Uso-eficiente-de-la-energia

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METROPOLITANA
del Valle de Aburrá
www.metropol.gov.co
Seminario
Producción mas Limpia
Ph. D. Edgar Botero García
Agosto de 2005
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Crecimiento anual del consumo de energía. En los 
países desarrollados ya se estabilizó mientras que en 
los países en desarrollo sigue creciendo.
5,5%
4,3%
3,2%
2,7%
1,5%
1,4%
1,1%
0,8%
India
China
Japan
Brazil
US
OECD
World
Global, 1990-2100
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
El consumo de energía a nivel global se base en buena 
parte en los combustibles fósiles y las energías renovables 
aun aportan muy poco.
Biomasa
14% Hydro
6%Nuclear
6%
Petróleo
32%
Gas
19%
Carbón
23%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Crecimiento del consumo de energía a partir 
de combustibles fósiles.
0
1000
2000
3000
4000
1950 1970 1980 1990 1997
Millones de toneladas equivalentes de petróleo
Petroleo Gas Carbón
Incrementos desde 1950
Petróleo 7,7 veces
Gas 11,8 veces
Carbón 2,35
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Intensidad energética para el desarrollo, y aún faltan los 
países que están en el proceso, entre ellos China e India.
1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Argelia
EE.UU
Corea
Brasil
R. F. Alemana
Gran Bretaña
Japón
Francia
Tep/1000$ PBI
Año 
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
El petróleo es escaso, pero además muy mal 
distribuido.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Los flujos de petróleo muestran los grandes 
movimientos políticos a nivel mundial.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Nos quedamos sin petróleo, en el 2007 tendremos que 
comprar crudo a los asociados para refinar.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PANORAMA ENERGÉTICO DEL PAÍSPANORAMA ENERGÉTICO DEL PAÍS
Distribución de los recursos energéticos
por sectores de consumo
0
5
10
15
20
25
30
%
Residencial 28%
Industrial 27%
Comercial 4%
Transporte 30%
Agrario 7%
Otros 4%
Total: 196.200 TCal Fuente : PEN 1996
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Producción pico de crudo de acuerdo con los 
recursos estimados.
0
5
10
15
20
25
30
35
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
Billions of Barrels per Year
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Canasta energética en el país: a pesar de nuestros problemas 
seguimos dependiendo del petróleo y sus derivados.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Estructura del consumo de petróleo a nivel 
mundial y de la producción.
DE LA PRODUCCIDE LA PRODUCCIÓÓNN
América del Norte 23,8
Asia 18,4
EX-URSS 14,1
Europa 14,0
Medio Oriente 12,6
América latina y C. 8,4
Africa 6,5
Australasia 2,2
42,2
28,1
21,0
8,7
DEL CONSUMODEL CONSUMO
28,0 América del Norte
25,6 Asia
21,3 Europa 
10,9 EX-URSS
6,1 América latina y C.
3,7 Medio Oriente
3,0 Africa
1,3 Australasia
53,6
32,2
9,8
4,3
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Evolución de los precios de los combustibles a 
dólares constantes del año 1992.
0
10
20
30
40
50
60
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
$1992 per barrel
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Los precios de los combustibles se han mantenido 
bajos durante la mayor parte del tiempo.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
La flota de carros, buses y camiones sigue 
creciendo de manera constante en el mundo.
0
100
200
300
400
500
600
700
1945 1955 1965 1975 1985 1995
Cars Buses and Trucks
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Vehículos per capita en el mundo, comparación entre los 
países desarrollados y no desarrollados.
6,7
7,9
22,4
81
88,3
96,6
269,6
519
749.7
0 100 200 300 400 500 600 700 800
India
China
Africa
Hong Kong
South America
Brazil
Europe
Japan
United States
 
(Motor Vehicles Per 1,000 Persons)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
0 5 10 15 20 25
Developed Countries
India
China
Mexico
France
Italy
South Africa
Korea, Rep
Ukraine
Poland, Rep
Japan
United Kingdom
Germany
Russian Federation
Canada
United States
(metric tons of carbon dioxide)
Emisiones percapita de CO2, 
comparación entre diversas 
regiones del mundo.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Emisiones de CO2 por cada unidad de energía de 
acuerdo con el combustible de donde proviene.
61,3
53,0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Gas natural G.L.P. Kerosene ACPM Crudo Carbón
kg
C
O
2/
G
J
93,1
73,672,4 69,7
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Incremento de la temperatura promedio del 
planeta en los últimos 150 años.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Concentración de CO2 en la atmósfera medida desde 
la época preindustrial: el incremento ha sido del 28 %.
260 
280 
300 
320 
340 
360 
1700 1750 1800 1850 1900 1950 
PP
M
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Cómo un ser vivo tan 
enorme puede ser 
afectado tan drásticamente 
por el incremento de unas 
cuantas PPMs en la 
concentración de CO2? 
GAIA – El planeta vivo
Resilencia
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Emisiones de gases de efecto invernadero 
causantes del calentamiento global.
Methane
19%
Other 
Halocarbons
5% CFC-12
6%
Nitrous Oxide
6%Carbon Dioxide64%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Generación de CO2 por fuente en los Estados Unidos: 
El mayor generador son los combustibles fósiles.
8282 Energy generation 
from fossil fuels
77
44
Industrial processes 
& manufacturing
Agriculture
77
Fuel processing 
& other
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Estabilización de la concentración de CO2 en la 
atmósfera requiere de una importante reducción de 
las emisiones.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Predicción del impacto que tendrá el calentamiento 
global sobre las capas de hielo del polo norte.
2010 - 2030 2040 - 2060 2070 - 2090
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Transición desde loscombustibles fósiles a las 
energías alternativas.
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
1990 2020 2050 2100
Solar
Hydro
Biomass
Nuclear
N. Gas
Coal
Oil
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Las emisiones de SOx continúan creciendo y se plantea 
que se mantendrá la tendencia debido al consumo de 
carbón.
0
20
40
60
80
100
120
(m
illi
on
 m
etr
ic 
to
ns
 p
er
 ye
ar
)
1990 2000 2010 2020
Europe United States and Canada Asia
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Una pregunta tonta
¿ Cuántos elefantes de 5000 kg podríamos 
levantar una altura de 5 m con la energía 
que nos suministra un Yogurt de 120 kcal?
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Interacciones de los sistemas con el medio.
Interacciones Energéticas de los sistemas:
– Trabajo (W): Efecto sobre el medio es el 
levantamiento de un peso.
– Calor (Q): Energía en transito en 
función de una diferencia de 
temperatura.
– Masa.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Sistema Termodinámico
De acuerdo a las interacciones se pueden 
clasificar:
– Aislados: No intercambian energía ni masa.
– Cerrados: Intercambian energía pero no 
intercambian masa.
– Abiertos: Se presentan intercambios de 
energía y masa.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
El planeta como sistema cerrado
Energía Solar
Energía térmica
degradada.
Subsistema
Económico
Material reciclado
Energía
Materiales Desechos
Energía 
degradada
FUENTES
SUMIDEROS
• Desde un punto de de vista 
termodinámico la tierra es un 
sistema cerrado.
• Existencia de límites ecológicos 
al crecimiento.
• El planeta es limitado tanto en 
sus fuentes como en sumideros.
• El subsistema económico está
enmarcado dentro del sistema 
ecológico.
• Incremento, o al menos 
conservación del capital natural.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Primer Principio de la Termodinámica. 
WQE −=∆
( ) ( ) UzzmgVVmUEpEcE ∆+−+−=∆+∆+∆=∆ 1221222
1
WQU −=∆
Para sistemas cerrados 
Para los sistemas abiertos
WQH −=∆
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Segundo principio de la termodinámica. 
0>∆ sistemas
0>∆ S
lh QQW −=
Qh
Ql
W
Th
Tl
l
h
h
l
h
lh
T
T
Q
Q
Q
QQ
−=−=
−
= 11η
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Exergía: La calidad de la energía.
• Exergía de flujo
• Exergía de un calor.
( ) ( )000 ssThhb −−−=






