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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY 
CAMPUS GUADALAJARA 
 
Estudio de factibilidad técnico-económica para la sustitución de 
hornos de secado comercial con hornos de secado solar 
PROYECTO DE OPTIMIZACIÓN DE ENERGÍA 
 
Alejandro Salazar Calderón 
José Fernando Favela Coghlan 
Mario Vargas Martínez 
 
Profesor Titular: DR. FERNANDO MARTELL CHÁVEZ 
Profesor Tutor: NOMBRE DEL PROFESOR TUTOR 
 
Esta investigación (tesis/ proyecto de campo) es un producto del proyecto 266632 “Laboratorio para la 
Gestión Inteligente de la Sustentabilidad Energética y la Formación Tecnológica” financiado a través 
de Fondo CONACYT SENER de Sustentabilidad Energética (S0019201401). 
 
Guadalajara, Jalisco a 12 de noviembre de 2018 
Contenido 
1. Objetivo ................................................................................................................................................. 3 
2. Antecedentes ........................................................................................................................................ 3 
2.1 Nombre de la empresa ....................................................................................................................... 3 
2.2 Ubicación y/o dirección del sitio ......................................................................................................... 3 
2. 3 Tipo de inmueble ............................................................................................................................... 3 
2.4 Fecha de construcción y/o remodelación más reciente ..................................................................... 3 
2.5 Número de personas que utilizan el inmueble ................................................................................... 3 
2.6 Insumos energéticos utilizados ........................................................................................................... 3 
2.7 Otra información que consideren relevante para el desarrollo del proyecto. ................................... 3 
2.8 Breve descripción del proceso a optimizar. ........................................................................................ 4 
3. Resumen de las medidas de eficiencia energética ............................................................................... 4 
3.1- Tabla resumen con datos de situación energética propuesta ............................................................... 5 
3.2- Evaluación económica ........................................................................................................................... 6 
4. Plan de medición y verificación ............................................................................................................ 9 
4.1 Selección de opción de medición y verificación según el IPMVP ....................................................... 9 
4.2 Identificación de las variables involucradas en el proceso ................................................................. 9 
4.3 Determinación del límite de medida ...................................................................................................... 9 
4.4 Selección del periodo de medida .......................................................................................................... 10 
5. Comentarios y conclusiones ............................................................................................................... 10 
6. Referencias .......................................................................................................................................... 11 
 
 
1. Objetivo 
Realizar un análisis sobre la factibilidad técnico- económica de un deshidratador solar, ante la necesidad 
de la empresa “Ramaca y Asociados” de incrementar su producción a una producción media de 50 kg/ día 
de Chiles frescos (árbol, serrano, jalapeño) y especies variadas, que represente un ahorro de al menos el 
50% de facturación anual por concepto de consumo energético en el horno de deshidratado. 
La viabilidad del objetivo del 50%, se fortalece por el hecho de que se observó que la eficiencia de los 
secadores, comparada con la misma cantidad de materia, resultó ser mejor en el prototipo de secador 
solar con un 68.74% contra un 16.4% en el secador eléctrico. (Valencia, 2014, p. 9). 
2. Antecedentes 
2.1 Nombre de la empresa 
Ramaca y Asociados (Salsas Delit) 
2.2 Ubicación y/o dirección del sitio 
Tula de Allende, Hidalgo 
2. 3 Tipo de inmueble 
Bodega 
2.4 Fecha de construcción y/o remodelación más reciente 
Construcción y puesta en marcha del proceso existente: Marzo, 2015 
Construcción del inmueble: 1994. 
2.5 Número de personas que utilizan el inmueble 
Actualmente el proceso es operado por 2 personas en 2 turnos, operación de lunes a viernes. 
2.6 Insumos energéticos utilizados 
• Energía Eléctrica: Tarifa 2 
• Gas LP: A través de tanque estacionario, suministro por Pipa 
2.7 Otra información que consideren relevante para el desarrollo del proyecto. 
Las operaciones de la empresa iniciaron en 2015, como un emprendimiento local, con un proceso 
sumamente básico. La empresa amplió su cartera de productos, hasta el día de hoy, que producen 4 tipos 
de salsas distintas y 2 sazonadores en polvo. 
El incremento de la demanda, así como de los productos en línea fue absorbido con el aumento de horas 
de trabajo, tanto de la línea de producción, como del personal, sin embargo, llegó el punto en que la 
empresa no puede abrirse a otros mercados debido a la limitante en la capacidad de producción, es por 
eso que la empresa requiere aumentar la misma. 
2.8 Breve descripción del proceso a optimizar. 
Actualmente el proceso de fabricación de las salsas cuenta con un deshidratador eléctrico modular, con 
una capacidad de producción de 3 kg de materia prima fresca, al día por modulo; la carga eléctrica de 
cada módulo de 0.8 kVA. El horno deshidratador esta formado por una cámara de deshidratado con una 
bandeja que permite el flujo de aire, en donde se deposita la materia prima a deshidratar. El aire que 
circular dentro de la cámara es calentado mediante una resistencia eléctrica tubular de cobre de 1” de 
diámetro x 11” de longitud. La cámara de deshidratado tiene entrada y salida natural de aire, además de 
esto, se fuerza la circulación de este con un ventilador tipo axial de 1/8 de HP. 
3. Resumen de las medidas de eficiencia energética 
Energía eléctrica consumida por el proceso actual: 
 
