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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN
SEMINARIO
TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO INDUSTRIAL
AREA SISTEMAS PRODUCTIVOS
TEMA
“ESTUDIO PARA OPTIMIZAR EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN SUPERMERCADO DE LA
EMPRESA CORPORACIÓN EL ROSADO S.A.”
AUTOR BAQUE CHILAN JUAN CARLOS
DIRECTOR DE TESIS ING. IND. NAVARRETE PACHECO OSWALDO
2010-2011 GUAYAQUIL- ECUADOR
ii
“La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuestas en esta tesis
corresponden exclusivamente al autor”
____________________
Baque Chilán Juan Carlos
171846532-9
iii
DEDICATORIA
A mis padres: Juan Baque Solís y Ana
Chilán que depositaron toda su confianza
en mí, por darme el apoyo necesario para
cumplir con este objetivo.
A mis hermanos y miembros de mi familia
que siempre estuvieron a bien apoyarme
y de alguna forma se sacrificaron y
colaboraron por mi bienestar.
iv
AGRADECIMIENTO
A Dios sobre toda las cosas que con sus
bendiciones me ha iluminado y guiado
para alcanzar la meta deseada.
Gracias padres y hermanos por estar
conmigo siempre y brindarme su apoyo
incondicional, igualmente a profesores,
compañeros y amigos quienes aportaron
con su ayuda para la elaboración de este
proyecto.
Gracias a ustedes he logrado ampliar mis
conocimientos y culminar una etapa muy
importante en mi vida.
v
INDICE GENERAL
Descripción Pág.
Prólogo 1
CAPITULO I
GENERALIDADES
N° Descripción Pág.
1.1 Antecedentes 3
1.2 Contexto del problema 4
1.2.1 Datos generales de la empresa 4
1.2.2 Localización 5
1.2.3 Identificación según Código Internacional Industrial Uniforme
(CIIU) 6
1.2.4 Productos y servicios 6
1.2.5 Filosofía estratégica 7
1.3 Descripción general del problema 7
1.4 Objetivos 9
1.4.1 Objetivo general 9
1.4.2 Objetivos específicos 9
1.5 Justificativos 9
1.6 Marco teórico 10
1.7 Metodología 16
vi
CAPITULO II
SITUACION ACTUAL
N° Descripción Pág.
2.1 Capacidad de producción 20
2.2 Recursos productivos 21
2.2.1 Recursos físicos 21
2.2.2 Recursos humanos 23
2.2.3 Recursos Financieros 23
2.2.3.1 Mercado que ocupa la empresa 24
2.3 Procesos de producción 26
2.3.1 Diagrama de flujo de proceso 32
2.3.2 Diagrama de operaciones 33
2.4 Registro del problema 34
2.4.1 Falta de optimización del sistema de iluminación 34
2.4.2 Falta de optimización del sistema de refrigeración 38
2.4.3 Falta de optimización del sistema de climatización 43
CAPITULO III
ANALISIS Y DIAGNOSTICO
N° Descripción Pág.
3.1 Análisis de datos e identificación de problemas 47
3.1.1 Diagrama de Pareto 48
3.1.2 Consumo energía eléctrica 49
3.1.3 Diagrama Causa-Efecto 50
3.1.4 Análisis Foda 52
3.2 Impacto económico de problemas 54
3.3 Diagnóstico 59
vii
CAPITULO IV
PROPUESTA
N° Descripción Pág.
4.1 Planteamiento de solución a problemas 60
4.1.1 Propuesta N° 1 61
4.1.1.1 Desarrollo de la propuesta 61
4.1.1.2 Uso de luminarias más eficientes 62
4.1.1.3 Determinación del ahorro de la propuesta 67
4.1.1.4 Encendido y apagado de luminarias 69
4.1.1.5 Determinación de la propuesta 72
4.1.2 Propuesta N° 2 74
4.1.2.1 Desarrollo de la propuesta 74
4.1.2.2 Determinación del ahorro de la propuesta 78
4.1.3 Propuesta N° 3 79
4.1.3.1 Desarrollo de la propuesta 79
4.1.3.2 Determinación del ahorro de la propuesta 83
4.2 Costo de soluciones propuestas 85
4.3 Evaluación de soluciones propuestas 88
CAPITULO V
EVALUACION ECONOMICA Y FINANCIERA
5.1 Financiamiento 90
5.2 Evaluación financiera 93
5.2.1 Periodo de recuperación de la inversión 93
5.2.2 Valor actual neto 94
5.2.3 Tasa interna de retorno 95
5.2.4 Calculo del Costo/Beneficio 95
viii
CAPITULO VI
PROGRAMACION PARA PUESTA EN MARCHA
N° Descripción Pág.
6.1 Planificación y cronograma de implementación 96
6.2 Diagrama de Gantt. 97
CAPITULO VII
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 Conclusiones 95
7.2 Recomendaciones 96
Abreviaturas 110
Bibliografía 111
ix
INDICE DE CUADROS
N. Descripción Pág.
1 Especificaciones de las maquinarias 21
2 Cifras del negocio 24
3 Participación en el mercado 24
4 Porcentaje de participación 25
5 Consumo eléctrico luminarias 37
6 Resumen consumo eléctrico luminarias 37
7 Consumo eléctrico equipos de refrigeración 41
8 Consumo eléctrico sistema plus 42
9 Consumo eléctrico sistema de refrigeración 42
10 Consumo eléctrico maquinas de climatización 44
11 Consumo eléctrico centrales de aire 45
12 Consumo eléctrico sistemas 48
13 Porcentaje consumo eléctrico 48
14 Consumo eléctrico sistema de climatización 56
15 Costo energía eléctrica 57
16 Consumo eléctrico sistema de refrigeración 58
17 Costo de energía eléctrica equipos de refrigeración 59
18 Programa de ahorro de energía eléctrica 60
19 Características y flujo luminoso de luminarias 66
20 Resumen consumo eléctrico de luminarias 69
21 Consumo y ahorro de energía eléctrica por iluminación 73
22 Horario de encendido y apagado de centrales de aire 76
23 Capacidad central de aire acondicionado 77
24 Tiempo de funcionamiento de centrales de aire 78
25 Fallas en unidades de refrigeración 81
26 Costo de equipos y materiales 85
27 Costo mano de obra 87
x
28 Datos comparativos del consumo eléctrico de la situación
actual y las situaciones propuestas 88
29 Costo anual energía eléctrica 89
30 Resumen del costo de energía eléctrica 90
31 Inversión total 91
32 Tasa de interés 91
33 Tabla de amortización de préstamo 92
34 Periodo de recuperación de capital 93
35 Valor actual neto 94
xi
INDICE DE GRAFICOS
N° Descripción Pág.
1 Ubicación hipermercado 5
2 Ingresos de supermercados 25
3 Participación en el mercado 26
4 Luminarias actuales 35
5 Generación de calor de luminarias 38
6 Equipos de refrigeración 40
7 Diagrama de Pareto 49
8 Tubo fluorescentes 54 Watts 63
9 Balastro electrónico 64
10 Tomografía luminarias actuales 67
11 Sensor de presencia 71
12 Sensor de nivel lumínico 71
13 Diagrama del bus de Ecosistema 72
14 Ahorro de energía eléctrica en iluminación 74
15 Tomografías equipos eléctricos 82
16 Tomografías motor ventilador 83
xii
INDICE DE ANEXOS
N° Descripción Pág.
1 Organigrama estructural de Corporación El Rosado S.A. 101
2-A Emisión de calor en lámparas 102
2-B Emisión de calor en balastro convencional 103
3 Niveles de iluminación interior comunes 104
4 Tomografía motor 105
5 Precio luminarias 106
6 Precio motor monofásico 107
7 Precio breaker 108
8 Precio controlador lógico 109
xiii
RESUMEN
La presente tesis tiene como objetivo minimizar el consumo de energía eléctrica de un supermercado de Corporación El Rosado S.A. optimizando los sistemas de iluminación, climatización y refrigeración e implementar un programa de ahorro de energía, por lo cual se pretende realizar un diagnostico de la situación actual y aplicar mejoras innovadoras en los diferentes sistemas eléctricos del supermercado.
Para la realización de este trabajo se utilizó los siguientes métodos y técnicas: Diagrama de Pareto para encontrar el problema principal, Matriz FODA una alternativa para realizar diagnósticos y determinar estrategias que nos permiten afrontar los problemas o aprovechar las fortalezas de la empresa, Diagrama Causa-Efecto para analizar, estudiar y resolver los problemas identificando las causas reales y potenciales, Programa de ahorro de energía eléctrica cuyo objetivo es reducir el consumo y uso eficiente de energía eléctrica.
Cabe destacar que para optimizar el consumo de energía eléctrica es importante utilizar equipos y maquinas con mayor eficiencia energética que las actuales y dar un constante mantenimiento predictivo y correctivo lo que permitirá identificar las posibles fallas y repararlas.
Una vez planteado el objetivo principal de este trabajo y de aplicar los métodos y técnicas mencionadas para encontrar solución al problema que genera un elevado costo por pagos de planillas de consumo de energía eléctrica, los resultados obtenidos atreves de este trabajo de investigación, fue reducir en un 24% el costo por consumo de energía eléctrica, con una inversión de $ 315,474.66 con un periodo de recuperación de 5 años y 4 meses, teniendo un ahorro anual de $ 79,843.66, ahorro que se puede lograr optimizando los tres principales factores de consumo de energía eléctrica en un supermercado que son iluminación, refrigeración y climatización.
________________ ________________
AUTOR PROFESOR GUIA
PRÓLOGO
El presente proyecto de titulación “Estudio para optimizar el
consumo de energía eléctrica en supermercado de la empresa
Corporación El Rosado S.A.” busca ahorrar energía eléctrica, optimizando
los tres factores principales de consumo eléctrico dentro de las
actividades diarias de un supermercado que son: iluminación,
climatización y refrigeración.
El primer capítulo hace referencia a datos generales de la empresa,
descripción del problema y objetivos del proyecto.
El segundo capítulo abarca la situación actual de la empresa,
recolección de datos del problema para lo cual se utilizo un estudio
térmico, mediciones de cargas conectadas por áreas (Amps), calculo de
potencia (kw) y energía consumida (Kwh) en todo el sistema eléctrico del
supermercado.
El tercer capítulo muestra un análisis de la situación actual,
utilizando las diferentes técnicas de ingeniería industrial que permiten
identificar, cuantificar el impacto económico del problema y dar un
diagnóstico de la situación actual del supermercado.
El cuarto capítulo se refiere a las propuestas planteadas para
solución del problema, por lo que se crea un programa de ahorro de
energía fomentado en los siguientes puntos: uso de luminarias más
eficientes, sistema automático de control de luces y centrales de aire
acondicionado, uso de maquinas y equipos de alta eficiencia energética
con un constante mantenimiento predictivo y correctivo.
Prólogo 2
El quinto capítulo se refiere a la evaluación económica y financiera la
propuesta para conocer la rentabilidad del proyecto.
El sexto capítulo muestra el cronograma de implementación del
proyecto, desde la primera actividad hasta la fecha en que probablemente
sea puesto en marcha.
El ultimo capitulo hace referencia a las conclusiones y
recomendaciones que se presentan una vez desarrollado el proyecto.
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1. Antecedentes
Corporación El Rosado Cía. Ltda. Es una cadena de
supermercados, jugueterías, cines, tiendas departamentales, y ferreterías.
Todo inicio en 1936 cuando Alfredo Czarniski abrió una pequeña
pastelería llamada “El rosado”, ubicada en el tradicional boulevard 9 de
Octubre, poco a poco con la ayuda de su esposa Ruth fueron
consolidando la idea de un establecimiento diferente donde no solamente
se vendieran deliciosos dulces.
Así nació un nuevo proyecto que se convirtió en restaurante. El
rosado, con el mismo nombre de pastelería y con sillas de ese color. Era
un salón ubicado en la Av. 9 de Octubre entre García Avilés y Boyacá,
frente al actual comisariato, con mesas que ocupaban las aceras, al estilo
francés. Don Alfredo Czarniski hombre muy visionario, se adelanto a
comprar un local frente al restaurante para instalar un almacén de
variedades que lo llamo “Importadora el Rosado”. Meses después cerró el
restaurante y tal cual se desarrollaba los negocios de venta de víveres y
artículos varios, nació por primera vez en Ecuador la modalidad de auto-
servicio en lo que se denomino Supermercados “El Rosado”.
Corporación El Rosado, comenzó un negocio denominado
almacenes de auto-servicio con horno y panadería incluida, a través de Mi
Comisariato apostó al pan de molde Mi panadería para introducir sus
primeros productos al mercado con su marca propia. En el año 2002
monto una planta para la fabricación de panes (MI PANADERÍA S.A.), la
Introducción 4
cual desde los inicios de su actividad se ha caracterizado por ofrecer
productos de primera necesidad sean estos panes de diferentes tamaños
y sabores, con el objetivo de cubrir la demanda de los clientes.
La cadena de auto-servicio de Corporación El Rosado ofrece
cobertura de varios locales de Mi comisariato cubriendo amplios sectores
de Guayaquil, Quito, Machala, Manta, Portoviejo, Salinas, Milagro y Santo
Domingo.
1.2. Contexto del problema
1.2.1 Datos generales de la empresa
Corporación “El Rosado” (Mi Comisariato)
Corporación El Rosado es una cadena de supermercados,
jugueterías, cines, tiendas departamentales y ferreterías más grande del
Ecuador. Mi Comisariato se ha enfocado tradicionalmente en las clases
medias del país.
Cuenta con 36 Locales a Nivel Nacional, de los cuales 26 son de
Guayaquil
Guayaquil: 26 locales: 6 Hipermercados
14 Micros
2 Junior
4 Mini Micros
Corporación El Rosado cuenta con cuatro distintos formatos entre
ellos: Mi Comisariato, Hipermercados, Comisariatos Jr. (tiendas pequeñas,
para ciudades con escaso desarrollo económico) y Mi Canasta (para
niveles socio-económicos más bajos).
Introducción 5
Corporación El Rosado es la segunda cadena de supermercados más
importante en el país, la cuadragésima empresa en cantidad de impuesto
causado en el país en el 2002 (SRI 2002), y la segunda en ventas en el
2009 en Guayaquil.
Mi Comisariato goza de la facilidad de construir hipermercados, y así
elevar su margen de utilidad porque como se explicó anteriormente, las
ventas de artículos no alimenticios posee un mayor margen de ganancia
que los productos alimenticios.
