REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN CABIMAS

OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE ILUMINACIÓN DE UNA VIVIENDA

FAMILIAR PARA LA REDUCCIÓN DEL CONSUMO ELECTRICO.

Autores:

Daniel Paz CI: 20.621.310

Rosmary Herrera CI: 20.744.613

Wilmari Aparicio CI: 20.085.648

Zujainer Villalobos CI: 20.166.694

Tutor: Ing. Sara López

Cabimas, Febrero 2014.

INTRODUCCIÓN

En los últimos cuatro años Venezuela ha experimentado un marcado

déficit de generación de energía eléctrica. Según comunicados del

gobierno y el Ministerio de Energía Eléctrica la posible causa de la crisis

fue una prolongada sequía que ocasionó que el agua en el embalse de la

Central Hidroeléctrica Simón Bolívar alcanzara niveles muy bajos.

Atribuyen esta situación al fenómeno climático de El Niño, que se empezó

a desarrollar desde julio de 2009. El gobierno ha implementado desde

entonces diversas medidas para intentar superar la crisis, entre ellas la

aplicación de un programa de racionamiento eléctrico en todo el país.

En concordancia con lo antes expuesto y teniendo en cuenta que en

2007 se logró un decrecimiento de 2,5% del consumo gracias a la

instalación masiva de bombillas ahorradoras, según cifras del gobierno, se

puede deducir que un alto porcentaje del consumo energético del país está

ligado a la iluminación. La empresa Philips especialista en este campo

indica que actualmente, un tercio de la electricidad consumida en el mundo

es debido a la iluminación. Por lo tanto, como estudiantes del Instituto

Universitario Politécnico Santiago Mariño (IUPSM), en el área de

Ingeniería de Sistemas, hemos considerado ofrecer una propuesta de

optimización en materia de iluminación residencial que proporcione a una

familia promedio un ahorro en el consumo eléctrico mensual. De esta

manera se estaría contribuyendo a una reducción global en materia

energética.

Puede afirmarse que en esta propuesta se han evaluado la mayor

cantidad de elementos posibles. Gracias a esto se han podido detectar

fortalezas y debilidades que se concretaron en observaciones y

recomendaciones.

Título Del Proyecto

Optimización del sistema de iluminación de una vivienda familiar para la

reducción del consumo eléctrico.

Objetivo General

Ofrecer una solución fácil y práctica que permita la reducción del consumo

energético de una vivienda promedio.

Objetivos Específicos

Analizar cada área de la vivienda de ejemplo en cuanto a espacio, ventanas

e iluminación.

Elaborar un plano de la vivienda de ejemplo.

Determinar el porcentaje de presencia por bloque de hora de cada persona

de la familia de ejemplo.

Indicar donde es necesario que la residencia tenga iluminación, de acuerdo

con los datos antes suministrados y al ambiente.

Establecer por áreas un cuadro con las características, cantidad, el consumo

por W/H de las bombillas y el total de horas de uso al mes.

Mostrar un gráfico con los datos analizados indicando que áreas consume

más electricidad.

Realizar una propuesta de ingeniería que permita reducir el consumo eléctrico

en la residencia.

Análisis de las áreas de la vivienda.

El objeto de estudio es una casa de un solo piso y sus ambientes son: pasillo,

un baño, sala comedor, cocina, dos habitaciones y frente. La casa tiene un

tamaño aproximado de 90,54 m2.

El dormitorio número uno tiene un tamaño de 14,12 m2, posee dos ventanas

de tamaño estándar ubicadas en la pared oeste. Se encuentra iluminado por

dos lámparas cada una con una bombilla incandescente de 40w.

El dormitorio número dos tiene un tamaño de 10,27 m2, posee, al igual que el

dormitorio número uno, dos ventanas de tamaño estándar ubicadas en la

pared oeste. Se encuentra iluminado por una lámpara central con una

bombilla incandescente de 60w.

El área del pasillo posee un tamaño de 4.45 m2, no posee ventanas, y su

iluminación se compone de tres lámparas pequeñas con bombillas de 40w.

