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EDIFICIO DEL MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICAS, REPÚBLICA DE GUATEMALA

VALORIZACIÓN PRELIMINAR DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

REPORTE DE ANALISIS Y RECOMENDACIONES

GUATEMALA, 12 DE NOVIEMBRE DEL 2010

arquitectura sostenible

INTRODUCCION

VALORIZACION PRELIMINAR DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

EDIFICIO DE MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICAS DE LA REPÚBLICA DE GUATEMALA

CIUDAD DE GUATEMALA

El presente documento es el reporte de procedimientos de análisis y síntesis de conclusiones y recomendaciones en cuanto al desempeño actual de consumo energético del Edificio del Ministerio de Finanzas Públicas de la República de Guatemala, con alcances limitados como a continuación se detallarán. Los procedimientos fueron ejecutados de acuerdo a los requerimientos acordados con el Banco Interamericano de Desarrollo y sus representantes de la Unidad de Energía Sostenible y Cambio Climático, Sector de Infraestructura y Medio Ambiente, dirigidos por el Sr. Cristoph Tagwerker y coordinado por los oficiales de la Oficina Regional de Cambio Climático de Centro América, Hilen Meirovich y Luis Martin Uribe.

Además, la coordinación de la definición de los alcances del presente trabajo contó con la asesoría especial del Ing. Pradeep Kumar, Director Asociado del Instituto TERI (India), Division de Habitat Sostenible, experto en análisis de energía en edificaciones..¿

Los procedimientos se llevaron a cabo a partir del 11 de octubre del 2010 y finalizaron el 12 de noviembre del 2010. El alcance de estos procedimientos consideraron la valorización de desempeño de las áreas de la Planta Baja y un nivel típico del edificio. Al momento de realizar las mediciones y análisis, el edificio contaba con remodelaciones de interiores en la Planta Baja y en el Nivel 3, ala poniente (la cual fue utilizada como referencia para el nivel típico), las cuales fueron tomadas en cuenta según se muestra en los planos incluidos en el apéndice E de este reporte. Además, en lo que refiere al desempeño de consumo energético del edificio en su totalidad, se analizaron independientemente los elevadores (6 unidades públicas, 1 montacargas y 1 elevador privado) y el sistema de bombeo de la red de distribución de agua potable total del edificio.

Las valorizaciones de desempeño de estos procedimientos se centraron en los siguientes temas para los niveles del edificio anteriormente indicados:

1. Eficiencia de consumo energético por iluminación eléctrica interior, con un componente de análisis de aprovechamiento de luz natural para reducción de consumo de energía por iluminación eléctrica;

2. Eficiencia de consumo energético de motores, incluyendo elevadores, montacargas y sistemas de bombeo;

3. Eficiencia de consumo de agua potable, para los requerimientos particulares de cada uno de los niveles analizados;

4. Producción y manejo de desechos sólidos reciclables; 5. Recomendaciones para ventilación natural de los espacios interiores.

El siguiente reporte está dividido en un cuerpo que contiene los temas anteriormente indicados en el mencionado orden por secciones (sección 1, sección 2 y así sucesivamente) y un cuerpo de apéndices, con información de respaldo de mediciones, comprobaciones y simulaciones.

El equipo que contribuyó al trabajo de estos procedimientos está compuesto del siguiente personal:

Arq. Julio Alvarado, LEED AP Dirección y Coordinación General del proceso

Ing. Alfonso Rodriguez Lacape Mediciones de Desempeño de Consumo Energético

Arq. Juan Carlos Valenzuela, Ms.Sc. Desempeño de Uso de Agua Potable y

Manejo de Desechos Sólidos

Arq. Elizabeth Porres, Ms.Sc. Simulaciones de Iluminación Natural y Artificial

Arq. Sofía Valenzuela, Ms.Ar. Desempeño de Uso de Agua Potable

Guatemala, noviembre del 2010

SECCIÓN 1 - DESEMPEÑO ENERGÉTICO DE ILUMINACIÓN

ILUMINACIÓN ELÉCTRICA

Antecedentes y Condiciones Actuales

Debido a que el edificio es principalmente un edificio naturalmente ventilado, la iluminación eléctrica representa un renglón de peso considerable encostos asociados con ella dentro del edificio.

En los edificios alrededor del mundo, para los climas que necesitan Figura 1.1), los consumos energéticos porpueden representar hasta un 86% del consumo total

Figura 1.1 – Gráfica de pie ilustrando el presupuesto de consumo energético de un edificioconsumo típico para países con necesidad de calefac

Para el edificio de Finanzas Públicas, al no tener un sistema de climatización generalizado en todas las áreas interiores, el presupuesto de consumo energético puede verse de una manera similar a la siguiente:

ILUMINACION,

ENERGÉTICO DE ILUMINACIÓN

y Condiciones Actuales

Debido a que el edificio es principalmente un edificio naturalmente ventilado, la iluminación eléctrica representa un renglón de peso considerable en el total de consumo de energía y los costos asociados con ella dentro del edificio.

En los edificios alrededor del mundo, para los climas que necesitan los consumos energéticos por aire acondicionado/calefacc

asta un 86% del consumo total.

Gráfica de pie ilustrando el presupuesto de consumo energético de un edificioconsumo típico para países con necesidad de calefacción y aire acondicionado. Fuente: X Charger Companies.

Para el edificio de Finanzas Públicas, al no tener un sistema de climatización generalizado en todas las áreas interiores, el presupuesto de consumo energético puede verse de una manera

EQUIPO DE OFICINA, 5%

HVAC, 47%

ILUMINACION, 39%

MISCELÁNEOS, 9%

Sección 1 – página 1

Debido a que el edificio es principalmente un edificio naturalmente ventilado, la iluminación el total de consumo de energía y los

En los edificios alrededor del mundo, para los climas que necesitan climatización artificial, (ver aire acondicionado/calefacción (HVAC) e iluminación

Gráfica de pie ilustrando el presupuesto de consumo energético de un edificio de oficinas dividido por tipo de

ción y aire acondicionado. Fuente: X Charger Companies.

Para el edificio de Finanzas Públicas, al no tener un sistema de climatización generalizado en todas las áreas interiores, el presupuesto de consumo energético puede verse de una manera


HVAC, 47%

Figura 1.2 – Gráfica de pie ilustrando el presupuestoclase de consumo típico para países

ambientes. Las estimaciones son aproximadas basadas en experiencia, de varios edificios típicos.

El interior del edificio está iluminado eléctricamente de manera generalinteriores del edificio siguientes características:

• Construcción de cuerpo:

• Lámparas:

• Difusor:

• Balastro:

Figura 1.3

Gráfica de pie ilustrando el presupuesto estimado de consumo energético de un edificio de oficinas dividido por clase de consumo típico para países en donde se puede aprovechar la ventilación natural y no se necesita climatizaci

Las estimaciones son aproximadas basadas en experiencia, de varios edificios típicos.

El interior del edificio está iluminado eléctricamente de manera general con luminarias de empotrar en el cielo suspendido modular con las

siguientes características:

Construcción de cuerpo: caja de lámina de acero esmaltada color blanco, medidas de 610 x 610 mm de frente, lado

refractor con la misma construcción y acabado.

2 tubos fluorescentes T12U de 40W cada uno

plástico de tipo prismático.

tipo electromagnético de 80W, 120 V

Figura 1.3 – Imagen de luminaria típica instalada en todas las áreas del edificio.

MISCELÁNEOS, 21%


ILUMINACION, 36%


de consumo energético de un edificio de oficinas dividido por

en donde se puede aprovechar la ventilación natural y no se necesita climatización de Las estimaciones son aproximadas basadas en experiencia, de varios edificios típicos.

El interior del edificio está iluminado eléctricamente de manera general en todas las áreas lo suspendido modular con las

lámina de acero esmaltada color blanco, con medidas de 610 x 610 mm de frente, lado de

refractor con la misma construcción y acabado.

tes T12U de 40W cada uno

tipo electromagnético de 80W, 120 V

Imagen de luminaria típica instalada en todas las áreas del edificio.


Las luminarias actuales dentro del edificio no se encuentran en un estado óptimo de funcionamiento. Algunas presentan señales de antigüedad que hacen que su desempeño de iluminación sea bajo. En muchos casos, como se puede evidenciar en la Figura 1.4, en un área dada, la cantidad de luminarias que no funcionan apropiadamente puede exceder el 30% del total de las luminarias instaladas. Además, el uso de balastros electromagnéticos reducen desde el inicio en un 20% la eficiencia de iluminación de una lámpara como las instaladas actualmente, perdiendo recursos por iluminación ineficiente de entrada.

En algunos casos, la intensidad lumínica que se percibe por funcionamiento de las luminarias actualmente instaladas parece ser insuficiente para el tipo de actividad que debe llevarse a cabo dentro de los espacios que iluminan.

Figura 1.4 – imagen del interior del Nivel de Ingreso del Edificio del Ministerio de Finanzas Públicas a las 7:30 pm el 18 de octubre del 2010. Todos los interruptores de luminarias se encuentran encendidos al momento de tomar esta fotografía.

Como anteriormente se ha indicado, el alcance del análisis reportado en este documento se limita a evaluar las áreas interiores del Nivel de Ingreso (Planta Baja) del edificio, así como de un nivel típico de oficinas (niveles 4 al 17) para los distintos departamentos de la organización.

Como se puede ver en los planos de distribución incluidos en el Apéndice E, se considera para el análisis presentado la distribución final proyectada y en proceso de ejecución actualmente


en el edificio, con todas sus particiones, materiales, acabados y sus respectivas reflectividades de luz. Esta decisión presento un desafío precisamente porque las remodelaciones hacia estas distribuciones proyectadas están en proceso de ejecución, y no se pueden valorizar las situaciones actuales por encontrarse en este proceso.

La eficiencia de desempeño energético por iluminación eléctrica dentro del edificio puede mejorar de diferentes maneras, siendo de estas la más sencilla simplemente el cambio de luminarias a unas que tengan consumo más reducido. Sin embargo, a pesar que el simple reemplazo de luminarias para unas de consumo más eficiente de energía representa una ventaja de entrada, nos interesa saber cuál de las opciones disponibles de luminarias eficientes es la más eficiente en el uso de los recursos económicos del ministerio, con mejor período de retorno de inversión. Al inicio de las labores de análisis de eficiencia se determinó realizar la evaluación de los siguientes escenarios, y determinar el más factible de todos para implementación:

1. Situación Actual: evaluar la densidad de consumo energético de la situación de iluminación eléctrica actual y revisar los niveles de iluminación para determinar si son adecuados para el tipo de actividad que se lleva a cabo en las áreas correspondientes. Se debe hacer mediciones de intensidad de luz presente en las instalaciones del edificio actuales para utilizar estos valores al calibrar los modelos de simulación de iluminación propuestos.

2. Escenario 1 – Lámparas T8 2x32W: con balastro electrónico, y con caja de luminaria y difusor en condiciones actuales

3. Escenario 2 – Lámparas T8 2x32W con luminaria eficiente: con balastro electrónico, caja de luminaria nueva y difusor eficiente de policarbonato nuevo.

4. Escenario 3 – Lámparas T8 2x32W con difusor de celdas: con balastro electrónico, caja de luminaria nueva y difusor de celdas parabólicas.

5. Escenario 4 – Lámparas T5 3x17W: con balastro electrónico, caja de luminaria nueva y difusor parabólico de 18 celdas.

6. Escenario 5 – Lámparas LED de 39.6W: luminaria con lámparas LED de marca y modelo de referencia.

7. Escenario 6 – Iluminación Natural: determinar la cantidad de lámparas que se apagarían y las horas correspondientes de ahorro por estar apagadas al instalar interruptores automáticos on/off accionados con sensor de iluminación natural, y aplicar estas condiciones a los escenarios anteriores.

Estos escenarios se evaluaron para los dos niveles analizados según se indica en el inicio de este reporte.

Condiciones Actuales

Previo a hacer las simulaciones de escenarios de iluminación natural y eléctrica, como se aprecian en el apéndice H de este reporte, se hicieron valorizaciones de los niveles de iluminación en los espacios por analizar. En las condiciones actuales vale la pena resaltar


las siguientes situaciones, como se indican en los planos del apéndice G de este reporte, que repercuten en la exactitud de las mediciones obtenidas:

• Como anteriormente se indicó, un buen porcentaje de luminarias no encienden y/o se mantienen encendidas adecuadamente tanto en la Planta Baja como en el Nivel 3. Esta condición hace que la distribución general de la luz eléctrica no sea uniforme, incluso al considerar la reflexión de luz que tienen todas las superficies interiores (piso, paredes, cielo, etc.).

• En el nivel 3 del edificio, utilizado como referencia para el nivel típico analizado, no había cielo suspendido instalado. Como se indico en el punto anterior, el cielo suspendido se presenta como una superficie que difunde la iluminación por reflejo en todo el espacio interior.

• Las remodelaciones de los espacios según se muestra en el apéndice E de este reporte no estaban finalizadas en su ejecución. Las mediciones de luz se comportarían de forma diferente si los tabiques y otras particiones según se muestra en los diseños de distribución de los niveles analizados estuvieran finalizadas.

• Por no contar con el tiempo suficiente para realizar las pruebas adecuadas de laboratorio, las reflectividades de luz de las superficies de los interiores (piso, paredes, cielo, etc.) se tomaron de tablas registradas en diversas fuentes bibliográficas, buscando acercarse con exactitud a las características de color, tersura y pulido de las superficies en cuestión. Estos datos se utilizaron para las simulaciones hechas a computadora de los diversos escenarios como anteriormente se plantean.

Figura 1.5 – imagen del luxómetro utilizado para medir la intensidad de luz en el interior del edificio. Siendo un aparato de

fabricación americana, las medidas de intensidad de luz se dan en pies-candela.