1.2.2 Localización
Corporación El Rosado S.A. Está ubicado en la ciudad de Guayaquil
provincia del Guayas sus oficinas están en la Av. 9 de Octubre 729 y
Boyacá. El hipermercado que se ha escogido como referencia para
realizar el estudio se encuentra ubicado en la Av. Francisco de Orellana,
como se muestra en el grafico.
GRAFICO N° 1
UBICACIÓN HIPERMERCADO
Fuente: www.googlemaps.com Elaboración: Juan Baque
Introducción 6
1.2.3 Identificación según Código Internacional Industrial Uniforme
(CIIU).
La empresa Corporación El Rosado S.A. dentro del código
internacional industrial uniforme (CIIU) forma parte del siguiente grupo:
G Comercio al por mayor y al por menor
G52 Comercio al por menor no especializado
G5212 Grandes tiendas y almacenes minoristas por
departamentos.
Según la clasificación por actividad económica – Código CIIU
Corporación El Rosado forma parte del grupo “Grandes tiendas y
almacenes, tiendas y almacenes minoristas por departamentos” con la
siguiente codificación G5212.
1.2.4 Productos y servicios.
Corporación El Rosado es una empresa que desde sus inicios tiene
como actividad principal ofrecer surtidos productos de tipos alimenticios y
Introducción 7
no alimenticios como son lácteos, frutas y legumbres, carnes, pollos,
mariscos, granos, juguetes, mercancías generales, etc. Además elabora
sus propios productos como los panes de diferentes tamaños y sabores
como son: Pan molde, pan hamburguesa, pan de pascua y tortas con la
marca “Mi panadería”. También cuenta con una fábrica de conservas de
frutas “Alimentos del Ecuador”.
Corporación El Rosado se promociona en el mercado con las
siguientes marcas: Mi comisariato siendo esta su principal marca con el
eslogan “Siempre de todo y a menor precio siempre”, Mi juguetería,
Ferrisariato, Rio Store, Supercines, Rock and Roll, Metrópolis y los
restaurantes Chilis.
1.2.5 Filosofía estratégica.
Misión
“Ofrecer a las familias ecuatorianas bienestar durante su vida, a través de
la provisión de productos y servicios de excelencia en beneficio de
nuestros clientes, colaboradores, proveedores, accionistas y la comunidad
en general”.
Visión
“Consolidarnos como la cadena de supermercados más eficiente y
confiable del país logrando la plena satisfacción del cliente poniendo a
disposición productos de alta calidad con la modalidad de autoservicios”.
1.3 Descripción general del problema.
Corporación El Rosado a través del tiempo ha contado con un
departamento de mantenimiento dedicado a controlar, programar y
Introducción 8
mantener los activos en las condiciones normales de trabajo realizando el
mantenimiento correspondiente de acuerdo a las averías que se
presentan en las maquinas y equipos eléctricos.
El departamento de mantenimiento tiene la responsabilidad de
controlar el consumo de energía eléctrica siendo este el principal
problema en los supermercados, motivo por el cual ha generado un alto
costo por consumo de energía eléctrica, que la empresa cancela
mensualmente a la empresa suministradora de fluido eléctrico.
Dentro de los supermercados existen varias situaciones adversas
que influyen en el despilfarro de energía eléctrica y afectan directamente
a la economía de la empresa, el consumo eléctrico de un supermercado
esta dado por tres principales factores: Iluminación, refrigeración y aire
acondicionado.
El gasto por consumo excesivo de energía eléctrica se da por las
siguientes razones:
Falta de optimización del sistema de alumbrado: equipos con bajo
índice de eficiencia energética y falta de control en el tiempo de
uso.
Funcionamiento innecesario de centrales de aire acondicionado:
falta de control de motores que requieren estos sistemas.
Falta de optimización del sistema de refrigeración: falta de control
de diversos motores del sistema, esto es, ventiladores y
compresores.
Además de los puntos tres puntos indicados, otro punto importante
es la falta de mantenimiento en sus diferentes maquinas y equipos.
Introducción 9
1.4 Objetivos.
1.4.1 Objetivo general del problema.
Minimizar el consumo de energía eléctrica de un hipermercado,
optimizando los sistemas de iluminación, refrigeración y climatización, e
implementar un programa de ahorro energía eléctrica.
1.4.2 Objetivos Específicos.
Diagnosticar el estado actual de los sistemas eléctricos.
Cuantificar y cualificar los principales factores que provocan un
elevado costo por consumo de energía eléctrica.
Identificar y evaluar las causas que generan un alto consumo
eléctrico.
Cuantificar económicamente el monto de las pérdidas que generan
los principales consumos eléctricos de un supermercado.
Aplicar técnicas y métodos que permitan reducir el consumo
eléctrico (programa de ahorro de energía).
Incorporar nuevas tecnologías con equipos que presenten un alto
índice de eficiencia energética.
Desarrollar políticas de uso eficiente de energía.
1.5 Justificativos.
La realización del presente trabajo de investigación se justifica con el
fin de aplicar mejoras en los diferentes sistemas eléctrico de un
supermercado pretendiendo hacer una evaluación total de los problemas
que afectan la economía de la empresa por el excesivo consumo de
energía eléctrica, identificando las causas y los efectos de los problemas
que generan un elevado costo por pagos de planillas de consumo del
fluido eléctrico. Además esta investigación es importante porque nos
Introducción 10
permite dar un diagnóstico de la situación actual de los sistemas de
iluminación, refrigeración y aire acondicionado siendo estos los
principales consumos eléctricos de un supermercado y con ello plantear
alternativas de solución a los problemas.
Se busca con este proyecto identificar las oportunidades de esta
empresa comercial de mejorar la calidad del producto servicio, al generar
e implementar soluciones innovadoras y manejar oportuna y eficazmente
situaciones de cambio.
La implementación de un programa de ahorro de energía se justifica
en la optimización del consumo de energía eléctrica, buscando reducir el
consumo eléctrico principalmente en las áreas de iluminación
refrigeración y aire acondicionado.
1.6 Marco Teórico.
Para desarrollar el presente trabajo se tomó como referencia las
técnicas de ingeniería industrial que permiten la identificación de los
problemas que se presentan en la empresa, además se considera
investigaciones realizadas por otras empresas sobre el consumo de
energía eléctrica, dando confianza a este proyecto de tesis para dar las
mejores alternativas de solución de los problemas.
Fuente: www.monografias.com
Para futuro, los desafíos energéticos que enfrenta la cadena de los
supermercados se pueden sintetizar en tres áreas: primero, reducir el
consumo eléctrico, manteniendo el estándar, principalmente en las áreas
de iluminación, refrigeración y aire acondicionado. Segundo, reducir las
pérdidas energéticas, de forma de aprovechar esta energía en procesos
productivos que requieran electricidad. Por último, el incorporar el uso de
Introducción 11
fuentes de Energías Renovables No Convencionales (ERNC) para los
procesos de los supermercados.
Fuente: Ingeniería industrial “Niebel-Freivalds”
“la única posibilidad para que una empresa crezca y aumente su
rentabilidades aumentar la productividad” (Pág.5).
Fuente: Tesis 2469, Autor: Martínez Rodríguez Rafael Eduardo,
Tema: Optimización del consumo de energía eléctrica en cervecería
suramericana.
Los principales problemas que afectan la economía de la empresa
son:
Volumen de ventas bajas.
No hay aprovechamiento de aguas ya utilizadas.
Consumo innecesario de energía eléctrica.
Nuestro objetivo nos lleva a procurar un ahorro significativo de
energía eléctrica, analizando procesos inadecuados que se están
presentando.
Fuente: Tesis 2897, Tema: Optimización del sistema eléctrico en el
escuadrón de ingeniería de la Base Aérea Taura.
Los problemas más críticos por los que atraviesa el escuadrón
energía eléctrica es el pago de altas planillas por consumo del fluido
eléctrico, originado por el despilfarro de energía eléctrica convertidores de
voltaje y transformadores en la capacidad instalada versus una mínima
capacidad usada.
Introducción 12
Otro punto importante, es la demanda en KW se lo determina como
la rapidez promedio de extracción de energía eléctrica de la empresa
suministradora durante un periodo de (60 min.) por tal motivo la empresa
eléctrica impone un cargo por demanda expresada en KW, referente a
este punto, la maquinaria eléctrica que más consume en el arranque sus
motores es el convertidor de 400KW y la planta de oxigeno de 500KW
(promedio de amperaje de arranque c/u 2200 amp / seg. duración 6 seg.
Fuente: www.monografias.com
Definiciones Eléctricas Básicas.
El sistema eléctrico y sus características abarcan 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]
Introducción 13
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 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.
Introducción 14
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.
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.
Introducción 15
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.
Introducción 16
1.7 Metodología.
El estudio que se realiza para optimizar el consumo de energía
eléctrica se basa en la aplicación de técnicas y metodologías integradas
para analizar procesos de servicio eléctrico, buscando aumentar la
eficiencia y reducir las pérdidas. El desarrollo del trabajo consiste en la
aplicación de la siguiente metodología:
Diagnostico Inicial:
Información Primaria.- Para realizar la recopilación de datos de los
problemas se usará la investigación de campo con opiniones del personal
que labora en el departamento de mantenimiento en el área eléctrica,
refrigeración y aire acondicionado, se usará la siguiente técnica:
Técnica entrevistas.
La utilización de este tipo de técnica de recolección de información
se sustenta, al igual que otras técnicas cualitativas, en la capacidad de
obtención de una riqueza informativa contextualizada y holística,
elaborada por los entrevistados, en sus palabras y posturas.
En ese sentido facilita la comodidad e intimidad de los entrevistados,
favoreciendo la transmisión de información no superficial, pudiendo
acceder a información difícil de obtener sin la medición del entrevistador.
La entrevista en profundidad es capaz de ofrecer el contraste
cualitativo de los resultados obtenidos mediante procedimientos
cualitativos y facilitar su posterior comprensión.
La información secundaria.- Proveniente de estadísticas y datos
de archivos se encuentran en el departamento de mantenimiento.
Introducción 17
Evaluación:
Evaluar las causas de generación de los problemas
Priorizar los problemas según calificación de importancia
Concepto de Diagrama de Pareto
Es una herramienta que se utiliza para priorizar los problemas o las
causas que los generan. El nombre de Pareto fue dado por el Dr. Juran
en honor del economista italiano VILFREDO PARETO (1848-1923) quien
realizó un estudio sobre la distribución de la riqueza, en el cual descubrió
que la minoría de la población poseía la mayor parte de la riqueza y la
mayoría de la población poseía la menor parte de la riqueza.
El Dr. Juran aplicó este concepto a la calidad, obteniéndose lo que
hoy se conoce como la regla 80/20. Según este concepto, si se tiene un
problema con muchas causas, podemos decir que el 20% de las causas
resuelven el 80 % del problema y el 80 % de las causas solo resuelven el
20 % del problema.
Se recomienda el uso del diagrama de Pareto:
Para identificar oportunidades para mejorar
Para identificar un producto o servicio para el análisis de mejora
de la calidad.
Cuando existe la necesidad de llamar la atención a los problemas o
causas de una forma sistemática.
Para analizar las diferentes agrupaciones de datos.
Al buscar las causas principales de los problemas y establecer la
prioridad de las soluciones.
Para evaluar los resultados de los cambios efectuados a un proceso
comparando sucesivos diagramas obtenidos en momentos
diferentes, (antes y después).
Introducción 18
Cuando los datos puedan clasificarse en categorías.
Cuando el rango de cada categoría es importante.
Para comunicar fácilmente a otros miembros de la organización las
conclusiones sobre causas, efectos y costes de los errores.
Identificación del problema central
Para realizar el análisis de datos e identificación de los problemas se
usará las siguientes técnicas: Diagrama Causa- Efecto, Ishikawa,
Diagrama de Paretto, matriz Foda, Fuerzas de Porter.
Técnica Ishikawa.
El diagrama de causa- efecto o diagrama de Ishikawa es un método
grafico que refleja la relación entre una característica de calidad y los
factores que posiblemente contribuyen a que exista. En otras palabras, es
una grafica que relaciona el efecto (problema) con sus causas
potenciales.
Entre los métodos característicos de la empresa existen dos
categorías importantes: el análisis de calidad y el de proceso.
Su construcción es muy sencilla y tiene su máximo valor cuando se
trabaja en equipo, aunque a nivel individual también tiene un uso práctico,
sobre todo cuando pensar estadísticamente llega a formarse habito.
Definir los costos ocasionados por el problema: el costo se define
calculando potencia consumida en cada área a estudiar multiplicada
por el precio del kwh en alta tensión.
Generar opciones de solución del problema. Se optimizara los
sistemas haciendo uso de la tecnología con equipos de mayor
Introducción 19
eficiencia energética y un correcto control y mantenimiento de
maquinas y equipos.
Seleccionar una de las opciones de solución
Definir los costos de la propuesta: Se definirá por medio de
catálogos y proforma de proveedores.
Analizar los beneficios de la propuesta (Coeficiente beneficio/costo,
TIR, VAN, Periodo de recuperación del capital.)
Desarrollo del cronograma de implementación de la propuesta
(Diagrama de Gantt).
Conclusiones y recomendaciones.
CAPITULO II
SITUACION ACTUAL
2.1 Capacidad de producción
Para la realización de este proyecto se toma como objeto de estudio
uno de los hipermercados más grandes de la ciudad de Guayaquil y es el
Hipermarket norte, situado en la Avenida Francisco de Orellana.
El hipermercado brinda la facilidad de encontrar en un mismo lugar
todo lo que requieran los habitantes de la zona norte de la ciudad, agrupa
a Mi comisariato, Mi juguetería, Río Store y Ferrisariato (10 mil metros
cuadrados), con 16 locales comerciales (anexos), entre ellos 4 sucursales
bancarias.
El mismo que fue construido para recibir un promedio de 30 mil
visitantes por día según estudio realizados por gerente de
comercialización de la empresa, con una superficie de 22 mil metros
cuadrados de construcción y un área de parqueo con capacidad para
1000 vehículos.
Para comodidad de los clientes el hipermercado pone a disposición
50 cajas donde se podrán cancelar rápidamente el valor de las compras,
en la actualidad se trabaja entre un 60% y 80% del total de las cajas
dependiendo el número de clientes que visiten el supermercado que
generalmente aumentan en días festivos y disminuye en días normales.
