feb 10, 2014

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Deconstruyendo las auditorías energéticas

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Reunión de trabajo

Andrés es el Director Técnico de una Empresa de Servicios Energéticos (en adelante, ESE) y tiene un cliente interesado en sus Servicios de Eficiencia Energética (en adelante, SEE). Las instalaciones energéticas del edificio del cliente se componen básicamente de la instalación de calefacción y la instalación eléctrica. La planta de producción térmica es una sala de calderas convencional con varios circuitos de calefacción y uno de Agua Caliente Sanitaria (en adelante, ACS). Se trata de una sala de calderas con varios años de funcionamiento en los cuales la legislación no exigía contabilización de consumos térmicos ni eléctricos y solamente dispone de un contador de combustible. La sala posee varios termómetros bimetálicos y un armario eléctrico con pilotos luminosos y un controlador parametrizable localmente que no proporciona ningún tipo de información ni registro de datos. Por no haber no hay ni esquema de principio. En cuanto a la instalación eléctrica, el edificio dispone de un cuadro eléctrico general en el que se distribuyen todos los circuitos eléctricos pero no hay más información que las facturas de la compañía eléctrica.

Sala de calderas convencional
Planta de producción térmica.

- Siempre igual -, se lamenta. Este es un caso que se le presenta con bastante frecuencia.

La información brilla por su ausencia.

Siguiendo el procedimiento habitual se dispone a realizar un prediagnóstico energético. Realiza una primera visita a las instalaciones para recopilar la información relevante en cuanto a aislamientos, cerramientos, estado general de las instalaciones (electricidad e iluminación, calefacción), las facturas de energía/combustible, etc, que le permitan ver inicialmente donde poder introducir mejoras en la eficiencia energética del edificio.

Una vez realizada la primera visita, Andrés decide realizar una auditoría energética fiable y completa para poder evaluar la viabilidad técnica y económica antes de decidir abordar el proyecto. Encarga este trabajo a Sara, auditora y experta en eficiencia energética.

Sara se dispone a realizar la auditoría y lleva al edificio todo el material necesario para su realización:

  • Analizador de redes eléctricas

  • Analizador de gases de combustión

  • Registradores de datos

  • Sondas de temperatura

  • Luxómetro

Empieza por las instalaciones eléctricas y de iluminación y en concreto con el análisis de la red eléctrica. La empresa dispone de un solo analizador portátil de redes y ahí es donde le surgen las primeras dudas a Sara.

- Puedo instalar el analizador de redes en la acometida general del edificio, pero no puedo hacer submedición de consumos para discriminar los usos y ver los potenciales de ahorro. Una opción es instalar el analizador en los diferentes circuitos en semanas sucesivas pero los patrones de consumo pueden diferir bastante de unas semanas a otras. Otra opción es instalar contadores o analizadores fijos pero esto requiere una inversión por adelantado puesto que hay que contratar un electricista y un integrador de sistemas. Otra opción son los sistemas inalámbricos pero tampoco los conoce demasiado bien y no se fía de ellos y también requeriría de un especialista o integrador de sistemas. -

Al final decide instalar el analizador en semanas sucesivas en los diferentes circuitos. Sabe que no es una medición del todo fiable y que simplemente dará una idea del patrón de consumo de la instalación pero es la solución más viable técnica y económicamente. Esto le obliga a extraer los datos de la memoria interna del analizador y a una árdua tarea de tratamiento de datos. Unos costes ocultos para la empresa que suple con sus horas extra de trabajo.

Estos problemas le han surgido en todas las auditorías. Ha estado buscando una solución alternativa pero no ha encontrado una que le convenza.

La submedición temporal de consumos eléctricos no está bien resuelta con las soluciones del mercado actuales. Aunque los instrumentos de medida portátiles son muy precisos la discriminación de usos de la electricidad no está bien resuelta y con una incertidumbre de medida muy alta. Los instrumentos fijos, en cambio, permiten una monitorización continua pero requieren una inversión previa al SEE y sólo se instalan si lo asume el cliente.

