NORMA
CHILENA
NCh
ISO
50006
Primera edición
2015.06.19
Sistemas de Gestión de la Energía — Medición
del desempeño energético utilizando líneas base
de energía (LBE) e indicadores de desempeño
energético (IDE) — Principios generales y
orientación
Energy management systems – Measuring energy performance using
energy baselines (EnB) and energy performance indicators (EnPI) – General
principles and guidance
ICS 27.010
Número de referencia
NCh-ISO 50006:2015
43 páginas
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NCh-ISO 50006:2015
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Publicado en Chile
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Contenido
Página
Preámbulo ............................................................................................................................................v
Introducción ........................................................................................................................................vi
1
Alcance y campo de aplicación ........................................................................................1
2
Referencias normativas .....................................................................................................1
3
Términos y definiciones ....................................................................................................1
4
Medición del desempeño energético ...............................................................................4
4.1
Visión general .....................................................................................................................4
4.2
Obtención de información relevante sobre el desempeño energético desde la
revisión energética .............................................................................................................7
4.3
Identificación de indicadores de desempeño energético ............................................16
4.4
Establecimiento de líneas bases de energía .................................................................21
4.5
Uso de indicadores de desempeño energético y líneas base de energía...................22
4.6
Mantenimiento y ajuste de indicadores de desempeño energético y de
líneas bases de energía ...................................................................................................23
Anexos
Anexo A (informativo) Información generada a través de la revisión energética
para identificar IDEs y establecer LBEs .........................................................................25
Anexo B (informativo) Ejemplo de límites IDE en un proceso de producción .............................26
Anexo C (informativo) Orientación adicional sobre indicadores de desempeño energético
y líneas bases de energía ................................................................................................28
C.1
Guía práctica para IDEs y LBEs ......................................................................................28
C.1.1
Valor de energía medida ..................................................................................................28
C.1.2
Razón de valores medidos ..............................................................................................28
C.1.3
IDE basado en modelo estadístico .................................................................................28
C.2
Ejemplos de tipos IDE y aplicaciones ............................................................................28
C.3
Caso estudio .....................................................................................................................30
Anexo D (informativo) Normalización de líneas bases de energía utilizando la normalización
de las variables relevantes ..............................................................................................32
D.1
Concepto de normalización ............................................................................................32
D.2
Ejemplos de cálculo de normalización ..........................................................................33
Anexo E (informativo) Seguimiento e informe del desempeño energético .................................36
E.1
Generalidades...................................................................................................................36
E.2
Tipos de métodos de seguimiento e informes ..............................................................37
E.3
Comparación de meta e IDE actual ................................................................................37
E.4
Gráfico de tendencia .......................................................................................................39
E.5
Gráfico X-Y ........................................................................................................................40
E.6
Unidades de informe ........................................................................................................41
Anexo F (informativo) Bibligrafía .....................................................................................................42
Anexo G (informativo) Justificación de los cambios editoriales...................................................43
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iii
NCh-ISO 50006:2015
Figuras
Figura 1 – Relación entre desempeño energético, IDEs, LBEs y metas energéticas ..................vi
Figura 2 – Visión general de la medición del desempeño energético ............................................6
Figura 3 – Conceptos de período de línea base y período de informe de un IDE .........................7
Figura 4 – Diagrama de bloques ........................................................................................................9
Figura 5 – Gráfico de tendencia que muestra la estacionalidad ...................................................11
Figura 6 – Variables con niveles diferentes de significancia ........................................................12
Figura B.1 – IDE proceso de división de límites.............................................................................26
Figura D.1 – Cálculo del desempeño energético utilizando la normalización .............................33
Figura D.2 – Proceso de cálculo de normalización ........................................................................35
Figura E.1 – Visión general de seguimiento e informe del desempeño energético ....................36
Figura E.2 – Ejemplo de IDEs respecto de la eficiencia energética y el uso de energía ............38
Figura E.3 – IDE y meta .....................................................................................................................39
Figura E.4 – Gráfico de tendencia de CEE ......................................................................................40
Figura E.5 – Gráfico X-Y....................................................................................................................41
Tablas
Tabla 1 – Los tres niveles de límites IDE ...........................................................................................8
Tabla 2 – Tipos y aplicaciones de IDEs ...........................................................................................18
Tabla A.1 – Ejemplos de actividades de revisión energética ........................................................25
Tabla C.1 – Ejemplos de tipos IDE y aplicaciones .........................................................................29
Tabla C.2 – Uso y propósito de IDEs ...............................................................................................31
Tabla G.1 – Cambios editoriales ......................................................................................................43
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NCh-ISO 50006:2015
Preámbulo
El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación
de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR
STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT),
representando a Chile ante esos organismos.