Situación actual 21
2.2 Recursos productivos
2.2.1 Recursos físicos.
El supermercado objeto de este proyecto cuenta con el siguiente
recurso material:
Instalaciones.- Posee instalaciones propias como se indican en los
planos presentes en anexos. Posee un área de ventas de 20 mil metros y
un área total de 22 mil m2.
Maquinarias y equipos.- Dentro de las principales maquinarias se
encuentran las que intervienen en la conservación de productos que
necesitan refrigeración y las que se utilizan para el acondicionamiento de
aire en el área de ventas, además se utilizan otros equipos y maquinas
como son bombas de agua, hornos, molinos de carne, cortadoras de
hueso, cortadora de madera y computadores.
TABLA N°1
ESPECIFICACIONES DE LAS MAQUINARIAS.
INVENTARIO MAQUINAS Y EQUIPOS
Descripción Función Voltaje
(V) Potencia Cantidad
Potencia total (kw)
Centrales de A/A
Acondicionamiento de aire 12
galpones 440 211kw 12 2532
Compresores sistema plus
Mantenimiento de productos refrigerados
208 15 HP 4 44.70
Unidad compresor mariscos
Mantenimiento de productos congelados
208 3.5 HP 1 2.6
Unidad compresor congelados
Vitrina de helados
208 10 Hp 1 7.45
Situación actual 22
Descripción Función Voltaje
(V) Potencia Cantidad
Potencia total (kw)
Unidad compresor
isla congelados
Mante. varios productos
congelados 208 10 HP 1 7.45
Unidad compresor mixta arriba
Mante. varios productos
congelados 208 4 1 2.98
Unid. compresor mixta abajo
Mante. varios productos
congelados 208 10 HP 1 7.45
Unid. compresor
cámara carne
Cámara de Mante. carne
208 7.5 1 5.6
Unid. compresor
cámara congelación
Mantenimiento de productos congelados
208 7.5 1 5.6
Unid. compresor
reserva
Mantenimiento de productos congelados
208 7.5 1 7.45
Unid. compresor
Vitrina de tortas 208 4 1 2.98
Lámparas Iluminación 12
galpones 277 400W 672 268.8
Horno panadería
Horno de pan 220 39kw 1 39
horno de pollos
Horno de pollos 220 15.7kw 1 15.7
Bombas de agua
Bombas de agua Serv.
General 208 7.5 HP 3 16.9
Máq. molino Molino de carne 220 3HP 1 2.25
Máq. De carne Cortadora de
hueso 220 3HP 1 2.25
Máq. Cortadora de
madera Cortar madera 220 4 HP 1 3.0
Fuente: Investigación directa
Elaboración: Juan Baque
Situación actual 23
2.2.2 Recurso humano.
En el supermercado laboran 272 colaboradores de los cuales se
dividen en:
Administración: En total 12 colaboradores (1 gerentes principal, 8
subgerentes de almacén y 3 secretarias de oficina).
Bodega 20 colaboradores (5 jefes de bodega, 3 secretarias, 2
encargado de pedidos, 10 personas que recibe y ordena la
mercadería que llega al supermercado.
Ferrisariato: 80 colaboradores que asisten a los clientes
Juguetería: 20 colaboradores
Comisariato: 110 colaboradores entre ellos percheros, cajeras,
mantenimiento
Rio Store: 30 colaboradores
Personal de mantenimiento.- la empresa cuenta con técnicos en
refrigeración, eléctricos y de aire acondicionado. que en total
suman la cantidad de 28 personas que laboran en la ciudad de
Guayaquil.
Como requisito principal para cualquier cargo es tener una
preparación académica mínimo instrucción secundaria.
El orden jerárquico se detalla en el ANEXO # 1, el cual indica la
diferencia de posición o jerarquía con los demás cargos.
2.2.3 Recursos financieros
Dentro de los recursos financieros Corporación El Rosado se
encuentra ubicada durante algunos años entre las cinco empresas
comerciales más grandes del Ecuador, según datos de la
superintendencia de compañías.
Situación actual 24
TABLA N° 2
CIFRAS DEL NEGOCIO
Año Ventas (Millones de dólares)
2002 292
2006 506.5
2008 678.97
2009 704.40
2.2.3.1 Mercado que ocupa la empresa
El mercado que ocupa Corporación El Rosado se puede apreciar en
la siguiente, donde se exponen las ventas de las principales empresas
que operan bajo el formato de auto servicios.
TABLA N° 3
PARTICIPACIÓN EN EL MERCADO
EMPRESA VENTAS SUPERMERCADOS (MILLONES/$)
Corporación favorita
2008 2009
Corporación El Rosado
1075.6 1137.2
Tiendas Industriales asociadas
678.97 704.40
Avícola Fernández 227.26 285
18.9 19.5
TOTAL 2146.1
En el siguiente gráfico se puede observar los ingresos que tuvieron
las principales cadenas de supermercados del país con la modalidad de
autoservicios.
Fuente: Corporación El Rosado S.A. Elaboración: Juan Baque
Fuente: Superintendencia de compañías Elaboración: Juan Baque
Situación actual 25
GRAFICO N°2
INGRESOS DE SUPERMERCADOS
La porción de mercado que ocupa Corporación El Rosado S.A. esta
detallado a continuación.
TABLA N° 4
PORCENTAJE DE PARTICIPACIÓN
Empresa % de mercado
Corporación favorita 53
Corporación El Rosado 33
Tiendas Ind. Asociadas 13
Avícola Fernández 1
TOTAL 100
$ 0,00
$ 200,00
$ 400,00
$ 600,00
$ 800,00
$ 1.000,00
$ 1.200,00
Corporacion Favorita
Corporacion El Rosado
TIA Avicola Fernandez
$ 1
.07
5,6
0
$ 6
78
,97
$ 2
27
,26
$ 1
8,9
0
$ 1
.13
7,2
0
$ 7
04
,40
$ 2
85
,00
$ 1
9,5
0
2008
2009
Fuente: Superintendencia de compañías Elaboración: Juan Baque
Fuente: Superintendencia de compañías Elaboración: Juan Baque
Situación actual 26
GRAFICO N° 3
PARTICIPACION EN EL MERCADO
2.3 Procesos de producción
La actividad principal del supermercado es la venta de productos
alimenticios y no alimenticios en el área de mi comisariato se encuentran
diferentes clases de carnes, embutidos, legumbres, lácteos, mariscos,
granos, productos congelados y productos de consumo inmediato.
También se encuentra toda clase de prendas de vestir, electrodomésticos,
juguetes y productos de ferretería.
Corporación el Rosado S.A. Cuenta con un centro de distribución
(bodega central) que surte a diario la cadena de supermercados y
jugueterías, a nivel nacional.
El centro de distribución cuenta con maquinas y equipos que ayudan
a ser más eficientes en el procesamiento, empaque y despacho de los
productos a los supermercados, el centro de distribución despacha diaria
mente cientos de productos desde sus secciones de:
Abastos,
Frutas y legumbres
53%
33%
13% 1%
Corporación favorita
Corporación El Rosado
Tiendas Ind. Asociadas
Avícola Fernández
Fuente: Superintendencia de compañías Elaboración: Juan Baque
Situación actual 27
Bodega de mariscos
Bodegas de granos
Bodega de importaciones
Fabrica de pan
Bodega de juguetería
Bodega de ferrisariato
Bodega de repuestos mantenimiento
En todas estas áreas la actividad empieza muy por la mañana, en el
área de frutas y verduras el movimiento es intenso durante las tres
primeras horas de la mañana, pues los productos son pesados,
empacados, refrigerados cuando es necesario y se despachan
inmediatamente a los puntos de venta. El mismo día el producto llega
desde el proveedor hasta el consumidor. La permanencia de los pescados
y mariscos en el centro de distribución, al igual que las frutas y legumbres,
dura un día. Es decir, los productos llegan al centro de distribución y son
empacados y distribuidos.
Para su mejor conservación, la mercadería viaja en contenedores
refrigerados y secos según la necesidad, teniendo como destino los
supermercados a nivel nacional donde se venderán posteriormente.
Para ofrecer los productos al público, se realiza el siguiente proceso:
los productos llegan a los supermercados desde el centro de distribución
y directamente de los proveedores. Antes de vender los productos son
inventariados y almacenados en bodega. Una vez inventariados estos
son preparados para la venta (limpieza, empacados, etiquetados y
refrigerados) para luego ser expuestos en perchas y vitrinas refrigeradas
respectivas para que el cliente pueda disponer de ellos a su gusto.
Situación actual 28
La adquisición de productos para surtir el supermercado, se realiza
acorde a la rotación del inventario, teniendo la precaución de mantener
productos frescos en todo momento.
Una vez que se ha colocado los productos en sus vitrinas
correspondientes para que el cliente pueda tener acceso a ellos comienza
el proceso de compra para el cual se pone a disposición del público
coches en las que pueden introducir sus productos de forma cómoda, a la
vez se coloca bolsas plásticas en diferentes puntos para que el cliente
pueda separa los productos que desea comprar, manteniendo así el
orden de su compra para su posterior pago.
Los procesos de conservación en frío son:
Refrigeración Congelación
Refrigeración
Mantiene el alimento por debajo de la temperatura de multiplicación
bacteriana. (Entre 2 y 5 ºC en frigoríficos industriales, y entre 8 y 15ºC en
frigoríficos domésticos.)
Conserva el alimento sólo a corto plazo, ya que la humedad favorece
la proliferación de hongos y bacterias.
Mantiene los alimentos entre 0 y 5-6ºC, inhibiendo durante algunos
días el crecimiento microbiano. Somete al alimento a bajas temperaturas
sin llegar a la congelación. La temperatura debe mantenerse uniforme
durante el periodo de conservación, dentro de los límites de tolerancia
admitidos, en su caso, y ser la apropiada para cada tipo de producto.
Las carnes se conservan durante varias semanas a 2 – 3ºC bajo
cero, siempre que se tenga humedad relativa y temperatura controladas.
De este modo no se distingue de una carne recién sacrificada.
Situación actual 29
Congelación
La industria de la alimentación ha desarrollado cada vez más las
técnicas de congelación para una gran variedad de alimentos: frutas,
verduras, carnes, pescados y alimentos precocinados de muy diversos
tipos. Para ello se someten a un enfriamiento muy rápido, a temperaturas
del orden de -30ºC con el fin de que no se lleguen a formar macrocristales
de hielo que romperían la estructura y apariencia del alimento. Con
frecuencia envasados al vacío, pueden conservarse durante meses en
cámaras de congelación a temperaturas del orden de -18 a -20ºC,
manteniendo su aspecto, valor nutritivo y contenido vitamínico.
El fundamento de la congelación es someter a los alimentos a
temperaturas iguales o inferiores a las necesarias de mantenimiento, para
congelar la mayor parte posible del agua que contienen. Durante el
período de conservación, la temperatura se mantendrá uniforme de
acuerdo con las exigencias y tolerancias permitidas para cada producto.
Detiene la vida orgánica, ya que enfría el alimento hasta los 20º bajo
cero. Es un buen método, aunque la rapidez en el proceso influirá en la
calidad de la congelación.
Congelación lenta: Produce cambios de textura y valor nutritivo.
Congelación rápida: Mantiene las características nutritivas y
organolépticas.
Puntos importantes en el proceso de Congelación.
Condiciones de los alimentos
1. Alimentos muy frescos
2. Preparación inmediata e higiénica
3. Blanqueo o escaldado de vegetales y frutas
Situación actual 30
Para la conservación de productos alimenticios se necesitan
diferentes ambientes, como es el caso de productos congelados que
necesitan mantenerse en un ambiente de -14°C a -20 °C, y para los
productos que necesitan refrigeración deben estar en un rango de
temperatura de 2°C a 5°C.
En el supermercado los productos se encuentran distribuidos en
cuatro grandes secciones dependiendo el tipo de producto, estas
secciones son: Comisariato, río store, juguetería y ferrisariato
Para una mejor atención, selección y conservación de los productos
en área del comisariato se han distribuidos los productos por su clase y
necesidad de refrigeración en diferentes secciones.
Para la venta al público los productos están separados en diferentes
secciones:
La sección de carnes donde se exponen gran variedad de carnes
de res, pollo, chancho y embutidos.
La sección de lácteos en donde se exponen diferentes marcas de
leches, quesos, yogur, jugos, etc.
Sección frutas y legumbres se exponen todo tipo de vegetales.
Sección embutidos al peso.
Sección panadería, venta de panes y tortas.
Otra sección es la de productos congelados tal es el caso de pavo,
pollo, pescado, teniendo una gran cantidad de productos
denominados de valor agregado tal es el caso de helados , tortas,
panes de yuca, néctar de frutas, etc.
Adicional a estas secciones se cuenta con dos áreas de
almacenamiento para productos refrigerados y congelados donde el rango
Situación actual 31
de temperatura va de 2°C a 5°C para productos refrigerados y de -14°C a
-20°C para congelados.
En el área de ferrisariato los productos están distribuidos en
secciones de: electricidad, herramientas, plomería, cerrajería, automotriz,
hogar, muebles y pinturas. Esta área cuenta con su propia bodega para
almacenaje de su mercadería.
El área de río store ofrece al público gran variedad de prendas de
vestir para el cual tiene distribuido su mercadería de la siguiente forma:
sección damas, caballeros, niños y calzados. En el área de juguetería se
ofrece todo tipo de juguetes y útiles escolares.
Situación actual 32
2.3.1 Diagrama de flujo del proceso de suministro de productos a
supermercado
Proveedores
Supermercado
Centro de
distribución
Cliente
Control de
inventario y
regulación de
compra
Flujo de material
Flujo de información
Transporte
Transporte
Gestión de pedidos
Situación actual 33
2.3.2 Diagrama de operaciones
1
3
2
1
1
1
1
4
5
Recepción de productos
Verificación que el producto
cumpla con especificaciones
Espera de mercadería para el
registro de entrada
Desembalaje de los productos
Clasificación de los productos
(codificación)
Transporte de productos hasta
lugar de almacenamiento
Almacenamiento de acuerdo al tipo
de productos
Perchar productos en vitrinas
exhibidoras
Venta de productos
Situación actual 34
2.4 Registro de problemas
El problema principal de esta investigación se refiere a los altos
pagos por consumo de energía eléctrica debido a este problema existe la
necesidad de analizar la situación actual de los sistemas de iluminación,
refrigeración y aire acondicionado siendo estos tres puntos las causas
principales del alto consumo de energía eléctrica.