El propósito de hacer mediciones de intensidad de luz en el interior de los espacios por analizar es de calibrar las simulaciones en la computadora con los valores obtenidos en sitio. Estas mediciones se pretendían hacer en una retícula general, a una altura típica de superficie de trabajo de 0.73 metros, en toda la extensión de piso de los niveles por analizar, a las 19:30 horas, cuando la luz natural ingresando por el envoltorio del edificio no estuviera presente e influyera en las lecturas de iluminación en el interior del edificio. Sin embargo, debido a las razones anteriormente expuestas, esto no fue posible y nos limitamos a medir la intensidad de la luz de las luminarias solamente en donde tuviéramos un área con distribución de luz aceptable en donde la mayoría de las luminarias funcionaran adecuadamente.

En general se puede decir, según se indican las lecturas registradas en los planos del apéndice G, que el nivel de iluminación típico según las lecturas en el sitio a una altura sobre el piso acabado de 0.73 metros, van de 12.1 pies-candela a 21.5 pies-candela (130.20-231.34 luxes). Este nivel de iluminación no es adecuado para trabajos de oficina en escritorio de acuerdo a las recomendaciones de la Sociedad Norteamericana de Ingeniero de Iluminación (IESNA, por sus siglas en inglés), las cuales deben ser de aproximadamente 32.5 pies-candela o aproximadamente 350 luxes.

Figura 1.5 – imagen del extremo poniente interior del Nivel de Ingreso del Edificio del Ministerio de Finanzas Públicas a las 7:30 pm el 18 de octubre del 2010. Todos los interruptores de luminarias se encuentran encendidos al momento de tomar

esta fotografía.


Figura 1.6 – imagen del extremo oriente interior del Nivel de Ingreso del Edificio del Ministerio de Finanzas Públicas a las 7:30

pm el 18 de octubre del 2010. Todos los interruptores de luminarias se encuentran encendidos al tomar esta fotografía.

Figura 1.6 – imagen del corredor sur del Nivel de Ingreso del Edificio del Ministerio de Finanzas Públicas a las 7:30 pm el 18 de

octubre del 2010. Todos los interruptores de luminarias se encuentran encendidos al tomar esta fotografía.


Figura 1.7 – imagen de la remodelación en proceso del extremo suroriente de la planta baja. Se puede apreciar los tabiques

en proceso de construcción para la remodelación de la Planta Baja, las luminarias en funcionamiento adecuado y la remoción temporal del cielo suspendido como parte de los trabajos de remodelación.

Figura 1.8 – imagen de la remodelación en proceso del extremo suroriente de la planta baja.


Figura 1.9 – imagen de la remodelación en proceso en el tercer nivel del edificio (usado como referencia del nivel típico).

Figura 1.10 – imagen de la remodelación en proceso en el tercer nivel del edificio (usado como referencia del nivel típico).


Las mediciones tomadas en sitio se trasladaron a las simulaciones en computadora de iluminación artificial, sin embargo, al momento de comparar las mediciones en sitio con mediciones de iluminación en la simulación con las luminarias modeladas según la situación actual, el nivel de eficiencia de las lámparas actuales con las mediciones en sitio solamente representaban aproximadamente un 30% de la eficiencia total de una luminaria modelada con especificaciones exactas en las simulaciones. La diferencia fue considerada en este momento demasiado grande, y por cuestión de tiempo y las circunstancias actuales de los espacios en donde se tomaban mediciones de iluminación en sitio, se decidió utilizar las luminarias según se modelan y se tiene información fotométrica de los fabricantes, aceptando el nivel de exactitud que esta información analítica pueda tener combinada con el resto de información de mediciones en sitio.

Simulaciones

El apéndice H contiene todas las fichas técnicas de los diferentes escenarios anteriormente planteados para la iluminación artificial en el edificio. Las simulaciones y cálculos de iluminación artificial y natural se hicieron con el software llamado Relux, y con información de luminarias para cada caso de marcas y modelos de referencia, según se indican en las fichas técnicas del apéndice H. El escenario No. 1, o Referencia, es el escenario modelado del tipo, cantidad y ubicación de luminarias en el escenario actual. Véase también el apéndice K de este reporte, que contiene una planta de cielos reflejados de ambos niveles del edificio analizados.

Los escenarios No. 2-5 presentan la misma cantidad y ubicación de luminarias que el escenario No. 1 pero con construcciones y lámparas de diferente desempeño energético, que buscan dar la misma intensidad de iluminación por área que el escenario de referencia. Cabe mencionar que según se pueden apreciar en las imágenes de niveles de intensidad de luz, así como los respectivos mapas para cada escenario como se puede ver en las fichas del apéndice H, los niveles de intensidad de luz para todos los escenarios son altos respecto a los mínimos indicados por la norma correspondiente de IESNA o de la Organización Internacional de Estándares (ISO, por sus siglas en inglés). La primera recomendación que hacemos en cuanto a iluminación artificial se refiere es reducir y redistribuir la cantidad de luminarias, posiblemente cambiando las dimensiones de las mismas, para que la luz sea más eficientemente distribuida y cumplamos con estándares de eficiencia energética como el ANSI/ASHRAE/IESNA 90.1 que determina que para cada metro cuadrado de área de piso de oficinas, por ejemplo, no se debe exceder un consumo de 10.76 Watts en iluminación, con la intensidad adecuada para la tarea a realizar dependiendo del tipo de ocupación que se tenga.

Inicialmente habíamos planteado también que se podría definir un escenario en el que se propusiera una iluminación complemenaria de “tarea” (task lighting, como se conoce en inglés) para complementar los bajos índices de iluminación según las tomadas en sitio. Sin embargo, al ver en las simulaciones los índices de intensidad resultantes en los arreglos disponibles, se puede ver que no es necesario complementar la iluminación general en cada nivel.


Se sabe además, que el esquema de iluminación propuesto por el arquitecto de diseño de las remodelaciones en proceso contempla el uso de luminarias colgantes en la Planta Baja además de las luminarias generales empotradas en el cielo de acuerdo al esquema existente, sin embargo, por no contar con información específica del tipo de dichas luminarias, no podemos incluirlas en los modelajes de iluminación artificial.

Conclusiones del Modelaje

La Planta Baja del edificio cuenta con 535 luminarias, mientras que la Planta Tipo del edificio cuenta con solamente 320 luminarias instaladas en el cielo. Las tablas 1.0a y 1.0b presentan la información del rendimiento de cada escenario con una estimación de retorno de inversión de acuerdo a las horas de uso estimadas (un total de 8 horas por día hábil) y precios de luminarias de acuerdo a listados disponibles en nuestro mercado en quetzales. Como se puede apreciar en ambas tablas, los escenarios 2 y 3 (luminarias con lámparas T8U 2x32W) presentan un ahorro en el consumo del 20%, el escenario 4 (luminarias con lámparas T5 3x17W) presentan un ahorro en el consumo de 36.25% y el escenario 5 (luminarias con lámparas LED a 39.6W total) presentan un ahorro en el consumo de 58.75%. De todos estos escenarios propuestos (no se menciona el escenario No.1 por ser el modelaje del escenario actual) según la parte de la tabla que presenta el retorno de inversión simple para cada escenario, la instalación más conveniente es la de luminarias LED, que si bien es la que presenta la inversión inicial más alta, su retorno de inversión es la más rápida. Ahora bien, si comparamos la vida útil total de cada luminaria, el escenario No. 5 también muestra el mejor desempeño, teóricamente teniendo una vida útil de 14 años como mínimo. Cabe mencionar que le precio por unidad de lámpara LED equivalente para el escenario No. 5 aplicado en esta tabla corresponde a una versión que utiliza un cajón de luminaria convencional, con pantalla reflectiva, difusor eficiente de policarbonato y dos tubos LED con medida equivalente a un T8, el precio más accesible en el mercado que encontramos al hacer este reporte sin enfocarnos en ningún otro atributo de calidad, origen, etc. Es importante mencionar que las luminarias propuestas en el escenario No. 5 tienden a tener una mejor respuesta aun cuando las instalaciones eléctricas que les suministra energía no se encuentra en las condiciones más optimas, por permitir un rango de voltaje mas grande. Las luminarias fluorescentes son más susceptibles a variaciones de voltaje y otras distorsiones de energía.

Un ejercicio que refleja datos interesantes son los indicados en las tablas 1.1 y 1.2, para la Planta Baja y Planta Tipo respectivamente, las cuales muestran el desempeño de consumo energético instalando sensores de luz natural cerca del envolvente del edificio en cada nivel. La propuesta es que estos sensores de luz natural apaguen o enciendan las series de luminarias que están más próximas al envolvente del edificio una vez las condiciones óptimas de iluminación natural se presenten, según se modelaron y se reportan en las fichas en el apéndice J. El aprovechamiento de la luz natural en este caso permite apagar las luminarias y cosechar ahorros de energía de esta manera.


El método que se utilizó para este fin fue modelar los escenarios de luz natural en dos condiciones de cielo: despejados y nublados, ambos casos para cada uno de los puntos estacionales (equinoccios y solsticios) de la trayectoria solar, asumiendo que el comportamiento en los tres meses siguientes de cada estación de año fuera similar al de ese día en particular, para fines de simplificar el modelaje. Además, para cada punto estacional solar y cada uno de los escenarios de cielos, se modelaron tres horarios diferentes, asumiendo también que en las horas entre cada horario y entre el horario total de funcionamiento del edificio el sol proporcionara la misma intensidad de luz en cada punto interior del edificio, para efectos de simplificar el modelaje.

Según muestran las tablas 1.1 y 1.2 entonces, vemos que por la implementación de esta estrategia, en la Planta Baja se podría ahorrar desde un 41% hasta un 53% el consumo energético por luminarias eléctricas y en la Planta Tipo se podría ahorrar desde un 31% hasta un 46%. En todos los escenarios de iluminación eléctrica, es necesario que se tenga la mejor opción de instalación eléctrica de suministro de energía para las luminarias y además, en los casos donde aplique, que tengan los mejores balastros posibles para evitar fallas en las luminarias que reduzcan su tiempo de vida considerablemente.

Para la implementación de la estrategia de luz solar en este caso es necesario adquirir sensores de luz natural, como por ejemplo el modelo LUTRON Wireless Daylight Sensor LRF2-DCRB y cambiar los interruptores de las series de luminarias afectadas por interruptores como, por ejemplo, el modelo LUTRON Maestro Wireless Switch MRF-6ANS. Para la Planta Baja se estima necesario la instalación de al menos 5 sensores de luz natural con su respectivo interruptor y para la Planta Tipo al menos 4 sensores con su respectivo interruptor, lo cual representa una inversión de aproximadamente Q. 7,395.82 y Q. 5,916.66 respectivamente.

Figura 1.11 – imagen del sensor de luz natural LUTRON Maestro Wireless Daylight Sensor (lado izquierdo) y el interruptor

LUTRON Maestro Wireless Switch (lado derecho)


En todos los escenarios de iluminación para la Planta Baja, considerando los ahorros con la implementación de los sensores de luz natural y sus respectivos interruptores, según se ve en la Tabla 1.0a, se logra un ahorro del 41% (ver Tabla 1.1) del consumo de energía por iluminación, medido en período anual, sobre el consumo total si no se utiliza los sensores de luz natural. Este ahorro, ponderado mensualmente, asciende a aproximadamente Q. 3,266.00, obteniendo un retorno de inversión de los sistemas de sensores de luz natural y sus interruptores a un período no mayor de tres meses.

Igualmente, para la Planta Tipo, según la información indicada en la Tabla 1.0b y 1.2, el ahorro sobre el consumo que se logra al instalar los sistemas de sensores de luz natural representan un 30.86% en condiciones simuladas de cielos nublados, ponderando un ahorro mensual de aproximadamente Q. 1,489.00, obteniendo un retorno de inversión de los sistemas de sensores de luz natural y sus interruptores a un período no mayor de 6 meses.

En caso se desee seguir la estrategia de aprovechamiento de luz natural, se sugiere considerar que las luminarias en los circuitos interrumpidos por los sensores de luz natural fueran del tipo T8U 2x32W, puesto que las horas que estarán encendidas según esta estrategia son reducidas, y no afectaría considerablemente el retorno de inversión al instalar luminarias con precio más elevado. Por lo tanto, se sugiere que las luminarias no afectadas por la luz natural correspondan a las presentadas en el escenario No. 5 y las afectadas por el aprovechamiento de luz natural correspondan a luminarias de tipo presentadas en el escenario No. 2 o 3.

TABLA 1.0a - EDIFICIO DE MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICASNivel de Análisis - Planta BajaTabla comparativa de desempeño de escenarios de iluminación artificialVéase el apéndice H para esquemas e informacion de simulaciones de desempeño en iluminación artificial.