Esta norma se estudió a través del Comité Tecnico CL001/SC1 Gestión de la energía, para proporcionar
orientación a las organizaciones sobre cómo establecer, utilizar y mantener los indicadores de
desempeño energético (IDE) y líneas base de energía (LBE) como parte del proceso de medición del
desempeño energético.
Esta norma es idéntica a la versión en inglés de la Norma Internacional ISO 50006:2014 Energy
management systems - Measuring energy performance using energy baselines (EnB) and energy
performance indicators (EnPI) - General principles and guidance.
Para los propósitos de esta norma, se han realizado los cambios editoriales que se indican y justifican
en Anexo G.
La Nota Explicativa incluida en un recuadro en cláusula 2 y Anexo F, es un cambio editorial que se incluye
con el propósito de informar la correspondencia con Norma Chilena de las Normas Internacionales
citadas en esta norma.
Los Anexos A, B, C, D, E, F y G no forman parte de la norma, se insertan sólo a título informativo.
Si bien se ha tomado todo el cuidado razonable en la preparación y revisión de los documentos
normativos producto de la presente comercialización, INN no garantiza que el contenido del documento
es actualizado o exacto o que el documento será adecuado para los fines esperados por el Cliente.
En la medida permitida por la legislación aplicable, el INN no es responsable de ningún daño directo,
indirecto, punitivo, incidental, especial, consecuencial o cualquier daño que surja o esté conectado con
el uso o el uso indebido de este documento.
Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión
efectuada el 19 de junio de 2015.
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NCh-ISO 50006:2015
Introducción
Esta norma proporciona a las organizaciones una orientación práctica sobre cómo cumplir con
los requisitos de ISO 50001 relacionadas con la creación, uso y mantenimiento de los indicadores
de desempeño energético (IDE) y líneas base de energía (LBE) en la medición del desempeño
energético y de los cambios del desempeño energético. Los IDEs y LBEs son dos elementos claves
interrelacionados de ISO 50001 que permiten la medición, y por lo tanto la gestión de la energía en
una organización. Desempeño energético es un concepto amplio que se relaciona con el consumo de
energía, el uso de energía y la eficiencia energética.
Con el fin de gestionar eficazmente el desempeño energético de sus instalaciones, sistemas, procesos
y equipos, las organizaciones necesitan saber cómo se usa la energía y cuánta se consume en el
tiempo. Un IDE es un valor o medida que cuantifica los resultados relacionados con el desempeño
energético, el uso y el consumo en instalaciones, sistemas, procesos y equipos. Las organizaciones
utilizan IDEs como una medida de su desempeño energético.
La LBE es una referencia que caracteriza y cuantifica el desempeño energético de una organización
durante un período de tiempo especificado. La LBE permite a una organización evaluar los cambios
en el desempeño energético entre períodos seleccionados. La LBE también se utiliza para el cálculo
del ahorro de energía, como referencia antes y después de la implementación de acciones de mejora
de desempeño energético.
Las organizaciones definen metas para el desempeño energético como parte del proceso de
planificación de la energía en sus sistemas de gestión de energía (SGE). La organización necesita
tener en cuenta las metas específicas de desempeño energético, mientras se identifican y diseñan
los IDEs y las LBEs. La relación entre el desempeño energético, IDEs, LBEs y metas energéticas se
ilustran en Figura 1.