−=
0
1
T
T
qq
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMBUSTIÓN
Oxidación del carbono, hidrógeno y el azufre 
contenidos en una sustancia con 
desprendimiento de calor.
CxHySz + O2
Oxidos y monóxido de 
carbono.
Agua
Oxidos de azufre
Sustancias Intermedias
Calor de combustión
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
C
O2
CO2 +
8944 KJ/KGC
PROCESO DE COMBUSTION
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
H2
O2
H2O +
13435 KJ/KGH2
PROCESO DE COMBUSTION
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
C
O2
CO +
3947 KJ/KGC
PROCESO DE COMBUSTION
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
N2
O2
NO2 -
3020 KJ/KGN2
PROCESO DE COMBUSTION
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
S
O2
SO2 +
4639 KJ/KGS
PROCESO DE COMBUSTION
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DE LOS COMBUSTIBLESN DE LOS COMBUSTIBLES
C H2 O2
17.1% 13.5%
5.5%
62.2%85.0%82.0%85.0%71.9% 82.0%
14.6%13.5%
22.6%
14.3%
GAS
NATURAL
G.L.P. KEROSENE CRUDO DIESEL CARBÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
S N2 Ceniza
1.3%
4.9% 0.7%
2.0%0.8%0.5%
12.0%
COMPOSICICOMPOSICIÓÓN DE LOS COMBUSTIBLES (2)N DE LOS COMBUSTIBLES (2)
GAS
NATURAL
G.L.P. KEROSENE CRUDO DIESEL CARBÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
GENERACIGENERACIÓÓN DE CONTAMINANTESN DE CONTAMINANTES
MATERIAL 
PARTICULADO
223
1.113
61 1 7
72
0
200
400
600
800
1.000
1.200
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
C
ar
bó
n 
(c
on
tr
.)
g/
G
J
SOx
507
363
0 1
245
966
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
NOx
260
6361 56 68
166
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
CO
93
1615 14 17 15
0
20
40
60
80
100
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
VOC (no metanos)
1,3
0,9
0,7
1,11,2
0,6
0
3
6
9
12
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
METANO
0,6
0,2
1,3
10,2
0,2
3,0
G
as
 n
at
ur
al
G
.L
.P
.
K
er
os
en
e
A
C
PM
C
ru
do
C
ar
bó
n
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ANÁLISIS ESTEQUIOMÉTRICO
DE LA COMBUSTIÓN
Reacciones químicas presentes en la combustión:
C + O2 CO2
12 + 32 = 44
Ejemplo CH4
CH4 + 202 CO2 + 2H2O
16 + 64 = 44 + 36
Requerimientos de aire
4
4
2 CH aire/kg kg 35,17
23
100
16
64
=×
CH
O
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
EXCESO DE AIRE
Gas inerte presente en la combustión:
N2 = 17,39 x 0,77 = 13,38 kg
Requerimientos de aire adicional al aire 
estequiométrico
Coeficiente de Exceso de Aire
tricoestequiomé Aire
utilizado real Aire=λ
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
500 1500 2500 3500 4500 5500 6500 7500 8500 9500
PCI (Kcal/Kg)
N
M
3/
K
G
Estequimétrico n=1,0 n=1,2 n=1,4 n=1,6 n=1,8 n=2,0
Aire mínimo
Relación entre el PCI y el aire mínimo que se 
requiere para la combustión completa.
Fuente: Xavier Elias
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
EXCESOS DE AIRE TÍPICOS RECOMENDADOS DE 
ACUERDO AL TIPO DE QUEMADOR
Tipo de
Combustible
Método de
quemado
% Optimo de
exceso de
aire
% Vol. de O2
en los gases
Gas Natural Tiro natural 20 – 30 4 – 5
Propano 5 – 10 1 – 2
Fuel Oil 2 Atomizado
con vapor
10 – 15 2 – 3
Carbón Pulverizado 15 – 20 3 – 3,5
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Diagrama de Combustión para el Fuel-Oil 
pesado
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Excesos de aire típicos recomendados de acuerdo al tipo de 
quemador.
Tipo de
Combustible
Método de
quemado
% Optimo de
exceso de
aire
% vol de O2
en los gases.
Gas Natural Tiro Natural 20-30 4-5
Gas Natural Tiro Forzado 5-10 1-2
Propano 5-10 1-2
Fuel Oil 2 Atomizado
con aire.
10-15 2-3
Fuel Oil 2 Atomizado
con vapor.
10-15 2-3
Fuel Oil 6 Atomizado
con vapor
10-15 2-3
Carbón Pulverizado 15-20 3-3,5
Carbón Tornillo 20-30 3,5-5PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Diferencia entre los dos conceptos de eficiencia 
de combustión.
99.75
99.8
99.85
99.9
99.95
100
9 10 11 12 13 14 15
% CO2 en los Gases de Escape por Unidad de Volumen
E
fic
ie
nc
ia
50 ppm CO
100 ppm CO
150 ppm CO
200 ppm CO
100
2
2 ×
−
=
CO
COCO
η
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CALOR DISPONIBLE EN LA COMBUSTIÓN
hfo = Entalpía de formación
n = Número de moles
h-h298 = Cambio de entalpía
T298 = Temp. de entrada y salida
( )[ ] ( )[ ]∑∑ −−−−−= PTofRRTofR hhhnhhhnQ 298298
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Calor disponible a partir de algunos combustibles 
típicos.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Calor disponible por cada 1000 Btu/ft3 de gas natural, 
mostrando el efecto del exceso de aire en el calor disponible.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Calor disponible con varios grados de enriquecimiento con 
oxígeno, y con aire estándar.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Temperatura de llama adiabática en función del 
PCS y el exceso de aire.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
MÉTODOS PARA DETERMINAR EL PODER CALORÍFICO
• Bomba calorimétrica
• Análisis próximo
–% Humedad
–% Materia volátil
–% Carbono fijo
–% Ceniza o inertes
Procedimiento
- Calentar 1 hora entre 105 - 110 oC Humedad
- Calentar a 725oC por 7 min. Volátiles
- Quemar a 950oC Carbono fijo
- % Restante Cenizas
• Análisis último: Determinación de la composición elemental de los combustibles
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PCI de algunos combustibles 
Combustibles tradicionales PCI (MJ/kg)
Carbón 25
Petróleo 41,2
Gas Natural 49,9
Leña 15
Biomasa Depende del tipo y de la
humedad
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PODER CALORIFICO DE:
Combustibles líquidos y gaseosos
Combustible PCS (Kcal/kg) PCI (Kcal/kg)
ACPM 10.300
Fuel-oil nº 1 10.200 9.700
Fuel-oil nº 2 10.000 9.500
GAS COMBUSTIBLE FOR. PM
(g/mol)
l/g (*) kg/m3 Kcal/kg (PCS) Kcal/m3
Hidrógeno H 2 11,2 0,0893 33.910 3.027
Metano CH4 16 1,40 0,714 13.280 9.485
Etano C2H6 30 0,75 1,333 12.410 16.546
Propano C3H8 44 0,509 1,964 12.040 23.650
Butano C4H10 58 0,386 2,589 11.840 30.657
Gas natural (tipo) - - 1,30 0,77 13.149 10.125
Monóxido carbono CO 28 0,80 1,250 2.414 3.017
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OTRA 
INSTITUCIÓN
CONTENIDOS ENERGÉTICOS DE COMBUSTIBLES Y ALGUNOS 
RESIDUOS
0 2 4 6 8 10 12
RSU (40% combustible)
Restos de poda
Mazorcas de maíz
Cortezas de cítricos
Trapos de Seda y Lana
Zapatos de cuero
Papel de periódico
Serrín (pino)
Neumáticos usados
Lignito
Residuos alquitranados
Grasas lubricantes
Fuel-oil
Polipropileno 
Poliestireno
Espuma de poliuretano
R
es
id
uo
s
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Transferencia de calor en los sistemas de 
combustión.
0
5
10
15
20
25
0 10 20 30 40 50 60 70
velocidad (m/s)
co
ef
ic
ie
nt
e 
de
 c
on
ve
cc
ió
n 
(K
ca
l/(
m
2.
h.
ºC
)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Transferencia de calor por radiación.
IR vs CONVECCIÓN
0
10
20
30
40
50
60
0 295 495 695 895
ºC de la fuente (IR) o del aire (convección) 
En
er
gí
a 
tr
an
sm
iti
da
 (k
W
/m
2)
Radiación 
Convección
Fuente: Xavier Elías
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Distribución de temperaturas en la combustión.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Procedimiento para mejorar la eficiencia de 
combustión.
• Determinar la carga térmica del equipo en 
cuestión.
• Medir el % del O2 o CO2 en los gases de 
chimenea.
• Medir la diferencia de temperatura entre los 
gases de chimenea y la temperatura del aire de 
combustión a la entrada.
• Calcular el ahorro de combustible a partir de la 
nueva eficiencia.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ejemplo
Determine el potencial de ahorro de energía asociado a la 
reducción del exceso de aire hasta el punto óptimo para 
querosene quemado en una caldera:
– Potencia Nominal Caldera: 600 BHP (5,88 MWt) 
– Carga promedio: 85 %
– Horas de operación: 7500 h/año
– O2 en chimenea: 9 %
– Temperatura del aire a la entrada: 25 °C
– Temperatura de los gases: 304 °C
– O2 propuesto: 2 %
– PCI: 43.000 kJ/kg
– Costo: 4000 $/gal
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Suposiciones
– El contenido de O2 en los gases permanece 
constante durante todo el año.
– La carga de la caldera es la misma durante todo 
el año.
– La temperatura de los gases de chimenea se 
mantiene constante.
• Reducir el exceso de aire tiende a reducir la 
temperatura de salida en los gases de 
chimenea.
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Elementos claves para maximizar la eficiencia.
• Asegurar que la cámara de combustión no tienen fugas 
o infiltraciones de aire.
• Asegurar unas condiciones óptimas de operación de los 
quemadores.
• Establecer medición de O2 en chimenea.
• Establecer un programa de mantenimiento.
• Para el día a día:
– Verificar la calibración del analizador de gases.
– Verificar las compuertas del tiro forzado.
– Medir periódicamente el contenido de CO en los 
gases para verificar combustión completa.
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Punto de rocío ácido en los gases de combustión.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Para el ejercicio anterior, determine el ahorro que se lograría al 
precalentar el aire de combustión manteniendo los demás 
parámetros constantes y considerando un contenido de azufre 
inferior al 1 % en el querosene .
– Potencia Nominal Caldera: 600 BHP (5,88 MWt) 
– Carga promedio: 85 %
– Horas de operación: 7500 h/año
– O2 en chimenea: 2 %
– Temperatura de los gases: 304 °C
– Nueva temperatura de gases y nueva eficiencia de 
combustión.
• Procedimiento alternativo: Balance de masa y energía para el 
aire de combustión.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ahorro de combustible logrado con el precalentamiento 
del aire de combustión.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Procedimiento alternativo para calcular las pérdidas por 
gases de combustión.
• Determinar la carga térmica del equipo en 
cuestión.
• Medir el % del O2 o CO2 en los gases de 
chimenea.
• Medir la diferencia de temperatura entre los 
gases de chimenea y la temperatura del aire de 
combustión a la entrada.
• Calcular el ahorro de combustible a partir de la 
nueva eficiencia.
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Procedimiento simplificado de cálculo de la pérdida de 
calor en gases de combustión.
Donde
– Ks: Coeficiente de Hassenstein.
– Ts: Temperatura de gases en la chimenea.
– Ta: Temperatura ambiente.
%
(%)
2CO
TTKP assg
−=
% C O 2 V ol A cpm Petróleo G as N atural C arbón
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0,523
0,530
0,536
0,543
0,550
0,557
0,564
0,571
0,578
0,585
0,592
0,543
0,550
0,556
0,563
0,570
0,576
0,583
0,590
0,596
0,603
0,610
0,418
0,427
0,437
0,447
0,457
0,466
0,476
0,486
0,683
0,684
0,685
0,686
0,687
0,688
0,688
0,689
0,690
0,691
0,692
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OTRA 
INSTITUCIÓN
GESTIGESTIÓÓN DE LA ENERGN DE LA ENERGÍÍAA
44 PLANEACIPLANEACIÓÓNN
-Tomar decisiones a tiempo
-Cuáles son los recursos en personal y de fondos?
-Cuáles son los objetivos?
-Cuales son las principales tareas: Auditorias Energéticas, Proyectos “Housekeeping”, Programas 
de entrenamiento del personal, mejorar el mantenimiento o adquirir nuevos equipos.
4 LIDERAZGO
4 CONTROL
4 PROMOCIÓN
4 MONITOREO
4 REPORTES Y PUBLICACIONES
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Forma de utilizaciForma de utilizacióón de la energn de la energíía:a:
- Energía primaria o secundaria
- Calor directo o indirecto
- Procesos continuos o por tandas
MedidiMedidióónn y evaluaciy evaluacióón n 
de sistemasde sistemas
(Balances Termodin(Balances Termodináámicos)micos)
GestiGestióón de energn de energíía:a:
- Comportamiento historico, consumos