EscenariosTipo de Luminarias

instaladasCantidad

luminariasHoras de

uso por díaConsumo (W)

Consumo por dia kWh (total de luminarias)

Consumo Anual kWh estimado

Costo de Consumo Anual estimado

(según tarifa septiembre 2010)

Escenario 1

T12 U 2x40 W balastro electromagnético 535 8 96.00 410.88 106,828.80 Q95,611.78 Q0.00 0.00%

Escenario 2T8 U 2x32 W balastro electrónico 535 8 76.80 328.70 85,463.04 Q76,489.42 Q19,122.36 20.00%

Escenario 3

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente 535 8 76.80 328.70 85,463.04 Q76,489.42 Q19,122.36 20.00%

Escenario 4

T5 3x17 W balastro electrónico con difusor de 18 celdas 535 8 61.20 261.94 68,103.36 Q60,952.51 Q34,659.27 36.25%

Escenario 5 LED 39,6 W 535 8 39.60 169.49 44,066.88 Q39,439.86 Q56,171.92 58.75%


instaladasCantidad

luminariasCosto por

LuminariasCosto Total de

InstalacionROI contra

ahorros (años)

Duración total según

proveedor (años)

Escenario 1T12 U 2x40 W balastro electromagnético 535 Q500.00 Q267,500.00 0.00 9.61

Escenario 2T8 U 2x32 W balastro electrónico 535 Q574.69 Q307,459.15 16.08 9.61

Escenario 3

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente 535 Q700.78 Q374,917.30 19.61 9.61

Escenario 4

T5 3x17 W balastro electrónico con difusor de 18 celdas 535 Q836.96 Q447,773.60 12.92 9.61

Escenario 5 LED 39,6 W 535 Q926.45 Q495,650.75 8.82 14.42

Ahorro sobre Escenario Actual (No. 1)

TABLA 1.0b - EDIFICIO DE MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICASNivel de Análisis - Planta TipoTabla comparativa de desempeño de escenarios de iluminación artificial

Véase el apéndice H para esquemas e informacion de simulaciones de desempeño en iluminación artificial.


instaladasCantidad

luminariasHoras de

uso por díaConsumo (W)

Consumo por dia kWh (total de luminarias)

Consumo Anual kWh estimado

Costo de Consumo Anual estimado

(según tarifa septiembre 2010)

Escenario 1T12 U 2x40 W balastro electromagnético 320 8 96.00 245.76 63,897.60 Q57,188.35 Q0.00 0.00%

Escenario 2

T8 U 2x32 W balastro electrónico 320 8 76.80 196.61 51,118.08 Q45,750.68 Q11,437.67 20.00%

Escenario 3

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente 320 8 76.80 196.61 51,118.08 Q45,750.68 Q11,437.67 20.00%

Escenario 4

T5 3x17 W balastro electrónico con difusor de 18 celdas 320 8 61.20 156.67 40,734.72 Q36,457.57 Q20,730.78 36.25%

Escenario 5 LED 39,6 W 320 8 39.60 101.38 26,357.76 Q23,590.20 Q33,598.16 58.75%


instaladasCantidad

luminariasCosto por

LuminariasCosto Total de

InstalacionROI contra

ahorros (años)

Duración total según

proveedor (años)

Escenario 1T12 U 2x40 W balastro electromagnético 320 Q500.00 Q160,000.00 0.00 9.61

Escenario 2T8 U 2x32 W balastro electrónico 320 Q574.69 Q183,900.80 16.08 9.61

Escenario 3

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente 320 Q700.78 Q224,249.60 19.61 9.61

Escenario 4

T5 3x17 W balastro electrónico con difusor de 18 celdas 320 Q836.96 Q267,827.20 12.92 9.61

Escenario 5 LED 39,6 W 320 Q926.45 Q296,464.00 8.82 14.42

Ahorro sobre Escenario Actual (No. 1)

TABLA 1.1 - EDIFICIO DEL MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICASNivel de Análisis - Planta BajaTabla comparativa de desempeño de escenarios de iluminación artificial, afectados con apagadores automaticos de seriesde luminarias aprovechando la iluminacion natural que ingresa por el envoltorio del edificioVéase el apéndice J para esquemas e informacion de simulaciones de desempeño en iluminación natural.

Planta Baja Despejado Equinoccio de primavera 248.0 96.0 23.8 190.5 12342.1Planta Baja Despejado Solsticio de verano 257.0 96.0 24.7 197.4 12790.0Planta Baja Despejado Equinocccio de otoño 257.0 96.0 24.7 197.4 12790.0Planta Baja Despejado Solsticio de invierno 244.0 96.0 23.4 187.4 12143.0 50065.0 53.14%

Planta Baja Nublado Equinoccio de primavera 302.0 96.0 29.0 231.9 15029.5Planta Baja Nublado Solsticio de verano 285.0 96.0 27.4 218.9 14183.4Planta Baja Nublado Equinocccio de otoño 310.0 96.0 29.8 238.1 15427.6Planta Baja Nublado Solsticio de invierno 358.0 96.0 34.4 274.9 17816.4 62456.8 41.54%









kW por total de

luminariaskWh al día

kWh por estación

Potencia consumida

(W) por luminaria

T12 U 2x40 W balastro

electromagnético

ES

CE

NA

RIO

5E

SC

EN

AR

IO 1

ES

CE

NA

RIO

2E

SC

EN

AR

IO 3

ES

CE

NA

RIO

4

T8 U 2x32 W balastro electrónico

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente

T5 3x17 W balastro electrónico con

difusor de 18 celdas

LED 39,6 W

Cantidad de luminarias encendidas

Tipo de luminariaFechasCondición de cielos

Ubicación

Ahorro respecto a consumo del total

Consumo anual kWh

TABLA 1.2 - EDIFICIO DEL MINISTERIO DE FINANZAS PÚBLICASNivel de Análisis - Planta TipoTabla comparativa de desempeño de escenarios de iluminación artificial, afectados con apagadores automaticos de seriesde luminarias aprovechando la iluminacion natural que ingresa por el envoltorio del edificioVéase el apéndice J para esquemas e informacion de simulaciones de desempeño en iluminación natural.

Planta Tipo Despejado Equinoccio de primavera 172.0 96.0 16.5 132.1 8559.8Planta Tipo Despejado Solsticio de verano 128.0 96.0 12.3 98.3 6370.1Planta Tipo Despejado Equinocccio de otoño 181.0 96.0 17.4 139.0 9007.7Planta Tipo Despejado Solsticio de invierno 208.0 96.0 20.0 159.7 10351.4 34289.0 46.34%

Planta Tipo Nublado Equinoccio de primavera 196.0 96.0 18.8 150.5 9754.2Planta Tipo Nublado Solsticio de verano 248.0 96.0 23.8 190.5 12342.1Planta Tipo Nublado Equinocccio de otoño 196.0 96.0 18.8 150.5 9754.2Planta Tipo Nublado Solsticio de invierno 248.0 96.0 23.8 190.5 12342.1 44192.6 30.84%







Planta Tipo Cielos despejadosEquinoccio de primavera 172.0 39.6 6.8 54.5 3530.9Planta Tipo Cielos despejadosSolsticio de verano 128.0 39.6 5.1 40.6 2627.7Planta Tipo Cielos despejadosEquinocccio de otoño 181.0 39.6 7.2 57.3 3715.7Planta Tipo Cielos despejadosSolsticio de invierno 208.0 39.6 8.2 65.9 4270.0 14144.2 46.34%

Planta Tipo Cielos cubiertosEquinoccio de primavera 196.0 39.6 7.8 62.1 4023.6Planta Tipo Cielos cubiertosSolsticio de verano 248.0 39.6 9.8 78.6 5091.1Planta Tipo Cielos cubiertosEquinocccio de otoño 196.0 39.6 7.8 62.1 4023.6Planta Tipo Cielos cubiertosSolsticio de invierno 248.0 39.6 9.8 78.6 5091.1 18229.4 30.84%

ES

CE

NA

RIO

5E

SC

EN

AR

IO 1

ES

CE

NA

RIO

2E

SC

EN

AR

IO 3

ES

CE

NA

RIO

4

Ahorro respecto a consumo del total

FechasCondición de cielos

UbicaciónConsumo anual kWh

kW por total de

luminariaskWh al día

kWh por estación

Potencia consumida

(W) por luminaria

T12 U 2x40 W balastro

electromagnético

T8 U 2x32 W balastro electrónico

T8 U 2x32 W balastro electrónico con difusor eficiente

T5 3x17 W balastro electrónico con

difusor de 18 celdas

LED 39,6 W

Cantidad de luminarias encendidas

Tipo de luminaria


SECCIÓN 2 - DESEMPEÑO ENERGÉTICO DE MOTORES

ELEVADORES Y SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUA POTABLE

Antecedentes

Entre los principales renglones de consumo y eficiencia energética dentro del edificio del Ministerio de Finanzas Publicas se encuentran los motores, utilizados para diversos fines en los servicios del edificio. Actualmente, el proyecto cuenta con motores en los siguientes usos:

1. Sistemas Hidráulicos a. Bomba sumergible de Pozo de Agua Potable b. Bombas de Distribución de Agua Potable de Cisterna Principal (en Sótano 3) c. Bombas de Distribución de Agua Potable de Cisterna Secundaria (en Nivel 19)

2. Sistemas de Climatización y Ventilación a. Diferentes motores de chillers, condensadores y manejadoras de sistemas de

aire acondicionado actualmente en funcionamiento dentro del edificio b. Otros sistemas de ventilación de cocina (nivel 13) y extractores menores.

3. Sistemas de Transporte a. Elevador Privado b. Montacargas c. Elevadores Públicos (6) d. Gradas Eléctricas

De los anteriores sistemas mencionados, se ha decidido medir el desempeño de los motores en los Sistemas Hidráulicos (numeral 1) y los Sistemas de Transporte (numeral 3). Se ha decidido en este punto no medir el desempeño de los motores en los Sistemas de Climatización (numeral 2), puesto que algunos de estos sistemas están siendo desinstalados del edificio actualmente por pertenecer a instituciones que están en proceso de mudarse hacia otro edificio (Superintendencia de Administración Tributaria).

Condiciones Actuales

Sistemas Hidráulicos:

Los equipos de bombeo para los sistemas hidráulicos del edificio se dividen en dos partes, por su ubicación: 1) Cisterna Principal, ubicada en el Sótano 3 del edificio y 2) Cisterna Secundaria, ubicada en el nivel 19. La Cisterna Principal tiene una capacidad máxima de 154,000 litros, la Cisterna Secundaria del Nivel 12 tiene una capacidad máxima de 9,500 litros y la Cisterna Secundaria del Nivel 19 tiene una capacidad máxima de 16,600 litros.

1) Cisterna Principal: esta ubicación contempla la bomba sumergible del pozo mecánico de abastecimiento de agua potable, así como dos baterías de tres bombas cada una que alimentan dos cisternas de agua potable, ubicadas respectivamente en el nivel 12 y 19 del edificio.


La bomba sumergible instalada en el pozo, el 21 de julio del 2007 (tiene 3 años de ser utilizada), es una bomba de 10 h.p., trabajando con una acometida eléctrica de tres fases a una tensión de 230V. Tomando agua de la cisterna principal, se encuentran las siguientes bombas en funcionamiento en el sótano 3: Abastecimiento de Cisterna en el Nivel 19: Bomba 1 – Stork Pompen de 10 h.p., 7.5 kW a 380-220 V, 0.9 PF Bomba 2 – Stork Pompen de 10 h.p., 7.5 kW a 380-220 V, 0.9 PF Bomba 3 – Stork Pompen de 10 h.p., 7.5 kW a 380-220 V, 0.9 PF

Figura 2.1 – Bombas Nos. 1,2 y 3 (ver numerales en color rojo) en el sótano 3.

Notese el rótulo colgado de la bomba No. 3, indicando que es la que al momento de la fotografía estaba fuera de servicio por ahorro de energía y mantenimiento.


Figura 2.2 – Placa de información técnica de bombas Nos. 1,2, 3 y 6 en el sótano

3, marca Stork Pompen.

Abastecimiento de Cisterna en el Nivel 12: Bomba 4 – Baldor Reliance de 7.5 h.p. a 208-230/460 V, 0.93 PF Bomba 5 – Marathon Electric de 7.5-5 h.p. a 208-230 / 460/380 V, 0.91 PF Bomba 6 – Sork Pompen de 10 h.p., 7.5 kW a 380-220 V, 0.9 PF

Figura 2.3 – Bombas Nos. 4,5 y 6 (ver numerales en color rojo) en el sótano 3.

Notese el rótulo colgado de la bomba No. 6, indicando que es la que al momento de la fotografía estaba fuera de servicio por ahorro de energía y mantenimiento.


Figura 2.4 – Placa de información técnica de bomba No. 4 en sótano 3, marca

Baldor-reliance

Figura 2.5 – Placa de información técnica de bomba No. 5 en sótano 3, marca

Marathon Electric


Figura 2.6 – Bombas No. 1,2,3 y 4 (ver numerales color rojo) en cisterna de nivel

19. Todas las bombas se encuentran en funcionamiento.

Como práctica común, se mantiene una bomba apagada de cada una de las baterías anteriormente indicadas, con rotación en períodos semanales, para ahorrar energía y prolongar la vida útil de las bombas. Al momento de inspeccionar las instalaciones eléctricas que abastecen a las bombas en esta ubicación, nos percatamos que los tableros de distribución que proveen energía para estos circuitos también tienen derivaciones que abastecen de energía a la iluminación exterior de Plaza (al lado sur-poniente del sitio del edificio), a la iluminación de rampa de ingreso a los sótanos y también de iluminación y fuerza eléctrica a la garita de seguridad ubicada en el ingreso de sótanos de estacionamiento, la cual es utilizada para el ingreso y egreso de algunos de los trabajadores del edificio. Las instalaciones eléctricas de dicha garita pueden provocar distorsiones armónicas en el suministro de energía dedicado al sistema de bombeo, así como dificultar las mediciones aisladas de los sistemas de bombeo hidráulico.

2) Cisterna Secundaria en el Nivel 19: esta ubicación contempla el suministro de agua para

las redes de los niveles 14 al 18 con un sistema complementario de bombeo y para las redes de los niveles 7 al 13 del edificio por gravedad. El sistema complementario de presión para los niveles 14 al 18 del edificio consiste en una batería de bombas que incluye:

Bomba 1 – Baldor de 5 H.P. a 208-230/460 V, 0.95 PF Bomba 2 - Baldor de 5 H.P. a 208-230/460 V, 0.95 PF Bomba 3 - Stork Pompen de 3 H.P. Bomba 4 - Goulds Pumps (35VAIH5CO) de 3 H.P a 208 V


Figura 2.7 – Placa de información técnica de Bombas No. 1 y 2 en cisterna de

nivel 19.

Figura 2.8 – Placa de información técnica de Bomba No. 4 en cisterna de nivel 19.


