrico anual por
aparatos elctricos es posible notar que el mayor consumo de
energa lo produce el refrigerador,
si bien no existe alguna forma simple con respecto al uso de ste
para reducir su consumo
elctrico, una opcin serie evaluar el cambio del equipo por uno
ms eficiente, considerando que
el equipo medido corresponde a uno relativamente antiguo (8 aos
aproximadamente) y que
actualmente en el mercado podemos encontrar artefactos de este
tipo con eficiencias A+.
Otro de los electrodomsticos que indic un alto consumo fue el
hervidor, si bien este artefacto
consume mucho menos de lo que consume el refrigerador, es
preocupante porque es de los
equipos que menos se usan en una casa en trminos de tiempo, por
lo que s es un hogar se
llegara a utilizar un tiempo levemente superior al supuesto en
este trabajo, la cuenta subira
considerablemente. Una forma simple de resolver en cierta medida
este problema es el uso de
termos para mantener el agua caliente, para as disminuir las
veces en que se enciende el aparato.
Adems de lo ya mencionado, otro punto importante es el de los
llamados Vampiros elctricos
que son aparatos que aun estando apagados, siguen consumiendo
mientras estn conectados a la
red elctrica. Si bien uno podra pensar que es algo menor, la
realidad es distinta pues equipos
como los presentados en este trabajo (Playstation 3,
televisores, equipos de msica, computador,
router, etc.) mantienen un consumo significativo mientras estn
en stand by. Una solucin clara a
este problema es desconectar los aparatos una vez que no se estn
ocupando, empleando una
medida de este tipo, se podra lograr reducir el consumo de
electricidad en entre un 5% y un 20%.
Desde el punto de la perdida de energa la eficiencia se torna
relevante, es posible notar en el
grafico 5 la gran cantidad de sta que se pierde anualmente lo
que se traduce no solo en un
problema de tipo ambiental si no que tambin es un problema para
el costo que significa
desembolsar dinero mes a mes por energa que no se est
aprovechando. Una forma de
solucionar el problema sera cambiando los electrodomsticos de la
casa a algunos ms eficientes
de forma que se pueda reducir la ineficiencia de estos, por
ejemplo si consideramos que con el
cambio el porcentaje de ineficiencia cambia a un 20%
tendramos:
2590,57655
0,20 = 518,11531
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Ahora si hacemos la diferencia entre ambas perdidas
obtenemos:
906,7017925
518,11531
= 388,5865
Que es una baja considerable respecto al consumo total anual, lo
que se traduce en un ahorro de
aproximadamente $46.600 anuales. La recuperacin de la inversin
en este caso depender de los
artefactos que se cambien.
Ahora si consideramos las perdidas en la cocina, y tomamos como
base la misma solucin que
para el caso anterior, es decir, cambiar el aparato por uno ms
eficiente tendramos que hacer una
inversin de aproximadamente $130.000 de forma de obtener una
cocina con una ineficiencia
cercana al 20%. As se tiene lo siguiente:
2470,3
0,2 = 494,06
1099,2835
494,06
= 605,2235
Lo que en trminos monetarios se traduce en aproximadamente
$72600 anuales, ahora,
considerando una tasa de descuento del 10% y un horizonte de
evaluacin de 5 aos, se observa
un VAN =145211, lo que indica que el proyecto de cambiar la
cocina por una ms eficiente crea
valor.
Un caso similar a lo recin observado se da con la iluminacin, la
gran cantidad de ampolletas
incandescentes presentes en la vivienda provoca altos niveles de
ineficiencia de energa, lo que se
traduce en un aumento en los costos del suministro de
electricidad. Si deseramos cambiar estas
ampolletas por ampolletas de bajo consumo, tendramos que hacer
una inversin de alrededor de
$15920, la reduccin del consumo quedara dada por:
197,1
61,32
= 135,78
Lo que en dinero sera aproximadamente $16200, si consideramos
una tasa de descuento del 10%
y un horizonte de evaluacin de 5 aos, tenemos que el VAN=45845,
lo que nos dice que
efectivamente es conveniente hacer el cambio de ampolletas por
unas de bajo consumo.
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Conclusiones
Como bien se mostr en el tem anterior, las soluciones para
mejorar las condiciones energticas
de una casa convencional son variadas y simples, no requieren de
gastos de inversin elevados por
lo que estos se recuperan por lo general en uno o dos aos y los
beneficios de realizar estos
cambios son mltiples y van desde lo econmico a lo ambiental.
Si bien la reduccin en la utilizacin de algunos artefactos puede
ayudar a disminuir el consumo en
materia de energa elctrica, si la idea es optimizar, las
soluciones a estos problemas deben
enfocarse en cmo aumentar las eficiencias de los aparatos que se
estn usando, a modo de
disminuir las prdidas de energa.
Personalmente considero que esta clase de trabajos son la que
nos permiten a la poblacin en
general darnos cuenta de que pequeos cambios culturales o hbitos
de consumo como
desenchufar computadores o televisores, hasta la utilizacin de
un termo o cambiar las ampolletas
pueden incidir en un cambio no tan solo personal, si no tambin
en cambios a nivel pas que nos
permitan un desarrollo sustentable en el futuro.