- Automatización y adquisición de datos
- Grado de tecnologia
MedidiMedidióónn y evaluaciy evaluacióón n 
de procesos y/o equiposde procesos y/o equipos
(Balances Termodin(Balances Termodináámicos)micos)
OBSERVACIOBSERVACIÓÓN N 
MICROMICRO
DescripciDescripcióón detallada de las mejoras o acciones a seguirn detallada de las mejoras o acciones a seguir
EvaluaciEvaluacióón tn téécnicocnico--econeconóómica de las mejorasmica de las mejoras
ImplementaciImplementacióón y cambios n y cambios 
OBSERVACIOBSERVACIÓÓN N 
MACROMACRO
IdentificaciIdentificacióón de los procesos, sistemas y equipos:n de los procesos, sistemas y equipos:
- Magnitud de los consumos
- Diagrama de flujo
- Zonificación
- Análisis de sistemas
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PRINCIPIOS DE LA PRINCIPIOS DE LA 
CONSERVACICONSERVACIÓÓN DE ENERGN DE ENERGÍÍAA
ÿ Conservar energía no significa consumir cero de energía. 
ÿ Se hace uso correcto de la energía con respecto a un estado 
anterior, cuando se produce lo mismo con menor consumo 
energético o se produce más con el mismo consumo 
energético.
ÿ Se debe ahorrar energía y lograr que los equipos operen 
con su mayor eficiencia antes de emprender un programa 
de sustitución energética
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OTRA 
INSTITUCIÓN
GESTIÓN DE LA ENERGÍA TÉRMICAGESTIÓN DE LA ENERGÍA TÉRMICA
ANÁLISIS DE LAS NECESIDADES DE ENERGÍA
1. Reduzca las necesidades de energía.
2. Use la energía de manera eficiente.
ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA
1. Prevenga las pérdidas en el transporte.
2. Evite transportes excesivos
ANÁLISIS DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA
1. Produzca energía de manera eficiente
2. Transfiera la energía eficientemente.
ANÁLISIS DE LA RECUPERACIÓN DE ENERGÍA
1. Recuperación y uso de calor de desecho.
2. Sistemas de almacenamiento térmico para procesos cíclicos.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ESTRATEGIASESTRATEGIAS
PARA ELPARA EL
COMBUSTIBLECOMBUSTIBLE
COMPRAR MÁS
BARATO
USAR MENOS
J CAMBIAR COMBUSTIBLE
J AUTOGENERAR
J MEDIDAS SIN COSTO
J MEDIDAS DE BAJO COSTO
J MEDIDAS DE COSTO MEDIO
J MEDIDAS DE ALTO COSTO
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OTRA 
INSTITUCIÓN
El mejoramiento ambiental debe ser atractivo para la 
empresa que lo hace.
COSTOS DE INVERSION DE UNA NUEVA CALDERA (miles$)
ITEM DESCRIPCION 200 BHP CARBON
100 BHP 
CARBON
100 BHP 
GAS
1 Caldera 3 pasos 162000 86000 71000
2 Parrilla viajera 66000 34000
3 Multiciclones 15000 12000
4 Chimenea 5000 5000 5000
5 Sist. manejo carbón 20000 20000
6 Sist. Quemador 20000
TOTAL INVERSION 268000 157000 96000
DIFERENCIA (miles $) 0 61000
COSTOS DE OPERACION DE UNA CALDERA
Costo combustible ($/Mj) 2.04 2.04 11.87
Consumo combust. (Mj/mes) 5240352 2620176 2620176
Consumo electric. (Kh-h/mes) 13104 12480 6864
Costo combust (miles$/mes) 10690 5345 31101
Costo mano obra (miles$/mes) 1620 1620 162
Costo electricid (miles$/mes) 1572 1498 824
TOTAL COSTOS 13883 8463 32087
DIFERENCIA (miles $/mes) 23624 0
Recuperación de la inversión (meses) 2.6
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OTRA 
INSTITUCIÓN
CÓMO USAR MENOS ENERGÍACCÓÓMO USAR MENOS ENERGMO USAR MENOS ENERGÍÍAA
MEDIDAS
SIN / BAJO
COSTO
$ CAMPAÑAS DE APAGADO; ELIMINACIÓN DE LA 
CULTURA DEL DESPERDICIO
$ AJUSTE DE LOS PARÁMETROS DE CONTROL
$ REPROGRAMACIÓN DE ACTIVIDADES
$ MANTENIMIENTO DE LA CALDERA Y LOS 
AISLANTES, REPARAR FUGAS
MEDIDAS
DE COSTO
MEDIO
$ INSTALACIÓN DE TERMOSTATOS, TRAMPAS 
DE VAPOR, etc.
$ INSTALACIÓN DE NUEVOS EQUIPOS DE CONTROL
$ INSTALACIÓN DE MEDIDORES
$ REDISEÑO DE ALGUNOS PROCESOS
MEDIDAS
DE COSTO
ALTO
$ REEMPLAZO DE EQUIPOS OBSOLETOS
$ INSTALACIÓN DE UN SISTEMA COMPUTARIZADO
DE REGISTRO DE CONSUMO ENERGÉTICO
$ INSTALACIÓN DE RECUPERADORES DE ENERGIA 
EN LA CHIMENEA
$ PRECALENTAMIENTO DEL AIRE DE COMBUSTION
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OTRA 
INSTITUCIÓN
LA ENERGLA ENERGÍÍA EN LA INDUSTRIAA EN LA INDUSTRIA
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
NIVELES DE ENERGNIVELES DE ENERGÍÍAA
Proceso de alto nivel 
energético
Energía útil
Vapor de baja presión
y temperatura
Proceso de medio nivel 
energético
Condensado de baja presión
y temperatura
Proceso de medio nivel 
energético
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OTRA 
INSTITUCIÓN
DIAGRAMA DE BLOQUES GENERAL PARA LOS SERVICIOS DE UNA DIAGRAMA DE BLOQUES GENERAL PARA LOS SERVICIOS DE UNA 
INDUSTRIAINDUSTRIA
Sistema de Vapor
Iluminación
Sistema de Aire
Comprimido
Sistema de
Refrigeración
Sistema Aire
Acondicionado
Servicios
Generales
Sistema de
Tratamiento
de Agua
Sistema Aguas
de Enfriamiento
ENERGÍA ENERGÍA 
TÉRMICATÉRMICA
ENERGÍA ENERGÍA 
ELÉCTRICAELÉCTRICA
PP
RR
OO
CC
EE
SS
OO
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OTRA 
INSTITUCIÓN
DDIAGRAMA DE BLOQUES IAGRAMA DE BLOQUES DE UNA INDUSTRIA DE UNA INDUSTRIA 
CEMENTERACEMENTERA
Molienda y empaqueMolienda y empaque
ClinkerizaciClinkerizacióónn
Caliza y Arcilla (vía húmeda o seca)
Pasta 
(vía húmeda)
Harina 
(vía seca)
Cemento
ENERGENERGÍÍA TA TÉÉRMICARMICA
Clinker
S
E
R
V
I
C
I
O
S
ENERGENERGÍÍA ELECTRICAA ELECTRICA
AIRE COMPRIMIDOAIRE COMPRIMIDO
PreparaciPreparacióón de pastan de pasta
ExtracciExtraccióón y trituracin y trituracióónn
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OTRA 
INSTITUCIÓN
ElaboraciElaboracióónn
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA UNA INDUSTRIA ALIMENTICIA CDIAGRAMA DE BLOQUES PARA UNA INDUSTRIA ALIMENTICIA CÁÁRNICARNICA
VAPORVAPOR
REFRIGERACIREFRIGERACIÓÓNN
Almacenamiento y despachoAlmacenamiento y despacho
RecepciRecepcióón n -- AlmacenamientoAlmacenamiento
de materia primade materia prima
EmbutidoEmbutido
Tratamiento especTratamiento especííficofico
SS
EE
RR
VV
II
CC
II
OO
SS
ENERGENERGÍÍA ELECTRICAA ELECTRICA
ENERGENERGÍÍA TA TÉÉRMICARMICA
AIRE COMPRIMIDOAIRECOMPRIMIDO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL PROCESO PRODUCTIVO DE UNA DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL PROCESO PRODUCTIVO DE UNA 
INDUSTRIA CERVECERAINDUSTRIA CERVECERA
VAPORVAPOR
REFRIGERACIREFRIGERACIÓÓNN
ENERGENERGÍÍA ELECTRICAA ELECTRICA
ENVASADO DE
PRODUCTO TERMINADO
RECEPCIRECEPCIÓÓN Y ALMACENAMIENTON Y ALMACENAMIENTO
DE MATERIA PRIMADE MATERIA PRIMA
COCIMIENTOCOCIMIENTO
FERMENTACIÓN
MADURACIÓN
FILTRACIÓN Y ACABADO
Afrecho
Mosto cerveza
Cerveza verde
Cerveza clara
Cerveza
TRATAMIENTO AGUASTRATAMIENTO AGUAS
RECUPERACION CO2RECUPERACION CO2
AIRE COMPRIMIDOAIRE COMPRIMIDO
Materia prima
SS
EE
RR
VV
II
CC
II
OO
SS
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OTRA 
INSTITUCIÓN
PROGRAMA DE TRABAJOPROGRAMA DE TRABAJOPROGRAMA DE TRABAJO
AUDITORÍAS
ENERGÉTICAS MEDICIONES
BALANCE DE
ENERGÍA
MEDIDAS PARA
REDUCIR EL USO
DE ENERGÍA
CÁLCULOS DE
AHORROS Y COSTOS
PARA LAS MEDIDAS
LISTA DE MEDIDAS
PRIORITARIAS
ORGANIZACIÓN DE
LAS ACTIVIDADES DE
AHORRO DE ENERGÍA
ENTRENAMIENTO
E INFORMACIÓN
SEGUIMIENTO
DEL PROGRAMA
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
La Auditoría Energética...
• Se busca identificar:
– Dónde se usa la energía
– Qué equipos usan cuál energía
– Dónde y qué oportunidades de 
minimización hay
– Evaluar y priorizar estas oportunidades
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Planeación de una Auditoría
• Revise los diagramas de flujo
• Revise planos de las líneas eléctricas
• Haga reuniones previas con responsables de 
procesos
• Identifique oportunidades
• Defina el objeto de la auditoría
• Prepare planillas para la recolección de datos
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Tipos de Auditorías
• 3 tipos de auditorías energéticas: 
ßAuditoría superficial
ßAuditoría corta
ßAuditoría detallada
• El tipo de auditoría lo determina: 
ß La planeación de la auditoría
ßEl negocio
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Auditoría Superficial
A. Hacer un reconocimiento inicial para identificar
desperdicio de energía que puede corregirse
con mantenimiento o acciones operativas, por
ejemplo:
Fugas, operación de equipos, aislamientos o 
luces prendidas sin necesidad
B. Identificación de los instrumentos de medición
necesarios y la justificación de su instalación.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Auditoría Corta
A. Elaborar balances de energía de los procesos y 
detallar:
–Entradas de energía
–Energía consumida y disipada
B. Analice los balances de energía:
–Se puede recuperar calor residual
–Qué etapas del proceso se pueden eliminar
–Qué se puede mejorar.
C. Haga evaluaciones de consumo en las noches y 
fin de semana
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Auditoría Detallada
A. Analice detalladamente los balances de energía
de los procesos
B. Desarrolle evaluaciones periódicas de consumos
en las noches y fines de semana
C. Desarrolle auditorías detalladas a equipos
específicos como:
– Calderas y sistemas de vapor
– Sistemas de aire comprimido
– Líneas de gas natural
D. Haga análisis termodinámicos donde lo requiera
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Información básica general
• Características generales de la industria.
– Memorias descriptivas de:
• Instalaciones generales, con indicación de los principales 
procesos y equipos productivos.
• Centros productivos independientes.
• Secciones de servicios comunes.
• Descripción de los procesos descriptivos.
– Diagramas de bloques, indicando flujos de materias primas, 
productos intermedios y finales, así como subproductos y 
efluentes.
• Régimen de producción indicando si el proceso es continuo 
o discontinuo.
• Operación semanal, mensual y anual.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Información básica general
• Fuentes de suministro energético.
– Características de las energías adquiridas.
• Combustibles. Proveedor, costo, PCI.
• Electricidad: Costo, capacidad de transformación, 
proveedor.
• Vapor adquirido.
– Relación de las energías autoproducidas.
• Cálculos técnicos de consumos específicos.
• Fijación de indicadores.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Análisis detallado de la utilización de la energía en la industria.
• Diagramas de flujos energéticos. Diagramas de Sankey.
• Desglose por centros y unidades consumidoras.
• Fijación de medidas analíticas.
– Equipos
• Capacidad teórica y real.
• Factor de utilización.
• Estado de la instalación.
– Energía.
• Tipo y consumo medio y horario.
• Potencia térmica y eléctrica instalada.
• Rendimiento.
– Producto tratado
• Tipo de producto y cantidad.
• Tratamiento.
• Características térmicas de entrada.
• Características térmicas de salida.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Análisis detallado de utilización de energía en la industria.
• Efluentes térmicos.
– Caudal, temperatura, presión, composición, 
lugar de vertido.
• Equipos auxiliares.
– Vapor, aire comprimido, refrigeración, líneas 
de distribución, sistemas eléctricos y de 
transformación.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Mediciones que se deben realizar en campo.
• Equipos para análisis energético
– Analizador de gases Orsat. Medición de CO2, CO, O2, NOx, 
SOx.
– Medición de flujos a baja presión.
• Veló metro de alta temperatura.
• Tubo pitót calibrado.
– Flujos a alta presión.
• Placas orificio.
• Tubos venturi.
– Analizadores de redes eléctricas.
• Medición de variables eléctricas en tiempo real.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ecuaciones para el cálculo del flujo.
• Para el tubo pitot
• Tubo venturi
– C: Coeficiente del vénturi.
– A0, D0: Sección y diámetro de 
la garganta.
– D1: Diámetro aguas arriba.
2
2
22
1
2
11
22
gzVPgzVP ++=++
ρρ ρ
)(2 12 PPV −=
4
1
0
0
1
)(2