Elevadores: según se tiene información, el sistema de ascensores del edificio fue fabricado por la marca OTIS originalmente en el año 1974 y puesto en operación en el año de 1977 en el edificio, con una vida útil proyectada a 20 años. Los elevadores públicos tienen una capacidad de 1600 kg cada uno, con un total de 20 paradas y un recorrido total aproximado de 70 metros. La velocidad de diseño de estos elevadores es de 3.99 m/s. La tecnología operativa de este sistema se encuentra obsoleta actualmente. Desde el año 2000, el sistema de llamada automática de los elevadores no funciona, además que el mantenimiento de todo el sistema se ha dificultado debido a que los repuestos son cada vez más difíciles de obtener.

Figura 2.9 – Fotografía de máquinas y relés controladores de elevadores OTIS

equivalentes al modelo actual de los equipos instalados y funcionando en el edificio del Ministerio de Finanzas. Fuente: OTIS S.A. de C.V.

Con excepción de los elevadores privado y de carga, anteriormente indicados, de los seis elevadores públicos solamente cuatro se mantienen en funcionamiento simultáneo, rotando la desactivación de dos elevadores en períodos mensuales para ahorrar energía y optimizar el funcionamiento de los elevadores del sistema. Todos los elevadores públicos tienen operadores que controlan manualmente el recorrido, paradas, desembarques e incluso arranque y velocidad de los elevadores. El funcionamiento de los cuatro elevadores públicos simultáneos se hace con niveles atendidos específicamente para cada unidad, de manera que se optimice los tiempos de espera y movilidad de los usuarios a los diferentes niveles del edificio.


Cabe mencionar que el funcionamiento actual del sistema no corresponde a todas las características bajo las cuales fueron diseñados, lo cual tiene repercusiones en el desempeño tanto energético como mecánico, y los costos de mantenimiento de los componentes del sistema.

Figura 2.10 – Fotografía de control electromecánico para elevadores OTIS actualmente

instalado y en funcionamiento en edificio de Ministerio de Finanzas. Fuente: ELEVADORES OTIS S.A. de C.V.

Las gradas eléctricas del edificio, que solamente atienden los tres primeros niveles del mismo, se encuentran actualmente fuera de servicio, debido, principalmente, a que los usos de dichos niveles están en proceso de cambio con el desalojo de estas áreas por parte de la Superintendencia de Administración Tributaria. Este desalojo a permitido que se inicie un proceso de remodelación de estos tres niveles para usos por parte del Ministerio de Finanzas.


Figura 2.11 – Fotografía de selector electromecánico actualmente instalado y funcionando en

edificio de Ministerio de Finanzas. Fuente: ELEVADORES OTIS S.A. de C.V.

Se solicitó inicialmente que la totalidad de los elevadores del edificio estuvieran funcionales y operando durante el período de mediciones, al igual que las gradas eléctricas. Sin embargo, por razones de operaciones del edificio solamente cuatro elevadores públicos se mantuvieron operando en lugar del total de seis elevadores. Igualmente, las gradas eléctricas, por razones de mantenimiento, no pudieron activarse durante el período de mediciones. Se ha dejado fuera de este análisis, por las razones anteriormente indicadas, la medición de desempeño de las gradas eléctricas. Se asumirá, además, que todos los elevadores públicos tienen el mismo nivel de desempeño en cuanto a eficiencia energética se refiere, permitiendo como se discutirá posteriormente, ponderar todos los datos de mediciones de manera equivalente para cada una de las unidades de elevador público.


Figura 2.12 – Fotografía de indicador de cabina tipo multiluz actualmente instalado en

elevadores en funcionamiento en edificio de Ministerio de Finanzas. Fuente: ELEVADORES OTIS, S.A. de C.V.

Figura 2.13 – Fotografía de botonera de cabina actualmente instaladas en elevadores en

funcionamiento en edificio de Ministerio de Finanzas. Fuente: ELEVADORES OTIS, S.A. de C.V.


Al día de hoy se llevan a cabo algunos procedimientos que reducen el consumo de los elevadores, entre ellos los siguientes:

1. Solo se tienen en operación simultánea 4 de los 6 elevadores existentes, rotando con períodos determinados el reposo de dos unidades.

2. Los elevadores solo sirven niveles con numeración par o impar, alternando los niveles de servicio con períodos mensuales.

3. Cada elevador tiene niveles determinados de servicio, lo cual hace que la organización de grupos de usuarios suceda en los vestíbulos y los viajes y paradas de los elevadores sean mejor organizados.

4. Cada elevador en funcionamiento tiene un operador, lo cual evita retrasos en las paradas y aceleración en el funcionamiento según sea necesario. Sin embargo, esta estrategia podría estar reduciendo la eficiencia de consumo energético por distancia viajada de cada elevador, dependiendo de la operación que haga el responsable.

Estas estrategias evidencian que, primeramente, el edificio puede funcionar adecuadamente con dos elevadores menos de los ya instalados, y que, probablemente, al reducir la ocupación total del edificio, pueda ser posible la reducción definitiva del número de elevadores disponibles. El reemplazo de los operadores personales de los elevadores por sistemas electrónicos más eficientes e inteligentes puede conservar la eficiencia del desempeño de las máquinas de una manera mas regular.

Mediciones

Inicialmente se hicieron inspecciones de campo para determinar los puntos de acometida para los circuitos de cada uno de los elementos por medir. Como anteriormente se indicó, se mediría el desempeño solamente de los Sistemas de Transporte, incluyendo solamente los elevadores públicos, de carga y privado, así como los motores en los Sistemas Hidráulicos como anteriormente se han descrito en las condiciones actuales.

El hecho de que algunas instalaciones de iluminación y fuerza eléctrica para conexión de equipamiento electrónico estén conectadas a los alimentadores de los sistemas de bombeo hidráulico hace que los datos obtenidos en las mediciones de dichos alimentadores no sean absolutamente exactos para los sistemas aislados de bombeo. La medición y valorización de dichas instalaciones derivadas no se incluyen dentro del alcance de este trabajo, sin embargo, el hecho que la iluminación exterior corresponde principalmente a un horario de trabajo diferente al típico del sistema de bombeo, así como que las instalaciones de iluminación y fuerza eléctrica y sus correspondientes distorsiones de la garita de control respectiva, no son significativas en las mediciones respectivas a los sistemas de bombeo, nos dan pauta a poder considerar que las mediciones obtenidas si son representativas en una buena porción al desempeño energético de los sistemas de bombeo.

Se identificaron los sistemas de cableado para suministro de energía, tanto de los sistemas de bombeo como de los sistemas de transporte, determinando que era totalmente factible


medir efectivamente el consumo y comportamiento del suministro eléctrico de dichos renglones desde la subestación y centro de carga del edificio, ubicado en el sótano 3 del edificio.

Se utilizaron dos equipos de registro de datos de desempeño eléctrico (para mas información vea el apéndice B:

• Equipo 1: Registrador CT ION, Ratio 300:5, Modelo FC-300/5-6, rango de frecuencia de 50-400 HZ, precisión del 4%, Factor THER: 1.25 @30 C, 1.0 @55C. Capacidad hasta 600 Volts INS. Clase – 10KV BIL.

• Equipo 2: Registrador FLUKE 1735 POWER LOGGER ANALYST.

Los anteriores equipos fueron instalados a las líneas identificadas de suministro eléctrico de los circuitos como anteriormente se indicaron.

Se conectaron los equipos registradores en los siguientes períodos de medición:

1) Equipo 1 a. Circuito de Elevadores Públicos – del 18 de octubre al 25 de octubre, con registros

en períodos de 15 minutos. b. Circuito de Bombas, Iluminación de Plaza y Seguridad – del 25 de octubre al 29 de

octubre, con registros en períodos de 15 minutos. 2) Equipo 2

a. Circuito de Elevador Privado y Montacargas – del 19 de octubre al 25 de octubre, con registros en períodos de 5 minutos

b. Circuito de Elevador Privado y Montacargas – del 21 de octubre al 25 de octubre, con registros en períodos de 5 minutos


Figura 2.14 – Fotografía de instalación de equipo CT ION para medición de desempeño eléctrico en elevadores públicos. Ejecución por el Ing. Alfonso Rodríguez de GENETEC.

Figura 2.15 – Fotografía de instalación de medidores de equipo CT ION en un conductor

de cada fase de la instalación de suministro de los elevadores públicos.

Es importante mencionar que el comportamiento de uso en los períodos de medición fue normal con excepción del 20 de octubre, celebrado como día de asueto en el país y consecuentemente un día sin operaciones dentro del edificio.


Resultados

En los períodos y arreglos de mediciones anteriormente indicados se obtuvieron datos para los principales indicadores de desempeño energético de acuerdo a como muestran las tablas incluidas en el apéndice A de este reporte, agrupadas según el equipo de medición, circuitos medidos y tiempo de registro.

Se analizaron los siguientes indicadores importantes:

• Tensión (V)

• Consumo (kWh)

• Factor de Potencia (PF)

En las mediciones hechas al desempeño del elevador privado (con motor de 16 h.p.) y montacargas (con motor de 20 h.p.), se ha obtenido los siguientes resultados:

1) Tensión (V): como se puede apreciar en la gráfica 2.1a, el voltaje muestra un comportamiento comparable con los registros de los otros elevadores. El rango de variación de voltaje en los registros va desde 210 V hasta los 227 V, representando una variación de 9.13% sobre los 208V requeridos en esta acometida. Vale mencionar que a pesar que los motores instalados en estos equipos son capaces de soportar una variación de voltaje mayor a las instalaciones para equipos electrónicos, se acerca demasiado a una variación de voltaje máxima permisible adecuada para los motores de este tamaño.

2) Consumo (kWh): como se aprecia en la gráfica 2.1b, el consumo de energía muestra un comportamiento poco regular en el uso de estos elevadores, debido principalmente a que su utilización depende de patrones menos regulares que si se compararan con los elevadores públicos. Los rangos de consumo van desde los 0.01 kWh hasta los 0.89 kWh. Los registros muestran que el día 21 de octubre y el día 22 de octubre son los días con mayor consumo por la utilización de estos aparatos, siendo la razón más probable el incremento en el uso del montacargas por trabajos de operaciones, mantenimiento y remodelación. El consumo de estos aparatos es el que presenta mayor dificultad para predecir, puesto que depende de los trabajos de operaciones y mantenimiento, así como el uso del elevador privado por oficiales de alto rango asistiendo a reuniones, ambas siendo tipo de actividades no regulares. El consumo total de energía en el período de medición es de 812.37 kWh ó 135.39 kWh promedio por día.

3) Factor de Potencia (PF): como se puede apreciar en la gráfica 2.1c, el factor de potencia registrado en los alimentadores del elevador privado y montacargas se mantiene en el rango de 0.89 a 0.99, lo cual es considerado bastante adecuado, implicando que los motores de dichos elevadores funcionan bastante eficientemente, sea por tener un banco de capacitores eficaz o mantenimiento y funcionamiento adecuado.


En las mediciones hechas al desempeño de los elevadores públicos (4 en funcionamiento de 6 existentes, de 58 h.p. cada uno) se obtuvieron los siguientes resultados:

1) Tensión (V): según lo que muestra la gráfica 2.2a, el rango de variación de voltaje en el funcionamiento de los 4 elevadores varía desde 213V hasta 226V, representando una variación de 8.65% sobre el voltaje de referencia de 208V. Se puede apreciar además, que los horarios en los que el voltaje cae durante las horas del día en donde el uso de los elevadores es mayor (aproximadamente entre las 8:00 am y 3:00 pm). La variación de voltaje registrada es admisible por la capacidad de los motores de estos equipos de soportar esta variación.

2) Consumo (kWh): la gráfica 2.2b muestra el consumo de energía por conductor de cada una de las fases de la instalación. Debido a que el registrador se conectó solamente a uno de los cuatro conductores de la fase, los registros indicados en dicha gráfica se deben multiplicar por 4 para resultar en el consumo de energía total. La gráfica indicada muestra un rango de consumo que va desde 1.6 kWh hasta 12.4 kWh. Nótese igualmente que en la tensión, que el consumo incrementa drásticamente en los horarios en los que los elevadores son más usados. Un dato interesante es que el consumo de los elevadores nunca baja a menos de 1.6 kWh aun en los horarios en donde el edificio está desocupado y los elevadores no se utilizan en lo absoluto. Este consumo es considerable y probablemente se debe a que los motores principales y los accesorios de cada elevador nunca se apagan. Como anteriormente se explicó, dado a que los registros corresponden solamente a 4 unidades en funcionamiento simultáneo, un incremento en el consumo del 50% puede aproximar el consumo total de los 6 elevadores existentes. El consumo total durante el período de mediciones es de 3,912.48 kWh ó 558.92 kWh promedio por día, ponderado para la totalidad de las 6 unidades de elevadores existentes.

3) Factor de Potencia (PF): como se aprecia en la gráfica 2.2c, el factor de potencia se comporta de manera alarmante. Los registros indican que este factor se mueve en valores desde -22 hasta -90, con los valores más críticos en horarios en los que los aparatos no se usan constantemente. Esto evidencia una alta ineficiencia en los motores de todos los elevadores representando un consumo energético elevado no necesario o que no sucedería al contar con motores más eficientes en su desempeño. Las razones más probables son que dichos motores son demasiado antiguos y no han sido mantenidos adecuadamente o el mantenimiento que se haga de ellos luego de cumplir con su tiempo de vida estándar no logra mantenerlos con desempeños eficientes. Las soluciones que se pueden considerar son las siguientes: a. Instalar o mejorar considerablemente los bancos de capacitores

correspondientes. Esta solución puede llegar a tener poco efecto si los motores están funcionando más allá de su vida útil.

b. Evaluar el régimen de mantenimiento de los equipos para contrarrestar la potencia reactiva.


c. Sustituir los motores por unos de mejor eficiencia. Al instalar motores nuevos o más eficientes se necesita menos capacitancia en el sistema.

