Proyecto de IluminacinAnlisis de sustiticin del sistema de iluminacin del rea de duela del Frontn Cerrado en CU.Fecha: 07.12.2013Proyecto elaborado por: Bernardo Riveros. Daniel Vargas.Resumen.El siguiente proyecto consiste en el anlisis del sistema de iluminacin de la cancha deduela del Frontn Cerrado de Ciudad Universitaria en busca de oportunidades deahorro de energa.Estado actual del sistema: 44 lmparas de alta intensidad de descarga de aditivos metlicos de 1000 [W]. 22 lmparas de alta intensidad de descarga de aditivos metlicos de 400 [W].Para iluminar un rea de 1012 [m2] desde una altura de 12 [m] con un nivel deiluminacin entre 1000 [lx] y 1500 [lx].Oportunidades de ahorro: El sistema de iluminacin tiene un consumo muy alto comparado con otrastecnologas que otorgan niveles de iluminacin similares. Las labores de limpieza se realizan con todas las lmparas encendidas, lo quesobrepasa por mucho las necesidades de visibilidad para esta tarea.Propuestas:Se proponen dos formas de lograr ahorros significativos en el consumo de energaelctrica por concepto de iluminacin en la zona de estudio.1. Sustitucin de lmparas HID por LEDs.Sustitucin de las lmparas de 1000 [W] por tecnologa LED de la marca Ilumileds.Inversin: $ 564,155.00Ahorro anual: $ 207,116.00Periodo de recuperacin: 3 aos.2. Reduccin de los niveles de iluminacin durante labores de limpieza.Inversin: $ 0.00Ahorro anual: $ 44,190.00Periodo de recuperacin: 0 aos.Descripcin de la Instalacin.El Frontn Cerrado es un edificio que alberga instalaciones deportivas en las que sellevan a cabo los entrenamientos y competencias de los primeros equipos de launiversidad y preparatorias de la UNAM.El edificio cuenta con: rea de duela con gradas, donde se practican Voleibol, Basquetbol, Handball yTenis de mesa. rea de gimnasia olmpica. rea de esgrima. 6 oficinas para uso de entrenadores y administrador del inmueble. Tienda de abarrotes.De todas estas secciones, el rea de duela es la ms grande y la que cuenta con elsistema de iluminacin ms importante.El inmueble cuenta, para cubrir sus necesidades de energa elctrica, con su propiasubestacin, sin embargo los conductores no estn debidamente etiquetados y losriesgos de seguridad son altos, por lo que no fue posible realizar mediciones directasde consumo. La tarifa que se aplica es Horaria a Media Tensin Regin Central.Ni el administrador del inmueble ni la arquitecta encargada de mantenimiento dereas deportivas cuentan con planos de diseo, informacin de la subestacin, oacceso a los recibos de energa elctrica de CFE.Figura 1. Vista de planta del rea de duela y gradas.Hablando nicamente del rea de duela (quitando las gradas) se trata de un rectngulode las siguientes dimensiones. 58 [m] de longitud. 17.5 [m] de ancho. 14 [m] de altura.Es sobre sta zona que se enfocar el estudio de iluminacin. La Figura 1 representauna vista de planta del rea de duela y gradas del Frontn Cerrado.Uso de la Energa.Para iluminar el rea de alrededor de 1012 [m2] se utilizan 44 lmparas de altaintensidad de descarga modelo Multi-vapor Elliptical Clear MVR 1000/U/40 de lamarca General Electric.Adicionalmente, para iluminacin de gradas, se utilizan 22 lmparas de alta intensidadde descarga modelo Multi-vapor Elliptical Clear MVR 400/U/40 de la marca GeneralElectric.Las luminarias estn montadas sobre una estructura ubicada 2[m] por debajo deltecho.El circuito est dividido de forma que las lmparas de 1000 [W] pueden encendersepor secciones: 2 para el lado Norte (basquetbol), 1 para el centro y 2 para el lado Sur(Voleibol y Tenis de mesa).El uso de energa para iluminacin es el ms representativo en este edificio, y es utilizado yasea por:1. Personal de limpieza: Que enciende las 66 lmparas de:6:30 a 11:30 lunes, mircoles y viernes.6:30 a 9:00 martes y jueves.2. Equipos representativos: Que utilizan las 44 lmparas del rea de duela de:15:00 a 23:00 los cinco das de la semana.7:00 a 22:00 los fines de semana. En periodo vacacional el horario es de 8:30 a 14:00 y las lmparas de la duela estnencendidas todo el tiempo, mientras que las de las gradas nicamente para limpiezaentre semana.Estos datos, proporcionados por el administrador con base en los horarios de entrenamiento ycompetencias de los distintos equipos y en los horarios del personal de limpieza, pueden variarsegn las modificaciones que hagan los entrenadores, pues