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Uso Eficiente de Energía Eléctrica en el Sector Hotelero

Como empresas especializadas podemos aplicar la más avanzada tecnología a los sistemas que se requieren para la operación de los diversos y excelentes complejos turísticos que tenemos en México mejorando la eficiencia y el manejo de la energía.

Como empresas especializadas podemos aplicar la más avanzada tecnología a los sistemas que se requieren para la operación de los diversos y excelentes complejos turísticos que tenemos en México mejorando la eficiencia y el manejo de la energía.

Ing. Francisco Torres

México es un país único por las múltiples características que posee, su cultura, bellezas naturales, riqueza histórica y arquitectónica, así como por la calidez que engrandece a los mexicanos.

Por ello, un punto sobresaliente es el crecimiento importante que tiene no sólo en el número de hoteles, sino en el tamaño de éstos y por consiguiente la derrama económica que la industria turística aporta a nuestro país.

Esto nos invita a cuidar en los complejos turísticos los consumos energéticos como luz, agua y gas, con el consecuente uso adecuado de los equipos HVAC&R, iluminación, elevadores, albercas, regaderas, lavanderías, restaurantes, sistemas de riego, y muchos otros.

La energía eléctrica juega un papel fundamental en las actividades comerciales y residenciales, así como en todos los procesos productivos. A todos nos cuesta generarla, transmitirla y distribuirla, por lo tanto su ahorro y buen manejo es responsabilidad de todos.

Hoy en día, este aspecto, el ahorro de energía eléctrica, ha tomado gran importancia para la conservación de los recursos no renovables que la generan.

Los combustibles fósiles como el gas natural, el combustóleo y el carbón, son en la actualidad las fuentes de energía que producen la mayor parte de la electricidad que se utiliza para cubrir la demanda de energía que necesita cualquier país. De su aprovechamiento racional y adecuado dependerá que estos recursos no se agoten de manera acelerada, además de contribuir a mitigar los impactos ambientales que conlleva la generación de la energía.

Existen tres tiempos o momentos de decisiones claves en la vida de un edificio para determinar el grado de eficiencia en la utilización de la energía eléctrica.

El primero se da en la concepción misma del proyecto hotelero, que es donde se deciden aspectos claves que influyen directamente en el perfil del consumo de energía de un edificio:
•   Orientación de fachadas
•   Materiales de construcción
•   Densidad de población e iluminación
•   Sistema de manejo y distribución de energía eléctrica o autogeneración
•   Sistema de generación y distribución de aire acondicionado

Las cargas que demandan mayor energía eléctrica en un hotel se encuentran principalmente en la iluminación y aire acondicionado; en donde el porcentaje de consumo en conjunto llega a ser incluso mayor a 75%, en algunos casos.

Derivado de lo anterior y preocupados por el alto consumo de energía eléctrica que esto representa, las cadenas de hoteles, grupos de arquitectos, firmas de ingeniería y desarrolladores se han preocupado por construir y diseñar, en base a recomendaciones o estándares locales e internacionales, como la NOM-007-ENER, ASHRAE 90.1, LEED, IEEE.

Una vez definida la propuesta arquitectónica en orientación y materiales, deberán realizarse simulaciones de comportamiento de demanda de energía.

Con el apoyo de programas de cómputo, pronosticar un perfil de demanda se realiza de manera más asertiva. Esta simulación ha de ser retroalimentada hacia el despacho de arquitectura, y en conjunto con los consultores de HVAC, pueden proponerse ajustes de vidrios y materiales de construcción de pisos y losas para obtener el mejor desempeño energético conjugado con la concepción arquitectónica inicial.