4) Potencia Máxima (kW): de acuerdo a lo que se puede evidenciar en la gráfica 2.2d, la potencia máxima utilizada por los 4 elevadores en funcionamiento simultáneo es de aproximadamente 52 kW (habiendo multiplicado el registro máximo por 4). Esta información nos refleja que el factor de simultaneidad de funcionamiento de los elevadores es de aproximadamente el 30% de la capacidad máxima instalada.

En las mediciones hechas al desempeño de los motores de bombas (de acuerdo a la

información anteriormente indicada, en conjunto y con los consumos de iluminación

exterior e instalaciones en garita de seguridad) se obtuvieron los siguientes resultados:

1) Tensión (V): según lo que muestra la gráfica 2.3a, las lecturas de voltaje más altas corresponden a rangos entre aproximadamente 221-225V, y nunca se mostro una baja de tensión a menos de 210V durante el período de mediciones. La variación de voltaje más alta representa una desviación de no más de 8.17% lo cual para los motores de estos equipos es tolerable. Es evidente también que los voltajes más bajos registrados corresponden a las horas pico de funcionamiento del edificio, gradualmente iniciando a partir de las primeras horas laborales (7:30 am) y gradualmente subiendo en la tarde del día (a partir de las 5:30 pm aproximadamente).

2) Consumo (kWh): la gráfica 2.3b muestra que el consumo tiene comportamientos muy drásticos durante un día típico, lo cual es comprensible por el tipo de aparatos y el uso que se tiene dependiendo del consumo de agua potable en el edificio. Los registros más altos de consumo se muestran en la tarde del día, cuando buena parte del agua de las cisternas se ha consumido, llegando a registrarse consumos de hasta 8 kWh. El consumo total del período de medición es de 590.56 kWh ó 147.60 kWh promedio por día.

3) Factor de Potencia (PF): como se aprecia en la gráfica 2.3c, los registros para el factor de potencia en esta red son interesantemente polarizados. Se evidencia que durante el día los valores del factor de potencia se encuentran en valores positivos y fluctuantes, respondiendo al comportamiento de las bombas de agua potable, y durante la noche, de una manera mucho más estable, en los valores negativos, que corresponden a las distorsiones en la corriente de las lámparas y equipo instalados en la iluminación exterior y la garita de seguridad. A pesar que la calificación de factor de potencia y eficiencia de las bombas existentes en el edificio son muy buenas, el desempeño instalado no lo es, reflejando un consumo de potencia reactiva considerable. La instalación de bancos de capacitores, así como la separación de los consumos de iluminación exterior y energía de proceso de la garita de seguridad, son indispensables de considerar.

4) Potencia Máxima (kW): de acuerdo a lo que se puede evidenciar en la gráfica 2.3d, la potencia utilizada por las bombas responde equivalentemente al


consumo de energía. La potencia más alta registrada es de 33 kW, correspondiendo al momento de mayor consumo de energía durante el día.

CONCLUSIONES Y PROPUESTAS

1. Elevador Privado y Montacargas: el desempeño del elevador privado y montacargas se considera aceptable, en todos los indicadores mencionados. La estrategia más evidente para mejorar la eficiencia en el desempeño de estas dos unidades de transporte es reemplazarlas por equipos más modernos con tecnología que sea más eficiente en el consumo energético. Sin embargo, debido a que la energía y potencia requerida para estos aparatos representa alrededor del 2% del consumo total del edificio, no creemos que sea justificable el cambio a una nueva tecnología hasta que se registre un deterioro en el desempeño de los mismos evidenciado en el factor de potencia.

2. Elevadores Públicos: la tabla 2.4 muestra una comparación de la energía y potencia eléctrica requerida para todo el edificio contra la energía y potencia requerida para los elevadores públicos (según las ponderaciones hechas con las mediciones obtenidas y asumiendo un uso estable y comparable con el uso dado a estas unidades durante el período de mediciones).

Tabla 2.4 – registros y comparaciones de consumo y costos energéticos

Al día de hoy, el representante local de la fabricante de los elevadores actualmente instalados y operando en el edificio ha presentado una oferta por la renovación de las unidades de transporte que se puede consultar en el Apéndice D de este reporte. El proveedor propone cambiar los controladores y motores de los equipos a unos con desempeño más eficiente, de última generación de tecnología, comparado con los existentes en el edificio. Propone, además, para ahorrar costos, el reemplazo de todos los componentes de movilidad, control, botoneras e indicadores de viaje, excepto las cabinas, guías, puertas, etc. que se encuentran en estado aprovechable. Como se puede ver en la oferta presentada por el proveedor para el reemplazo de las 6 unidades es de US$660,000.00. La única referencia en cuanto al desempeño de energía de las unidades que hace el proveedor en la propuesta de servicios es que el factor de eficiencia que propone instalar en el sistema reduce el consumo energético en un 50%. Sin embargo falla

REGISTRO PRECIO TOTAL FACTOR REGISTRO PRECIO TOTAL REGISTRO PORCENTAJE TOTAL REGISTRO PORCENTAJE TOTAL

kWh/mes Q. Q. POTENCIA kW Q. Q. kWh/mes SOBRE TOTAL Q. kW SOBRE TOTAL Q.

oct-09 360,150.00 1.046114 Q376,757.96 0.9191 1,050.00 29.871345 Q31,364.91 16,767.60 5% Q17,540.82 78.00 7% Q2,329.96

nov-09 410,550.00 1.046114 Q429,482.10 0.9136 1,050.00 29.871345 Q31,364.91 16,767.60 4% Q17,540.82 78.00 7% Q2,329.96

dic-09 344,400.00 1.046114 Q360,281.66 0.9073 1,029.00 29.871345 Q30,737.61 17,326.52 5% Q18,125.52 78.00 8% Q2,329.96

ene-10 352,800.00 1.347705 Q475,470.32 0.9131 1,039.50 29.877097 Q31,057.24 16,767.60 5% Q22,597.78 78.00 8% Q2,330.41

feb-10 406,350.00 1.347705 Q547,639.93 0.9138 1,060.50 29.877097 Q31,684.66 15,649.76 4% Q21,091.26 78.00 7% Q2,330.41

mar-10 406,350.00 1.347705 Q547,639.93 0.9138 1,060.50 29.877097 Q31,684.66 17,326.52 4% Q23,351.04 78.00 7% Q2,330.41

abr-10 405,300.00 1.496432 Q606,503.89 0.9099 1,102.50 29.925460 Q32,992.82 16,767.60 4% Q25,091.57 78.00 7% Q2,334.19

may-10 360,150.00 1.496432 Q538,939.98 0.9083 1,050.00 29.925460 Q31,421.73 17,326.52 5% Q25,927.96 78.00 7% Q2,334.19

jun-10 367,500.00 1.496432 Q549,938.76 0.9114 1,050.00 29.925460 Q31,421.73 16,767.60 5% Q25,091.57 78.00 7% Q2,334.19

jul-10 375,900.00 1.302987 Q489,792.81 0.9130 976.50 29.923233 Q29,220.04 17,326.52 5% Q22,576.23 78.00 8% Q2,334.01

ago-10 388,500.00 1.302987 Q506,210.45 0.9160 976.50 29.923233 Q29,220.04 17,326.52 4% Q22,576.23 78.00 8% Q2,334.01

sep-10 370,650.00 1.302987 Q482,952.13 0.9118 955.50 29.923233 Q28,591.65 16,767.60 5% Q21,847.96 78.00 8% Q2,334.01

Q5,911,609.93 Q370,762.01 Q263,358.76 Q27,985.73

CONSUMO POTENCIA MAXIMA

ELEVADORES PÚBLICOS - CASO ACTUAL (6 unidades)

MESCONSUMO DE ENERGÍA

EDIFICIO COMPLETO

CONSUMO DE ENERGÍACONSUMO POTENCIA MAXIMA


en indicar comparado a qué situación se logra el 50% de ahorro de energía y bajo qué condiciones.

Vale mencionar que los siguientes factores deben considerarse al momento de definir una propuesta final de mejoramiento del sistema con el objetivo de hacer más eficiente el consumo energético:

1. Las remodelaciones de los interiores del edificio en proceso actualmente, debido al desalojo de la Superintendencia de Administración Tributaria, ha permitido considerar nuevas opciones para el manejo de los ocupantes y visitantes del edificio. Primeramente, la ocupación del edificio en total disminuye. Seguido, en las remodelaciones en proceso en los primeros tres niveles (ver planos de niveles en análisis en apéndice E), se evidencia el objetivo de permitir el acceso a visitantes del edificio para gestiones por medio de ventanillas solo en los tres primeros niveles, dejando los 15 restantes para acceso de empleados del Ministerio solamente. Esto deberá reducir la cantidad de viajes que se hagan en elevadores hacia los niveles superiores, lo que hace que el consumo por utilización de los mismos también disminuya. Será necesario entonces, en otras etapas de análisis y con mas información que deberá tenerse disponible sobre la ocupación de todos los niveles del edificio proyectado, hacer simulaciones de funcionamiento de los elevadores renovados.

2. La tecnología que se pretende aplicar en las unidades renovadas es mucho más eficiente en consumo energético, sin embargo, la medida de eficiencia comparada con el caso actual depende de los patrones de uso. Luego de hacer las simulaciones de operación de los elevadores con los patrones de uso proyectados, se podrá valorizar más a detalle los ahorros energéticos posibles por la renovación de los elevadores.

3. La simulación de operación de elevadores deberá considerar también la posibilidad de hacer definitivas algunas de las estrategias de uso actualmente implementadas. Se sugiere considerar la anulación definitiva de dos elevadores y conservar la definición de niveles específicos de servicio para cada unidad.

Según información recibida del departamento de operaciones y mantenimiento del edificio, los elevadores públicos tienen motores de 58 h.p. cada uno, requiriendo un total de 43kW de funcionamiento. Tomando información disponible electrónicamente del proveedor de elevadores, para características básicas equivalentes a los elevadores existentes como carga, capacidad de personas y similares, un elevador de tracción podría tener las siguientes características:

• Modelo: tipo Gearless Quattro PWM-DC (regen)

• Eficiencia de Armadura de Motor: 0.92

• Perdidas en Campo de Motor: 0.04 pu de kW nominales

• Eficiencia de Conversión de Poder: 0.75 M-G

• Requerimiento de Motor: 41.7 kW – 51.5 h.p.


• Consumo Calculado Diario: 161.6 kWh por dia

Se pierden 35.16 kWh por dia al estar en espera

• Parámetros de indicadores anteriores: velocidad de 750 pies por minuto

3,500 libras de capacidad de carga

1,300 arranques al día (2 arranques por minuto)

El proveedor de elevadores nos ha informado que el sistema actual de elevadores emplea motores de tipo MG-DC de Otis. Para condiciones equiparadas a las anteriormente indicadas para los motores propuestos QUATTRO PWM-DC (regen), el consumo de los motores actualmente en funcionamiento por elevador sería de aproximadamente 161.6 kWh. Si hacemos una comparación simple, los elevadores propuestos, con motores según las indicaciones anteriores, presentarían un desempeño de consumo de energía de 35.4% más eficiente que los actualmente instalados. Si los patrones de uso de los elevadores con

las máquinas actuales se mantienen luego de instalar los elevadores propuestos, se puede

deducir que el ahorro de consumo energético sería con la proporción anteriormente

indicada, representando un ahorro de aproximadamente Q. 93,229.00 anuales. Este ahorro permitiría cubrir los costos del nuevo sistema de elevadores en aproximadamente 38 años, asumiendo que la sugerencia de adquisición de solamente 4 elevadores se mantiene a los precios y condiciones ofrecidas por el proveedor de los sistemas y que solo los ahorros de consumo energético de los elevadores se considere para el retorno de inversión del nuevo sistema.

El retorno de inversión puede ser menor si se evalúa mas a fondo los patrones de uso de los

elevadores considerando las remodelaciones en proceso. Además, se debe tomar en cuenta

que los costos de mantenimiento del sistema existente serán definitivamente más caros que

los de un sistema renovado. En el futuro, será el mantenimiento la razón primaria del

reemplazo de los elevadores del edificio.

3. Motores de Bombas: se debe mejorar el factor de potencia que se registra para los circuitos en los que las bombas están instaladas. La mayoría de las bombas en operación dentro del edificio son bombas con clasificaciones de eficiencia bastante adecuadas, sin embargo, por las condiciones de las instalaciones adicionales conectadas a los circuitos de estos equipos, que distorsionan la corriente en los mismos, el desempeño no puede registrarse más eficientemente de lo que se presenta.

Es evidente, por los registros en las facturaciones de electricidad del edificio, que existen instalaciones a nivel global que corrigen el factor potencia total en la acometida principal. La tabla 2.4 muestra que los factores de potencia del edificio son bastante buenos.