se les permite cambiar de horarioo no realizar entrenamientos entre semana si as lo consideran necesario. Sin embargo, paraefectos del clculo de consumo energtico por iluminacin se emplearn los horarios oficiales.A partir de las cargas que son conocidas y su tiempo de utilizacin, se realiz la siguienteestimacin de consumo y costo anuales por concepto de energa elctrica para iluminacin:Tabla 1.Horas de uso periodo escolarModelo No. Pot [W] base intermedio punta TotalMulti-vapor Elliptical Clear MVR1000/U/4044 1080 460 2440 640 3540Multi-vapor Elliptical Clear MVR400/U/4022 480 0 740 0 740Tabla 2.Horas de uso periodo vacacionalModelo No. Pot [W] base intermedio punta TotalMulti-vapor Elliptical Clear MVR1000/U/4044 1080 44 264 0 308Multi-vapor Elliptical Clear MVR400/U/4022 480 0 148 0 148Tabla 3.Consumo Anual Total [kWh]base intermedio punta23950.08 137871.36 30412.8DemandaMx. [kW]47.52 58.08 47.52Tabla 4.Cargos promedio Tarifa HM centro 2013D. Facturable Punta Intermedio Base177.1 2.1 1.3 1.1Tabla 5.Costo anual por energa elctrica para iluminacin FrontnCerradoDemanda Fact. base intermedio punta Subtotal Total8,979 25,454 175,276 63,680 273,389 $317,130El costoaproximado porenerga elctricaes de $317,130anuales.Indicadores Energticos y Niveles de Iluminacin.Al encender todas las lmparas se tiene una iluminancia con la siguiente configuracin,medida a 1 [m] sobre el suelo.Figura 2. Distribucin de luxes en rea de duela y gradas.Para comparar los valores de iluminancia registrados contra algn parmetro seeligieron los valores que piden las federaciones internacionales de los deportes que sepractican en este recinto, el resultado comparativo se muestra en la siguiente tabla.Los valores de iluminacin que se tienen actualmente son adecuados para la prcticadel deporte y todos cumplen con los que establecen las federaciones internacionales aexcepcin de Basquetbol; sin embargo, el valor superior a 1500 [Lx] es paracompetencias de Nivel 1 que no se realizan en este lugar, por lo que puedeconsiderarse que el promedio obtenido en la medicin de 1307 [Lx] es un valoraceptable.Por Reglamento de FederacinInternacionalDEPORTE Luxes Altura de medicin [m] Luxes Prom.MedidosTENIS DE MESA >1000 0.76 1504.30VOLLEYBALL 1000-1500 1 1368.63BASKETBALL >1500 1.5 1307.75HANDBALL >1300 1 1471.33Medidas de Ahorro.Para reducir el consumo de energa en esta instalacin se proponen dos alternativasque se detallan a continuacin. Cambio de tecnologa HID aditivos metlicos a tecnologa LED.Se propone sustituir las 44 lmparas y luminarias actuales de 1000 [W] de GeneralElectric modelo Multi-vapor Elliptical Clear MVR 1000/U/40 por 100 lmparas de 150[W] de la marca Ilumileds modelo ILUYG473150 de 13500 lmenes cada una.Para comprobar que los niveles de iluminacin fueran los correctos en el plano a unmetro sobre el suelo se realiz un clculo sencillo con ayuda del Software DIALuxutilizando una lmpara similar de la marca Green Ray LED pero ajustando losparmetros de potencia y flujo luminoso a los del modelo de Ilumileds que se propone.El clculo puede consultarse en el Anexo 1.El resultado indica que en las reas de juego el nivel mnimo de iluminacin alcanzaralos 1320 [Lx] mientras que el mximo alcanzara los 1495[Lx] es decir, valoresaceptables segn las federaciones internacionales de los 4 deportes.Fig. 3. Iluminancia sobre el rea de duela con propuesta LED.El precio unitario del modelo propuesto, cotizado con el distribuidor DistribuidoraSantiago en el Distrito Federal, es de $5641.55 IVA incluido, que multiplicado por las100 unidades y sin contar gastos de instalacin, conllevara a una inversin de$564,155.00Con la sustitucin del sistema de iluminacin y para las mismas horas anuales de usose tendra una reduccin del 65% en el consumo de energa elctrica, pues pasara deutilizar una carga de 44000 [W] a 15000 [W]. La reduccin mencionada es tambin el65% del costo anual de operacin de las lmparas de 1000 [W] es decir, un ahorroanual de $207,116.Tabla 6.Ao 0 1 2 3Ingresos $0.00 $207,155.00 $207,155.00 $207,155.00Costos $564,155.00 $0.00 $0.00 $0.00Flujo Neto $564,155.00 $207,155.00 $207,155.00 $207,155.00Sin considerar costos de mantenimiento el periodo simple de recuperacin de lainversin (sin considerar el cambio del valor del dinero en el tiempo) es de menos de 3aos. Implementacin de buenas prcticas.Las buenas prcticas son acciones