El área del baño tiene un área de 3.73 m2, posee una ventana pequeña, y su

iluminación se basa en una sola bombilla fluorescente compacta.

El ambiente compuesto por las áreas de la cocina, sala de estar y comedor

tiene un tamaño de 28, 40 m2. La disposición de las ventanas es la siguiente:

En la pared oeste se encuentran dos ventanas de tamaño estándar, en la

pared sur, en el área de la sala de estar, se ubica un ventanal corredizo de

tamaño grande. Y finalmente en la pared este en el área del comedor se

ubican dos ventanas de tamaño estándar. En materia de iluminación tenemos

que: En la cocina se utiliza una lámpara central de tres bombillas

incandescentes de 40w, el comedor dos lámparas cada una con una bombilla

incandescente de 60w y la sala de estar una lámpara colgante de cuatro

bombillas incandescentes de 40w.

Por ultimo tenemos que el área del frente de la residencia es de 29.50 m2 y

que se ilumina gracias a dos lámparas con bombillas de 100w ubicadas en la

pared de la casa y tres lámparas de bombillas de 100w ubicadas en la cerca.

Plano de la vivienda

Análisis de las características de la familia.

El grupo familiar se encuentra conformado por cuatro personas, padre, madre,

hija y señora de servicio. El padre de familia tiene 43 años de edad y es

médico, la madre trabaja como docente y tiene 41 años, la hija tiene 15 años

y estudia 9no grado y la señora de servicio tiene 56 años de edad.

Sabiendo que: Tanto el padre como la madre trabajan de lunes a viernes 7:00

am a 12:00 m y 2:00 pm a 6:00 pm, ambos almuerzan en casa y retornan a

sus casas una vez culminado su jornada laboral. La hija estudia de lunes a

viernes de 7:00 am hasta las 12:00 m, luego regresan a casa. Toda la familia

descansa en la vivienda los fines de semana. La señora de servicio está todo

el día en la casa desde la 7:00 am hasta las 7:00 pm y los fines de semana

no laboran.

Habitantes Presencia Lunes-Viernes

Presencia fin de Semana

Horas de Presencia a la Semana

Porcentaje de presencia.

Padre 6:00pm-7:00am 12:00m-2:00pm

12:00m-12:00m (todo el día)

113 Horas 67,26%

Madre 6:00pm-7:00am 12:00m-2:00pm

12:00m-12:00m (todo el día)

113 Horas 67,26%

Hija 12:00m-7:00am 12:00m-12:00m (todo el día)

143 Horas 85,11%

Sra. Servicio 7:00am-7:00pm N/A 60 Horas 35,71%

Características, cantidad y consumo por W/H de las bombillas y total de

horas de uso al mes.

Área Tipo Bombilla

Cantidad Consumo W/h

Horas Uso/mes

Hab. 1 Inc. 40w 2 80 224

Hab. 2 Inc. 60w 1 60 448

Pasillo Inc. 40w 3 120 336

Baño Flrsnte. 30w 1 30 252

Cocina Inc. 40w 3 40 392

Comedor Inc. 60w 2 120 308

Sala-Estar Inc. 40w 4 160 224

Frente Inc. 1000w 5 500 336

Consumo de electricidad en el mes de Marzo.

Medidas para reducir el consumo eléctrico en la residencia.

Para una disminución considerable en el consumo energético de la

vivienda, tomando en cuenta los análisis antes expuestos, se deberá de tomar

una serie de medidas que se explican a continuación.

La primera medida y sin duda la más importante será sustituir todas las

bombillas del interior de la casa por bombillas LED. Las bombillas LED ofrecen

una excelente luz blanca cálida y una duración excepcional. Aportan un ahorro

de energía muy alto e inmediato y al mismo tiempo realzan la atmósfera de la

vivienda. Estas bombillas transforman un 98% de la energía que consumen

en luz. En otras formas de iluminación se desperdiciara la mayor parte de la

electricidad utilizada en forma de calor. Por ejemplo, las bombillas

incandescentes, sólo transforman en luz el 5% de la energía que utilizan y el

95% restante se convierte en calor. En las fluorescentes el porcentaje de

energía desperdiciada en forma de calor es del 71,5%.