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5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15

Gráfica 2.2a - Voltaje L-L Promedio (V)

3

3.5

Gráfica 2.2b - Consumo Total de Intervalo por Conductor (kWh multiplicar x4)

200

205

210

215

220

225

230

25

/10

/20

10

9:1

5

24

/10

/20

10

21

:15

24

/10

/20

10

9:1

5

23

/10

/20

10

21

:15

23

/10

/20

10

9:1

5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15

Gráfica 2.2a - Voltaje L-L Promedio (V)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

25

/10

/20

10

9:1

5

24

/10

/20

10

21

:15

24

/10

/20

10

9:1

5

23

/10

/20

10

21

:15

23

/10

/20

10

9:1

5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15

Gráfica 2.2b - Consumo Total de Intervalo por Conductor (kWh multiplicar x4)

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

25

/10

/20

10

9:1

5

24

/10

/20

10

21

:15

24

/10

/20

10

9:1

5

23

/10

/20

10

21

:15

23

/10

/20

10

9:1

5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15

Gráfica 2.2c - Factor de Potencia

12

14

Gráfica 2.2d - Potencia Total por Conductor (kW multiplicar x4)

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

25

/10

/20

10

9:1

5

24

/10

/20

10

21

:15

24

/10

/20

10

9:1

5

23

/10

/20

10

21

:15

23

/10

/20

10

9:1

5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15


0

2

4

6

8

10

12

14

25

/10

/20

10

9:1

5

24

/10

/20

10

21

:15

24

/10

/20

10

9:1

5

23

/10

/20

10

21

:15

23

/10

/20

10

9:1

5

22

/10

/20

10

21

:15

22

/10

/20

10

9:1

5

21

/10

/20

10

21

:15

21

/10

/20

10

9:1

5

20

/10

/20

10

21

:15

20

/10

/20

10

9:1

5

19

/10

/20

10

21

:15

19

/10

/20

10

9:1

5

18

/10

/20

10

21

:15

Gráfica 2.2d - Potencia Total por Conductor (kW multiplicar x4)

200

205

210

215

220

225

230

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30

Gráfica 2.3a - Voltaje L-L promedio (V)

5

6

7

8

9

Gráfica 2.3b - Consumo total de Intervalo (kWh)

200

205

210

215

220

225

230

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30

Gráfica 2.3a - Voltaje L-L promedio (V)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30

Gráfica 2.3b - Consumo total de Intervalo (kWh)

-150

-100

-50

0

50

100

150

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30


25

30

35

40

Gráfica 2.3d - Potencia Total (kW)

-150

-100

-50

0

50

100

150

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30


0

5

10

15

20

25

30

35

40

29

/10

/20

10

9:3

0

28

/10

/20

10

21

:30

28

/10

/20

10

9:3

0

27

/10

/20

10

21

:30

27

/10

/20

10

9:3

0

26

/10

/20

10

21

:30

26

/10

/20

10

9:3

0

25

/10

/20

10

21

:30

Gráfica 2.3d - Potencia Total (kW)


SECCIÓN 3 - DESEMPEÑO DE USO DE AGUA POTABLE

ARTEFACTOS Y GRIFERÍA

En cuanto a la eficiencia en el uso de agua potable se presentan a continuación los cálculos

realizados del consumo de agua con las condiciones que presenta actualmente el edificio,

comparativos con estándares internacionales aplicables y posteriormente se evalúan dos

escenarios en donde se implementan artefactos y accesorios eficientes. De esta forma es

posible proyectar el ahorro en el uso de agua potable que se puede alcanzar en los baños

del edificio.

Desempeño Actual

Para realizar los cálculos de desempeño de consumo de agua potable de la situación actual

se requiere como primer punto determinar el uso del edificio y la capacidad máxima

permitida de acuerdo a los estándares establecidos por el International Building Code 2009

del International Code Council (ICC, por sus siglas en inglés). Una vez establecido el uso del

edificio y los ocupantes será necesario realizar un inventario de los artefactos sanitarios

actuales con sus respectivos consumos de agua para cada caso.

Uso y ocupación del edificio

De acuerdo a la clasificación de tipos de uso y ocupación de los edificios que hace el

International Building Code 2009 del ICC, capítulo 3, en la planta baja y planta tipo

encontramos los siguientes usos con sus respectivas ocupaciones:

Espacio Área (m2) Clasificación según IBC Área max. / ocupante* Ocupantes Planta Baja 863

Centro de atención al usuario

619.73 Assembly Group A 1.39 m2 netos / persona 446

Oficinas 317.94 Business Group B 9.29 m2 / persona 34

Biblioteca 128.44 Assembly Group A 4.65 m2 netos / persona 28

Apertura de plicas 493 Assembly Group A 1.39 m2 netos / persona 355

Planta tipo 178

Oficinas 1653.74 Business Group B 9.29 m2 / persona 178

Figura 3a: Tabla de uso y ocupación adaptada del International Building Code 2009

*De acuerdo a la tabla 1004.1.1 del capítulo 10 de International Building Code

Inventario de artefactos y accesorios sanitarios actuales:

El edificio cuenta en cada nivel con baterías para baños de hombres y mujeres para los

usuarios en general y dos baños privados que son utilizados por los directores y


subdirectores de cada departamento. Además cada nivel cuenta con un espacio de servicio

donde se encuentra el ducto de basura, una pila y un lavatrastos. Los baños cuentan con el

siguiente equipamiento:

Planta Baja: *

Inodoros Grifería lavamanos Mingitorios

Hombres** 4 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts.

4 lavamanos con grifos de manecilla con contrallaves Moen.

5 mingitorios American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA H-740 Series Stop con una descarga aprox. de 5 Lts

Mujeres 6 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts

4 lavamanos con grifos de dos manecillas con contrallaves Moen.

N/A

Privados*** 2 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts.


1 mingitorio American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA H-740 Series Stop con una descarga aprox. de 5 Lts

Figura 3b: Tabla de inventario de artefactos y grifería actual en la planta baja del edificio.

* La presión del agua en los baños de la planta baja se calcula entre 60 – 65 psi

**EL baño de hombres de planta baja fue recientemente remodelado, instalando artefactos y mamparas nuevas, asi

como luminarias con lámparas LED nuevas.

***En esta casilla se cuantifican los artefactos y grifería de los dos baños privados.

Imágen 3a: Mamparas del recientemente remodelado sanitario de hombres en la planta baja.


Imágen 3b: Urinales American Standard Maybrook y fluxómetros Sloan Royal, en sanitarios para hombres recién remodelados en

planta baja.

Planta Tipo: *

Inodoros Grifería lavamanos Mingitorios

Hombres** 4 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts.


5 mingitorios American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA H-700 Series Stop con una descarga aprox. de 5 Lts

Mujeres 6 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts

4 lavamanos con grifos de manecillas con contrallaves Moen.

N/A

Privados*** 2 inodoros American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA con una descarga aprox. de 8 Lts.


1 mingitorio American Standard con fluxómetro Sloan Regal USA H-700 Series Stop con una descarga aprox. de 5 Lts

Figura 3c: Tabla de inventario de artefactos y grifería actual en la planta tercera (planta tipo) del edificio.

* La presión del agua en los baños de la planta baja se calcula entre 55 psi


Imágen 3c: mamparas de sanitarios existentes en nivel 3 (referencia para nivel típico)

Imágen 3d: lavamanos típicos instalados actualmente en sanitarios nivel típico. Nótese que los grifos no son temporizados.


Imágen 3e: urinales típicos instalados en varios niveles del edificio. Es común que estas remodelaciones existan solo en los niveles

que ocupaba la Superintendencia de Administración Tributaria, algunos niveles del edificio tienen urinales mas antiguos y sin

fluxómetro, solo con una contrallave de paso.

Imágen 3f: inodoros American Standard Madera con fluxómetro Sloan Regal.


Cálculo de desempeño actual de los artefactos del edificio

Una vez definidos el uso y la ocupación de los diferentes espacios evaluados y realizado el

inventario de artefactos sanitarios existentes, a continuación se presenta una tabla con el

cálculo de consumo de agua para cada nivel analizado. Valga mencionar que los artefactos

en estos niveles son la mejor condición de uso de todos los sanitarios disponibles en los

diferentes niveles del edificio, puesto que no se encuentran instalados los mismos

artefactos y grifería con las mismas eficiencias en todos los niveles del edificio.

Planta Baja (Atención al usuario, Biblioteca y recepción de plicas)

Artefacto Usos diarios

Tasa de flujo (Lts / flujo)

Ocupantes Consumo (Lts)

Inodoros (mujeres) 0.5 8 lts. 414 1,656.00

Lavamanos (mujeres) 0.5 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 414 430.56

Inodoros (hombres) 0.1 8 lts. 414 331.20

Mingitorios (hombres) 0.4 5 lts. 414 828.00

Lavamanos (hombres) 0.5 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 414 430.56

Total de consumo diario 3,676.32

Total de días laborales al año 260

Total de consumo al año 955,843.20 Figura 3d: Tabla de cálculo de consumo de artefactos en planta baja.

Planta Baja (Oficinas)




Inodoros (mujeres) 3 8 lts. 17 408.00

Lavamanos (mujeres) 3 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 17 106.80

Inodoros (hombres) 1 8 lts. 17 136.00

Mingitorios (hombres) 2 5 lts. 17 170.00

Lavamanos (hombres) 3 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 17 106.80

Total de consumo diario 927.60


Total de consumo al año 241,176.00 Figura 3e: Tabla de cálculo de consumo de artefactos en planta baja.


Planta Tipo (Oficinas)




Inodoros (mujeres) 3 8 lts. 178 4,272.00

Lavamanos (mujeres) 3 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 178 1,110.72

Inodoros (hombres) 1 8 lts. 178 1,424.00

Mingitorios (hombres) 2 5 lts. 178 1780.00

Lavamanos (hombres) 3 2.08 lts/15 seg. a 60 psi 178 1,110.72



Total de consumo al año 2,521,334.40 Figura 3f: Tabla de cálculo de consumo de artefactos en planta tipo

Revisión de requerimientos de número de artefactos

De acuerdo a la clasificación de tipos de uso y ocupación de los edificios que hace el

International Building Code 2009, capítulo 3, el International Plumbing Code 2009 (IPC por

sus siglas en inglés) establece en su sección 403 del capítulo 4 los siguientes

requerimientos mínimos con respecto a la cantidad de artefactos en relación a la cantidad

de usuarios:

Inodoros*

Lavamanos

Espacio Clasificación Mujeres Hombres Mujeres Hombres

Centro de atención al usuario

Assembly 1 por cada 65 1 por cada 125 1 por cada 200 1 por cada 200

Biblioteca Assembly 1 por cada 65 1 por cada 125 1 por cada 200 1 por cada 200

Recepción de plicas

Assembly 1 por cada 65 1 por cada 125 1 por cada 200 1 por cada 200

Oficinas Business

1 cada 25 para las primeras 50

personas y 1 cada 50 para el

restante.



restante.



restante.



restante.

Figura 2g: Tabla de requerimientos mínimos de artefactos adaptada de la tabla 403.1 del International Plumbing Code, capítulo 4.

* Se pueden sustituir inodoros por mingitorios media vez no se sustituya más del 50% de los inodoros requeridos.


De acuerdo con la tabla anterior y el uso y ocupación del edificio de Finanzas Públicas, los

artefactos requeridos son:

Revisión de inodoros mínimos requeridos planta baja:

Usuarios Inodoros requeridos

Inodoros existentes.

Cumple con norma

Espacio Mujeres Hombres Mujeres Hombres Centro de atención

al usuario.

446 3.4 1.78

Biblioteca

28 0.21 0.11

Recepción de plicas 355 2.73 1.42

Oficinas

34 1 1

TOTAL

8 5 6 4 Baño Mujeres No

Baño Hombres Si * Figura 3h: Tabla de revisión de cumplimiento de norma de inodoros mínimos para la planta baja.

* En el caso del baño de hombres se cuenta además con 5 mingitorios que pueden compensar el quinto inodoro.

Revisión de lavamanos mínimos requeridos planta baja:

Usuarios Lavamanos requeridos.

Lavamanos existentes.

Cumple con norma

Espacio Mujeres Hombres Mujeres Hombres

Centro de atención al usuario.

446 1.1 1.1

Biblioteca

28 0.07 0.07

Recepción de plicas 355 0.89 .089

Oficinas

34 1 1

TOTAL

4 4 4 4 Baño Mujeres SI

Baño Hombres SI* Figura 3i: Tabla de revisión de cumplimiento de norma de lavamanos mínimos para la planta baja.


Revisión de inodoros mínimos requeridos planta tipo:


Inodoros Existentes.

Cumple con norma

Espacio Mujeres Hombres Mujeres Hombres Oficinas

178 5 5 6 4 Baño Mujeres SI Baño Hombres Si

Figura 3j: Tabla de revisión de cumplimiento de norma de inodoros mínimos para la planta tipo.

* En el caso del baño de hombres se cuenta además con 5 mingitorios que pueden compensar el quinto inodoro.

Revisión de lavamanos mínimos requeridos planta tipo:


Inodoros Existentes.

Cumple con norma

Espacio Mujeres Hombres Mujeres Hombres Oficinas

178 4 4 4 4 Baño Mujeres SI Baño Hombres Si

Figura 3k: Tabla de revisión de cumplimiento de norma de lavamanos mínimos para la planta tipo.

Una vez realizadas las revisiones anteriores podemos concluir que el único déficit se

encuentra en el baño de mujeres de la planta baja ya que se necesitan dos inodoros

adicionales para cumplir con los ocho que establecen los estándares del IPC. Para cumplir

con este requerimiento se recomienda evaluar la opción de agregar los dos inodoros

faltantes en dicha ubicación.

Desempeño mejorado

En esta sección se realizaron cálculos de desempeño mejorado para dos distintos

escenarios. El primero utilizando artefactos y grifería eficiente y un segundo utilizando

grifería eficiente y mingitorios “waterless”, es decir, que no usan agua potable para su

funcionamiento.

Los artefactos y grifería utilizados para el cálculo de los escenarios son referencias que

tienen mejores desempeño en cuanto a la eficiencia en el consumo de agua en relación a

los artefactos que se encuentran en la actualidad en el edificio, sin embargo existen varias

opciones con desempeños equivalentes disponibles en el mercado.