−
∆
=
D
D
PgCAw ρ
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
VALORES TIPICOS DE POTENCIALES DE AHORROVALORES TIPICOS DE POTENCIALES DE AHORRO
ËË Electricidad Electricidad 3 %3 %
ËË Gas/Gas/ooííll 5 %5 %
ËË Vapor Vapor 5 %5 %
ËË Agua Agua 55--10 %10 %
ËË Aire Comprimido 10 % Aire Comprimido 10 % 
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ADMINISTRACIADMINISTRACIÓÓN DEL RECURSO POR OBJETIVOSN DEL RECURSO POR OBJETIVOS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PROBLEMAPROBLEMA
• Alta dispersión en los consumos para niveles de producción 
semejantes.
• Desconocimiento de las correlaciones que permiten identificar 
la causa del incremento en el consumo. 
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
OBJETIVOS DE LA METODOLOGOBJETIVOS DE LA METODOLOGÍÍA A 
Pretende controlarlos principales índices y
variables energéticas, para tratar de mantenerlas
siempre en valores óptimos.
Pretende controlar los principales Pretende controlar los principales ííndices yndices y
variables energvariables energééticas, para tratar de mantenerlasticas, para tratar de mantenerlas
siempre en valores siempre en valores óóptimos.ptimos.
Identificar puntos de ahorro de energíaIdentificar puntos de ahorro de energIdentificar puntos de ahorro de energííaa
Hacer uso eficicente de la energíaHacer uso Hacer uso eficicenteeficicente de la energde la energííaa
Incrementar la eficiencia energética de los equiposIncrementar la eficiencia energIncrementar la eficiencia energéética de los equipostica de los equipos
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ESTABLECIMIENTO DE UN COMITESTABLECIMIENTO DE UN COMITÉÉ DE ENERGDE ENERGÍÍA (AMBIENTAL, DE A (AMBIENTAL, DE 
MEJORAMIENTO, DE CALIDAD...)MEJORAMIENTO, DE CALIDAD...)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
EQUIPO DE TRABAJOEQUIPO DE TRABAJO
p Jefe de mantenimiento
p Jefes de producción
p Lider del Proyecto
p Personas de departamento como:
Finanzas, Calidad, etc....
pp Jefe de mantenimientoJefe de mantenimiento
pp Jefes de producciJefes de produccióónn
pp LiderLider del Proyectodel Proyecto
pp Personas de departamento como:Personas de departamento como:
Finanzas, Calidad, etc....Finanzas, Calidad, etc....
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DEFINICIDEFINICIÓÓN DEL CENTRO DE COSTON DEL CENTRO DE COSTO
PROCESOPROCESO
Materia primaMateria prima
Combustible(E)Combustible(E)
EnergEnergíía Ela Elééctrica(E.E)ctrica(E.E)
Agua(A)Agua(A)
Producto (P)Producto (P)
DesechoDesecho
de Energde Energííaa
ResiduoResiduo
Materia primaMateria prima
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OTRA 
INSTITUCIÓN
FUNCIONAMIENTO DE UN PROGRAMA DE FUNCIONAMIENTO DE UN PROGRAMA DE UREURE
Centros de costos 
energeticos
Centros de costos Centros de costos 
energeticosenergeticos
Energía
Materia prima
Producción
Residuo
Comité
Energético
ComitComitéé
EnergEnergééticotico
Datos Energéticos
Datos Producción
Acción
Variables Externas
Datos historicos
Objetivo
St
an
da
r
O
bj
et
iv
o
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DEFINICIÓN DE LA META AÑO PRÓXIMO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Producción mensual (Ton)
En
er
gí
a
(G
j)
Consumos sobre el promedio
Consumos bajo el promedio
Promedio
Prom. consumos bajo prom.
Tendencia año actual:
Gj = 0,3879·Ton + 392,56
R2 = 0,7509
Objetivo para el año próximo:
Gj = 0,3411·Ton + 428,55
R2 = 0,9447
META BASADA EN UNA REGRESIMETA BASADA EN UNA REGRESIÓÓNN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA M&TESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA M&TESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA M&T
ESPECIFIQUE LOS 
CCEs Y LAS 
NECESIDADES DE 
REPORTES
DEFINA LOS 
RESPONSABLES Y 
PROCESOS
ACONDICIONE 
PLANILLAS Y 
SOFTWARE
ENTRENE EL 
EQUIPO EN LAS 
ACTIVIDADES DEL 
PROYECTO
OPERE EL SISTEMA
INICIE LA LECTURA 
DE LOS MEDIDORES
MANTENGA LA 
OPERACIÓN DEL 
SISTEMA DE M&T
REVISE RESULTADOS
CAMBIE EL SISTEMA 
SI ES NECESARIO
ENTRE DATOS
ENTRE DATOS
ENTRE DATOS
PLANEAR HACER VERIFICAR/
ACTUAR
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OTRA 
INSTITUCIÓN
COGENERACICOGENERACIÓÓNN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
POTENCIAL DE AHORRO DE ENERGPOTENCIAL DE AHORRO DE ENERGÍÍA PRIMARIA ENTRE LAS A PRIMARIA ENTRE LAS 
DIFERENTES TECNOLOGDIFERENTES TECNOLOGÍÍASAS
COGENERACIÓN CONVENCIONAL
TECNOLOGÍA
TIPO DE
ENERGÍA
SECUNDARIA
ENERGÍA
PRODUCIDA
(kWh) EFICIENCIA
GLOBAL
(%)
CONSUMO
DE
ENERGÍA
PRIMARIA
(kWh)
EFICIENCIA
GLOBAL
(%)
CONSUMO
DE
ENERGÍA
PRIMARIA
(kWh)
AHORROS DE
ENERGÍA
PRIMARIA
(%)
ElectricidadElectricidad 26.526.5 33.033.0 80.380.3
CalorCalor 54.454.4 93.093.0 58.558.5
Turbina aTurbina a
gasgas
TotalTotal 80.980.9
81.081.0 100.0100.0
138.8138.8
28.028.0
ElectricidadElectricidad 15.015.0 33.033.0 45.545.5
CalorCalor 75.075.0 93.093.0 80.680.6
Turbina aTurbina a
vaporvapor
TotalTotal 90.090.0
90.090.0 100.0100.0
126.1126.1
21.021.0
MotorMotor
alternativoalternativo
ElectricidadElectricidad 36.036.0
70.070.0 100.0100.0
33.033.0 109.0109.0
31.031.093.093.0CalorCalor 34.034.0
TotalTotal 70.070.0 145.6145.6
36.636.6
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OTRA 
INSTITUCIÓN
ESQUEMA DE UN CICLO BRAYTON O CICLO DE LA TURBINA A GASESQUEMA DE UN CICLO BRAYTON O CICLO DE LA TURBINA A GAS
OPCIÓN 2
Planta de
Refrigeración
Por absorción
Generador 
Eléctrico
Ciclo de la
Turbina a gas
Gas
OPCIÓN 1
Planta de
Generción de:
•Vapor
•Agua caliente
•Aire Caliente
Aire
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ESQUEMA DE UN CICLO RANKINE O CICLO DEL VAPOR DE AGUAESQUEMA DE UN CICLO RANKINE O CICLO DEL VAPOR DE AGUA
CALDERACALDERA
TurbinaTurbina
FabricaFabricaFabricaFabrica
AguaAgua
Generar Energía 
Eléctrica
COMBUSTIBLE
Generar Energía 
Mecánica
VAPOR
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OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Halógenas Para iluminar productos. 
Compactas 
fluorescentes 
Para evitar cambiar los 
plafones. Útiles en corredores 
de hoteles. 
Tubulares 
fluorescentes 
Para iluminación general 
Alta presión- 
sodio 
Para uso en exteriores o donde 
la luz blanca no sea problema, 
por ejemplo para seguridad. 
Lámparas LED Para señales de salida 
 