El gasto por consumo de energía eléctrica se da por las siguientes
razones:
Falta de optimización del sistema de alumbrado: equipos con bajo
índice de eficiencia energética y falta de control en el tiempo de
uso.
Funcionamiento innecesario de centrales de aire acondicionado:
Ingreso demasiado de calor por el techo y falta de control de
motores que requieren estos sistemas.
Falta de optimización del sistema de refrigeración: vitrinas de
exposición de productos abiertas, constantemente durante día y
noche y falta de control de diversos motores del sistema, esto es,
ventiladores y compresores.
Los equipos que mayor energía consumen son las lámparas usadas
para iluminación, los compresores de centrales de aire y refrigeración,
todo el sistema de refrigeración funciona constantemente día y noche
para mantener los productos en buen estado.
2.4.1 Falta de optimización del sistema de iluminación
La falta de eficiencia energética y de control en lámparas utilizadas
en todo el almacén es una de las situaciones adversas que se presentan
Situación actual 35
en el supermercado representando un alto porcentaje de consumo por
iluminación.
GRAFICO N° 4
LUMINARIAS ACTUALES
El tipo de lámparas que se utilizan son:
Lámpara Multi-Vapor de GE Pulse Arc 400 watts de alta intensidad
de descarga, las mismas que tienen las siguientes características:
Encendido (2 min.) y re-encendido (4 min.)
Corriente nominal en operación (Amps.) 3.25 (400W)
Tiempo en que alcanza el 80% de su flujo luminoso 2 min. (175-
400W).
Tiempo de re encendido 4 min. (175-400W).
Temperatura del bulbo (máx.) 400°C 430°C.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 36
Flujo luminoso (Lúmenes) inicial 42600 mantenido 29820.
Vida promedio (horas) 20000.
Requiere balastros para su funcionamiento.
Causas del problema:
El problema de falta de optimización en el sistema de alumbrado se
da por las siguientes causas:
Lámparas encendidas innecesaria mente, antes de la apertura del
almacén y después del cierre.
Demasiado tiempo de re encendido de luminarias, cuando hay
cortes de energía eléctrica el almacén se queda a oscuras durante
5 minutos que dura el re encendido de las luminarias.
Perdidas eléctricas por la generación de calor del balastro y de la
luminaria el mismo que se transfiere en forma de calor al ambiente.
Falta de control de encendido y apagado de luminarias, sistema de
control manual.
Elevado factor de depreciación luminosa del orden de 65% al final
de su ciclo de vida.
Alto costo de mantenimiento.
Consumo eléctrico:
Para obtener el consumo real de estas lámparas se realizó
mediciones de intensidad de corriente que se presenta en el siguiente
cuadro:
Situación actual 37
TABLA N° 5
CONSUMO LUMINARIAS
Consumo real luminarias
TCL ( Tablero de control de
luces)
Intensidad de corriente (Amps)
Voltaje (V) Potencia
(Kwh.)
1 213 277 59
2 219 277 60.66
3 177 277 49.03
4 182 277 50.41
5 204 277 56.51
Total 995 277 275.62
Por concepto de iluminación se tiene un consumo real de 275.62
Kwh. en un total de 672 lámparas de 400watts que durante el día tienen
un promedio de 15 horas de funcionamiento de 08h00 AM hasta 11h00
PM. De ese periodo de 15 horas realmente se necesitan estén
encendidas 13 horas al 100% y las dos horas restantes al 50% de
iluminación.
TABLA N° 6
RESUMEN CONSUMO DE ILUMINACION
# de lámparas 672
Potencia cada lámpara watts 400 Watts
Consumo nominal. 268.8 Kwh.
Intensidad de corriente total 995 Amps.
Consumo real. 275.62 Kwh.
Horas operación día 15 horas
Cada lámpara tiene un consumo de 1.8 amps que multiplicado por el
voltaje (277V) nos da la potencia real por lámpara 498.6Watts que
sobrepasa la potencia nominal (400w) esto se da por la pérdida de
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 38
energía eléctrica generado por el transformador, la misma que se
transfiere en forma de calor al ambiente.
GRAFICO N° 5
GENERACION DE CALOR DE LUMINARIAS
En el grafico 5 se puede observar el calor que generan las
luminarias. Detalles en los anexos 2 – A y 2 – B.
2.4.2. Falta de optimización del sistema de refrigeración
Para este tipo de supermercado se han definido diferentes rangos de
temperatura para conservación de productos que van de 0 a 5°C en
vitrinas exhibidoras, de 0 a 2°C en cámaras de mantenimiento, de -5 a -10
°C en congelados y de -15 a -20 °C en cámaras de congelación.
Los productos se mantienen en la temperatura exacta para no sufrir
daño ni deterioro, sobre todo para mantener una textura fresca y evitar
que exista daño de productos. Para lograr todo esto se requiere del
funcionamiento de varios equipos de refrigeración los mismos que
demandan un alto consumo de energía eléctrica.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 39
Causas de problema:
La falta de optimización de este sistema de refrigeración se da por
las siguientes causas:
Carga de productos ineficientes, los productos se cargan con una
temperatura no apropiada lo cual aumenta el tiempo necesario para
enfriarlos.
Falta de control de temperaturas, ajustes de termostatos a
temperaturas innecesarias lo que provoca desperdicio de energía.
Necesidad de iluminación, es un gran consumidor de energía
dentro de los sistemas de refrigeración. Este es el caso particular
de las unidades donde los productos a la venta deben presentarse
de manera atractiva. En promedio, la iluminación utiliza alrededor
de un 20% de la energía necesaria en las unidades de aparador.
No solo la iluminación consume energía, sino que también genera
calor, el cual se adhiere a los requerimientos de refrigeración del
sistema.
Unidades de mostrador abiertas, ofrecen excelente visibilidad del
producto y fácil acceso al cliente. Estos requerimientos usualmente
incrementan el consumo de energía.
Aislamientos dañados en cuartos fríos, puertas que no ajustan
bien o sellos dañados. Los cuartos fríos están sometidos a un trato
rudo y podrían presentar daños que reducen su rendimiento.
Carga de demasiados productos que obstruyen la circulación del
aire.
Falta mantenimiento: limpieza de condensadores,
descongelamiento de evaporadores, etc.
Situación actual 40
Consumo eléctrico:
El consumo eléctrico en este tipo de equipos se puede ver en las
siguientes tablas, el sistema de refrigeración cuenta con varios equipos
instalados como son equipos individuales y sistema plus.
El sistema remoto o estándar que comprende equipos individuales
para cada sección requerida, estos equipos poseen una vitrina de
exhibición en donde se localiza el evaporador y por medio de tuberías de
cobre se une a la unidad condensadora donde se encuentra el compresor
y varios componentes de la unidad. Estos equipos funcionan con una
tensión de 208V, se utilizan para isla de congelados, vitrina de helados,
mariscos con temperaturas de -5 a-10 °C y cámaras de congelación con
temperatura de -15 a -20 °C.
GRAFICO N° 6
EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 41
TABLA N° 7
CONSUMO ELECTRICO EQUIPOS DE REFRIGERACION
Se muestra un consumo eléctrico en Kwh. para equipos
convencionales de 65.47 Kwh. para una capacidad o potencia de 56.5 HP
en equipos, en este consumo está considerado la unidad condensadora,
el consumo de las unidades evaporadoras las mismas que son de aire
forzado por lo que cuentan con ventiladores e iluminación.
El sistema plus que se usa para el mantenimiento de productos
posee un grupo de 4 compresores de 15 HP en paralelo con un
condensador que abástese a las vitrinas de exposición de productos,
además controla varios evaporadores para las vitrina de lácteos,
embutidos, carnes, pollos, panadería y legumbres con diferentes rangos
de temperaturas para cada necesidad siendo para lácteos, embutidos de
EQUIPOS DE REFRIGERACION CONVENCIONALES
Tipo de equipo Potencia
HP
Consumo condensador
Amps.
Consumo (Kwh.)
Isla congelados 10 29 10.44
Vitrina mariscos 3.5 6 2.16
Congelados puerta vidrio
10 27 9.71
Vitrina mixta arriba
4 20 7.19
Vitrina mixta abajo
10 30 10.8
Cámara carnes 7.5 24 8.63
Cámara congelados
7.5 22 7.91
Vitrina de tortas 4 24 8.63
TOTAL 56.5 182 65.47
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 42
0 a 4 °C, para legumbres de 5 a 8 °C, de 0 a 2 °C cámaras de
mantenimiento.
TABLA N° 8
CONSUMO ELECTRICO SISTEMA PLUS
CONSUMO ELÉCTRICO SISTEMA PLUS
Equipo Cantidad Consumo
Amps Consumo
Kwh.
Compresores 4 140 50.36
Evaporador 5 214 44.51
Iluminación 5 68 14.15
TOTAL 422 109.02
En este sistema se tiene un consumo de 109.02 Kwh. por concepto
de compresores, condensador, evaporadores e iluminación de vitrinas.
TABLA N° 9
CONSUMO SISTEMA DE REFRIGERACION
CONSUMO SISTEMA REFRIGERACION
Equipos convencionales 65.47
Sistema plus 109.02
TOTAL 174.49
Sumando el consumo del total de equipos de refrigeración se tiene
un total de 174.49 Kwh.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 43
2.4.3 Falta de optimización del sistema de climatización.
Se tiene equipos que trabajan constantemente un promedio de 14
horas diarias, se cuenta con un sistema de control automático y manual,
el mismo que la mayor parte del tiempo permanece en el sistema manual,
debido a los constantes cambios de horarios de apertura del
hipermercado y la falta de mantenimiento del sistema automático. Los
jefes de bodega son los encargados de encender y apagar estos equipos
de acuerdo a su conveniencia.
Estas centrales permanecen encendidas todas las horas de trabajo
del hipermercado ya que tienen la función de mantener un ambiente
agradable para los clientes y todo el personal. Por lo tanto representan un
consumo eléctrico notable.
Estos equipos operan según la medición de temperatura que registre
el termostato que actual mente tiene un parámetro de 22 a 24°C, por lo
tanto trabajan constantemente durante la mañana y tarde, debido al
movimiento típico de clientes que visitan en gran número al hipermercado,
a la temperatura ambiente de la ciudad que bastante elevada, a pesar que
las paredes y techos tienen aislamiento térmico aplacan en algo el calor
externo.
Causas del problema:
Falta de control encendido y apagado de equipos.
Falta de mantenimiento de equipos de control automático.
Equipos encendidos innecesariamente.
Falta de mantenimiento, limpieza de condensadores y
evaporadores.
Situación actual 44
Falta de control en parámetros de temperatura según el
movimiento de personas por área (río store, comisariato,
ferrisariato y juguetería).
Consumo eléctrico:
Cabe indicar que todas las centrales tienen la misma capacidad y
por lo tanto el mismo consumo eléctrico, se cuenta con 12 centrales de
600000 BTU c/u con un consumo nominal de 211 Kw. están instalados en
12 galpones de aproximadamente 20 mil metros cuadrados.
Continuación se presenta las mediciones de corriente realizadas a
centrales de aire acondicionado.
TABLA N° 10
CONSUMO CENTRALES DE AIRE
Maquina Corriente (Amps) Consumo
(Kwh) F1 F2 F3
1 78 80 80 50.42
2 83 83 80 51.68
3 83 88 85 53.57
4 52 52 54 32.77
5 85 91 88 55.46
6 84 87 86 54.20
7 81 83 82 51.68
8 82 89 89 54.20
9 50 52 50 32.14
10 85 87 87 54.20
11 80 82 81 51.05
12 80 85 81 51.68
Promedio 593.05
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 45
Se tiene un total de 593.05 Kwh. por consumo de unidades
condensadoras, que sumados el valor de consumo por la unidad
evaporadora se obtiene el consumo de centrales de aire acondicionado.
TABLA N° 11
CONSUMO CENTRALES DE AIRE
El consumo de unidades evaporadoras se calculó de la siguiente
manera: se tiene 12 evaporadores con un consumo de 20 amperios c/u y
aplicando la siguiente formula se obtiene.
cos*3** IVp
Donde:
P = potencia
V = Voltaje
I = Intensidad de corriente
Cos ß = factor de potencia.
88.0*3*20*440p
wattsp 1.13397
kww
p 39.131000
1.13397
CONSUMO SISTEMA CENTRALES DE AIRE
Unidades condensadoras 593.05
Unidades evaporadoras 160.76
TOTAL 753.81 Kwh.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Situación actual 46
Este valor 13.39 Kwh. multiplicados por la cantidad de 12
evaporadores nos da un total de 160.76Kwh.
Se tiene un consumo total de energía eléctrica por concepto de
climatización de 753.81kwh, como se indica en la tabla # 11, cabe indicar
que estos equipos de funcionan entre 12 y 14 horas diarias.
CAPITULO III
ANALISIS Y DIAGNOSTICO
3.1 Análisis de datos e identificación de problemas
En los actuales momentos el consumo de energía eléctrica es uno
de los principales costos de un supermercado y es tan necesario dentro
de sus actividades de comercialización y servicio al cliente.
El departamento de mantenimiento tiene la responsabilidad de
reducir estas situaciones y así disminuir los costos por la utilización de
energía eléctrica. Por tal motivo existe la necesidad de realizar un estudio
para optimizar el consumo de energía eléctrica en los supermercados.
El objetivo principal de este proyecto nos lleva a procurar un ahorro
significativo de energía eléctrica, analizando las condiciones actuales de
funcionamiento de las maquinas y equipos e identificar procesos
inadecuados que se están presentando.
El problema más crítico de los supermercados es el pago de alto
valores (dólares) por consumo de fluido eléctrico. Por esta razón se
analizara todas las maquinas y equipos que consumen energía eléctrica,
dando prioridad a los tres principales consumos eléctricos del
supermercado: iluminación, refrigeración y aire acondicionado.
Análisis y diagnostico 48
3.1.1 Diagrama de Pareto.
En la siguiente tabla se muestra el consumo de energía eléctrica en
Kwh por sistemas de iluminación, aire acondicionado y refrigeración.
TABLA N° 12
CONSUMO SISTEMAS
Conociendo los datos anteriores podemos elaborar el siguiente
cuadro.