En esta simulación, se deberán considerar las variables típicas relacionadas con el sector hotelero, acorde a la categoría y estándares propios del inmueble:

Densidad de iluminación máxima por habitación
Huéspedes por habitación
Tipo de cristales
Accesorios especiales como jacuzzi dentro de la habitación
Cocinetas eléctricas
Mini bar
Equipo especial (audio, video, comunicación, cómputo)
Salones de convenciones y restaurantes en renta para visitantes externos
Amenidades
Rango de control de temperatura en habitaciones y áreas públicas
Carga térmica por ventilación, según ASHRAE-62n (aire fresco suministrado al edificio)


En algunas cadenas es necesario mantener un nivel mínimo de iluminación en los pasillos de las habitaciones. Estos criterios deben ser para los hoteles aún de mayor prioridad que el consumo de energía. Por ello, la experiencia del diseñador de sistemas HVAC, iluminación, y el propio consultor del uso eficiente de la energía, juegan un papel clave, ya que deberán proponer sistemas que mantengan un perfil energético bajo.

El segundo momento para tomar decisiones clave y así incrementar el nivel de eficiencia energética de un hotel, se presenta cuando son programados los reemplazos de equipos debido al término de la vida útil de los equipos, ya sea por falla o por programas de mantenimiento predictivo.

Se estima que un equipo de HVAC tiene, en promedio, una vida útil de 15 años, tomando en cuenta un servicio mayor a la mitad de ésta. Existen equipos en hoteles que han sido mantenidos por más de 25 años en servicio y continúan en operación; lo que demuestra el alto grado de compromiso de las gerencias de mantenimiento por ofrecer la continuidad del servicio en el sector hotelero.

El desarrollo tecnológico por parte de los fabricantes de equipos HVAC e iluminación han permitido que las nuevas generaciones de sus productos sean más eficientes, al dotarlos de nuevas características físicas, por ejemplo, el desarrollo de compresores tipo scroll, screw o con suspensión magnética, han permitido obtener mayor producción de toneladas de refrigeración por cada kilowatt consumido de energía eléctrica.

En la iluminación se ha destacado el desarrollo de lámparas fluorescentes en conjunto con luminarias más eficientes. Otro desarrollo en este sector es la utilización de Led’s y tableros de control de iluminación con ajuste por horarios e intensidad luminosa. Estas tecnologías deberán ser analizadas para determinar el retorno de inversión por cambio de tecnología y sustitución directa de equipos.

En los programas de sustitución por terminación de vida útil es posible realizar estudios para decidir si es factible modificar filosofías de operación existentes y proponer alguna mejora para incrementar el desempeño del sistema.

Hace 10 o 15 años, el uso de variadores de frecuencia (VFD) en diseños de HVAC no se contemplaba debido a los altos costos que representaban. Hoy en día, ya se cuenta con módulos de comunicación que permiten establecer acciones de comandos con otros VFD o dentro de una plataforma de software de administración de edificios (BMS o BAS), y ajustar parámetros de control para mantener rangos de caudal de agua helada, presión en ductos de aire acondicionado y control de humedad, obteniendo reducción en el consumo de energía acorde a la demanda del hotel.

Las cargas que demandan mayor energía eléctrica en un hotel se encuentran definidas principalmente en iluminación y aire acondicionado

El principio de operación de los VFD está basado en la ley de afinidad de máquinas centrífugas. En donde las RPM son afectadas al variar la frecuencia de la energía eléctrica suministrada.

La premisa en la que se basa el uso de VFDs, es que un edificio típico sólo opera a máxima demanda o carga de diseño por un periodo muy corto de tiempo en el transcurso del día, mientras que todos los equipos rotativos (bombas y ventiladores) al ser dimensionados para carga de diseño (máxima) operarán a máxima velocidad o caudal durante todo el tiempo de servicio.

Por ello, si logramos variar su velocidad y por consiguiente su caudal para ajustarlo a la demanda o carga parcial en cualquier instante (curva de demanda), veremos que estos equipos operarán dentro de un rango amplio de velocidades que varía entre 20 a 100%, con un promedio diario de velocidad de 40 a 50% de la velocidad máxima (carga de diseño) Esta estimación se basa en mediciones realizadas en proyectos ya ejecutados.