USOS DE LAS LUMINARIAS
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Costo del kW-h 120
Horas/día de uso 10
Días/año de uso 250
AHORRADOR INCANDESCENTE 
Potencia (Wat) 20 100
Iluminación (lumen) 1.200 1.350
Duración (h) 10.000 1.000
Precio del bombillos ($) 19.000 700
Número de bombillos/año 0,25 2,50
Consumo electricidad (kW-h/año) 50 250
Costo de los bombillos ($/año) 2.500 2.500
Costo de la electricidad ($/año) 6.000 30.000
Costo total ($/año) 8.500 32.500
BOMBILLO AHORRADOR FLUORESCENTE VS INCANDESCENTE
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DESCRIPCIÓN T12 (39W) T8 (32W) T12 (75W) T8 (32W) 
Inversión (pesos) 0 26.400 0 26.400 
Costo del consumo total 
(pesos / año) 34.008 22.585 209.952 75.053 
kW h anuales consumidos 239 177 1.555 588 
Ahorro (pesos / año) 11.423 134.899 
Ahorro (kW h anuales) 62 967 
Recuperación de la 
inversión (meses) 27,7 2,3 
 
Evaluación económica del cambio de lámparas de 39W 
por 32W y de 75W por 32 W
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DESCRIPCIÓN UMA SUBESTACION 
Equipos e instalación (inversión en 
pesos) 192.125 262.250 
Ahorros con la opción implementada 
(pesos / año) 711.601 1’013.822 
Ahorros con la opción implementada 
(kWh anuales) 5.760 8.511 
kWh anuales consumidos 6.208 9.677 
Recuperación de la inversión 
(meses) 3,2 3,1 
 
Evaluación económica del sensor en las áreas de 
UMA y subestación 
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OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Costo de los Servicios en todo su Ciclo de Vida
Costos de Capital
10%
Costos de
Operación y
Mantenimiento
90%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Curva Típica de un Motor NEMA Diseño “B”
P
or
ce
nt
aj
e
de
 la
 c
ar
ga
co
m
pl
et
a
de
 la
 