TABLA N° 13
PORCENTAJE DE CONSUMO
SISTEMA CONSUMO KWH
Aire acondicionado 753.81
Iluminación 268.8
Refrigeración 174.49
TOTAL 1197.1
Sistema Consumo Total acumulado
Porcentaje Porcentaje acumulado
Aire acondicionado
753.81 753.81 62.96 62.96
Iluminación 268.8 1022.61 22.45 85.41
Refrigeración 174.49 1197.1 14.57 100
Total 1197.1 ------ 100 ------
Fuente: Capitulo II Elaboración: Juan Baque
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Análisis y diagnostico 49
GRAFICO N° 7
DIAGRAMA DE PARETO
3.1.2. Consumo de energía eléctrica.
La tarifación de la empresa eléctrica comprende básicamente 2
porciones de suministro de energía los cuales son:
Cargo por la energía consumida del supermercado expresada en
KW/H.
Cargo de demanda o capacidad (KW retirado por la empresa
eléctrica durante un periodo de facturación prescrito, usualmente
un mes).
La demanda en KW se define como la rapidez promedio de
extracción de energía de la empresa suministradora durante un periodo
de (60 min.) por tal motivo la empresa eléctrica impone un cargo por
demanda expresada en KW.
DIAGRAMA DE PARETO
0
200
400
600
800
1000
A/A Ilum Ref
CO
NS
UM
O K
WH
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
PO
RC
EN
TA
JE
Elaborado por: Juan Baque
Análisis y diagnostico 50
Para la realización de este proyecto es necesario analizar la
maquinas y equipos que consumen energía eléctrica los cuales se
adaptan al sistema para lo cual han sido adquiridos. El supermercado
cuenta con propia subestación eléctrica, la cual está formada por tres
puentes (cuchillas) de alta tensión, un transformador de 5 MVA el cual
convierte la tensión que viene de la empresa eléctrica (69000V) a una
tensión de 13200 V pasando por medio de conductores a través de celdas
de fusibles de alta tensión para llegar a los transformadores secos, los
mismos que cambian la energía de13200v a 440/277V siendo esta la
tensión que se utiliza para centrales de aire y alumbrado de toda el área
de ventas, otro transformador de 13200V a 208/120V para toma
corrientes alumbrado de oficina y locales anexos pasando primeramente
por paneles principales y secundarios.
También se cuenta con dos potentes generadores de 540 Kw de
marca Caterpillar con capacidad para soportar la carga de toda la planta
en caso de corte del suministro de energía eléctrica.
3.1.3 Diagrama causa – efecto.
Con el diagrama causa – efecto analizaremos las causas reales y
potenciales del problema, las mismas que nos permiten proponer
soluciones para resolver el problema.
DIAGRAMA CAUSA – EFECTO
Alto consumo de energía eléctrica.
Método operacional
Equipos
Mano de obra
Falta de control
Falta eficiencia energética
Parámetros desactualizados
Procedimiento
manual
Falta de mediciones de energía por áreas
Falta automatismo
Falta actitud de ahorro
Descuido
Generación de calor
Falta coordinación
Operaciones Innecesarias
Falta de mantenimiento
Análisis y diagnostico 52
3.1.4 Análisis Foda
Fortalezas
Reconocimiento a nivel nacional como una de las cadenas de
supermercados más importante del país.
Amplia experiencia en el campo de tiendas detallistas.
Precios más bajos que sus competidores, que se traduce mayor
flujo de clientes, mayor volumen de ventas y por ende grandes
ganancias.
Se utiliza la más avanzada tecnología disponible en el mercado
Desarrollo agresivo en el cual constantemente se está buscando
aéreas comerciales para establecer sus tiendas.
Posee un plan de compras en el cual exige que sus suplidores
sigan su pauta de proveer productos con los precios más bajos
posibles.
Ofrece gran variedad de artículos y productos
Vende marcas reconocidas por el consumidor como de buena
calidad.
Alta rotación de inventarios.
Uso eficaz de técnicas logísticas.
Oportunidades
Aprovechar las falencias de la competencia
Incursión en otras ciudades del país.
Incremento mercado potencial de diferentes sectores del negocio.
Expansión de línea de producción.
Buena imagen de la empresa con todo el entorno (cliente,
proveedores y asociados).
Situación geográfica.
Competencia leal y desleal.
Análisis y diagnostico 53
Debilidades
Recurso humano no capacitado en algunas áreas como atención al
cliente.
Motivación del recurso humano (salario/beneficios)
Altos costos de energía.
Competidor mejor reconocido en el mercado.
Precio competitivo
Amenazas
Restricción a las importaciones impuestas por el gobierno actual.
La continuidad de la crisis económica provoca una baja en la
demanda de los productos.
Competencia en constante crecimiento.
Desempleo
Inflación.
Análisis y diagnostico 54
3.2 Impacto económico del problema.
El consumo de energía eléctrica está relacionado directamente con
los equipos que se utilizan durante el proceso de venta de productos,
estos son: sistema de iluminación, aire acondicionado y refrigeración,
cabe destacar que estos equipos funcionan entre 12 y 14 horas diarias,
en el caso del sistema de refrigeración este funciona las 24 horas del día
de lunes a domingo durante todo el año.
Falta de optimización del sistema de alumbrado
En la actualidad el supermercado cuenta con la cantidad de 672
lámparas de vapor de mercurio de alta presión tipo campana de 400
vatios a 277 voltios en toda el área de ventas y bodegas. Estas luminarias
permanecen encendidas un promedio de 14 horas diarias, siendo los
horarios de apertura del supermercado a las 09h00 AM hasta 9h00 PM de
lunes a jueves y de viernes a domingo de 10h00 AM a 10h00 PM.
Estas lámparas cuentan con un sistema de control que puede ser
automático o manual lo cual es manipulado por los jefes de bodegas del
almacén, el sistema automático tiene programación de encendido que
empieza a las 7h30 AM con un porcentaje de iluminación del 20% hasta
las 09h00am que la iluminación debe estar al 100%, el apagado de las
mismas empieza a las 9h00 PM hasta las 10h00 PM que sale el personal
de limpieza y jefes de bodega.
El sistema de control manual se usa frecuentemente por los cambios
de horarios de trabajo, generalmente los horarios de apertura y cierre de
los supermercados cambian dependiendo la temporada de feriados y los
tres últimos meses del año que se intensifican las ventas, también cuando
se realizan trabajos de mantenimiento después del cierre.
Análisis y diagnostico 55
Análisis económico.
Se tiene un total de 672 lámparas de 400w c/u que trabajan 14 horas
diarias.
wwlamp 268800400*672
diakwdiahkw /2.3763/14*8.268
Multiplicamos por 30 para obtener el valor mensual.
meskwmes
dias
dia
kw/112896
30*
2.3763
Se ha calculado el consumo en Kw/mes en base a la potencia de
lámparas, la cual viene indicada por el fabricante. La tarifa que paga la
empresa por consumo de 1 kw-h en alta tensión y tiene un valor de
0.051$/Kw.
Total de la tarifa $ 5757.696
Falta de optimización del sistema de climatización.
En el supermercado hay equipos que trabajan constantemente pero
en momentos indeterminados, se cuenta con 12 centrales de aire
acondicionado marca Carrier de 600000 BTU con 2 compresores y un
consumo nominal de 75amp por compresor, los cuales están instalados
para acondicionar el aire de toda el área de venta 20 mil metros
cuadrados.
Análisis y diagnostico 56
Estas centrales permanecen encendidas durante todo el día ya que
tienen la función de mantener fresco el área de venta y brindar un
ambiente agradable a los clientes por lo tanto representa un consumo
eléctrico notable.
Esta área genera calor debido al movimiento típico de los clientes, el
personal que labora en ella y a la temperatura del ambiente, a pesar que
las paredes y techos tienen aislamiento térmico permiten el ingreso de
calor externo, lo cual se ve reflejado en un estudio termográfico realizado
por el departamento de mantenimiento.
Actualmente las centrales tienen un parámetro de 18°c para la
parada y 22°C para la marcha. Estos equipos operan según la medición
de temperatura que registre el termostato.
TABLA N° 14
CONSUMO SISTEMA CENTRALES DE AIRE
Unidades condensadoras 593.05 Kwh
Unidades evaporadoras 160.76 Kwh
TOTAL 753.81Kwh
Análisis económico.
Se tiene un consumo de 753.81 Kwh sabiendo que estos equipos
trabajan un promedio de 14 horas se puede calcular el costo mensual por
concepto de centrales e aire, el mismo que se presenta en la siguiente
tabla.
Fuente: Capitulo II Elaboración: Juan Baque
Análisis y diagnostico 57
TABLA N° 15
COSTO ENERGÍA ELÉCTRICA
Se tiene un consumo de 16146.6 dólares al mes por concepto de
aire acondicionado.
Falta de optimización del sistema de refrigeración
El supermercado cuenta con equipos de refrigeración utilizados para
el almacenamiento de productos, los mismos que tienen la capacidad de
mantener los productos a una temperatura suficientemente baja para
maximizar su durabilidad. Estos equipos se describen como cámaras
frigoríficas, vitrinas exhibidoras y cuartos fríos en los que se almacena
productos de forma rápida y segura, sin mermar la capacidad del
consumidor para tomarlos sin ningún inconveniente.
En este caso el consumo de energía eléctrica tiene relación con los
compresores que utiliza el sistema de refrigeración, se usa el ciclo de
refrigeración por compresión de vapor representando un consumo
energético considerable.
Estos equipos trabajan con datos de temperatura censados por
termostatos que envían su señal al cerebro del equipo y este hace actuar
# de centrales de aire 12
Capacidad centrales 600000 BTU
Consumo real. 753.81 Kwh.
Consumo mensual 316600.2 Kwh
Costo Kwh. en alta tensión. 0.051
Costo mensual $16146.6
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Análisis y diagnostico 58
a su vez al compresor. Todo este proceso es automático y no interviene
ningún tipo de operación manual y trabajan durante día y noche.
Actualmente la temperatura con que actúan los compresores son:
Para la conservación de productos alimenticios se necesitan
diferentes ambientes, como es el caso de productos congelados que
necesitan mantenerse en un ambiente de -14°C a -20 °C, y para los
productos que necesitan refrigeración deben estar en un rango de
temperatura de 2°C a 5°C.
Análisis económico.
Una vez calculado el consumo en Kwh por concepto de refrigeración
podemos obtener el costo mensual, cuyo valor se presenta continuación.
TABLA N° 16
CONSUMO SISTEMA REFRIGERACION
Equipos convencionales 65.47
Sistema plus 109.02
TOTAL 174.49 Kwh
Por lo general los condensadores pasan encendidos 22 horas al día
ya que en las 2 horas restantes tienen descanso por deshielo y por
temperatura tiene un promedio de descanso de 2 horas al, siendo un
consumo normal 20horas de funcionamiento al día.
A continuación se presenta el cálculo del costo mensual por este
concepto.
Fuente: Capitulo II Elaboración: Juan Baque
Análisis y diagnostico 59
TABLA N° 17
COSTO DE ENERGIA EQUIPOS DE REFRIGERACION
Consumo equipos convencionales 65.47 Kwh
Consumo sistema plus 109.02
Consumo total. 174.49 Kwh.
Consumo mensual 104694 Kwh
Costo Kwh. en alta tensión. 0.051
Costo mensual $5339.39
Se tiene un costo mensual de 5339.39 dólares por concepto de
refrigeración de productos.
3.3 Diagnostico
Debido al consumo de energía eléctrica por la falta de optimización
de los sistemas que se han analizado se están originando egresos
elevados en las planillas de la empresa eléctrica, que bien podrían
suprimirse, implementando un buen programa de ahorro de energía, ya
sea de forma automática o por medio del personal.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
CAPITULO IV
PROPUESTA
4.1 Planteamiento de solución a problemas
En el presente capitulo se realizará el desarrollo de las soluciones
propuestas el problema detallado en el capitulo anterior.
Programa para el ahorro de energía eléctrica
Se desea lograr una mayor eficiencia en el uso de la energía
eléctrica, con base en el análisis de las tres fuentes de consumo
principales dentro de la empresa detallados en el capitulo anterior. Es por
eso que hay la necesidad de crear un programa de ahorro fomentando los
siguientes aspectos:
TABLA N° 18
PROGRAMA DE AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
N° PROPUESTA ACCIÓN A DESARROLLAR
1 Optimización del sistema de iluminación
Uso de luminarias más eficientes
Optimizar el control automático de las luminarias
2 Optimización del sistema de climatización
Automatizar funcionamiento de centrales de aire
3 Optimización del sistema de refrigeración
Mantenimiento correctivo y predictivo de maquinas y equipos
Usar motores de alta eficiencia.
Consideraciones generales.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 61
El programa de ahorro de energía en la empresa implica un
compromiso y una organización permanente a largo plazo, que se integra
a la administración diaria de la empresa.
4.1.1 Propuesta N° 1
Optimización del sistema de iluminación.
4.1.1.1 Desarrollo de la propuesta.
Tal como se demostró en el diagnostico, el consumo de energía
eléctrica por iluminación en el hipermercado, representa
aproximadamente 25 % del consumo total. Por tal razón es necesario
optimizar el sistema de alumbrado haciendo uso de luminarias más
eficientes y sistemas de control automático que nos pueden ayudar a
reducir el costo de iluminación en un 30% a un 60% mientras que mejoran
la calidad de la iluminación y reducen el impacto ambiental.
El ahorro de energía en iluminación puede lograrse por diferentes
medios:
La substitución de las lámparas existentes por alternativas más
eficientes. Puede ahorrar hasta un 30% si se compara contra
lámparas actuales.
Sensores de iluminación combinados con sensores de presencia.
Ahorros de hasta un 60%.
Propuesta 62
4.1.1.2 Uso de luminarias más eficientes:
El propósito de esta propuesta es de estimar el consumo eléctrico
que representaría el hipermercado considerando la sustitución de todas
las luminarias actuales por las de mayor rendimiento.
En la actualidad existen equipos de alta tecnología que pueden
utilizarse para reducir el consumo de energía eléctrica, tal es el caso de
las lámparas fluorescentes y balastros electrónicos. A continuación se
realiza una descripción de los equipos de tecnología moderna
considerados claves para el ahorro de energía eléctrica.
Lámparas fluorescentes:
Las lámparas fluorescentes combinan alta eficacia luminosa con
bajo consumo de energía. Una lámpara fluorescente necesita sólo
alrededor del 15% de la energía eléctrica que una bombilla ordinaria
necesidades. En cuanto a su vida también son una excelente alternativa.
La vida media de estas lámparas es de 24.000 horas - en comparación
con sólo 18.000 horas de una lámpara con balastro convencional.