(período de informe)
Meta (meta energética)
Valor actual IDE
- Eficiencia energética
(mejora IDE)
(Período de línea base)
- Uso de la energía
Mejora
Valor de referencia IDE
- Consumo de energía
IDE
Desempeño energético
(indicador de desempeño energético)
LBE (línea base de energía)
Meta
conseguida
Figura 1 – Relación entre desempeño energético, IDEs, LBEs y metas energéticas
Esta norma incluye cuadros de ayuda prácticos diseñados que entregan al usuario ideas, ejemplos y
estrategias para medir el desempeño energético utilizando IDEs y LBEs.
Los conceptos y métodos en esta norma también se pueden utilizar por las organizaciones que no
cuentan con un SGE existentes. Por ejemplo, IDEs y LBEs también se pueden utilizar a nivel de
establecimiento, sistema, proceso o equipo, nivel o para la evaluación de las acciones de mejora de
desempeño energético individuales.
vi
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NCh-ISO 50006:2015
El compromiso permanente e involucramiento de la alta dirección es esencial para la efectiva
implementación, mantenimiento y mejora del SGE con el fin de lograr los beneficios de la mejora del
desempeño energético. La alta dirección demuestra su compromiso a través de acciones de liderazgo
y participación activa en el SGE, asegurando la asignación permanente de recursos, incluidas las
personas para implementar y mantener los SGE en el tiempo.
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vii
NORMA CHILENA
NCh-ISO 50006:2015
Sistemas de Gestión de la Energía — Medición del desempeño energético
utilizando líneas base de energía (LBE) e indicadores de desempeño
energético (IDE) — Principios generales y orientación
1 Alcance y campo de aplicación
Esta norma proporciona orientación a las organizaciones sobre cómo establecer, utilizar y mantener
los indicadores de desempeño energético (IDE) y líneas base de energía (LBE) como parte del proceso
de medición del desempeño energético.
La orientación en esta norma es aplicable a cualquier organización, independientemente de su tamaño,
tipo, ubicación o nivel de madurez en el campo de la gestión de la energía.
2 Referencias normativas
El documento siguiente, es indispensable para la aplicación de esta norma. Para referencias con fecha,
sólo se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha se aplica la última edición del documento
referenciado (incluyendo cualquier enmienda).
ISO 50001:2011, Sistemas de gestión energética - Requisitos con orientación para su uso.
NOTA EXPLICATIVA NACIONAL
La equivalencia de las Normas Internacionales señaladas anteriormente con Norma Chilena, y su grado de
correspondencia es el siguiente:
Norma Internacional
ISO 50001:2011
Norma nacional
NCh-ISO 50001:2011
Grado de correspondencia
Idéntica
3 Términos y definiciones
Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones indicados en ISO 50001 y
adicionalmente los siguientes:
3.1
ajuste
proceso de modificación de la línea base de energía con el fin de permitir la comparación de desempeño
energético en condiciones equivalentes entre el período de referencia y el período de línea base
NOTA 1
La Norma Internacional ISO 50001 requiere ajustes en la LBE cuando los IDEs ya no reflejan el uso y
consumo de energía de la organización o cuando se han producido cambios importantes en los procesos, los patrones
operacionales o los sistemas de energía, o están de acuerdo con un método predeterminado.
NOTA 2
Por lo general se realizan ajustes para dar cuenta de los cambios en los factores estáticos.
NOTA 3
Métodos predeterminados normalmente restablecen la LBE a intervalos definidos.
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1
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3.2
período de línea base
período de tiempo definido utilizado para comparar el desempeño energético con período de informe
3.3
límites
límites físicos o de lugar y/o límites organizativos definidos por la organización
EJEMPLO Un proceso; un grupo de procesos; una planta; una organización completa; múltiples lugares bajo el control
de una organización.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.1]
3.4
energía
electricidad, combustibles, vapor, calor, aire comprimido y otros medios similares
NOTA 1
Para el propósito de esta norma, la energía se refiere a las diversas formas de energía, incluyendo la
renovable, que se puede comprar, almacenar, tratar, usar en equipos o en un proceso, o recuperar.
NOTA 2
trabajo.
La energía se puede definir como la capacidad de un sistema para producir actividad externa o realizar
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.5]
3.5
línea base de energía
LBE
referencia(s) cuantitativa(s) que proporciona(n) una base para la comparación del desempeño
energético
NOTA 1
Una línea base de energía refleja un período de tiempo especificado.