A continuación se dirige a medir los niveles de luminosidad de las diferentes estancias del edificio para ver si se adecuan a los recomendados. El luxómetro que posee es un aparato manual sin registro de datos así que el procedimiento consiste en anotar manual y puntualmente los valores detectados en un determinado momento de un determinado día.

Sara se pregunta, – Y, ¿cuál es la efectividad de este procedimiento?. ¿Acaso estamos teniendo en cuenta la fluctuación de la luz solar con la meteorología o las estaciones del año? Sí, estas mediciones nos dan una idea aproximada, pero, ¿con qué grado de aproximación? ¿Es suficiente esta precisión para acometer una inversión tan elevada en renovar los sistemas de iluminación artificial? -

La luminosidad de una estancia es muy variable y depende de muchos factores. Sólo con un sistema de monitorización de la luminosidad por un periodo de tiempo suficiente es posible saber si una estancia está bien iluminada. Sólo con un sistema de control de luminosidad constante es posible regular la luminosidad de una estancia.

Seguidamente, Sara se dirige a la sala de calderas. La primera medida que toma es la determinación del rendimiento de la caldera mediante el análisis de los gases de combustión. Es un método indirecto de medición de la eficiencia de un sistema de combustión considerando que todo el calor que no se aprovecha en el proceso se va por la chimenea, por los gases de combustión. Consiste básicamente en introducir unas sondas en la chimenea de la caldera y con ésta a régimen durante unos treinta minutos analizar los gases y mediante fórmulas determinar el rendimiento de la caldera. Sara sabe que no es un método muy exacto, que no considera el calor que se disipa al aire en la sala de calderas a través del cuerpo de la caldera y que es una análisis estacionario y forzado que no considera situaciones transitorias como arranques y paradas o modulaciones de potencia.

Sabe que existe un método directo que es el que usan los fabricantes de las calderas, y que es más exacto que consiste en obtener el rendimiento mediante un contador de combustible y un calorímetro pero en la práctica es más difícil de implementar con los sistemas actuales. Necesitaría sistemas no invasivos, un calorímetro portátil con caudalímetro ultrasónico y sondas de temperatura pero es un equipo muy caro.

Además, igual que en el caso de las instalaciones eléctricas la submedición de consumos no está bien resuelta y es complicado determinar cuánta energía se va cada uno de los diferentes consumos (calefacción, ACS,…). Tendría que poner el calorímetro o al menos un caudalímetro ultrasónico en semanas sucesivas en cada uno de los circuitos lo cuál no es del todo contrastable. Total que no le compensa y considera que los circuitos trabajan a caudal constante y hace una estimación en base a unas supuestas horas de funcionamiento.

La determinación del rendimiento instantáneo de una caldera por el procedimiento del análisis de gases de combustión y más aún del rendimiento estacional de un equipo generador térmico o una instalación térmica no está bien resuelta, no es muy exacta ni fiable. La submedición de consumos térmicos tampoco lo está.

A Sara le gustaría conocer cómo funciona exactamente la sala de calderas, cuándo arrancan y paran los equipos (bombas, quemadores). Le encantaría que la instalación tuviera un SCADA o BMS pero esto no es posible. Así que instala un conjunto de registradores portátiles que toman la temperatura de las tuberías durante un período de tiempo determinado.

Todos estos equipos portátiles son equipos autónomos e independientes, con su propio registro de datos y su software del fabricante. Además instala algunos de estos registradores en las estancias habitables para obtener la temperatura ambiente. A Sara le toca ahora una árdua tarea de extracción y tratamiento de datos en hojas de cálculo para obtener los ratios de eficiencia energética de la instalación.

La extracción y tratamiento de datos con los instrumentos portátiles actuales inconexos entre sí es una ardua tarea.

Sara contrasta todas estas medidas con los programas de simulación para extrapolar los datos obtenidos. En estos programas introduce las características constructivas y de uso del edificio y mediante simulación con complejos algoritmos de cálculo obtiene los ratios de eficiencia energética y la calificación energética del edificio. Sabe perfectamente que las simulaciones son muy ideales y que el cambio de un sólo parámetro puede afectar a los resultados obtenidos, pero menos es nada.