Las lámparas T5 sólo contienen 2,5 MG de mercurio. Estas
lámparas contribuyen a la protección del medio ambiente - no sólo por las
cantidades muy pequeñas de sustancias peligrosas, sino también debido
a su alta eficiencia y larga vida fiable (con el consiguiente menor consumo
de recursos). También son perfectos para combinar con los sistemas de
regulador luz del día y detectores de presencia. Esto supone un ahorro de
energía aún mayor.
Propuesta 63
GRAFICO N° 8
TUBO FLUORESCENTE 54 VATIOS
Las lámparas fluorescentes son lámparas de baja presión de
descarga de gas. El tubo de vidrio se llena con un gas inerte a baja
presión y una pequeña cantidad de mercurio. La pared de vidrio está
recubierta con un fósforo. En los extremos del tubo de vidrio se pegan
electrodos. Cuando una carga eléctrica se pasa entre ellos el vapor de
mercurio emite radiación UV. Cuando la radiación UV golpea el fósforo el
fósforo emite luz visible. El color puede variar para diferentes aplicaciones
mediante la selección de diferentes combinaciones de fósforo.
Balastros electrónicos:
Al igual que los transformadores electromagnéticos son la fuente de
alimentación para las lámparas fluorescentes.
Fuente: General electric lighting Elaboración: Juan Baque
Propuesta 64
GRAFICO N° 9
BALASTRO ELECTRÓNICO
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 balastro mismo.
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
balastros para lámparas fluorescentes, producen ruido. 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: Este
balastro proporciona a su salida un voltaje a frecuencias que
Fuente: www.lutron.com
Elaboración: Juan Baque
Propuesta 65
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.
Balastro electrónico de regulación, control y censores
Ahorro energético del 40% a 70%.
Calidad de iluminación y confort.
La luminaria seleccionada cumple con los requerimientos de diseño
y estética del local. Esta luminaria fluorescente ofrece un mínimo de grado
de deslumbramiento y un máximo aprovechamiento energético, usa 6
tubos fluorescentes F54T5/830 con una alta eficacia luminosa, hasta 104
lúmenes/ Watts que representaría 300000 lúmenes por lámpara.
El nivel de iluminación o luminosidad, es la cantidad de luxes
luminosos incidentes en una superficie, por unidad de área. El nivel
recomendado para supermercados es 750 lumen/m2, según tabla que se
muestra en ANEXO # 3.
El área a iluminar es de 20000 m2, entonces el nivel de iluminación
recomendado para el hipermercado es:
Nivel de iluminación = 750x 20000= 15´000.000 lumen
El nivel de iluminación que se tendría con las nuevas luminaria se
muestra a continuación.
Propuesta 66
TABLA N° 19
CARACTERÍSTICAS Y FLUJO LUMINOSO DE LUMINARIAS
Tipo de tubo Voltaje Balastro
electrónico
Cantidad de
lámparas
Flujo luminoso
Fluorescente (V) lumen/lamp Total
Lúmenes
6x54 W T5 120/277 3 672 30,000 20’160,000
En la tabla anterior se observa que el total de flujo luminoso de las
672 luminarias es 20´160.000 lumen que sobrepasa el nivel
recomendado, por lo que se garantiza la calidad de iluminación
incrementando el confort y la capacidad de los ocupantes.
Beneficios de una mejora inteligente en iluminación:
La iluminación es una de las fuentes principales de ganancia de
calor y desperdicio de energía, al implementar un sistema de iluminación
eficiente se tendría los siguientes beneficios.
Ahorros de energía altamente rentables e inversiones de bajo
riesgo.
Reducir el excesivo calor y desperdicio de energía generados por
luminarias actuales.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 67
GRAFICO N° 10
TERMOGRAFÍA LUMINARIAS ACTUALES
El grafico 9 ilustra como el calor del sistema de iluminación actual
afecta las cargas de enfriamiento dentro del hipermercado. La Mejoras del
sistema de iluminación crean oportunidades para mejorar la eficiencia de
la distribución eléctrica y el sistema de Aire acondicionado al reducir estas
cargas.
4.1.1.3 Determinación del ahorro de la propuesta
Con la sustitución directa se tiene una disminución inmediata en el
consumo y se debe de verificar que se mantiene o incrementa el nivel de
iluminación.
Se tienen 672 lámparas de 400w c/u para alumbrar toda el área de
exhibición de productos del hipermercado, las mismas que demandan
275.62 Kwh. La iluminación opera 14 horas diarias durante los 7 días de
la semana y se trabajan cincuenta y dos semanas al año, el equivalente
a 5000 horas. El consumo total de este sistema, incluyendo las perdidas
es:
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 68
Consumo anual = (275.62*14*7*52) =1’404,559.52kwh
Si se utilizan lámparas con seis tubos fluorescentes T5 de 54 W c/u
y 3 balastros electrónicos de 2*54 W, se logra mayor eficiencia energética
y la vida media de un poco más de cinco años. Estas luminarias se
colocarían en las mismas instalaciones eléctricas existentes con la misma
cantidad de lámparas.
Cada balastro de 2*54 W tendrían un consumo de 0.40 Amperios
con un voltaje de 277 V. El consumo anual con este nuevo sistema
resulta ser:
Consumo anual= (6*54*672*14*7*52)/1000 = 1’109,541.88 Kwh.
Por lo que el ahorro en energía que se tiene es de:
Ahorro de energía anual =1’404,559.52 – 1’109,541.88 = 295017.64 Kwh.
Por otro lado se tiene una disminución en demanda de:
Disminución de demanda = (275.62 -217.728)= 57.89 kw
La sustitución de las nuevas luminarias traerían un ahorro por
luminaria de aproximadamente un 35 % ya que las de 6 tubos de 54 W y
3 balastros demandarían 324 W en lugar de 498.6 W que demandan las
luminarias actuales considerando las pérdidas por generación de calor.
Propuesta 69
TABLA N° 20
RESUMEN DEL CONSUMO CON LUMINARIAS.
Luminarias Consumo anual
(Kwh.)
Ahorro anual
(Kwh.)
Luminarias actuales 1’404,559.52
Nuevas luminarias 1’109,541.88 295,017.64
4.1.1.4 Encendido y apagado automático de las luminarias.
Generalmente durante las horas de apertura y cierre del
hipermercado se tienen en uso varias lámparas que no se requieren para
actividades de limpieza y mantenimiento.
Para el ahorro de energía en los sistemas de iluminación no basta
con la instalación de equipos de iluminación de alta eficiencia, aunque
necesariamente debe ser el primer paso. Se debe complementar con
equipos de control automático, con los que se puede obtener importante
porcentaje adicional de ahorro en el consumo de energía eléctrica.
Se desea implementar un sistema que permita reducir el uso
innecesario de energía en diversas áreas del hipermercado, además de
contar con un nivel adecuado de luz en cada sector, dependiendo de su
funcionalidad.
Por lo tanto se requiere un sistema que permita controlar el nivel de
iluminación proporcionado por las luminarias en función del nivel de luz
natural, en función del estado de ocupación de cada una de las áreas, en
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 70
función del día y de la hora y que todos los parámetros de operación
puedan visualizarse y monitorearse desde un computador.
El empleo de detectores de presencia también favorece el ahorro, ya
que activa y desactiva servicios impidiendo que se haga un consumo
indiscriminado de energía eléctrica. Por ejemplo, solo se mantendrá
encendida las luces en los espacios donde haya personas.
Las funciones de mayor importancia que podrá desempeñar el
sistema son las siguientes:
Apagado automático de fuentes de luz temporizado en función de
los horarios de trabajo.
Adaptación de la iluminación en función de la luz natural para
condiciones de trabajo optimas por medio de regulación de luz
constante.
Iluminación automática de pasillos, escaleras y espacios pocos
frecuentados gracias a detectores de movimiento.
Dispositivos de control.
Estos dispositivos pueden ser utilizados en conjunto para integrar un
sistema completo que sea capaz de manejar varias estrategias de control
para un gran número de luminarias.
Sensores de presencia.- su funcionamiento es sencillo ya que
mientras no se detecte la presencia de alguna persona en el lugar, no
enciende las luces.
Este tipo de controles proporcionan un ahorro potencial entre 25 y
50%.
Propuesta 71
GRAFICO N° 11
SENSOR DE PRESENCIA.
Sensor de nivel lumínico.- Sensor de nivel lumínico permite la
disminución del nivel lumínico de las lámparas cuando el nivel de
iluminación natural es alto y viceversa.
GRAFICO N° 12
SENSOR DE NIVEL LUMÍNICO.
Fuente: www.lutron.com Elaboración: Juan Baque
Fuente: www.lutron.com Elaboración: Juan Baque
Propuesta 72
Descripción del sistema de control de iluminación.
El sistema trabaja controlado por la fuente del bus de Ecosistema, la
cual recibe la información del estado de los sensores y de los mandos
manuales mediante el bus del sistema, que es la red de control que
recorre a todos los dispositivos actuadores (balastros), según esta
información ordena al balastro correspondiente, a realizar la actividad pre-
programada en el sistema.
GRAFICO N° 13
DIAGRAMA DEL BUS DE ECOSISTEMA.
4.1.1.5 Determinación del ahorro de la propuesta.
Se tiene estimado que el hecho de instalar este sistema de control
con sensores traería como consecuencia un ahorro promedio del 40 % de
la energía que se consume por concepto de iluminación.
El consumo anual de energía eléctrica con las nuevas luminarias es
de 1109541.88 Kwh. Si se realizan los cambios necesarios para instalar el
nuevo sistema de control con sensores, estimando un ahorro de 40% se
tendría un consumo de:
Fuente: www.lutron.com Elaboración: Juan Baque
Propuesta 73
Nuevo consumo = 1109541.88 - (1109541.88 *0.40) = 665725.128 Kwh.
El ahorro de energía que se obtiene es:
Ahorro = 1109541.88 – 665725.128 = 443816.75 Kwh.
En la siguiente tabla se muestra el ahorro de energía utilizando
nuevas luminarias y sistema de control con sensores.
TABLA N° 21
CONSUMO Y AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA POR ILUMINACIÓN.
Luminarias Consumo anual
(KWH) Ahorro Anual (KWH)
Luminarias actuales 1’404,559.52 -
Nuevas luminarias 1’109,541.88 295,017.64
Nuevas luminarias y sistema de control
665,725.128 443,816.75
TOTAL 738,834.392
Con el uso de luminarias más eficientes y un sistema de control por
medio de sensores se logra un ahorro anual de 738.834,392 dólares
como se muestra en la tabla anterior.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 74
GRAFICO N° 14
AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
En el grafico anterior se observa la diferencia de consumo entre
todos los análisis realizados, demostrándose que con el solo hecho de
realizar el cambio de luminarias se obtiene ahorros considerables.
4.1.2. Propuesta N° 2
Optimización del sistema de climatización.
4.1.2.1 Desarrollo de la propuesta.
La finalidad de esta propuesta es la de optimizar el sistema de
automatización del encendido y apagado de centrales de aire, ya que se
cuenta con paneles de control por medio de PLC, los mismos que
encuentran en mal estado por la falta de mantenimiento (daños de tarjeta
electrónica y relés de control). Debido a esto el encendido y apagado se
lo realiza manualmente sin tener horarios establecidos.
1404559,52
1109541,88
665725,128
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
Co
nsu
mo
(kw
h)
Lum
inarioas
actu
ale
s
Nuevas
lum
inarias
Nuevas
lum
inarias y
sensore
s
Consumo anual
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 75
El hipermercado tiene horarios de atención al cliente de 09h00 hasta
22h00 de lunes a sábado y 10H00 a 22h00 los domingo, los mismo que
varían durante el año por feriados. Durante estos horarios de atención al
cliente el sistema de aire acondicionado se encarga de mantener un nivel
de temperatura adecuado y agradable en cada una de las áreas del
hipermercado.
Para el correcto funcionamiento de este sistema se requiere
incorporar lo siguiente:
Reemplazar los dispositivos de control en mal estado.
Implantar un horario de encendido y apagado para dichos equipos.
Ajustar temperatura en termostatos instalados en diferentes puntos.
Instruir al personal para que no haya manipulación de termostatos.
Una vez comprados los dispositivos de control que se encuentran en
mal estado se procederá a reemplazarlos por personal electricista de la
empresa. Indicamos que en la empresa laboran personal técnico
electricistas, de refrigeración y aire acondicionado encargados de realizar
todo tipo de trabajos, sean estos de mantenimiento o montaje.
Con respecto al horario de marcha y parada de equipos se pondrá el
siguiente horario.
Propuesta 76
TABLA N° 22
HORARIO ENCENDIDO Y APAGADO DE UNIDADES DE AIRE
ACONDICIONADO.
El hipermercado cuenta con 12 unidades de aire acondicionado los
mismo que para su encendido y apagado se los han agrupado en cuatro
grupos, teniendo cada grupo su horario. Este horario se ha establecido
para que funcione de manera automática, eliminando así la manipulación
RÍO
ST
OR
E Y
CO
MIS
AR
IAT
O
GRUPO N°1 MAQUINA 1
MAQ. 1, MAQ 3, MAQ 5
LUNES A VIERNES SÁBADO Y DOMINGO MAQUINA 2
MARCHA 09H00 09H30
PARO 20H00 09H30 MAQUINA 3
GRUPO N°2 MAQUINA 4
MAQ. 2, MAQ 4, MAQ 6
LUNES A VIERNES SÁBADO Y DOMINGO MAQUINA 5
MARCHA 10H30 09H30
PARO 21H00 09H30 MAQUINA 6
JU
GU
ET
ER
ÍA Y
FE
RR
ISA
RIA
TO
GRUPO N°3 MAQUINA 7
MAQ. 7, MAQ 9, MAQ 11
LUNES A VIERNES SÁBADO Y DOMINGO MAQUINA 8
MARCHA 09H30 09H30
PARO 20H00 09H30 MAQUINA 9
GRUPO N°4
MAQUINA
10
MAQ. 8, MAQ 10, MAQ 12
LUNES A VIERNES SÁBADO Y DOMINGO
MAQUINA
11
MARCHA 10H30 09H30
PARO 21H00 09H30
MAQUINA
12
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 77
manual y ahorrando energía eléctrica por la reducción del tiempo de
encendido de las maquinas.
Equilibrio entre confort y ahorro de energía.