 
 
3.1- Tabla resumen con datos de situación energética propuesta 
De acuerdo con la propuesta de deshidratador solar, se estiman los consumos energéticos del proceso 
de acuerdo con la siguiente tabla: 
Tabla 1.1 Consumos energéticos de proceso de proyecto
 
 
Tabla 1.2 Consumos energéticos de proceso actual 
 
 
 
Llevando a cabo la comparativa de los consumos energéticos del proceso de proyecto contra el consumo 
energético del proceso actual, encontramos que el ahorro en consumo de energía tiende al 50% - 
3.2- Evaluación económica 
 
A continuación, se presentan los costos anuales de energía con el sistema actual. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mes Fijo
Variable 
(energía)
Distribución Capacidad
Demanda 
Máxima 
Energía 
D.M. 
Distribución
Fijo
Variable 
(energía)
Distribución Capacidad Sub Total
$/mes $/kWh $/kW $/kW kW kWh/mes kW-mes $ $ $ $ $
oct-17** 441.000$ 1.217$ 416.950$ 105.780$ 42.390 3,771.28 10.69 441.00$ 4,589.65$ 4,457.02$ 4,484.01$ 13,971.68$ 
nov-17** 441.000$ 1.217$ 416.950$ 105.780$ 42.390 3,771.28 10.69 441.00$ 4,589.65$ 4,457.02$ 4,484.01$ 13,971.68$ 
dic-17 441.000$ 1.217$ 416.950$ 105.780$ 42.390 3,771.28 10.69 441.00$ 4,589.65$ 4,457.02$ 4,484.01$ 13,971.68$ 
ene-18 428.560$ 0.854$ 430.300$ 125.360$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 3,220.67$4,599.72$ 5,314.01$ 13,562.97$ 
feb-18 428.560$ 0.960$ 430.300$ 138.100$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 3,620.43$ 4,599.72$ 5,854.06$ 14,502.77$ 
mar-18 428.560$ 1.025$ 430.300$ 157.000$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 3,865.56$ 4,599.72$ 6,655.23$ 15,549.07$ 
abr-18 428.560$ 1.110$ 430.300$ 172.640$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 4,186.12$ 4,599.72$ 7,318.21$ 16,532.61$ 
may-18 428.560$ 1.214$ 430.300$ 191.590$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 4,578.33$ 4,599.72$ 8,121.50$ 17,728.12$ 
jun-18 428.560$ 1.318$ 430.300$ 210.710$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 4,970.55$ 4,599.72$ 8,932.00$ 18,930.83$ 
jul-18 428.560$ 1.478$ 430.300$ 240.150$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 5,573.95$ 4,599.72$ 10,179.96$ 20,782.19$ 
ago-18 428.560$ 1.662$ 430.300$ 273.300$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 6,267.87$ 4,599.72$ 11,585.19$ 22,881.34$ 
sep-18 428.560$ 1.863$ 430.300$ 310.280$ 42.390 3,771.28 10.69 428.56$ 7,025.89$ 4,599.72$ 13,152.77$ 25,206.95$ 
Total Anual 508.680 45,255.36 128.27 5,180.04$ 57,078.32$ 54,768.54$ 90,564.96$ 207,591.87$ 
Tarifa GDBT (Nuevo Esquema Tarifario)
Energía Eléctrica*
Facturación Mensual
Si consideramos lo siguiente: 
 
0.336 m3 = 8768.89 MJ/m3 gas LP = 2435.8 kWh al mes =29229,6 kWh al año 
 
Total de energía al año = 29229,6 kWh gas LP + 93130.66 kWh Energía eléctrica= 122360.2 kWh 
 
122360.2 kWh * 0.50 = 61180.08 kWh suministrado por energías renovables de acuerdo con el indicador 
% 𝐸𝑆𝐹𝑅 (𝐸. 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝐹𝑅) =
𝐸𝐹𝑅
𝐸𝑇𝑃
𝑥 100 
De lo anterior y partiendo del costo de la energía anual actual de $ 253,248.17 MXN, se considera un 
ahorro mensual de $ 10,552.01 MXN, aplicando energías renovables. 
El costo total estimado del proyecto es de: $70,000.00 MXN, Considerando un costo extra de 80% para 
tener el sistema ya instalado con los accesorios necesarios para su puesta en servicio, se requiere de una 
inversión de $126,000.00 MXN. Con un financiamiento a 24 meses con el 1.5% de interés mensual. 
Considerando el ahorro mensual de $ 10,552.01 MXN obtenemos el Valor Presente Neto y la Tasa Interna 
de Retorno. 
 