NOTA 2
Una línea base de energía se puede normalizar usando variables que afecten el uso y/o consumo de energía,
por ejemplo, el nivel de producción, días-grado (temperatura al aire libre), otro.
NOTA 3
La línea base de energía se utiliza también para calcular ahorros de energía, como una referencia antes y
después de la implementación de acciones de mejora de desempeño energético.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.6, modificado - Se ha añadido término abreviado.]
3.6
consumo de energía
cantidad de energía aplicada
NOTA 1
El consumo de energía se puede representar en unidades de volumen y flujo de masa o peso (combustible)
o convertido en unidades que son múltiplos de julios o vatios-hora (por ejemplo, GJ, kWh).
NOTA 2
El consumo de energía se mide típicamente usando medidores permanentes o temporales. Los valores se
pueden medir directamente o se pueden calcular en un período de tiempo específico.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.7, modificado - Se han añadido Notas 1 y 2]
2
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3.7
eficiencia energética
relación u otra relación cuantitativa entre un resultado de desempeño, servicio, bienes o energía y una
entrada de energía
EJEMPLO Eficiencia de conversión; energía requerida/energía utilizada; salida/entrada; energía teórica utilizada para
operar/energía utilizada para operar.
NOTA
Ambos, entrada y salida necesitan ser claramente especificados en cantidad y calidad, y ser mensurables.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.8]
3.8
desempeño energético
resultados medibles relacionados con el desempeño energético, el uso de energía y el consumo de
energía
NOTA 1
En el contexto de los sistemas de gestión de la energía, los resultados se pueden medir contra la política, los
objetivos, metas energéticas de la organización y otros requisitos de desempeño energético.
NOTA 2
El desempeño energético es un componente del desempeño del sistema de gestión de la energía.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.12]
3.9
indicador de desempeño energético
IDE
valor o medida cuantitativa del desempeño energético así definido por la organización
NOTA
El IDE se podría expresar como una métrica simple, relación o un modelo más complejo.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.13]
3.10
meta energética
requisito de desempeño energético detallado y cuantificable, aplicable a la organización o a partes de
ella, que surge del objetivo energético y que se necesita establecer y cumplir a fin de alcanzar este
objetivo
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.17]
3.11
uso de la energía
forma o tipo de aplicación de la energía
EJEMPLO
Ventilación; iluminación; calefacción; refrigeración; transporte; procesos; líneas de producción.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.18]
3.12
instalación
instalación única, conjunto de instalaciones o procesos productivos (fijos o móviles), que se pueden
definir en un solo límite geográfico, unidad organizacional o proceso productivo
[FUENTE: ISO 14064-3: 2006, 2.22]
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3
NCh-ISO 50006:2015
3.13
normalización
proceso rutinario de modificación de datos de energía con el fin de dar cuenta de los cambios en las
variables relevantes para comparar el desempeño energético en condiciones equivalentes
NOTA
Los IDEs y correspondientes LBEs se pueden normalizar.
3.14
variable relevante
factor cuantificable que impacta el desempeño energético y cambia de forma rutinaria
EJEMPLO Parámetros de producción (producción, volumen, tasa de producción); condiciones climáticas (temperatura
exterior, grados día); horas de operación; condiciones de operación (temperatura de operación, nivel de luminosidad).
3.15
período de informe
período definido de tiempo seleccionado para el cálculo e informe del desempeño energético
EJEMPLO
de LBE.
El período por el que una organización quiere evaluar los cambios en los IDEs en relación con el período
3.16
uso significativo de energía
USE
uso de energía calculada para el consumo de energía sustancial y/o que ofrece un considerable
potencial para mejorar el desempeño energético.
NOTA
Los criterios significativos son determinados por la organización.
[FUENTE: ISO 50001: 2011, 3.27, modificada - Se ha añadido término abreviado.]
3.17
factor estático
factor identificado que impacta el desempeño energético y no cambia de manera rutinaria
EJEMPLO 1 Tamaño de la instalación; diseño de equipamiento instalado; número de turnos de producción semanales,
el número o el tipo de los ocupantes (ejemplo, trabajadores de una oficina); la gama de productos.