El control y automatización de los equipos en el hipermercado es un
factor importante para mantener el equilibrio entre confort el y el ahorro de
energía. Mediante el PLC y tableros de automatismo se llevará un
minucioso programa de control que realice este equilibrio.
En horas de la mañana de 9h00 a 10h00 se tiene una menor
afluencia de personas en el almacén, por lo que la carga térmica no
estaría al 100% y no es necesaria tener todos los equipos encendidos. En
el horario establecido en la tabla # 22 se agrupo las 12 maquina en
grupos de 3 maquinas, lo que permite programar encendidos y apagados
escalonados a la hora de apertura y cierre del local para evitar picos
simultáneos de energía que redundarían en multas que aplica la empresa
eléctrica.
TABLA N°23
CAPACIDAD CENTRALES DE AIRE
Consumo (KW) Capacidad (BTU) %
Consumo nominal 211 600,000.00 100
Consumo real 9h00
a 10h00 AM. 65 220,738.64 37
Como podemos observar en la tabla # 23 en horas de la mañana
una maquina estaría trabajando a un 37% de su capacidad si se mantiene
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 78
funcionando las 12 maquinas. Por lo que a esa hora con la mitad de
maquinas funcionando seria optimo para mantener un equilibrio entre
confort y ahorro de energía.
4.1.2.2 Determinación del ahorro de la propuesta.
Como ya se indico en el capitulo anterior las centrales de aire
permanecen encendidas un promedio de 14 horas diarias. Con la
implementación de esta propuesta se tendría una disminución en el
tiempo de funcionamiento de cada máquina detallado continuación.
TABLA N° 24
TIEMPO DE FUNCIONAMIENTO MAQUINAS.
HORAS DE FUNCIONAMIENTO CENTRALES DE AIRE
ACONDICIONADO
TIEMPO
ACTUAL
(HORAS)
TIEMPO
PROPUESTO
(HORAS)
AHORRO DE
TIEMPO
(HORAS)
GRUPO 1 14 11 3
GRUPO 2 14 10,5 3,5
GRUPO 3 14 10,5 3,5
GRUPO 4 14 10,5 3,5
En la tabla anterior se puede observar que con la solución propuesta
a este problema se puede reducir el tiempo de funcionamiento diaria de
centrales de aire a un promedio de 11 horas, lo que traería un ahorro de
energía eléctrica considerable.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 79
Sabiendo que el consumo total de las 12 maquinas es de 753.81 kw
por hora. El consumo anual bajo las condiciones de operación actual seria
de:
Consumo anual = (753.81*14*7*52) = 3841415.76 kwh.
Utilizando el sistema de control automático que reduce el tiempo de
funcionamiento de las maquinas a 11 horas. El consumo anual de este
nuevo sistema resulta ser:
Nuevo consumo = (753.81*11*7*52) = 3018255.24 kwh.
Por lo que el ahorro en energía que se tiene es de:
Ahorro de energía anual = 3841415.76 – 3018255.24 = 823160.52
Kwh.
4.1.3 Propuesta N° 3
Optimización del sistema de refrigeración.
Solución.
Mantenimiento correctivo y predictivo de maquinas y equipos del
sistema de refrigeración.
Uso de motores más eficientes.
4.1.3.1 Desarrollo de la propuesta.
Una gran cantidad de desperdicio de energía eléctrica del
hipermercado, proviene no necesariamente de contar con equipos
inadecuados, sino por el mantenimiento incorrecto de los equipos
Propuesta 80
existentes. La labor diaria de mantenimiento de las condiciones optimas
de operación de las maquinas puede ser clave para la consecución de
ahorros energéticos tanto en el mediano como en el largo plazo.
Típicamente, los ahorros por una correcta operación y
mantenimiento de maquinas y equipos pueden ser obtenidos a un costo
muy bajo. Un primer paso es que la responsabilidad no recaiga solo en el
departamento de mantenimiento sino en todo el personal que labora en el
hipermercado. Cabe destacar que la empresa cuenta con personal
técnico en refrigeración encargados del mantenimiento de dichos equipos.
Durante el año se presentan numerosas fallas de unidades de
refrigeración. La principal razón de la mayoría de esas fallas es un
mantenimiento preventivo pobre o inexistente para dichas unidades.
Para lograr el servicio confiable e ininterrumpido de los equipos se
hace las siguientes recomendaciones.
Dado que los controles de operación y seguridad, incluyendo
válvulas de expansión, son el corazón de la unidad, deben ser
revisadas anualmente para asegurar que están bien calibradas y
en buen estado de funcionamiento. Como todos los equipos
mecánicos y eléctricos, estos controles se desgastan y deben ser
revisados periódicamente y reemplazados cuando se determine
que no son confiables.
Los contactos pueden haberse deteriorado como resultado de los
ciclos del compresor.
Todos los terminales de conexión deben ser revisados y apretados,
y todos los contactos que presenten perforaciones deben ser
cambiados.
La protección de sobrecarga de la unidad también debe ser
revisada para asegurar una calibración adecuada.
Propuesta 81
El condensador de la unidad debe ser limpiado como mínimo una
vez al año. Si el condensador está ubicado en una zona con mucho
polvo o suciedad, se le deben programar limpiezas más frecuentes.
Un condensador limpio previene las altas presiones que pueden
acortar la vida útil de la unidad.
Remplazar motores al final de su vida útil por motor de mayor
eficiencia energética.
En la siguiente tabla se muestra las principales fallas y el personal
responsable de darle solución.
TABLA N° 25
FALLAS EN UNIDADES DE REFRIGERACIÓN
FALLAS SOLUCIÓN RESPONSABLE
Mecánicos
(recalentamiento,
fallas de lubricación,
válvulas, etc.)
Revisión constante de
presión, calibración
termostatos y estados
de funcionamiento.
Técnico en
refrigeración
eléctricos ( deficiencia
en contactos,
terminales flojos)
Realizar tomografías
por lo menos una vez
al año para detectar
calentamientos en
contactos.
Departamento
mantenimiento
eléctrico
Condensadores y
evaporadores sucios
Programar limpieza
frecuente
Técnicos de
refrigeración y
personal de
mantenimiento del
hipermercado
Fuente: Archivos mantenimiento eléctrico Elaboración: Juan Baque
Propuesta 82
Mediante las tomografías realizadas para este estudio se detectaron
las siguientes fallas mecánicas y eléctricas:
Contactos deteriorados
Terminales flojos
Motores sobrecalentados
Protección de sobrecarga en mal estado.
Todas estas fallas detectadas en equipos de refrigeración
contribuyen con el consumo de energía eléctrica debido a que hay
pérdidas energéticas por calor que se disipa al ambiente. Además el
calentamiento de un motor, un terminal flojo o contacto deteriorado
aumenta la intensidad de corriente y por ende la potencia consumida.
A continuación se presenta una foto termo grafías de las fallas
encontradas.
GRAFICO N° 15
TERMOGRAFÍA UNIDADES DE REFRIGERACIÓN
Fuente: Archivos mantenimiento eléctrico Elaboración: Juan Baque
Propuesta 83
Este grafico indica una falla por soltura en terminales en el contactor
de alimentación de una unidad de cámara de congelación.
GRAFICO N° 16
TERMOGRAFÍA MOTOR VENTILADOR
En este caso el motor está a punto de quemarse, esto puede ser por
varias causas:
Sobrecarga
Falla eléctrica del motor.
En el ANEXO 4 se muestra un informe sobre el calentamiento de
motores.
4.1.3.2. Determinación del ahorro de la propuesta.
Los motores eléctricos utilizados en los diferentes sistemas son los
mayores usuarios de energía eléctrica en el hipermercado, este hecho
hace que se tomen medidas prometedoras para el ahorro de energía.
Fuente: Archivos mantenimiento eléctrico Elaboración: Juan Baque
Propuesta 84
La forma de aplicar la mejora es sustituir motores, preferentemente
los cercanos al término de su vida útil y con mayores horas de operación,
por motores nuevos de alta eficiencia cuya diferencia en costo se
amortiza rápidamente.
Uso de motores más eficientes.
Se puede medir la implantación de la mejora comparando la energía
que consume el motor actual y los costos que representaría su reparación
contra la energía que consume un motor de alta eficiencia. El caso de la
figura n # 12 se muestra un motor que ha terminado su vida útil por lo
tanto requiere ser cambiado por otro más eficiente.
Eficiencia.- Es la razón entre la potencia de salida a la potencia de
entrada.
100*.
.
perdidassalidaP
SalidaPEFICIENCIA
Sustituir un motor de 2 hp con una eficiencia del 80% que opera 20
horas diarias durante los 7 días de la semana, por un motor con 92% de
eficiencia. La potencia ahorrada será.
Potencia ahorrada (PA) = 0.746xhp (1/n -1/n).
Es decir,
KWPA 245.092.0
1
80.0
12*746.0
Considerando el tiempo que opera al año, 20x7x52 = 7280 horas, la
energía ahorrada es de:
Propuesta 85
Energía ahorrada = 0.245kw*7280horas = 1783.6kwh.
En el caso de un motor de 2 hp la energía que se ahorra al cambiar
motores que se encuentran en mal estado o ha terminado su vida útil es
de 1783.6 kwh, por lo que se reemplazara por uno nuevo de mayor
eficiencia energética en vez de repararlo. Considerando que en la
actualidad en el hipermercado hay 2 motores que se encuentran en mal
estado el ahorro será 3567.2 kwh.
4.2. Costo de soluciones propuestas
El costo de la inversión se obtiene a través de la solicitud de
proformas a proveedores o representantes locales y para determinados
productos mediante consulta de catálogos de proveedores que se
muestran en los ANEXOS 5, 6, 7, 8.
El listado de equipos y materiales requeridos para optimizar los
sistemas de iluminación, climatización y refrigeración con sus costos
respectivos se exponen en la siguiente tabla.
TABLA N° 26
COSTO DE EQUIPOS Y MATERIALES
EQUIPO / MATERIAL COSTO
P.U.(Dólares) CANTIDAD
COSTO
TOTAL
SISTEMA DE ILUMINACIÓN
Lámparas rectangulares de 6
tubos fluorescentes de 54W, con
tres balastros de 2x54w.
301.29 672 202,466.88
Tubos fluorescente F54T5 11.95 4032 48,182.40
TOTAL 250,649.28
Propuesta 86
El costo del sistema de control automático de luces se lo
presupuesto de manera global por parte proveedor y no de manera
SISTEMA AUTOMÁTICO DE
LUCES
Bus digital EcoSystem 4
Sensor de luminosidad 16
sensor de presencia 36
Modulo Ecosistema para conectar
balastros 146
Teclado Ecosistema 4
Estación de control de pared 6
Programador del sistema
EcoSystem 1
TOTAL 51,968
SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
Tablero de control automático,
equipado con modulo lógico
programable LOGO con reloj
interno en tiempo real,
660 2 1,320
SISTEMA DE REFRIGERACIÓN
Reemplazo de contactores en mal
estado,) 231.69 2 463.38
Reemplazo de breaker de
protección en mal estado 56.00 2 112
Uso de motores eficientes
(reemplazo de motores al fin de
su vida útil).
139.00 2 278
pasta de contactos 2 2 4
TOTAL 857.38
COSTO TOTAL MATERIALES $ 304,794.66
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 87
individual para cada dispositivo, por dicha razón en el cuadro consta el
precio global del sistema.
Costo de mano de obra.
Para el mantenimiento de equipos se utilizara personal técnico que
labora en la empresa en el departamento de mantenimiento y para el
montaje de las nuevas lámparas y sistemas de control se lo realizara con
personal contratista.
TABLA N° 27
COSTO MANO DE OBRA
Se tiene un costo de mano de obra de 10,680 dólares para
realizarlos cambios propuestos.
MANO DE OBRA
COSTO5
P.U.
(Dólares)
CANTIDAD COSTO
TOTAL
Montaje de lámparas 15 672 10,080
Reparación de tablero de
control automático de
centrales de aire.
100 2 200
Mantenimiento predictivo 400 1 vez al año 400
Mantenimiento correctivo 0 0
TOTAL 10,680
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 88
4.3 Evaluación de soluciones propuestas
A continuación se presenta un esquema comparativo del costo que
involucra el consumo de energía eléctrica en la situación actual con
respecto a la optimización de los tres sistemas estudiados.
TABLA N° 28
DATOS COMPARATIVOS DEL CONSUMO ELÉCTRICO DE LA
SITUACIÓN ACTUAL Y LAS SOLUCIONES PROPUESTAS
SISTEMAS CONSUMO
ACTUAL (kwh/año)
CONSUMO PROPUESTO
(kwh/año)
AHORRO (kwh/año)
Iluminación 1’404,559.52 665,725,128 738,834,392
Climatización 3’841,415,76 3’018,255,24 823,160,52
Refrigeración 1397315,92 1393748.72 3567.2
TOTAL 6’643,291.2 5’077,729.088 1’565,562.11
En la tabla anterior se puede diferenciar entre el consumo
eléctrico actual y el propuesto, teniendo un ahorro de 1’565,562.11
kw/año.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Propuesta 89
TABLA N° 29
COSTO ANUAL ENERGÍA ELÉCTRICA
SISTEMA
EXISTENTE
SISTEMA
OPTIMIZADO AHORRO
Consumo anual (kwh) 6’643,291.2 5’077,729.088 1’565,562.11
Costo de energía
USD/kwh 0.051 0.051 0.051
Costo total en USD por
año $ 338,807.85 $ 258,964.18 $ 79,843.66
En la tabla anterior se puede observar el consumo y costo anual de
energía eléctrica, tanto en el sistema actual y el sistema optimizado.
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
CAPITULO V
EVALUACIÓN ECONÓMICA Y FINANCIERA
5.1 Financiamiento.
Los siguientes valores son sacados de los datos de consumo actual
y propuesto estudiados en el capitulo anterior.
TABLA N° 30
RESUMEN DE COSTOS POR CONSUMO ENERGÍA ELÉCTRICA
Para poder realizar nuestro estudio económico empezaremos
encontrando la inversión total de proyecto.
SISTEMA
EXISTENTE SISTEMA
OPTIMIZADO AHORRO
Consumo anual (kwh) 6’643,291.2 5’077,729.088 1’565,562.11
Costo de energía USD/kwh
0.051 0.051 0.051
Costo total en USD por año
$ 338,807.85 $ 258,964.18 $ 79,843.66
Fuente: Capítulo IV Elaboración: Juan Baque
Evaluación económica y financiera 91
TABLA N° 31
INVERSIÓN TOTAL
CONCEPTO COSTO (DÓLARES)
Equipo / Materiales $ 304,794.66
Mano de obra $ 10,680
INVERSIÓN TOTAL $ 315,474.66
Para llevar a cabo el proyecto se requiere un capital de $ 315474.66
que proviene de dos fuentes. Corporación El Rosado, goza de capital
para realizar inversiones y así elevar su margen de utilidad. Aporta con el
60% de la inversión y el 40% una institución financiera.