Escenario con instalación de artefactos y grifería eficiente

Planta Baja (Atención al usuario, Biblioteca y recepción de plicas):

Artefacto Marca/ Modelo Precio unitario *

Usos diarios



Inodoros (mujeres)

Fluxómetro: Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 0.5 4.8 lts. 414 993.6

Lavamanos (mujeres)

Grifo Docol/ Pressmatic Alfa de mesa

Q587.41 0.5 0.7 lts/8

seg. a 60 psi 414 144.9

Inodoros (hombres)

Fluxómetro: Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 0.1 4.8 lts. 414 198.72

Mingitorios (hombres)

Fluxómetro Helvex/285-19-0.5

Q1,540.00 0.4 0.50 lts. 414 82.8

Lavamanos (hombres)


Q587.41 0.5 0.7 lts/8

seg. a 60 psi 414 144.9



Total de consumo al año Ahorro respecto a consumo actual

406,879.2 57%

Figura 3l: Tabla de cálculo de consumo de artefactos y grifería eficiente para planta baja. Las marcas indicadas solo representan

una referencia. *Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado

Planta Baja (Oficinas):

Artefacto Marca/ Modelo

Precio unitario *

Usos diarios



Inodoros (mujeres)

Fluxómetro Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 3 4.8 lts 17 244.8

Lavamanos (mujeres)

Grifo Docol/ Pressmatic Alfa

de mesa Q587.41 3

0.7 lts/8 seg. a 60 psi

17 35.7

Inodoros (hombres)


Q1,540.00 1 4.8 lts. 17 81.6


Fluxómetro Helvex/285-19-

0.5 Q1,540.00 2 0.50 lts. 17 17

Lavamanos (hombres)


de mesa Q587.41 3


17 35.7




107,848 55%

Figura 3m: Tabla de cálculo de consumo de artefactos y grifería eficiente para planta baja. Las marcas indicadas solo representan

una referencia. *Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado


Planta Tipo (Oficinas)


Precio * Usos diarios



Inodoros (mujeres)


Q1,540.00 3 4.8 lts. 178 2,563.20

Lavamanos (mujeres)


de mesa Q587.41 3


178 373.8

Inodoros (hombres)


Q1,540.00 1 4.8 lts. 178 854.4


Fluxómetro Helvex/285-19-

0.5 Q1,540.00 2 0.5 lts. 178 178

Lavamanos (hombres)


de mesa Q587.41 3


178 373.8




1,129,232 55%

Figura 3n: Tabla de cálculo de consumo de artefactos y grifería eficiente para planta tipo. Las marcas indicadas solo representan

una referencia. (*Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado)

Escenario con instalación de grifería eficiente y mingitorios “waterless”

Planta Baja (Atención al usuario, Biblioteca y recepción de plicas):

Artefacto Marca/ Modelo Precio * Usos diarios



Inodoros (mujeres)


Q1,540.00 0.5 4.8 lts. 414 993.6

Lavamanos (mujeres)


Q587.41 0.5 0.7 lts/8 seg.

a 60 psi 414 144.9

Inodoros (hombres)


Q1,540.00 0.1 4.8 lts. 414 198.72


Fluxómetro Helvex/MG0

Q4,600.00 0.4 0 lts. 414 0

Lavamanos (hombres)

Grifo Docol/ Pressmatic Alfa de

mesa Q587.41 0.5


414 144.9




385,351.2 60%

Figura 3o: Tabla de cálculo de consumo de grifería eficiente y mingitorios “waterless” para planta baja. Las marcas indicadas solo

representan una referencia. *Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado


Planta Baja (Oficinas):


Precio * Usos diarios



Inodoros (mujeres) Fluxómetro Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 3 4.8 lts. 17 244.8

Lavamanos (mujeres)

Grifo Docol/ Pressmatic

Alfa de mesa Q587.41 3


17 35.7

Inodoros (hombres) Fluxómetro Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 1 4.8 lts. 17 81.6


Loza Sloan WES1000

Q4,600.00 2 0 lts. 17 0

Lavamanos (hombres)




17 35.7




103,428 57%

Figura 3p: Tabla de cálculo de consumo de grifería eficiente y mingitorios “waterless” para planta baja. Las marcas indicadas solo

representan una referencia. *Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado

Planta Tipo (Oficinas):

Artefacto Modelo Precio * Usos diarios



Inodoros (mujeres) Fluxómetro Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 3 4.8 lts. 178 2,563.2

Lavamanos (mujeres)


Alfa de mesa

Q587.41 3 0.7 lts/8 seg. a

60 psi 178 373.8

Inodoros (hombres) Fluxómetro Sloan/WETS 2050.1401

Q1,540.00 1 4.8 lts. 178 854.4


Loza Sloan WES1000

Q4,600.00 2 0 lts. 178 0

Lavamanos (hombres)




178 373.8




1,082,952 57%

Figura 3q: Tabla de cálculo de consumo grifería eficiente y mingitorios waterless para planta tipo. Las marcas indicadas solo

representan una referencia.*Nota: Los precios pueden variar según condiciones de mercado.


Imagen 3g: urinal Sloan Waterfree WES-1000. No utiliza agua potable para su funcionamiento higiénicamente

adecuado.

Una vez realizados los cálculos de consumo actuales y las proyecciones de consumo de los dos

escenarios presentamos a continuación una tabla con los ahorros en el uso de agua potable para

baños (incluyendo los baños de la planta baja y 1 planta tipo) y una estimación de precios de los

artefactos y accesorios propuestos.

Escenario Consumo de agua (Lts/año)

Ahorro de agua (Lts/año)

% (de ahorro)

Inversión en artefactos y

accesorios (sin instalación)

Situación actual 3,718,353.60 -- -- --

Instalación de artefactos y grifería eficiente.

1,643,959.00 2,074394.60 56% Q 27,799.28

Instalación de grifería eficiente e inodoros waterless

1,571,731.20 2,146,622.40 58% Q 43,099.28

Al analizar la inversión que se debe hacer en cuanto a artefactos y grifería, para lograr un ahorro

adicional del 2% con el uso de artefactos waterless, se debe invertir un 55% adicional comparado

con la inversión de artefactos y grifería eficiente, lo cual nos sugiere que la opción más adecuada

por considerar para efectos de ahorro de agua potable en el edificio es la instalación de artefactos

ahorradores con los indicados como se mencionan anteriormente.


De acuerdo a las estimaciones de consumo de agua para la planta baja y una planta típica

sumadas, se calcula que el consumo mensual prorrateado es de aproximadamente 309 m³ en

estas áreas del edificio con los artefactos actuales. El precio de esta cantidad de agua mensual,

provista por la empresa municipal de Agua – EMPAGUA – es de Q. 5.60 por m³ (tarifa para mas de

120 m³ de agua al mes), ascendiendo a un total de Q. 1,735.00. Según se puede ver en la tabla

anterior, tenemos un escenario de ahorro de hasta el 56% del agua potable consumida al instalar

artefactos y grifos ahorradores y de hasta un 58% del agua potable consumida al instalar

artefactos y grifos ahorradores y también mingotorios “waterless”. Estos ahorros se traducen a un

prorrateo mensual de aproximadamente Q. 971.60 y de Q. 1,006.30 respectivamente. Tomando

en cuenta los costos de inversión anteriormente indicados para ambos escenarios, obtenemos un

retorno de inversión de 2 años y 5 meses para lograr un ahorro del 56% del agua potable

consumida y de 3 años y 7 meses para lograr un ahorro del 58% del agua potable consumida.


SECCIÓN 4 – DESEMPEÑO EN USO DE MATERIALES Y RECURSOS

MANEJO DE DESECHOS SOLIDOS Y CONTROL DE CONTAMINANTES

Practicas actuales

Actualmente el edificio maneja sus desechos sólidos a través de un ducto de basura al

cual se tiene acceso desde todos los niveles. El ducto lleva los desechos a un espacio

de recolección de aproximadamente 20 m2 ubicado en el sótano 2 del edificio. El

Ministerio de Finanzas cuenta con un camión propio que hace un promedio de 3

viajes al día hacia el vertedero de la zona 3, de acuerdo a la necesidad.

A través del ducto se manejan todos los desechos orgánicos, no orgánicos, ripio de

remodelaciones, etc., sin ningún control en cuanto a contaminantes como el polvo o

similares contaminantes volátiles. El único material que se está trabajando de una

forma diferente es el papel ya que existen contenedores (toneles de plástico) en

todos los departamentos para clasificar y separar este material de los demás

desechos. El papel recolectado es vendido a una empresa recicladora y en ocasiones

los ingresos percibidos de este reciclaje han sido utilizados para la compra de

uniformes del personal.

Figura 4A: Fotografía de área de recolección de basura y camión de recolección.


Figura 4B: Fotografía de espacio de recolección. Puede notarse el enchape cerámico en las paredes, la

cual es una práctica común para facilitar la limpieza y conservar higiénico el espacio de manejo de desechos.

Propuesta de plan de manejo de desechos.

Se propone desarrollar un plan integral de manejo de desechos que abarque el

reciclaje de desperdicios con las siguientes clasificaciones:

Papel (contenedores color azul)

Vidrio (contenedores color verde)

Plástico y envases metálicos (contenedores color amarillo)

Orgánico (contenedores color gris)

Para esto será necesario ubicar recipientes diferenciados (preferiblemente de distinto

color) en las oficinas y áreas comunes. En el caso de la planta tipo se propone ubicar

un set de basureros por departamento y utilizar bolsas biodegradables en lugar de las

bolsas plásticas convencionales. La recolección de la basura clasificada por parte del

personal de mantenimiento del edificio no deberá incurrir en cambios considerables.

Simplemente, en el escenario propuesto, se estará recogiendo de los basureros

diferenciados y se recomienda identificar las bolsas de basura con el tipo de material

que contienen. Esto puede realizarse colocando bolsas de diferente color o

marcándolas apropiadamente al momento de ser recolectadas. La idea de identificar

las bolsas es hacer más fácil la separación de las mismas en el área de recolección del

sótano 3 para ubicarlas en los contenedores.


En el área de recolección será necesaria la implementación de 5 contenedores,

típicamente metálicos y con rodos (uno para cada una de las categorías propuestas

anteriormente). Estos contenedores pueden ser toneles de plástico, de metal o

incluso bolsas jumbo (como las utilizadas para el transporte de azúcar). Estos

contenedores deben estar debidamente identificados con colores y rótulos.

Al momento que se decida implementar un programa como este será necesario

contactar a las distintas empresas recicladoras que operan en el mercado. En general

todas las empresas operan de una forma muy similar, sin embargo pueden existir

algunos puntos particulares que difieran en cada empresa que podrán tratarse al

momento de decidirse a trabajar con una de ellas. Las recicladores se encargan de

recoger los desechos clasificados en el sitio, pesar los desperdicios y pagar en este

caso al Ministerio. (Como ya sucede en el caso del papel). Por lo tanto el implementar

un programa de reciclaje en el edificio no significaría incurrir en gastos adicionales en

el manejo y operación del edificio sino que puede incluso convertirse en un ingreso

adicional. Los ingresos generados por la venta de los desperdicios pueden destinarse

en parte a la compra y/o mantenimiento de los basureros, recipientes, bolsas, etc, de

manera que el programa sea autosostenible.

Paralelo a la implementación de los recipientes y contenedores será necesario

desarrollar un programa de capacitación de los usuarios del edificio y de las personas

de mantenimiento sobre el tema del reciclaje, su importancia y sus ventajas, puesto

que el manejo de desechos reciclables es mejor si la separación de los mismos sucede

lo más cercano posible a la fuente productora de los desechos. Si la separación de

desechos no se hace eficientemente, por ejemplo en lo que se refiere al momento de

manejar desechos orgánicos (como comida), se puede desaprovechar hasta un 60%

de los desechos reciclables producidos por un edificio. Se deberá de informar a todos

las personas que trabajan en el edificio de la implementación de este programa y

como se realiza, para que todos estén enterados de lo que se está haciendo y sepan

cómo deben de separar sus desechos y como utilizar los recipientes adecuadamente.

Este programa de capacitación puede realizarse por medio de charlas, afiches

ubicados en las áreas comunes, afiches enviado por email, etc., y sugerimos que se

organice una campaña de educación que puede tomar al menos 6 meses de

implementación y control.

Programas de este tipo ya se han implementado en varios edificios e instituciones

educativas de la ciudad. No son programas complicados ni tampoco implican costos


de operación significativos. Lo importante para el éxito de un programa como estos es

por un lado es el seguimiento permanente de la parte operativa (recipientes,

recolección, etc.) y por otro la labor de concientización de las personas por medio de

las charlas y medios gráficos de manera que todos los usuarios del edificio se

comprometan y participen en el programa. El principio más importante es ubicar los

contenedores de reciclables lo más cercano a los usuarios que producen los desechos.

Figura 4C: Ejemplos de contenedores para reicclaje. Fuente: www.topalmacen.com


De acuerdo a estándares utilizados regularmente en otros mercados para definir o

dimensionar la cantidad de desechos reciclables que se pueden producir en los

diferentes tipos de edificios, para edificios institucionales de uso de oficinas como el

analizado, se puede tener una producción unitaria como sigue:

Espacios de Oficinas*:

Plastico, Composaje, Aceite usado,

Metales y Vidrio (est. 30% min.) 0.21 kg/empleado/día o 0.24m³/1000m²/día

Papel de Alta Calidad (est. 29%) 0.203 kg/empleado/día o 0.232m³/1000m²/día

Papeles de Calidad o Composición 0.161 kg/empleado/día o 0.184m³/1000m²/día

Mixta (est. 23% min.)

Papel Periódico (est. 10% min.) 0.07 kg/empleado/día o 0.08m³/1000m²/día

Cartón Corrugado (est. 8% min.) 0.056 kg/empleado/día o 0.064m³/1000m²/día

Espacios de Despacho de Alimentos*:

Compostables (est. 80% min.) 0.36 kg/comida servida

Cartón Corrugado (est. 11% min.) 0.05 kg/comida servida

Papel Periódico (est. 5% min.) 0.0225 kg/comida servida

Papel de Alta Calidad (est. 4% min.) 0.018 kg/comida servida

*Tomado de: Ramsey/Sleeper, Architectural Graphic Standards, 9ª edición.