EJEMPLO 2 Un cambio en un factor estático podría ser un cambio en una materia prima proceso de manufactura, desde
plástico a aluminio al plástico, y puede conducir a un ajuste no rutinario.
[FUENTE: ISO 50015:2014, 3.22, modificada - Se han modificado los ejemplos.]
4 Medición del desempeño energético
4.1 Visión general
4.1.1
Generalidades
Con el fin de medir y cuantificar de manera eficaz su desempeño energético, una organización establece
IDEs y LBEs. Los IDEs se utilizan para cuantificar el desempeño energético de toda la organización o
de sus diversas partes. Las LBEs son referencias cuantitativas utilizadas para comparar los valores de
los IDE en el tiempo y para cuantificar los cambios en el desempeño energético.
4
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NCh-ISO 50006:2015
Los resultados del desempeño energético se pueden expresar en unidades de consumo (por ejemplo,
GJ, kWh), el consumo de energía específico (CEE) (por ejemplo, kWh/unidad), potencia máxima
(por ejemplo kW), porcentaje de cambio en eficiencia o razones adimensionales, otro. La relación
general entre el desempeño energético, IDEs, LBEs y metas energéticas se ilustra en Introducción,
Figura 1.
El desempeño energético se puede ver afectado por un número de variables relevantes y factores
estáticos. Estos pueden estar vinculados a cambios en las condiciones del negocio, tales como la
demanda del mercado, las ventas y la rentabilidad.
Una visión general del proceso de desarrollo, uso y actualización de IDEs y LBEs se ilustra en Figura 2
y se describe en detalle de 4.2 a 4.6. Este proceso ayuda a la organización para mejorar continuamente
la medición de su desempeño energético.
4.1.2
Consumo de energía
Cuantificar el consumo de energía es esencial para medir el desempeño energético y las mejoras de
desempeño energético.
Cuando se utilizan varias formas de energía, es útil convertir todas las formas a una unidad común
de medida de la energía. Se debería tener cuidado al realizar la conversión de que represente
adecuadamente el consumo total de energía consumida, incluidas las pérdidas en el proceso de
conversión de energía.
4.1.3
Uso de energía
La identificación de los usos de los sistemas de energía (por ejemplo, aire comprimido, vapor, agua
fría, otros), procesos y equipos ayuda a categorizar el consumo de energía y a enfocar el desempeño
energético en los usos que son importantes para una organización.
4.1.4
Eficiencia energética
La eficiencia energética es una métrica utilizada con frecuencia para medir el desempeño energético
y se puede utilizar como un IDE.
La eficiencia energética se puede expresar de varias formas, tales como la energía de salida/energía de
entrada (eficiencia de conversión); energía necesaria/energía consumida (cuando la energía requerida
se puede derivar de un modelo teórico o algún otro tipo de relación); salida de la producción/consumo
de energía (por ejemplo, las toneladas de producción por unidad de energía consumida).
NOTA
Entrada de energía/salida de producción se utiliza a veces como un IDE y se conoce como la intensidad
energética.
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Obtención de información relevante sobre el desempeño
energético desde la revisión energética
- Definición de límites de indicadores de desempeño energético
- Definición y cuantificación de los flujos de energía
- Definición y cuantificación de variables relevantes
- Definición y cuantificación de factores estáticos
- Recolección de datos
Mejora continua
Identificación de indicadores de desempeño energético
- Identificación de usuarios de indicadores de desempeño energético
- Determinación de características específicas de desempeño a
ser cuantificado
Establecimiento de línea base de energía
- Determinación de un período de línea base adecuado
- Determinación y prueba de líneas bases de energía
Uso de indicadores de desempeño energético y líneas
bases de energía
- Determinación de cuándo es necesaria la normalización
- Cálculo de las mejoras de desempeño energético
Mantenimiento y ajuste de indicadores de desempeño
energético y de líneas bases de energía
Figura 2 – Visión general de la medición del desempeño energético
4.1.5
Indicadores de desempeño energético (IDE)
Los IDEs deberían proporcionar información relevante sobre el desempeño energético que permita
a varios usuarios de una organización comprender su desempeño energético y tomar acciones para
mejorarlo.