 
meses 24
Flujo de efectivo A= 10552.01
Tasa de retorno i = 0.015
 0 mes 1 mes 2 mes 3 mes 4 mes … mes 24
 
P= 211,361.04 
Io Inversión Inicial 
126,000 VPN= 85,361.04
 
 
VALOR PRESENTE NETO
 
 
 
 
 
 
Como podemos observar, se tiene un Valor presente neto al termino de los 24 meses del financiamiento 
VPN= 85,361.02 pesos. Con una Tasa Internas de Retorno TIR= 6.55% y un Retorno Simple de inversión 
de 12.94 meses. 
Por lo anterior, se considera un proyecto viable con ahorro significativos aplicando energías renovables. 
meses 24
Flujo de efectivo A= 10552.01
Tasa de retorno anterior i = 0.015
 0 mes 1 mes 2 mes 3 mes 4 mes … mes 24
 
P= 211361.04 0.42950281 211361.038
Io Inversión Inicial 0.02144254 337,361
126,000 VPN= 0.05
 
TIR 0.06546 6.55%
TIR
126,000.00
10,552.01
Mes FNE PB
0 126,000.00 126,000.00
1 10552.01 115,447.99
2 10552.01 104,895.98
3 10552.01 94,343.97
4 10552.01 83,791.96
5 10552.01 73,239.95
7 10552.01 62,687.94
8 10552.01 52,135.93
9 10552.01 41,583.92
10 10552.01 31,031.91
11 10552.01 20,479.90
12 10552.01 9,927.89
13 10552.01 -624.12
PB 12.94
Inversión
ahorro mensual
RETORNO SIMPLE DE INVERSIÓN
4. Plan de medición y verificación 
4.1 Selección de opción de medición y verificación según el IPMVP 
Para el proceso de deshidratado actual, se proyecta como MME la sustitución del horno de deshidratado 
actual, por un horno de deshidratado utilizando un concentrador solar de tubos evacuados que se 
complementará con un calentador de gas LP como sistema de respaldo. 
Adicionalmente, se rediseña la cámara de deshidratado, incluyendo materiales para minimizar las 
pérdidas de calor por radiación y se cambia el extractor por un extractor tipo axial de menor potencia. 
Para esta aplicación en específico, definimos una verificación aislada, a través de la medición del 
parámetro clave, siendo este la energía facturable total consumida, es decir energía eléctrica + energía 
térmica suministrada por Gas LP, expresado en GJ. Para poder definir el consumo real de energía (GJ), se 
mantendrá un monitoreo continuo en el consumo eléctrico (kWh), a través de un medidor remoto, que 
reporte tanto consumo como demanda máxima eléctrica, así como del consumo de Gas LP, que se 
monitoreará a través de un medidor de consumo. 
Dado que el principal ahorro que presentará la MME depende de condiciones climáticas, se deberán 
monitorear continuamente los parámetros definidos previamente para lograr un análisis demostrativo de 
ahorro mucho más real. 
Con la presente MME, lo que se pretende son ahorros por la “evasión” del uso de energías específicas, 
por lo que el ahorro se podrá definir con la siguiente ecuación: 
 
Ahorro= (Base de referencia- Periodo demostrativo de ahorro ±Ajustes no 
rutinarios de la base de referencia a las condiciones del periodo demostrativo 
de ahorro) 
 
4.2 Identificación de las variables involucradas en el proceso 
Las variables involucradas en el proceso se presentan y clasifican de acuerdo con la siguiente 
categorización: 
1. Variables a medir: Energía eléctrica (kWh), volumen de gas LP consumidos (𝑚3). 
2. Variables a estimar: horas de operación, carga de motor, producción. 
3. Variables independientes: temperatura exterior, humedad absoluta, irradiación solar incidente, 
nubosidad, horas de exposición solar, demanda de producto procesado. 
4.3 Determinación del límite de medida 
Para la presente MME se define como el límite de medida el sistema de deshidratado, con lo que nos 
limitamos al consumo energético en extractor, sistemas de control y calentador instantáneo, por lo que 
el consumo eléctrico (kWh) de extractor y sistemas de control, así como consumo de gas LP (𝑚3) quedarán 
dentro del límite de medida. 
Se puede presentar como un efecto cruzado la disminución de calor en la nave industrial, al disminuir 
perdidas del proceso por radiación, mejorando el aislamiento de la cámara de deshidratado. La sustitución 
de extractor por un extractor radial de menor potencia también puede aportar a este efecto cruzado, sin 
embargo, se desprecia el posible ahorro ya que se cuenta con buena ventilación natural en sitio y 
actualmente el aporte del sistema de ventilación no representa una carga considerable. 
4.4 Selección del periodo de medida 
Dado que la MME propuesta se fundamenta sobre el aumento en la producción del proceso productivo, 
la base de referencia se trata de estimados de consumo proyectados a 12 meses, con cortes mensuales. 
Teniendo presente la condición de estimación, y que él proceso actual ha mostrado un comportamiento 
estable a lo largo de 12 meses, se toma como base de referencia un periodo de 12 meses, de manera que 
podamos tener un comparativo más cercano a la realidad entre la base de referencia y el periodo 
demostrativo de ahorro. 
 