Así que con todo esto, Sara, elabora el informe final de la auditoría. Ha detectado algunas ineficiencias y realiza una valoración del potencial de ahorros en base a unas mejoras introducidas que considera que pueden ser las más adecuadas considerando criterios de rentabilidad económica y eficiencia energética.

Sara se reúne con Andrés para presentar el informe final.

Reunión de trabajo

- Buenos días, Sara.

- Buenos días, Andrés.

- Bueno, he estado leyendo tu informe, Sara, es muy completo. Pero vayamos al grano, Sara, en él figura un potencial de ahorros del 28%.

- Eso es, es lo que creo que se puede obtener.

- Sara, te puedo hacer una pregunta, ¿cuál es la incertidumbre de medida de la palabra creo, en qué te basas para hacer este análisis?

- No te endiendo, Andrés, no sé a qué te refieres. Siempre lo hemos hecho así y nunca te ha parecido mal.

- Sí, Sara, ¿serías capaz de decirme el grado de precisión del potencial de ahorro obtenido?

Sara, se queda un instante perpleja, acerca la punta del dedo índice a sus labios y lo eleva al aire como para medir su dirección.

- Pues depende.

- Depende de qué, Sara.

- Pues depende de la repetibilidad, es decir, depende de si lo que hemos medido en un instante determinado se repite como un patrón de uso de las instalaciones.

- Osea que todo el trabajo que hemos hecho en realidad no sirve para nada.

- No es exacto, en realidad, sirve para hacernos una idea de grano grueso del funcionamiento y el potencial de ahorro de las instalaciones, asumiendo que el uso de unas instalaciones sigue unos patrones horarios, diarios, semanales y anuales. Si estos patrones se dan regularmente el ahorro conseguido se ajustará al potencial de ahorros estimado.

- Osea que el potencial de ahorros en realidad es una entelequia, como las predicciones de los analistas macroeconómicos.

- Más o menos.

- Pues entonces tengo que trasladar esa incertidumbre al margen de beneficio del proyecto, es decir al cliente, curándome en salud.

Andrés acaba de entenderlo, los métodos y procedimientos en los que se basan las auditorías energéticas están obsoletos, no le sirven. Los márgenes de los proyectos, con la situación económica actual, la competencia y las reticencias a las inversiones, son cada vez más pequeños y un porcentaje pequeño arriba o abajo puede ser la clave de ganar un proyecto o hacerlo rentable.

Las ESE necesitan conocer el potencial de ahorros de una forma más exacta de como se calcula con las auditorías energéticas actuales.

- Sara, una última pregunta, y cómo podemos contrastar las medidas tomadas ahora con las medidas que tomaremos durante la monitorización continua del SEE. Es decir, podemos tomar las medidas que hemos realizado como línea base en nuestro Software de Gestión Energética.

- Pues las medidas actuales está en una hoja Excel que usamos como plantilla estándar para las auditorías, osea que no es que sea imposible pero sí un poco complicado.

- Ya entiendo, puede que toque hacerlo manualmente…

- Es posible.

- Muy bien, gracias, Sara, buen trabajo como siempre.

Andrés sale de la sala de reuniones dándole vueltas a todo esto. Necesita otros instrumentos, métodos y procedimientos nuevos más automatizados que le permitan reducir costes directos y ocultos, ahorrar tiempo, reducir riesgos, aumentar la calidad de sus servicios a los clientes y aumentar el margen de beneficio de los proyectos. Necesita una solución nueva.

Y vosotros, estimados lectores, ¿tenéis los mismos problemas que Andrés y Sara?

¿Os sentís identificados?

¿Las auditorías energéticas actuales os parecen adecuadas?

¿Con que grado de exactitud diríais que estáis dando el potencial de ahorros?

¿Necesitáis instrumentos, métodos y procedimientos nuevos?

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