Lo anterior significa que al disminuir la velocidad de un ventilador o bomba centrífuga a un 25%, el consumo de potencia del mismo decrecerá en un 57.8%. Para una reducción de velocidad de un 30%, el consumo se minimiza 65.7%. Y si consideramos que estos descensos estarían afectando a los equipos, que representan hasta un 60% del total de energía consumida por un edificio típico, vemos que el potencial de ahorro energético es inmenso mediante la aplicación de este sistema de VFD.

Es necesario mencionar que un sistema que no cuente con un VFD, deberá ser evaluado por un especialista para determinar las modificaciones físicas requeridas en el sistema, para que sea compatible con la utilización de estos equipos; ya que actualmente es común encontrar VFD instalados en hoteles operando en modo “deshabilitado”, o en un punto fijo de operación, debido a que no fueron analizadas las condiciones del sistema en el cual fue propuesto o no se realizaron las modificaciones mecánicas al diseño original. Derivado de ello, usuarios finales no han observado cambios en el comportamiento del consumo de energía eléctrica posterior a la instalación.

Leyes de Afinidad para Aplicaciones Centrífugas:
Gasto1

=

RPM1
Gasto2 RPM2
Presión1

=

(RPM1)3
Presión2 (RPM2)3
BHP1

=

(RPM1)3
BHP2 (RPM2)3

Estos dos primeros momentos tienen un tiempo definido en la vida de un hotel. En la siguiente entrega hablaremos del tercer momento para incrementar los niveles de eficiencia energética en estos lugares y todos los aspectos relacionados con él.

El tercer tiempo o momento clave para tomar una decisión para incrementar la eficiencia de un hotel, es aquella derivada de una auditoría energética.

La auditoría energética podrá ser manejada de manera interna en el hotel por iniciativa del Departamento de Conservación y Mantenimiento en conjunto con Finanzas y Administración. Esta auditoría interna se apoya principalmente en programas de administración de recursos existentes y mejora de procesos internos; por ejemplo, algunos hoteles programan los servicios de paro a equipos para mantenimiento en horario punta, obteniendo con esto una reducción en el costo de operación de estos equipos.

Instalación de un variador de frecuencia en el circuito de agua helada de un centro de convenciones Hotels & Resorts

Objetivos:
Demostrar con una prueba real los beneficios del variador de frecuencia
Facilitarle al cliente la toma de decisiones mediante la comprobación real de los parámetros prometidos
Disminuir el consumo eléctrico un 40% en el grupo de bombeo de agua helada del Centro de Convenciones
Finalmente presentar los resultados obtenidos mediante la lectura con un analizador de redes de forma que se haga una validación del trabajo realizado

Desarrollo de la prueba:
Primera: Al conectar el variador sin restricción de flujo y con una presión de 70 psi, el consumo registro un descenso a 19 kW con 54 Hz.

Segunda: Se cerraron tres manejadoras que no estaban trabajando y con una presión de 70 psi, el consumo bajó a 12.1 kW con 48.9 Hz.

Tercera: Se cerraron tres  manejadoras más que no estaban trabajando y con una presión de 70 psi, el consumo bajó a 9.6 kW con 39 Hz.

Cuarta: Se bajó la presión de descarga a 60 psi y el consumo descendió a 6.4 kW con 39.4 Hz.

Ahorros:
De una demanda de 23.6 kW-h se redujo a 12.1 Kw lo que equivale a un 48.7% de ahorro.
El ahorro diario es de 276 kW-h y el anual es 100.464 kW-h, para un ahorro de 21.097,44 dólares/año.
Amortización del sistema: 7.8 meses (sin tener en cuenta el ahorro en mantenimiento)

Densidad de iluminación máxima por habitación
Huéspedes por habitación
Tipo de cristales
Accesorios especiales como jacuzzi dentro de la habitación
Cocinetas eléctricas
Mini bar
Equipo especial (audio, video, comunicación, cómputo)
Salones de convenciones y restaurantes en renta para visitantes externos
Amenidades
Rango de control de temperatura en habitaciones y áreas públicas
Carga térmica por ventilación, según ASHRAE-62n (aire fresco suministrado al edificio)