que generan ahorros y que pueden implementarseprcticamente sin ninguna inversin econmica. En el caso de la iluminacin en lacancha de duela del frontn cerrado, no es posible apagar luces mientras se practica eldeporte, pues si bien se generara un ahorro, el confort de los deportistas, que es elpropsito de la iluminacin, se vera afectado; sin embargo, una gran cantidad delconsumo energtico se da en el tiempo en que se hace la limpieza del inmueble.En este caso se trata de una actividad laboral y por lo tanto puede justificarse lareduccin de la iluminacin con base en la norma 025 de la secretara del trabajo. Lalabor de limpieza puede considerarse como de inspeccin simple, tarea para la cual laNOM-025 exige como mnimo un nivel de iluminacin de 300 Luxes. Sin encender lasluces, la iluminancia a un metro sobre el nivel del suelo es de 200 Luxes en promediopor lo que encendiendo nicamente las 22 lmparas de 400 [W] de gradas y la primerahilera de 11 lmparas de 1000 [W] de cancha la iluminancia es ms que suficiente.Con esta medida se reduce el consumo anual en periodo intermedio en 29304 [kWh] yel costo por facturacin elctrica IVA incluido en $44190 anuales.Conclusiones y Observaciones.Es necesario complementar y validar la informacin corroborando el consumocalculado a partir de las horas de uso y las potencias de lnea de los equipos deiluminacin con medicin, sin embargo, para que esto sea posible, hace falta organizare identificar los equipos conectados a la subestacin. Se espera que para enero del2014, fecha en la que debe hacerse el cambio de subestacin para la nueva red demedia tensin a 23 [kV] las condiciones sean adecuadas para realizar mediciones. Elproyecto ofrece grandes oportunidades de ahorro pero es necesario designar a unapersona responsable de la gestin energtica en el inmueble, dicho encargado deberestar al tanto de la implementacin del proyecto y sobre todo de la ejecucin de lasbuenas prcticas que aqu se sugieren. Es importante tambin concientizar aentrenadores y personal de limpieza acerca de la importancia del ahorro de energapara as poder obtener mejores resultados.Se recomienda implementar primeramente la propuesta 2 sobre la iluminacin en elhorario de limpieza y posteriormente, si se considera conveniente, implementar elcambio de tecnologa. De este modo ambas propuestas se suman generando un mayorahorro.Bibliografa:Official Basketball Rules 2012. Basketball Equipment. FIBA. Rio de Janeiro, Brazil, April 2012.Reglas oficiales del voleibol 2013-2016. FIVB.ITTF Handbook 2013/2014. Equipment and playing conditions. ITTF.Regulations for IHF competitions. IHF.Multi-vapor Metal Halide Lamps Datasheet. General Electric Lighting.GreenRay LED Lighting DIALux Plugin.Catlogo 2013. Ilumileds.07.12.2013Especializacin en ahorro y uso eficiente de energa. Proyecto elaborado por Bernardo Riveros. Daniel Vargas.TelfonoFaxe-MailFrontn Cerrado / ResumenAltura del local: 12.000 m, Altura de montaje: 12.000 m, Factor mantenimiento: 0.80Valores en Lux, Escala 1:415Superficie [%] Em [lx] Emin [lx] Emax [lx] Emin / EmPlano til /1361 966 1495 0.710Suelo 52 1336 998 1467 0.747Techo 77 815 698 1022 0.856Paredes (4) 86 1039 709 1598 /Plano til:Altura: 1.000 mTrama: 128 x 64 Puntos Zona marginal: 0.000 mPorcentaje de puntos con menos de 400 lx (para IEQ-7): 0.00%. Lista de piezas - LuminariasValor de eficiencia energtica: 14.78 W/m = 1.09 W/m/100 lx (Base: 1015.00 m) N Pieza Designacin (Factor de correccin) (Luminaria) [lm] (Lmparas) [lm]P [W]1 100GREEN_RAY_LED 150w Floodlight S Series GR-FL-150SE55C-NWRV (Tipo 1)* (1.000) 13486 13500 150.0*Especificaciones tcnicas modificadas Total:1348572 Total:1350000 15000.0DIALux 4.11 by DIAL GmbH Pgina 6ANEXO 1Proyecto de Iluminacin07.12.2013Especializacin en ahorro y uso eficiente de energa. Proyecto elaborado por Bernardo Riveros. Daniel Vargas.TelfonoFaxe-MailFrontn Cerrado / Protocolo de entradaAltura del plano til: 1.000 mZona marginal: 0.000 mFactor mantenimiento: 0.80Altura del local: 12.000 mBase: 1015.00 mSuperficie Rho [%] desde ( [m] | [m] )hacia ( [m] | [m] )Longitud [m]Suelo 52 /// Techo 77 /// Pared 1 86 ( 0.000 | 0.000 )( 58.000 | 0.000 )58.000Pared 2 86 ( 58.000 | 0.000 )( 58.000 | 17.500 )17.500Pared 3 86 ( 58.000 | 17.500 )( 0.000 | 17.500 )58.000Pared 4 86 ( 0.000 | 17.500 )( 0.000 | 0.000 )17.500DIALux 4.11 by DIAL GmbH Pgina 7