Para los niveles en análisis de este reporte, no consideraremos que alguno de los espacios

sea de uso de despacho de alimentos. Si tomamos entonces los índices de producción de

desechos para espacios de uso de oficinas podríamos tener, para los niveles en análisis, la

siguiente cantidad de desechos producidos:

Planta Baja: Plástico, Compostaje, Metales y Vidrio 0.37 m³/día

Papel de Alta Calidad 0.36 m³/día

Papel de Calidad o Composición Mixta 0.29 m³/día

Papel Periódico 0.12 m³/día

Cartón Corrugado 0.10 m³/día

TOTAL ESTIMADO 1.24 m³/día

Planta Tipo: Plástico, Compostaje, Metales y Vidrio 0.28 m³/día

Papel de Alta Calidad 0.27 m³/día

Papel de Calidad o Composición Mixta 0.22 m³/día

Papel Periódico 0.09 m³/día

Cartón Corrugado 0.08 m³/día

TOTAL ESTIMADO 0.94 m³/día

Los volúmenes anteriormente indicados nos dan una referencia del estimado de

producción de desechos sólidos y sus diferentes clasificaciones según los

comportamientos de edificios de este tipo en los Estados Unidos, y pueden servir para

estimaciones de producción y aprovechamiento en los programas de manejos de

desechos sólidos del edificio.

El Apéndice F de este reporte identifica las ubicaciones sugeridas para instalar la batería

de recipientes generales de recolección de desechos reciclables por nivel analizado.

Además de estos recipientes generales de recolección por área, se debe instalar para cada

estación de trabajo recipientes de tamaño menor para al menos recolección de papel y

cartón reciclable, de donde se tomarán los desechos hacia estos recipientes generales, de

donde a su vez, el personal de mantenimiento del edificio tomará las bolsas ya clasificadas

para ser conducidas al sótano 3 del edificio, para su eventual aprovechamiento. Los

desechos de remodelaciones deben ser manejados de una manera especial y específica

para cada caso.

Según estos planos, en la Planta Baja del edificio se necesitan un total de 32 recipientes y

en la Planta tipo se necesitan 16 recipientes como mínimo. A un precio aproximado de


US$65.00 por recipiente especializado, la inversión necesaria para la Planta Baja asciende

a US$ 2,080.00 y en la Planta Tipo asciende a US$ 1,040.00.

De los índices anteriormente indicados se puede deducir que por metro cuadrado de área

de oficina se produce, por ejemplo, un total de 0.23 lb/día/m² de desechos reciclables. A

un precio estimado promedio mínimo de venta (a las organizaciones que lo aprovechan)

de Q. 0.005 por libra de desecho reciclable, el rendimiento diario para la Planta Tipo es de

aproximadamente Q. 1.50 por día y de la Planta Baja es de Q. 2.00 por día.

Adicional a las recomendaciones anteriormente descritas, se recomiendan los siguientes

puntos para control de fuentes de contaminación en el interior del edificio:

• Designar espacios especiales, cerrados y con presión negativa constante para el

manejo de insumos de oficina como toner de impresoras y fotocopiadoras como

tintas líquidas para impresoras.

• Mejorar las condiciones de drenaje con trampas de químicos para cada pileta en

donde se haga la mezcla de químicos de limpieza y mantenimiento. Igualmente,

facilitar la extracción de aire (presión negativa) en todos los closets de limpieza.

• Se debe instalar un sistema de rejilla o alfombra atrapapolvo en al menos tres

metros de distancia previa al umbral de los ingresos y egresos al exterior en la

Planta Baja, para atrapar el polvo y otros contaminantes de los pies de los

visitantes al edificio y reducir el ingreso de los mismos al interior. Si se instalan

alfombras, éstas deben ser limpiadas y lavadas en períodos semanales como

mínimo.

• Instalar rótulos que indiquen la prohibición de fumar en distancias menores a 8

metros de cualquier ventana o puerta por donde se ventile naturalmente el

edificio.

Las anteriores recomendaciones son más críticas en espacios mecánicamente ventilados y

acondicionados, sin embargo, son recomendables a seguir también en los espacios

típicamente ventilados de manera natural en todo el edificio del Ministerio de Finanzas.


SECCIÓN 5 – DESEMPEÑO DE VENTILACION NATURAL

ANALISIS PRELIMINAR Y RECOMENDACIONES DE APROVECHAMIENTO DE VENTILACION NATURAL

Situacion Actual

La Planta Baja analizada cuenta con una zona de respiración atendida por ventilación

natural de 2,522.33 m², mientras que la Planta Tipo tienen una zona de respiración

atendida por ventilación natural de 1,636.95 m². Si consideráramos los requerimientos

de ventilación del estándar de referencia ASHRAE1 62.1-2007, se requiere que los

espacios o zonas de respiración servidas por ventilación natural deben cumplir con los

siguientes requerimientos:

1. El total de la suma de áreas de ventanas o aperturas en el envoltorio del

edificio que sirven como medios de ventilación natural para la zona de

respiración, respecto al área de piso de la zona de respiración a servir

respectiva debe ser de no menos del 4%.

2. Las ventanas o aperturas en el envoltorio del edificio que sirven como medios

de ventilación natural para una zona de respiración deben permanecer

siempre abiertas mientras la zona de respiración está ocupada.

3. Cuando haya espacios interiores sin aperturas directas a espacios exteriores a

través del envoltorio, que reciben ventilación a través de otro espacio interior,

las aperturas entre estos espacios interiores (el servido y el servidor de

ventilación) deben mantenerse in-obstruidas y deben tener una proporción de

área entre las aperturas y el área de piso del espacio o zona de respiración

servida de no menos del 8% y nunca menos de 2.3 m².

4. Las ventanas o aperturas que sirven como medios de ventilación natural a una

zona de respiración dada, deben estar a no más de 8 metros lineales de

distancia perpendicular de cualquier espacio o porción de espacio de zona de

respiración al cual sirven de medio de ventilación natural.

5. Los medios de operación de las aperturas que proveen ventilación natural a

una zona de respiración deben estar siempre accesibles al alcance y operación

de los usuarios de las zonas de respiración respectivas siempre que el espacio

esté ocupado.

Actualmente, el edificio en su totalidad, excepto en los espacios cerrados del núcleo

central de la estructura del edificio (de circulaciones verticales, servicios sanitarios,

1 Acrónimo de American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (Sociedad

Americana de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración, y Aire Acondicionado)


servicios auxiliares e instalaciones) y los servidos con ventilación y climatización

mecánica, son ventilados a través de ventanas verticales operables, que corren desde

el piso hasta la losa superior inmediata, de 0.30 m de ancho, con persianas

direccionadoras de aire que también protegen la apertura del ingreso de agua pluvial.

En la Planta Baja, contabilizando todas las ventanas operables y aperturas que

permanecen abiertas en el horario de funcionamiento del edificio en todas las fachadas

del mismo, se tiene disponible un total de 95.54 m² de área de apertura de ventilación,

lo cual corresponde a 3.80% del área total de piso de este nivel, incumpliendo con los

requerimientos del estándar anteriormente citado si se considerase que el interior de

la Planta Baja del edificio constituye solamente una zona de respiración en total.

En la Planta Tipo analizada, contabilizando todas las ventanas operables y aperturas

que permanecen abiertas en el horario de funcionamiento del edificio en todas las

fachadas del mismo, se tiene disponible un total de 27.84 m² de área de apertura de

ventilación, lo cual corresponde a un 2% del área total de piso de este nivel,

incumpliendo los requerimientos del estándar anteriormente citado si se considerase

que el interior de la Planta Tipo del edificio constituye solamente una zona de

respiración en total.

Por otra parte, como se puede apreciar en las figuras 5.1 y 5.2, que muestran las áreas

de los interiores de los dos niveles analizados que según el estándar citado pueden

recibir ventilación natural directa desde el envolvente, nos percatamos que un total de

aproximadamente 496 m² en la Planta Tipo y de 946.33 m² en la Planta Baja quedan en

distancias no aceptables por la norma para ventilación natural directa si se considerara

todo el nivel completo en ambos casos como una zona de respiración única.

El cumplimiento con los requerimientos de área de aperturas de ventilación de acuerdo

a es estándar ASHRAE 62.1 no implica necesariamente que las tasas de renovación de

aire dentro del edificio sean inapropiadas, puesto que este estándar para ventilación

natural no considera aspectos como la eficiencia de la apertura y su ensamblaje

constructivo en distribuir el aire natural en el interior, así como no considera las

condiciones climáticas de velocidad de aire disponible en las diferentes fachadas,

objetos colocados en el interior del edificio, así como los diferenciales de presión en las

mismas respecto del interior, lo cual afecta el comportamiento del flujo de aire natural

en el interior considerablemente. Igualmente, la distancia a aperturas en envoltorio

que sirven como medios de ventilación natural no es vinculante completamente con

una ventilación natural eficiente dentro del edificio.


Figura 5.1: Plano de Planta Baja mostrando las áreas en las que por distancia la ventilación natural por

medio de aperturas en envoltorio del edificio que cumple con el estándar ASHRAE 62.1 (marcadas como

ashuradas)

Figura 5.2: Plano de Planta Tipo mostrando las áreas en las que por distancia la ventilación natural por

medio de aperturas en envoltorio del edificio que cumple con el estándar ASHRAE 62.1 (marcadas como

ashuradas)


Recomendaciones Generales

Previo al inicio de los análisis reportados en este documento y con la asesoría el Dr.

Pradeep Kumar, del Instituto TERI2 de la India, se concluyó que hacer análisis

cuantitativos de ventilación natural requiere procedimientos y herramientas que

implican mas tiempo del otorgado para realizar el análisis reportado en este

documento, y por ende, en este análisis, solamente podemos realizar sugerencias no

calculadas para ayudar a mejorar la ventilación dentro de los espacios de los niveles

analizados.

Las siguientes son las recomendaciones que sugerimos considerar sobre los diseños

presentados de distribución de espacios en la Planta Baja:

• Debido a que la circulación cruzada entre fachadas de las corrientes de aire es el

medio mas eficaz en este caso para garantizar tasas de renovación de aire en el

interior del edificio adecuadas para la salud de los ocupantes, la ventilación natural

que entra por la fachada sur o norte del edificio en este nivel debería tener la

menor cantidad de obstáculos posibles para su circulación eficiente. Para tal efecto

recomendamos:

o Cambiar la orientación de los salones de apertura de plicas en el ala

poniente de la Planta baja, los cuales presentan en el diseño actual una

orientación oriente-poniente, a una orientación norte-sur. Eso asegura que

el salón de asamblea que actualmente se ubica en el centro de dicha ala

cuente con ventilación natural. De no lograrse esta condición, es probable

que para asegurar confort y calidad de aire en este espacio cuando las

particiones plegadizas que lo limitan estén cerradas sea con sistemas

mecánicos.

o A pesar que acústicamente pueda presentar un desafío, se debe lograr que

las particiones que definen el espacio de la Biblioteca en el lado oriental de

la Planta Baja tengan aperturas operables en la parte superior, a partir de

una altura de 2.40 metros al menos, de forma que haya un intercambio de

aire entre la fachada oriente del edificio y los espacios que se ubican al

poniente de la Biblioteca. La misma sugerencia aplica para las oficinas que

se denominan para Clases Pasivas y las ubicadas adyacentes al centro de

atención al usuario por el lado poniente de estas oficinas.

• Es muy probable que el área de sillas de atención al usuario, por presentar una

ganancia térmica elevada por la alta concentración de personas en esta sala,

2 Acrónimo para TATA ENERGY RESEARCH INSTITUTE.


necesite ayuda de ventiladores de cielo para mejorar la circulación de aire

relacionado a los flujos de aire de las aperturas en las fachadas mas próximas. Se

sugiere considerar ventiladores de alto volumen de aire manejado como el que se

ve en la figura 5.3.

Figura 5.3: ventilador de gran envergadura, maraca Big Ass Fans, sugerido para ser instalado en el área de sillas de

atención al usuario de la Planta Baja. Tomado de www.bigassfans.com

Las siguientes son las recomendaciones que sugerimos considerar sobre los diseños

presentados de distribución de espacios en la Planta Tipo:

• El diseño de distribución de espacios mostrado para la Planta Tipo presenta una

distribución bastante adecuada para permitir un flujo de circulación de aire

cruzado entre fachadas de forma eficiente. Resalta la eficiencia singular del área

de oficinas modulares abiertas en el centro de cada ala del nivel. Las siguientes

recomendaciones aplican, sin embargo:

o La partición que divide dos departamentos en cada ala en el área de

cubículos modulares, al centro de la misma, debe contar con aperturas

operables en la parte superior a partir de al menos 2.20 metros de altura

sobre nivel de piso terminado, a todo lo largo de la partición. Esto


permitirá tener una apertura de ventilación natural de 0.50 metros de

altura aproximadamente por un total de 12 metros de largo

o Se sugiere que los archivos indicados en las esquinas de cada ala sean

movidos al centro de la misma en el eje norte-sur. Esto mejorará el ingreso

de ventilación por las esquinas del edificio y el aprovechamiento de luz

natural. Si se sabe, sin embargo, que los espacios en esquinas son los que

presentan mayor ganancia térmica por incidencia solar en la actualidad, a

través de las ventanas del envoltorio, lo cual debería ser solucionado por

medios de mejora de los ensamblajes mismos del envoltorio sin sacrificar

aprovechamiento de luz natural ni ventilación.

o Las oficinas de subdirecciones y la sala de reuniones mostrada en cada ala

de Planta Tipo deberán igualmente contar con aperturas operables de

ventilación natural a partir del dintel de las puertas (aproximadamente

2.20 metros sobre nivel de piso terminado) hasta el cielo.

De acuerdo a lo que se ha visto en el avance de las remodelaciones en proceso, las

sugerencias anteriormente indicadas no deberían representar costos adicionales a la

remodelación significativos, puesto que en muchos de los casos las particiones ya

cuentan con previsiones que siguen los puntos recomendados en este reporte.

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