Resultados obtenidos:
Eliminación del sobreconsumo de electricidad medio de 23,6 kW a 12.6 kW en el consumo promedio de   la bomba de agua helada.
Eliminación del sobre consumo de electricidad mínimo de 23,6 kW a 6.4 kW en el consumo promedio de la bomba de agua helada para un ahorro de 72.9%.
Disminución del flujo de agua a recircular por el sistema de agua helada y por lo tanto disminución del agua a enfriar en los chillers.
Aumento de la vida útil de las bombas porque ahora el motor no trabaja sobrecargado.
Aumento de la vida útil de los cables al trabajar muy por debajo de la capacidad nominal de corriente.

Es muy importante contar con el apoyo y servicio de ingeniería especializada desde la auditoría, antes, durante y posterior a la implementación de éstos sistemas

Actualmente existen empresas de ingeniería, que se dedican a proporcionar los servicios de consultoría externa a aquellas que buscan incrementar la eficiencia energética de sus inmuebles. Estas empresas al dedicarse específicamente al desarrollo de ingeniería especializada, logran identificar de manera más eficaz el potencial de cada instalación, adicionalmente vicios ocultos en la instalación o en la operación de los sistemas de HVAC, iluminación, agua potable, riego, extracción de campanas en cocina, bombeo y filtración de albercas, etc.

Es necesario indicar que también deberá existir un valor de referencia para determinar el potencial de ahorro de energía, por lo que el primer paso es cuantificar y tener registros en el consumo de energía.

Las personas encargadas de los hoteles pueden solicitar corridas por computadora o hacer una demostración de resultados reales que muchos sistemas tienen, para conocer cómo y cuándo ahorran, así como otros factores importantes que puedan facilitar la decisión de inversión en cada área de oportunidad, así como aplicación de financiamiento FIDE.

He aquí un ejemplo y soporte para la ejecución de proyectos de ahorro de energía en áreas operativas del hotel, se presenta el resumen de los resultados en ahorro de energía. Los resultados alcanzados por 20 meses, desde el 2006 hasta el 2008, son los que se pueden ver en el siguiente cuadro (ver cuadro 1):

Cuadro 1. Resultados alcanzados por 20 meses, desde el 2006 hasta el 2008
Descripción Parámetro Resultados antes Financiamiento FIDE (2005-2006) Resultados después Financiamiento FIDE (2007-2008) Ahorros reales (20 meses Operación)
Demanda 61.00 41.48 19.52
Consumo 837,332.00 347,216.00 490,116.00
Precio Promedio 1.09 1.26 ———
Importe Total 912,688.00 437,490.00 475,198.00


Los resultados de ahorros fueron satisfactorios y superan las proyecciones realizadas en el 2006. Los beneficios se reflejan también en la parte de procesos hidráulicos, por ejemplo: cuando ocurría la falta de energía eléctrica por CFE, la presión en la red de tuberías de agua potable se restablecía después de cuatro a cinco horas. En la actualidad cuando ocurre falta de energía eléctrica, la presión en la red de tuberías de agua potable es restablecida de forma automática por el variador de velocidad. Por otro lado, los costos de mantenimientos disminuyeron significativamente, por ejemplo en los 20 meses no se han realizado cambios de rodamientos en los equipos de bombeo.

Empresas especializadas proporcionan servicios de consultoría para aquellas que buscan incrementar su eficiencia energética

Durante los 20 meses de operación se ha centralizado toda la información de los equipos ahorradores con el control y automatización, así como el monitoreo.

Los resultados obtenidos tienen sentido cuando impactan positivamente a la sociedad, lo anterior conforme al código de beneficio social que tiene la empresa. Por lo mismo, al alcanzar ahorros por 490,116 Kwh, bajo el proyecto FIDE 2006, se disminuye en 289,168 Kg de CO2, cantidad que ya no se emitió al medio ambiente.