C
or
rie
nt
e,
 D
es
liz
am
ie
nt
o,
 V
el
oc
id
ad
, 
E
fic
ie
nc
ia
y 
Fa
ct
or
 d
e 
po
te
nc
ia
.
0
20
40
60
80
100
120
20 40 60 80 100 120
Velocidad
Eficiencia
Corriente
Deslizamiento
Factor
Potencia
Deslizamiento proporcional
a la carga
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Motores estándar vs alta eficiencia
Eficiencia estándar Carga Completa
HP RPM a
Carga C
Tam
carcaza
Torque
ft lb
Eficiencia
%
F.P.
%
Amps
25
3505
1750
1170
284TS
284T
324T
37.5
75.1
112.0
88.5
90.2
91.7
91.0
88.5
82.5
29.1
29.3
31.0
Alta Eficiencia Carga Completa
HP RPM a
Carga C
Tam
carcaza
Torque
ft lb
Eficiencia
%
F.P.
%
Amps
25
3545
1765
1175
284TS
284T
324T
37.1
74.4
112.0
93.0
93.0
93.0
91.0
86.0
82.0
27.6
29.7
30.7
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SISTEMAS DE ENCENDIDO AUTOMATICO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
BOMBAS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
C
A
B
E
ZA
 (H
) E
N
 m
CAUDAL (Q) EN m3/h
CURVA DE LA BOMBA
CURV
A DEL
 SISTE
MA
PUNTO DE
OPERACIÓN
CABEZA ESTÁTICA TOTAL
CABEZA DE PRESIÓN
CABEZA DE PÉRDIDAS
BombasBombas
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CURVAS DE OPERACION DE LAS BOMBAS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
H
 (e
n 
m
)
Q (en m3/h)
H
 (e
n 
m
)
Q (en m3/h)
H
 (e
n 
m
)
Q (en m3/h)
REGULACIÓN POR VÁLVULA
REGULACIÓN POR VELOCIDAD
REGULACIÓN POR PRESIÓN
REGULACIÓN POR DESVIO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Características Hidráulicas de una Bomba de una Velocidad con y sin Cabeza Estática
100
30
50
10
20
40
60
70
80
0
90
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0 50 100
100
90
80
70
C
ab
ez
a
de
l s
is
te
m
a,
 %
Velocidad máxima de la bomba, %
Ef
ic
ie
nc
ia
de
 la
 b
om
ba
, %
Flujo de diseño, %
25 75
Cabeza del sistema A
Cabeza del sistema B
Eficiencia
Cabeza de la bomba
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OTRA 
INSTITUCIÓN
Potencia bomba de velocidad variable 
vs bomba de una velocidad con válvula
30
50
10
20
40
60
70
80
0
90
100
110
120
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Po
te
nc
ia
eq
ui
v.
 A
 v
el
oc
id
ad
co
ns
ta
nt
e,
 %
Flujo de diseño, %
Bomba de velocidad variable
Sin cabeza estática
Bomba con válvula
De control
Bomba de velocidad
Variable con cabeza
estática
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
RELACIONES DE SIMILITUDRELACIONES DE SIMILITUD
PARA LAS R.P.M.:
Q1 = RPM1 H1 = RPM12 POT1 = RPM13
Q2 RPM2 H2 RPM22 POT2 RPM23
PARA EL DIÁMETRO DEL IMPULSOR:
Q1 = Di1 H1 = Di12 POT1 = Di13
Q2 Di2 H2 Di22 POT2 Di23
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Eficiencia de los Componentes
Tubería
90%
Sistema de
Distribución
96%
Motor
85%
Rodamientos
98%
Bomba
50%
Válvula de
Control de 
Flujo
70%
Medidor Empresa
De Servicios
100% Intercambiador
De Calor
Intercambiador
De Calor
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Eficiencia del Sistema
Componente Eficiencia Típica
Medidor 100 %
Distribución 96 %
Motor 85%
Rodamiento 98%
Bomba 50%
Válvula 70%
Tubería 90%
Global 25%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Eficiencia del Sistema
Distribución
Medidor Motor Bomba
Válvula
TuberíaRodamiento
Energía Entrando
Energía sale
Sólo el 25%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SUMINISTRO DE AIRE COMPRIMIDOSUMINISTRO DE AIRE COMPRIMIDO
•• LA POTENCIA INSTALADA ES SEGLA POTENCIA INSTALADA ES SEGÚÚN LA N LA 
DEMANDA MDEMANDA MÁÁXIMA.XIMA.
•• EL ALMACENAMIENTO DE AIRE ES MEL ALMACENAMIENTO DE AIRE ES MÍÍNIMO O NIMO O 
NULO.NULO.
•• LA CAPACIDAD DE SEGUIR EL PERFIL DE LA CAPACIDAD DE SEGUIR EL PERFIL DE 
CONSUMO ES NULA.CONSUMO ES NULA.
•• NO SE CONTROLA LA PRESINO SE CONTROLA LA PRESIÓÓN DE N DE 
OPERACIOPERACIÓÓN DEL SISTEMA.N DEL SISTEMA.
•• EL SUMINISTRO ES IGUAL A LA DEMANDA.EL SUMINISTRO ES IGUAL A LA DEMANDA.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDODEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO
FUGAS
10-30%
DEMANDA NO 
CONTROLADA
10-15%
APLICACIÓN 
INEFICIENTE
15-25%
APLICACIÓN 
EFICIENTE
40-60%
10
0%
El aire comprimido es la forma más costosa de energía!
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Eficiencia de los Componentes
Sistema de
Distribución
96%
Motor
90%
Rodamientos
98%
Compresión
adiabática
86%
Medidor Empresa
De Servicios
100%
Ineficiencia
Compresión
60%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Eficiencia del Sistema
Distribución
96%
Medidor
100%
Motor
90%
Compresor
86%x60%
Rodamiento
98%
Energía Entrando
Energía sale
Sólo el 44%
100%
TOTAL: 44% x 50% = 22% !
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OTRA 
INSTITUCIÓN
ELEMENTOS DE UNA 
INSTALACIÓN DE AIRE 
COMPRIMIDO
ELEMENTOS DE UNA ELEMENTOS DE UNA 
INSTALACIINSTALACIÓÓN DE AIRE N DE AIRE 
COMPRIMIDOCOMPRIMIDO
COMPRESORESCOMPRESORES
POTENCIAPOTENCIA
ACUMULACIACUMULACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
SISTEMA DE SISTEMA DE 
DISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓNN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TIPOS DE COMPRESORESTIPOS DE COMPRESORES
CENTRÍ FUGO AXIAL MIXTO
DINÁMICO EYECTOR
FLUJO CONTINUO
RECIPROCANTE
TORNILLO LÓBULOS PALETAS
ROTATORIO
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
COMPRESORES
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPRESORCOMPRESOR
RECIPROCANTERECIPROCANTE
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPRESOR DE LCOMPRESOR DE LÓÓBULOSBULOS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPRESOR DE TORNILLOCOMPRESOR DE TORNILLO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPRESOR CENTRCOMPRESOR CENTRÍÍFUGOFUGO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CAPACIDAD CONSUMO DE ENERGÍA
m3/h @7Bar m3/kWh CFM/HP
<70 7.52 3.30
70-700 10.53 4.62
700-7000 13.89 6.10
<70 8.00 3.51
70-700 10.00 4.39
<70 8.62 3.78
70-700 10.00 4.39
700-7000 10.87 4.77
1500-3500 10.99 4.82
3500-7000 12.05 5.29
CENTRÍFUGO
TIPO
PISTÓN
PALETAS
TORNILLO
CONSUMO DE ELECTRICIDAD SEGÚN EL TIPO DE COMPRESOR
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
LLÍÍMITES DE OPERACIMITES DE OPERACIÓÓN DE LOS COMPRESORESN DE LOS COMPRESORES
TOMADO DE: COMPRESORES. SELECCIÓN USO Y MANTENIMIENTO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
ÍNDICE DE CONSUMO DE AIREÍÍNDICE DE CONSUMO DE AIRENDICE DE CONSUMO DE AIRE
POTENCIA TEÓRICA (kw/m3/s aire estándar)
PRESIÓN
(Barabs)
1
ETAPA
2
ETAPAS
3
ETAPAS
1,70 57,3 55,1 --
2,73 116,3 108,0 --
4,45 186,2 12% 166,4 --
6,51 247,8 15,3% 214,8 5,3% 204
7,89 281,5 17,2% 240,3 5,4% 228
11,30 349,8 20,7% 289,8 7,8% 268,8
14,83 406,3 23,5% 329,0 10,4% 298
4,2E-3 m3/kj = 6,5 CFM/HP
Potencia real = 30-50% más de la potencia teórica
Índice real: 4-5 CFM/HP
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
POTENCIALES DE AHORRO
• Reduzca fugas
– 10-30% del total de costo de electricidad
• Sobre presión del sistema
– Cada 5 psi = 2%
• Mantenimiento del filtro
– Normalmente 0,5%
• Minimice la caida de presión en el secador
– Hasta 10% con secadores tipo desecantes
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PPÉÉRDIDA DE AIRE POR ORIFICIOS (mRDIDA DE AIRE POR ORIFICIOS (m33/h)/h)
Presión Diámetro del orificio (mm)
(Bar) 0,8 1,6 3,2 6,4 9,5 12,7
0,7 0,58 2,38 9,34 37,36 83,22 149,4
1,73 0,92 3,74 14,63 59,46 130,7 237,7
3,45 1,55 6,11 25,47 98,46 220,7 390,6
5,51 2,21 9,00 35,66 144,2 322,6 577,3
6,89 2,72 11,04 44,15 169,8 390,6 696,0
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
MANTENIMIENTO: DETECCIÓN DE FUGAS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Aumento de Potencia vs Presión
-0,9%
-0,6%
-0,3%
0,0%
0,3%
0,6%
0,9%
0 20 40 60 80 100 120 140
Presión (PSIMan)
Au
m
en
to
 P
ot
en
ci
a 
(%
/P
SI
)
PRESIÓN DE 
REFERENCIA
Consumo de potencia= 0,5% de la potencia a plena carga / 0,07 Bar
sobre la presión de trabajo
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
250
275
300
325
350
375
400
0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1
Presión entrada (Bar)
Tr
ab
aj
o 
(k
j/m
3 )
9,2 Bar
8,5 Bar
7,8 Bar
∆w = 6,5%
CONSUMO DE ENERGÍA CON EL CAMBIO 
DE PRESIÓN DE ENTRADA
CONSUMO DE ENERGCONSUMO DE ENERGÍÍA CON EL CAMBIO A CON EL CAMBIO 
DE PRESIDE PRESIÓÓN DE ENTRADAN DE ENTRADA
∆w = 14,8%
∆w = 24,2%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CAIDA DE PRESIÓN EN EL SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CAIDA DE PRESIÓN EN EL SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Las Condiciones de Operación Influencian los Costos de Energía
v Revise la operación a carga parcial
– Se consume el 40-80% de la energía máxima cuando se trabaja a 
carga parcial
v Reduzca la temperatura de entrada del aire
– Cada 2,5Co = 1% más aire
v Revise el tamaño de la tubería
– Cada 5 psi de pérdida = 2% más energía
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Consumo aire comprimido-Agosto 6-7/97
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
6:
07
:2
6
7:
47
:3
6
9:
33
:0
1
11
:0
8:
24
13
:1
5:
32
15
:0
0:
55
16
:4
6:
12
18
:3
1:
36
20
:1
7:
02
22
:0
2:
27
23
:4
7:
52
1:
33
:1
9
3:
18
:4
5
5:
04
:1
0
Hora
C
au
da
l (
C
FM
)
20
26
32
38
44
50
56
62
68
74
80
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C
), 
Pr
es
ió
n 
(P
SI
)
Turno 1 Turno 2 Turno 3
Caud al
Pres ió n
Temp erat .
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
MEDICION DEL CONSUMO DE AIRE
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Consumo electricidad compresores
0
3.000
6.000
9.000
12.000
15.000
18.000
21.000
24.000
4 7 10
 