Calculo tasa mínima aceptable de rendimiento.
Inversión de la empresa = 3.46% inflación +10% premio al riesgo + 0.0346
x 0.1 = 0.138
Banco = 8.50%
TABLA N° 32
TASA INTERÉS
ACCIONISTA % APORTACIÓN TASA
INTERÉS PONDERACIÓN
Inversión de la empresa
0,6 0,138 0,0828
Institución financiera
0,4 0,085 0,034
Tasa interés global mixta 0,1168
Fuente: Capítulo IV Elaboración: Juan Baque
Fuente: Investigación directa Elaboración: Juan Baque
Evaluación económica y financiera 92
La tasa mínima aceptable del capital ($ 315474.66) resulto ser
11.68%.
El préstamo a realizar es de 40% de la inversión total ($126189.86) a
una tasa de 8.50% por tanto el pago de cantidades iguales al fin cada año
es.
1)1(
)1(n
n
i
iiPA
Donde A (anualidad) es el pago igual que se hace cada fin de año, P
capital a financiar. Sustituyendo valores:
2376.385241)085.01(
)085.01(085.0864.126189
4
4
A
TABLA N° 33
TABLA DE AMORTIZACIÓN DE PRÉSTAMO
Se observa que la suma del pago a principal de cada uno de los
años es de 126189.87, lo que significa que el resto pagado en todos los
años es atribuido solo a intereses.
AÑO INTERÉS PAGO FIN DE AÑO
PAGO A PRINCIPAL
DEUDA DESPUÉS DE PAGO
ACTUAL $ 126.189,86
2011 $ 10.726,14 $ 38.524,24 $ 27.798,10 $ 98.391,76
2012 $ 8.363,30 $ 38.524,24 $ 30.160,94 $ 68.230,82
2013 $ 5.799,62 $ 38.524,24 $ 32.724,62 $ 35.506,20
2014 $ 3.018,03 $ 38.524,24 $ 35.506,21 -$ 0,01
$ 126.189,87
Elaborado por: Juan Baque
Evaluación económica y financiera 93
5.2 Evaluación financiera.
5.2.1 Periodo de recuperación de la inversión.
Mide el número de periodos que se necesitaran para que los
beneficios netos no descontados amorticen la inversión.
Se tiene el valor de la inversión total de $ 315474.66; pues con este
proyecto se tendrá un ahorro de $ 79843.66 con una tasa mínima
aceptable de 11.68%.
TABLA N° 34
PERIODO DE RECUPERACIÓN DE CAPITAL
AÑO n INGRESO FLUJO DE EFECTIVO ACUMULADO
s P= s/(1+i9)^n
ACTUAL 0 $ -315.474,66 -$ 315.474,66
2011 1 $ 79.843,66 $ 71.493,25 $ 71.493,25
2012 2 $ 79.843,66 $ 64.016,16 $ 135.509,41
2013 3 $ 79.843,66 $ 57.321,06 $ 192.830,47
2014 4 $ 79.843,66 $ 51.326,16 $ 244.156,64
2015 5 $ 79.843,66 $ 45.958,24 $ 290.114,88
2015 1 $ 6.653,64 $ 6.589,50 $ 296.704,38
2015 2 $ 6.653,64 $ 6.525,98 $ 303.230,36
2015 3 $ 6.653,64 $ 6.463,07 $ 309.693,43
2015 4 $ 6.653,64 $ 6.400,77 $ 316.094,21
2015 5 $ 6.653,64 $ 6.339,07 $ 322.433,28
2015 6 $ 6.653,64 $ 6.277,97 $ 328.711,25
2015 7 $ 6.653,64 $ 6.217,45 $ 334.928,70
2015 8 $ 6.653,64 $ 6.157,52 $ 341.086,21
2015 9 $ 6.653,64 $ 6.098,16 $ 347.184,38
2015 10 $ 6.653,64 $ 6.039,38 $ 353.223,75
2015 11 $ 6.653,64 $ 5.981,16 $ 359.204,92
2015 12 $ 6.653,64 $ 5.923,51 $ 365.128,42
Elaborado por: Juan Baque
Evaluación económica y financiera 94
El tiempo en que se recupera la inversión es de 5 años con 4 meses.
5.2.2 Valor Actual Neto.
El VAN es el resultado de restar la suma de los flujos descontados a
la inversión inicial y consiste en obtener beneficios o utilidad.
Para conocer si el proyecto es rentable se toma en cuenta las
siguientes variables.
Si VAN 0 proyecto rentable
Si Van 0 proyecto no rentable.
TABLA N° 35
VALOR ACTUAL NETO
AÑO n INGRESO FLUJO DE EFECTIVO ACUMULADO
s P= s/(1+i)^n
ACTUAL 0 $ -315.474,66 -$ 315.474,66
2011 1 $ 79.843,66 $ 71.493,25 $ 71.493,25
2012 2 $ 79.843,66 $ 64.016,16 $ 135.509,41
2013 3 $ 79.843,66 $ 57.321,06 $ 192.830,47
2014 4 $ 79.843,66 $ 51.326,16 $ 244.156,64
2015 5 $ 79.843,66 $ 45.958,24 $ 290.114,88
2016 6 $ 79.843,66 $ 41.151,72 $ 331.266,60
VAN $ 15.791,94
TIR 13%
Dándonos así un VAN de 15791.94 lo que significa que es un VAN
positivo por lo tanto el proyecto es rentable.
Elaborado por: Juan Baque
Evaluación económica y financiera 95
5.2.3 Tasa Interna de Retorno.
El TIR es una tasa que iguala la suma de los flujos descontados a la
inversión inicial.
A continuación se muestra las variables de decisión para conocer si
es rentable mediante el TIR
Si TIR Tasa activa, se considera que la inversión es positiva
Si TIR tasa activa, la inversión no es rentable
Como el TIR que se calculo anteriormente es 13% 8,50%( tasa
activa) la inversión es viable.
5.2.3 Calculo del Costo – Beneficio.
Este criterio nos ayudara a identificar y a concluir si el análisis
económico tiene sentido, me ayuda a ver si en el proyecto no existirá
perdida para la empresa, ahora nuestro análisis económico tendrá sentido
si y solo si: costo – beneficio > 1.
Dividimos la inversión total ($ 315474.66) con el valor anual de
consumo de energía eléctrica optimizado ($ 258964.18).
21.118.258964
66.315474cos beneficoto
Como la relación costo beneficio salió > 1 el proyecto es rentable.
CAPITULO VI
PROGRAMACIÓN PARA PUESTA EN MARCHA
6.1. Planificación y cronograma de implementación.
Es conveniente construir cronograma de implementación de
proyecto desde las primeras actividades hasta la fecha en que
probablemente sea puesto en marcha.
Para implementar el proyecto se deberá tomar medidas que
aseguren su normal operación y no tengan inconvenientes con los
clientes.
Para implementar el nuevo sistema de iluminación se tendrá que
trabajar en horas que cierra en almacén.
A continuación se presenta el grafico de Gantt que muestra las
secuencias de las puestas en marcha de las actividades que se debe
considerar para implantar las soluciones propuestas.
DIAGRAMA DE GANTT
2010 2011
Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic. Ene. Feb. marzo Abr. May. Jun.
# ACTIVIDAD DURACIÓN
DÍAS COMIENZO FIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Elaboración de estudio 90 05/07/2010 05/11/2010
2 Pedido y compra de materiales 39 08/11/2010 30/12/2010
3 Instalación de lámparas 50 03/01/2011 11/03/2011
4 Instalación automatismo luces 60 14/03/2011 03/06/2011
5 Reparación tablero control A/A 1 06/06/2011 06/06/2011
6 Mantenimiento fallas encontradas 5 06/06/2011 10/06/2011
7 Pruebas realizadas 5 13/06/2011 17/06/2011
8 Revisión final 3 14/06/2011 18/06/2011
CAPITULO VII
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 Conclusiones.
Los objetivos planteados al inicio de este proyecto se han cumplido
en su totalidad, minimizando el costo por consumo de energía
eléctrica en un 24%, con la optimización de los sistemas estudiados.
Se presenta la posibilidad de sustituir todas estas luminarias por
unas de más eficiencia, que permitirá un ahorro considerable de
energía, del orden del 30 %.
Si se implanta el uso de sensores de ocupación se puede reducir
aproximadamente el 40 % del consumo de electricidad lográndose
un ahorro importante.
Los requerimientos de automatización del edificio dependen del
grado de inteligencia que se busque otorgar al inmueble, así, en este
proyecto se estableció un grado de automatización básico que
podría ser elevado mediante el empleo de equipos y dispositivos
adicionales que el mercado de la automatización ofrece para dicho
propósito.
Pese a necesitarse una inversión económica representativa para la
optimización de los sistemas estudiados, se puede concluir que el
ahorro provisto por el mismo, lograra que la inversión inicial se
recupere en 5 años. Se puede concluir que la base teórica generada
en el presente proyecto sirve como guía para el desarrollo de
proyectos similares en los diferentes hipermercados con lo que
cuenta Corporación El Rosado S.A.
Conclusiones y recomendaciones 99
7.2 Recomendaciones.
Es importante que las personas que forman parte del mantenimiento
sean personas comprometidas y responsables la cuales deberán
realizar seguimiento continuo a las maquinas y equipos.
Limpiar los filtros y los condensadores con frecuencia.
Las conexiones flojas o inadecuadas aumentan las pérdidas de
energía. Realizar tomografías por lo menos una vez al año para
detectar fallas y efectuar los respectivos ajuste de conexiones y
limpieza de contactos, borneras, barras, etc.
Reemplazar motores y equipos al final de su vida útil en vez de
repararlos.
ANEXO # 1
ORGANIGRAMA ESTRUCTURAL CORPORACIÓN EL ROSADO S.A
Junta general de
accionistas
Gerente General
Seguridad
Asistentes
Gerente
operaciones
Gerente
Compras
Gerente
Mercadeo
Gerente
Finanzas
Auditoria
Gerente
Contabilidad
Gerente
Informática
G. Recursos
Humanos
Gerente
Mantenimiento
Importación
Nacionales
Ventas
Publicidad y
promoción
Presupuesto
Ingresos
Egresos
Nomina
Inventario facturación
Cuentas
por pagar
Compras
Ventas
Cuentas por cobrar
Bancos
Desarrollo
en sistemas
Mantenimi-ento de
sistemas
Nominas y
planillas
Selección, reclutamient
o y
capacitación
Mant.. eléctrico
Mant. Refrigeració
n
Mant.. Aire
acondicionado
Gerente almacen
Sub Gerentes
Jefe de bodega
Supervisor de caja
Cajeros Percheros
Anexos 104
ANEXO # 3
NIVELES DE ILUMINACIÓN INTERIOR COMUNES
Actividad
Iluminación
(lux,
lumen/m2)
Áreas públicas con alrededores obscuros 20 - 50
Simple orientación para visitas cortas 50 - 100
Áreas de trabajo donde se realicen tareas visuales solo de manera
ocasional 100 - 150
Almacenes, Casas, Teatros, Cines, Archivos 150
Clases, Trabajo de oficina sencillo 250
Trabajo de oficina normal, Trabajo en PC, Estudio de Biblioteca, Verduras,
Muestrarios, Laboratorios 500
Supermercados, Talleres Mecánicos, Paisaje de oficina 750
Dibujo Normal, Mecánica detallada, Cuartos de Operación 1,000
Dibujo Detallado, Trabajos Mecánicos Muy detallados 1500 - 2000
Realización de tareas visuales de bajo contraste y tamaño muy pequeño
durante periodos de tiempo muy prolongados. 2000 - 5000
Realización de trabajos muy prolongados y exactos que requieran
esfuerzo visual 5000 - 10000
Realización de tareas visuales muy especiales de extremado bajo
contraste y tamaño pequeño
10000 -
20000
Anexos 106
ANEXO # 5
PRECIO LUMINARIAS
Del artículo Precio Cantidad Total
Lámpara fluorescente de 6 de la Bahía de alta Número del art
Lámparas:
F54T5/HO Voltaje: 277 voltios distribución de la luz: Amplia distribución
$ 301.29 672
$
202,466.88
F54T5HO de alto rendimiento de las bombillas fluorescentes - 3500K Número del artículo: BLF-F54T5HO-
FLUORESCENTES-bombillas-3500K
$ 11.95 4032
$ 48,182.40
Con los elementos seleccionados ...
1 Estimación de envío e impuestos Código Postal:
2 Impuestos Los siguientes lugares están sujetos a un impuesto de ventas:
Minnesota
Subtotal: $ 250,649.28
Envío y
entrega:
------
Total: $ 250,649.28
Abreviaturas 110
ABREVIATURAS
Amps: Amperios
Watts: Vatios.
Btu: Unidad térmica británica
Hp: Caballos de Fuerza
Kw: Kilowatts
Kwh: Kilowatts hora
Unid: Unidad
V: Voltaje
TR: Tonelada de refrigeración
m2: Metros cuadrados
Seg: Segundos
°C: Grados centígrados
Lumen: Lúmenes (nivel de iluminación)
USD: United States Dollars.
Bibliografía 111
BIBLIOGRAFIA
Baca Urbina Gabriel, Evaluación de proyectos 4ª. Edición, McGraw-
Hill/Interamericana Editores, S.A.
Chase Richard, Jacobs Robert y Aquilano Nicholas, Administración de la
producción y operaciones, 10ª. Edición, McGraw-Hill/Interamericana
Editores, S.A.
Siemens Ecuador S.A. Productos Eléctricos Industriales (catálogos 2010).
DIRECCIONES DE INTERNET
http://www.monografias.com/trabajos55/ahorro-de-energia/ahorro-de-
energia.shtml
http://www.eluniverso.com/data/recursos/documentos/rankingempresasgu
ayaquil.pdf
http://www.lutron.com/Pages/Default.aspx
www.osram.com/system-guarantee
http://www.metalux-
lighting.com/common/brands/literature/Metalux/082119_IND_FL2.pdf
http://www.cooperlighting.com/
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