Los IDEs se pueden aplicar a nivel de instalaciones, sistemas, procesos o equipos para proporcionar
varios niveles de enfoque.
Una organización debería establecer una meta energética y una línea base de energía para cada IDE.
4.1.6
Líneas bases de energía (LBEs)
Una organización debería comparar los cambios de desempeño energético entre el período de línea
base y el período de informe. La LBE se utiliza simplemente para determinar los valores IDE para el
período de línea base. El tipo de información necesaria para establecer una línea base de energía es
determinada por el propósito específico del IDE.
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4.1.7
Cuantificación del desempeño energético
Los cambios del desempeño energético se pueden calcular utilizando IDEs y LBEs para instalaciones,
sistemas, procesos o equipos.
Comparando el desempeño energético entre el período de línea base y el período de informe, consiste
en calcular la diferencia en el valor del IDE entre los dos períodos. La Figura 3 ilustra el caso simple
en que se utiliza la medición directa del consumo de energía como IDE y el desempeño energético es
comparado entre el período de línea base y el período de informe.
En los casos en que la organización ha determinado que las variables relevantes, como el clima, la
producción, las horas de operación del edificio, otros, afectan el desempeño energético, la organización
debería normalizar el IDE y su correspondiente LBE para comparar el desempeño energético bajo
condiciones equivalentes.
Mejora
(mejora IDE)
(período de informe)
Valor actual IDE
Meta (meta energética)
(período de línea base)
Valor de referencia IDE
IDE
Consumo de energía
(indicador de desempeño energético)
LBE (línea base de energía)
Meta
conseguida
Consumo total de energía de cada período
Período de línea base
Período de reporte
Tiempo
Figura 3 – Conceptos de período de línea base y período de informe de un IDE
4.2 Obtención de información relevante sobre el desempeño energético desde la
revisión energética
4.2.1
Generalidades
La revisión energética proporciona información útil sobre el desempeño energético para el desarrollo
IDEs y LBEs. El Anexo A ilustra la relación entre la revisión energética y la información necesaria para
identificar IDEs y establecer LBEs. El establecimiento de IDEs apropiados y LBEs correspondientes,
requiere del acceso a los datos de energía de la organización disponibles, el análisis de los datos y el
procesamiento de la información de energía.
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4.2.2
Definición de límites de indicadores de desempeño energético
El alcance y límite del SGE comprenden el área o las actividades dentro de la cual una organización
gestiona su desempeño energético.
Para medir el desempeño energético, se deberían definir límites de medición adecuados para cada
IDE. Estos se denominan límites IDE y pueden estar solapados.
NOTA
Los usuarios de los IDE y sus necesidades se identifican primero (ver 4.3.2), y luego se definen los
correspondientes límites IDE.
Al definir un límite IDE, se deberían tener en consideración:
— responsabilidades organizacionales en relación con la gestión de la energía;
— la facilidad de aislar el límite IDE mediante la medición de la energía y las variables relevantes;
— límites del SGE;
— el uso significativo de la energía (USE) o grupo de USEs que la organización designa como una
prioridad para controlar y mejorar;
— equipos específicos, procesos y subprocesos que la organización desea aislar y gestionar.
Los tres niveles primarios de límites IDE son: individuales, de sistema y de la organización como se
describe en Tabla 1.
Tabla 1 – Los tres niveles de límites IDE
Nivel de límite IDE
Instalación individual/equipos/procesos
Descripción y ejemplos
El límite IDE se puede definir alrededor del perímetro físico de una
instalación/equipamiento/proceso que la organización quiere controlar y
mejorar.
EJEMPLO
Sistema
El equipamiento de producción de vapor.
El límite IDE se puede definir alrededor del perímetro físico de un grupo
de instalaciones/procesos/equipos que interactúan entre sí que la
organización quiere controlar y mejorar.
EJEMPLO
El equipamiento de producción de vapor y el equipo uso
de vapor, tal como un secador.
Organizativo
El límite IDE se puede definir alrededor del perímetro físico de
las instalaciones/procesos/equipos también teniendo en cuenta la
responsabilidad en la gestión de la energía de las personas, equipos de
trabajo, grupos o unidades de negocio designados por la organización.