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

Hab. 1 Hab. 2 Pasillo Baño Cocina Comedor Sala-Estar Frente

Consumo W/mes (Marzo)

Consumo W/Mes (Marzo)

En estos casos, el gasto de aire acondicionado en un hogar durante los meses

de verano puede ascender un 50%. Las bombillas LED contribuirían a reducir

este consumo, ya que no aumentarían la temperatura del inmueble.

Actualmente se pueden conseguir en el mercado lámparas LED de 5W que

pueden alcanzar, sin ningún problema, el rendimiento de una bombilla de 50W

convencional. Por si fuera poco, no se deberá hacer ningún tipo de obra en

casa. Estas luminarias se pueden enroscar tanto en los puntos de luz de las

bombillas incandescentes como en los de las halógenas. Esto supone una

transición sencilla del uso de bombillas convencionales y de las llamadas

ahorradoras, a un tipo de iluminación de nueva generación.

Diferentes tipos de bombillas están diseñados para una utilización concreta.

Ejemplo de esto son los tubos fluorescentes que se conciben para alumbrar

estancias durante un periodo prolongado de tiempo. Encenderlas y apagarlas

muchas veces podría acabar por afectar su rendimiento y reducir su

esperanza de vida. Con las bombillas LED no se tiene este inconveniente ya

que pueden usarse para permanecer encendidas durante mucho tiempo o

para encenderse y apagarse en repetidas ocasiones. Ni su rendimiento ni su

vida útil se ven afectadas. Además de esto, se consideran útiles para usar en

lugares en los que la luz se enciende y apaga mucho, como por ejemplo un

pasillo o un baño.

Teniendo en cuenta el que el consumo en el exterior de la vivienda es

excesivo debido a la utilización de bombillas incandescentes de 100w, estas

se deberán sustituir por lámparas de iluminación LED de 28 Watt 2,100

lúmenes que poseen una vida útil de aproximadamente 50,000 Horas

ahorrando 50%~80% en esa área.

Como segunda medida se deberá modificar en lo posible la ubicación de todas

las lámparas en la casa, y hacer una distribución estratégica para mejorar la

iluminación y si es posible reducir el número de lámparas utilizadas. También

deberán cambiarse las lámparas convencionales por lámparas que proyecten

la luz en diferentes direcciones según convenga.

Cambiar las ventanas de tamaño estándar por ventanas grandes para permitir

el paso de luz solar en las mañanas permitirá reducir el número horas que las

lámparas deben estar encendidas hasta en 10% y por ende una disminución

en el consumo. La concientización de la familia garantizara que las lámparas

solo sean encendidas el tiempo necesario.

Con solo sustituir todas las bombillas incandescentes del interior de la

residencia por bombillas LED de 5w que ofrecen la misma iluminación que

una incandescente de 50w y sustituir las lámparas en el exterior por lámparas

de iluminación exterior LED de 25w, que ofrecen mayor iluminación, se

conseguirá una disminución critica en el consumo por iluminación.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

Hab. 1 Hab. 2 Pasillo Baño Cocina Comedor Sala-Estar Frente

Consumo W/mes Utilizando Iluminacion LED

Consumo W/Mes (Marzo)

Conclusiones.

El área de iluminación de una vivienda que por lo general consume más

energía eléctrica es el área exterior.

El empleo de iluminación LED en lugar de la iluminación convencional puede

reducir el consumo hasta en un 80%.

La utilización de bombillas incandescentes puede incrementar el consumo del

aire acondicionado debido al grado de calor que producen.

Una adecuada disposición de la iluminación en la residencia ayuda a disminuir

en número de lámparas que se deben emplear.

El grado de consciencia familiar juega un papel fundamental en la disminución

del consumo eléctrico en general.