Al depender los resultados de la MME directamente de las condiciones climatológicas y atmosféricas que 
se presenten, el periodo demostrativo de ahorro deberá tener una duración de 12 meses, de manera que 
se puedan representar todas las condiciones operativas que existirán durante la vida útil de proyecto, 
contemplando tanto el ahorro máximo como el mínimo. 
5. Comentarios y conclusiones 
Los resultados que se visualizan para una aplicación como la que se plantea implementar son sumamente 
positivos y alentadores. La utilización de energía solar para procesos directos de calentamiento es una 
práctica que se ha venido utilizando desde hace ya siglos, sinembargo, el análisis de los distintos factores 
que intervienen dentro del proceso, como lo son las propiedades fisicoquímicas del producto que se 
pretende procesar, las condiciones meteorológicas y ambientales de la ubicación del proceso y las 
necesidades del mismo proceso de deshidratado, hace que, además de reducir el consumo de 
combustibles fósiles, se pueda lograr una disminución considerable en el consumo energético del proceso, 
independientemente de la fuente. Tomando en cuenta que para la capacidad de producción que la 
empresa requiere, es una inversión baja para el beneficio que nos otorga. 
 
6. Referencias 
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Universidad Técnica Particular de Loja Loja-Ecuador Sitio web: 
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placa plana de doble cubierta. Agosto 26, 2018, de Revista Ingeniería y Desarrollo Sitio web: 
http://rcientificas.uninorte.edu.co/index.php/ingenieria/article/viewArticle/869/4
509 
 
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Ingeniería, 24, 72-80. Recuperado de: http://www.redalyc.org/pdf/772/77246913010.pdf. 
 
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Panamericana, Zamorano Honduras Sitio web: 
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• Ramos, C, Ramirez, J., Beltran, J. & Gracía, O.. (2015). Proyecto planta deshidratadora de 
chile en el estado de Zacatecas. . Abril 2015, de Instituto de energías renovables UNAM Sitio 
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www.chapingo.mx/revistas/horticultura Base de datos. 
 
• Apricus Solar Co., Ltd. (2015). ETC Solar Collector Product Overview. Octubre 15, 2018, de 
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http://www.apricus.com/upload/userfiles/downloads/ETC_Collector_Overview_Int.pdf 
 
 
 
http://drive.cre.gob.mx/Drive/ObtenerAcuerdoAnexo/?id=111
https://app.cfe.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/TarifasCRENegocio/Tarifas/GranDemandaBT.as
http://www.cre.gob.mx/ConsultaPrecios/GasLP/PlantaDistribucion.html?idiom=es
https://cdigital.uv.mx/bitstream/handle/123456789/41985/ValenciaAlonsoMaritza.pdf?sequence=1&isAllowed=y
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• Montes-Hernández, S., P. López- López, S. Hernández-Verduzco y M. Ramírez-Meraz. 2010. 
Recopilación y análisis de la información existente de las especies del género Capsicum que 
crecen y se cultivan en México (informe final). Campo Experimental Bajío, Campo 
ExperimentalValles Centrales, Campo Experimental Sur de Tamaulipas INIFAPEscuela de 
Agronomía, Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS). Dentro del Proyecto “Generación y 
recopilación de información de las especies de las que México es centro de origen y diversidad 
genética”, financiado por la Dirección General del Sector Primario y Recursos Naturales 
Renovables (DGSPRNR), perteneciente a la SEMARNAT y coordinado por la CONABIO. 
CONABIO. México D.F. 
 
• Stackhouse, Paul W.. (2018). POWER Single point data access. Octubre, 2019, de NASA 
Sitio web: https://power.larc.nasa.gov/data-access-viewer/ 
 
• Efficiency Valuation Organization. (Enero, 2012). International Performance Measurement 
and Verification Protocol. Toronto, Canada: Efficiency Valuation Organization.