Es muy importante contar con el apoyo y servicio de ingeniería especializada desde la auditoría, antes, durante y posterior a la implementación de los sistemas ahorradores y/o recuperadores de energía. También como se puede apreciar el campo de acción para aplicar estos sistemas es: “No se puede controlar lo que no se puede medir”.

Una Auditoría Energética puede tener diversos grados de análisis, los cuales pueden ir desde un simple recorrido en las instalaciones y “observar” equipos, hasta mediciones en sitio con equipo especializado con registros de lecturas de tres a siete días o más dependiendo de las características de la medición mecánica o eléctrica.

Independientemente del grado de la auditoría deberá ser colectada información básica por parte del hotel, dentro de las cuales se pueden citar las siguientes:

Recibos de pago de energía eléctrica del último año, mínimo
Diagramas eléctricos de fuerza y alumbrado
Planos de plantas y cortes arquitectónicos
Planos de plantas e isométricos de HVAC
Memoria de cálculo de iluminación y HVAC
Modificaciones a las instalaciones


Es posible que no todos cuenten con los datos requeridos, pero se deben tomar en cuenta al proyectarse los ahorros  esperados. Los hoteles siempre pueden apoyarse en las empresas que promueven la eficiencia energética de manera profesional para recabar la información necesaria.

La ventaja de realizar este estudio es que puede ser desarrollado en cualquier momento en la vida útil del hotel, teniendo en cuenta que actualmente existen financiamientos que pueden ser utilizados en determinados proyectos de mejora en la eficiencia energética.

Además de disminuir el consumo de energía se obtienen beneficios satisfactorios en otras áreas claves de los hoteles:

Aumento en la competitividad al ser más eficientes que otros
Un mejor desempeño de los procesos operativos
Mayor calidad de los servicios ofrecidos a los clientes internos y externos
Automatización y control permitiendo un adecuado confort en las diferentes temporadas
Disminución en los costos de mantenimiento, que permiten incluso descubrir y programar otras actividades antes omitidas
Menor desgaste de las partes mecánicas lo que implica un aumento en la vida de los equipos
Y entre muchas otras medir, calificar todo lo anterior para detectar las áreas de oportunidades antes ocultas.


Es muy importante el compromiso de colaborar con la disminución de las emisiones de CO2 en forma directa o indirecta, cuidando así nuestro medio ambiente.

Los hoteles no sólo han crecido en número sino también en tamaño

La industria blanca representa una importante derrama económica a nuestro país y del mismo modo una demanda considerable de energía, por lo que la mayoría de los más importantes grupos líderes de esta industria buscan dentro de estos ahorros, códigos de beneficios sociales que impacten positivamente al medio ambiente.

Hoy en día, México cuenta con la presencia de empresas de ingeniería especialistas y de nivel internacional que pueden, con casos reales, dar el apoyo de ingeniería para detectar las oportunidades y demostrar a esta importante industria las ventajas de aplicar los sistemas de ahorro de energía en las diferentes áreas de consumo de muy diversos complejos turísticos, comprobando los beneficios y facilitando también la toma de decisiones a los hoteles en la inversión de tecnologías sustentables y las mejoras mediante la comprobación de resultados obtenidos.

En la publicidad turística se alude al carácter hospitalario del mexicano y a la delicadeza con que desempeña el arte del buen anfitrión con el turista, las buenas prácticas demuestran también que México es ahora y siempre amigo de su medio ambiente, y tanto los mejores hoteles, fabricantes de equipos de alta eficiencia y las empresas más profesionales de ingeniería estamos comprometidos con un planeta verde, aplicando las tecnologías sustentables más modernas para ser un país eficiente con el manejo de los consumos de energía y los beneficios que esto conlleva a nuestro planeta y las futuras generaciones.

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