13
 
16
 
19
 
22
 
25
 
28
 
31
 
34
 
37
 
40
 
43
 
46
 
kw
-h
Total Compresor 3,5
Compresor 1,2
Semana
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
MEDICION DEL CONSUMO DE AIRE
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CONSUMO A CARGA PARCIALCONSUMO A CARGA PARCIALCONSUMO A CARGA PARCIAL
% MÁXIMA
CAPACIDAD
%
POTENCIA
EFICIENCIA FACTOR DE
POTENCIA
100 100 0,942 0,84
90 97 0,941 0,83
75 92 0,940 0,80
60 88 0,938 0,75
0 22 0,855 0,29
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TIPOS DE CONTROL DE COMPRESORESTIPOS DE CONTROL DE COMPRESORESTIPOS DE CONTROL DE COMPRESORES
v ARRANQUE / PARO
v VARIACIÓN DE VELOCIDAD
v CIERRE VÁLVULA DE DESCARGA
v REGULACIÓN VÁLVULA DESCARGA
v BY-PASS
vv ARRANQUE / PAROARRANQUE / PARO
vv VARIACIVARIACIÓÓN DE VELOCIDADN DE VELOCIDAD
vv CIERRE VCIERRE VÁÁLVULA DE DESCARGALVULA DE DESCARGA
vv REGULACIREGULACIÓÓN VN VÁÁLVULA DESCARGALVULA DESCARGA
vv BYBY--PASSPASS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TODOS LOS COMPRESORES OPERANDO:
COMPRESOR 1 MODULANDO
COMPRESOR 2,3,4 A MÁXIMA CARGA
TODOS LOS COMPRESORES OPERANDO:
COMPRESOR 1,2 MODULANDO
COMPRESOR 3,4 A MÁXIMA CARGA
COMPRESOR 1 SIN CARGA
COMPRESOR 2,3 MODULANDO
COMPRESOR 4 A MÁXIMA CARGA
COMPRESOR 1, 2 SIN CARGA
COMPRESOR 3,4 MODULANDO
COMPRESOR 1,2, 3 SIN CARGA
COMPRESOR 4 MODULANDO
TODOS LOS COMPRESORES 
SIN CARGA
SISTEMA TRADICIONAL DE CONTROL EN CASCADASISTEMA TRADICIONAL DE CONTROL EN CASCADASISTEMA TRADICIONAL DE CONTROL EN CASCADA
90
95
100
105
110
115
120
PR
ES
IÓ
N
 D
E 
C
O
N
TR
O
L 
(P
SI
)
1
2
3
4
B
A
N
D
A
 D
E 
C
O
N
TR
O
L:
25
 P
SI
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SISTEMAS “INTELIGENTES” DE CONTROL
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SISTEMAS “INTELIGENTES” DE CONTROL
90
95
100
105
110
115
120
PR
ES
IÓ
N
 D
E 
C
O
N
TR
O
L 
(P
SI
)
1 2 3 4
B
A
N
D
A
 D
E
C
O
N
TR
O
L:
10
 P
SI
90
95
100
105
110
115
120
PR
ES
IÓ
N
 D
E 
C
O
N
TR
O
L 
(P
SI
)
1 2 3 4
B
A
N
D
A
 D
E
C
O
N
TR
O
L:
10
 P
SI
COMPRESOR 1: 5 PSI MÁS Ë 2,5% MÁS DE CONSUMO DE POTENCIA
COMPRESOR 2: IGUAL Ë 0% MÁS DE CONSUMO DE POTENCIA
COMPRESOR 3: 5 PSI MENOS Ë 2,5% MENOS DE CONSUMO DE POTENCIA
COMPRESOR 4: 10 PSI MENOSË 5% MENOS DE CONSUMO DE POTENCIA
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Aumento de Potencia vs Temperatura
0%
2%
4%
6%
8%
20 25 30 35 40 45
Temperatura de entrada (°C)
Au
m
en
to
 P
ot
en
ci
a 
(%
)
1% CADA 2,93°C DE AUMENTO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
0%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
0 2 4 6 8 10 12
Velocidad aire (m/s)
%
 P
ér
di
da
s 
de
 p
re
si
ón
REFERENCIAS:
Presión 7,8 Bar
Temperatura 25°C
Tubería de acero
170 m3/h
510 m3/h
1020 m3/h
D=38 mm
D=58 mm
D=75 mm
PPÉÉRDIDA DE PRESIRDIDA DE PRESIÓÓN POR 100m DE TUBERN POR 100m DE TUBERÍÍAA
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
R
E
D
 D
E
 A
IR
E
 C
O
M
P
R
IM
ID
O
R
E
D
 D
E
 A
IR
E
 C
O
M
P
R
IM
ID
O
R
E
D
 D
E
 A
IR
E
 C
O
M
P
R
IM
ID
O
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
RECUPERACIÓN DE ENERGÍA:
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO CON AIRE
RECUPERACIRECUPERACIÓÓN DE ENERGN DE ENERGÍÍA:A:
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO CON AIRESISTEMA DE ENFRIAMIENTO CON AIRE
VENT.
COMPRESOR
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
COMPRESORCOMPRESOR
COMPRESORCOMPRESOR
COMPRESORCOMPRESOR
BOMBASBOMBAS RECUPERAC.
RECUPERAC.
DE ENERGDE ENERGÍÍAA
ENFRIAMIENTOENFRIAMIENTO
FINAL (TORRE)FINAL (TORRE)
ENFRIAMIENTOENFRIAMIENTO
DE STAND BYDE STAND BY
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO CON AGUASISTEMA DE ENFRIAMIENTO CON AGUA
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA EN UN COMPRESOR DE 2 ETAPAS ENFRIADO CON AGUADISTRIBUCIDISTRIBUCIÓÓN DE ENERGN DE ENERGÍÍA EN UN COMPRESOR DE 2 ETAPAS ENFRIADO CON AGUAA EN UN COMPRESOR DE 2 ETAPAS ENFRIADO CON AGUA
TOTAL DE ENERGÍA CALÓRICA: 100%
CALOR DE DISIPACIÓN:
Al aire ambiente 8%
Del compresor 2%
Del motor 6%
Al agua de enfriamiento 88%
Cilindros 4%
Interenfriador 41%
Postenfriador 43%
Calor residual en el aire comp. 4%
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
BUENAS PRÁCTICAS: EVITE EL 
DESPERDICIO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
• 1500 – 2100 PSI water pressure 
range
• 2 GPM water flow rate
• 3.75 HP – 6 HP
• Home siding and paint preparation
• Patios, sidewalks, and walkways
• Decks
• Cars, trucks, boats and RV’s
Consumer Gas Units
Products up to 5000 Cleaning Units
Commercial Gas Units
From 5001 to 8000 Cleaning Units
• 2200 – 2600 PSI water pr. range
• 2.4 – 3.0 GPM water flow rate
• 5.0 HP – 6.5 HP
• Home siding and paint preparation 
• Patios, sidewalks, and walkways 
• Decks and docks 
• Cars, trucks, boats, trailers and 
motorcycles 
• Engines 
• 2700 – 3500 PSI water pr. range
• 3.0 – 4.0 GPM water flow rate
• 7.5 HP – 13.0 HP
• Home siding and paint preparation 
• Fleet equipment 
• Engines 
• Large boats 
• Farm equipment 
Industrial Gas Units
Products over 8000 Cleaning Units
Cleaning Units (CU’s) are calculated by multiplying PSI 
(water pressure) times GPM (water flow).
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CICLO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 
POR COMPRESIÓN DE VAPOR
QL
QH
W
COP =
QL
W
TÍPICO: 7-12
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
3
4 1
2
TEMPERATURA DE 
ENFRIAMIENTO
TEMPERATURA 
DEL AMBIENTE
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
CICLO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN 
POR ABSORCIÓN
BOMBA
SOLUCIÓN
CONCENTRADASOLUCIÓN
DÉBIL
GENERADOR
ABSORSOREVAPORADOR
CONDENSADOR
COMPRESOR
QH
QL
QG
QA
COP =
QL
QG
TÍPICO: 0-1
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Plantas con Bromuro de 
litio y agua 
Plantas con Amoníaco y 
agua 
El agua es un refrigerante óptimo 
por su alta energía de evaporación 
(2500 kj/kg) y el bromuro de litio no 
es venenoso, inflamable y es 
inodoro. 
El amoníaco es un refrigerante 
óptimo pero es un gas venenoso, 
con un fuerte olor de efecto 
alarmante que suele evitar daños 
físicos. 
Las temperaturas de refrigeración 
están por encima de 5°C por lo que 
su aplicación más usual es la 
climatización de edificios. 
Se pueden obtener temperaturas de 
evaporación de hasta –60°C, por lo 
que se usa en la refrigeración 
industrial. 
El Bromuro de Litio no tiene presión 
de vapor propia, por lo que es fácil 
separar el refrigerante del 
absorbente. 
El absorbente (agua) tiene una 
presión parcial alta, por lo que es 
necesaria una torre de destilación 
para separarlos. 
La presión en los intercambiadores 
es subatmosférica, por lo que sus 
componentes son de fácil 
fabricación. 
Las presiones son elevadas y 
cuentan con un sistema de 
destilación, por lo que son más 
costosas que las de LiBr/H2O. 
 
COMPARACIÓN DE SISTEMAS DE ABSORCIÓN
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
POTENCIALES DE AHORRO
¸ Reduzca fugas (puertas, ventanas)
¸ Instale aislamiento adecuado
¸ Mantenga a la máxima temperatura posible
¸ Haga limpieza periódica de los serpentines
¸ Elimine focos de calor
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
LIMPIEZA DE 
SERPENTINES EVAPORADOR CONDENSADOR
(1 mm de suciedad reduce la 
transferencia de calor un 30%)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SELECCIONE EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO APROPIADO
MODERADOALTOBAJOBAJOBAJOCOSTOS OPERATIVOS
EXCELENTEEXCELENTEEXCELENTEEXCELENTEMALASISTEMA DE LIMPIEZA
MUY BUENAEXCELENTEREGULARMUY BUENAMUY BUENACAPACIDAD DE ENFRIAMIENTO
MODERADOMODERADOBAJOMODERADOALTOMANTENIMIENTO
BAJOALTOMODERADOMODERADOBAJOCOSTO INICIAL
31-12403030TEMPERATURA MÍNIMA (°C)
INTERCAMBIA-DORES 
LÍQUIDO-LÍQUIDOREFRIGERA-DORESRADIADORES
TORRES EVAPORATIVAS 
CERRADAS
TORRES EVAPORATIVAS 
ABIERTAS
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
RECUPERADORES DE ENERGÍA
PARA AIRE ACONDICIONADO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
TEMA 3 EQUIPOS CONSUMIDORES DE ENERGÍA ELÉCTRICA
¸ Iluminación
¸ Motores
¸ Bombas
¸ Compresores
¸ Refrigeración
¸ Gestión de la energía eléctrica
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
IMPACTO EN EL CONSUMO Y LA DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICAIMPACTO EN EL CONSUMO Y LA DEMANDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
En la madrugada se eleva la
demanda. Se consume más
energía eléctrica en casas y
empresas
Al principio y al final
de HdV en algunas
zonas se demanda
más iluminación
eléctrica muy de
mañana.
La demanda y el
consumo de
electricidad continúa
en ascenso por las
labores de oficinas,
comercios,
industrias, etc.
Al término de labores
las personas se
trasladan a casa,
sitios de recreo y se
reduce la demanda
en empresas
demanda
Reinicia la
de energía
eléctrica en
alumbrado
público y
luces en
las casasPor el HdV se desplaza y se
reduce la demanda pico
Las luces de empresas y casas
se apagan paulatinamente
,
SE REDUCE EL PICO DE LA DEMANDA
SE REDUCE EL CONSUMO GLOBAL
DE ENERGÍA ELÉCTRICA
RESUMEN
SE TIENE UN DESPLAZAMIENTO
DE LA DEMANDA EN LA HORA PICO
DEBIDO AL CAMBIO DE HORARIO
EN ALGUNAS CIUDADES POR LA
MAÑANA SE REQUERIRA
ILUMINACION ELECTRICA
CONSUMO
HORAS DEL DIA
10,000
10,500
11,000
11,500
12,000
14,500
15,000
15,500
16,000
16,500
17,000
17,500
18,000
18,500
19,000MW
Por las noches la demanda se
reduce. Principalmente se
consume energía eléctrica en
el alumbrado público y algunas
empresas, alumbrado y
aparatos electrodomésticos.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
SISTEMAS DE ENCENDIDO AUTOMATICO
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Impacto de las tarifas Eléctricas
v Precio según el período del día
$/KWh varía según la hora.
– Incentiva el uso de los KWh en el período más barato, por ejemplo, la 
noche.
$/KWh2
$/KWh1
07:00 19:00 06:59
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ejemplo
• Caso 1: 100 KW se bombea 1 hora y 1 hora no
100 KW x 6h x $120/KWh x 30 d/mes= 2’160 k$/mes
100 KW x 6h x $80/KWh x 30 d/mes= 1’440 k$/mes
Total: = 3’600 k$/mes
• Caso 2: 100 KW se bombea solo en el período de baja carga
100 KW x 12h x $80/KWh x 30 d/mes = 2’880 k$/mes
Ahorros: = 720 k$/mes
(20%)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
Perfil de carga – Promedio Semanal
-
500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
2 3 4 5 6 7 8 9
Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ejemplo – Sistema con Cabezas Comunes
800 m3/d4”
550Almac.
Agua
Almac.
Agua
E
A
B
C
D
Pozos
Inyección
3”
4”
3”
3” 600 m3/d
500 m3/d
150 m3/d
350 m3/d
500 psig
1000 psig
600 psig
900 psig
1100 psig
1000 m3/d
1000 m3/d
1000 m3/d
50 psig
1050
650
950
1150
Presión de línea
requerida (psig)
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Evaluación de la Instalación para la Inyección de Agua
• Determine las presiones requeridas.
• Reduzca las caidas de presión en la tubería y los
sistemas de control.
• Agrupe los puntos de consumo con presiones
similares.
• Evalúe las necesidades de caudal y las capacidades
de las bombas. Distribuya.
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Ejemplo – Sistema Propuesto
Pozos
de inyección
1150
3”
183 USGPM
1000 m3/d
650
Almac.
agua
Almac.
agua
E
A
B
C
D
4”
3”
4”
3” 600 m3/d
500 m3/d
150 m3/d
350 m3/d
800 m3/d
500 psig
1000 psig
600 psig
900 psig
1100 psig
183 USGPM
1000 m3/d
183 USGPM
1000 m3/d50 psig
50 psig
50 psig
550
1050
950
Presión de línea
Requerida (psig)
- Alta presión
- Baja presión
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
A
H
O
R
R
O
S 
EN
 E
N
ER
G
íA
Cálculos
Base: ( ) HPQBHP 47
75.01714
501150550
1714
=
×
−×
=
∆Ρ
=
Ρη
Eficiencia de la bomba = 0.75Ρη
Sistema
propuesto: ( ) HPBHPLowP 8575.01714
50650183
=
×
−×
=
( ) HPBHPHighP 31375.01714
501150183
=
×
−×
=
HPBHPBHPBHP HighPLowPSPLIT 398≡+≡
( ) HPBHPBHPBHP HighPLowPBASE 73=+−
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LOGOTIPO
OTRA 
INSTITUCIÓN
Usted pudo también ………..
Cambiar la velocidad de la bomba de alta presión
( ) HPBHPLowSP 22875.01714
501150266
=
×
−×
=
HPBHPBHP LowSPHighSP 85228313 =−=−
Reducción Total de HP
= 140 HP o > 30%
= 733 + 85 = 150 HP 
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