EJEMPLO
Vapor comprado por
departamento de la organización.
una
fábrica/fábricas,
o
un
Información adicional sobre límites IDE en el proceso de producción se puede encontrar en Anexo B.
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4.2.3
Definición y cuantificación de los flujos de energía
Una vez que se define un límite IDE, la organización debería identificar la energía que fluye a través de
los límites. La organización puede usar un diagrama como el de Figura 4 para determinar la información
de energía requerida para establecer los IDEs. Estos diagramas de bloques o mapas energéticos
muestran visualmente los flujos de energía dentro y a través del límite IDE. También pueden incluir
información adicional, como puntos de medición y flujos de productos que son importantes para el
análisis de la energía y el establecimiento de IDEs.
La organización debería medir los flujos de energía a través del límite IDE, los cambios en los niveles
de existencias de combustibles, así como la cantidad de cualquier energía almacenada.
Los IDEs y las LBEs para USEs requieren límites bien definidos con el fin de cuantificar los flujos
de energía. Una consideración importante para cada USE es la medición apropiada para medir el
consumo de energía que cruza el límite USE, así como la disponibilidad de datos sobre las variables
relevantes.
Edificio 1
Edificio 2
Administración
Gas natural
Calderas
M
M
M
M
Materias primas
Proceso
Etapa 7
Tratamiento
de agua
Proceso
Etapa 2
Proceso
Etapa 3
M
Proceso
Etapa 4
Edificio 3
Proceso
Etapa 6
Aire
Compresor
Proceso
Etapa 1
M
Electricidad
Nitrógeno
Enfriador
Planta
Proceso
Etapa 8
Proceso
Etapa 5
M
M
M
M
M
Producto A
Producto B
Producto C
Medición
Figura 4 – Diagrama de bloques
4.2.4
Definición y cuantificación de variables relevantes
Dependiendo de las necesidades de la organización y su SGE, las variables relevantes que puedan
tener un impacto en el desempeño energético se deberían definir y cuantificar en cada límite IDE.
Es importante aislar las variables que son significativas en términos de desempeño energético de
las variables que tienen poca o ninguna influencia. El análisis de datos se requiere a menudo para
determinar la significancia de las variables relevantes.
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9
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Algunas variables son más relevantes para el consumo de energía que otras. Por ejemplo, cuando se
mide el consumo de energía por unidad de producción, la contabilización del número de productos
finales puede proporcionar un resultado engañoso si hay salidas intermedias de producción, y si estas
salidas son residuos, valor agregado o reciclaje.
Una vez que se han aislado las variables relevantes, otras técnicas de modelación se pueden utilizar
para determinar la naturaleza precisa de la relación.
Cuadro de ayuda práctica 1: Definición y cuantificación de las variables relevantes
Las organizaciones son a menudo desafiadas a entender la magnitud de la relación entre las variables y el consumo
de energía. A continuación se describe un método para evaluar si una variable afecta significativamente el consumo de
energía.
En primer lugar, puede ser útil para entender las tendencias en el consumo de energía y en las variables potencialmente
relevantes. Estas se pueden trazar a través del tiempo en un gráfico de tendencia. Esto permite a la organización
ver la evidencia de estacionalidad o evidencia de variables cambiantes en ocasiones con similares consumos de energía.
Por ejemplo, si el consumo de energía se debería a la calefacción, el consumo se incrementará durante los meses de más
frío en invierno. Si la carga está relacionada con la refrigeración, el consumo se incrementará durante los meses de verano,
como se muestra en Figura 5.
Después de evaluar visiblemente las tendencias en el consumo de energía y las variables, la organización puede evaluar
la significancia de la relación. Para ello, la organización puede representar gráficamente una variable contra el consumo
de energía mediante un diagrama X-Y simple. Si la variable es relevante, uno espera ver evidencia de una relación en
la dispersión de los puntos. Si los puntos parecen estar dispersos en torno a una función matemática, que se muestra
como una línea de tendencia entonces esto es indicativo de la presencia de variables relevantes [ver Figura 6 a) y b)]. Si
los puntos aparecen como una nube al azar con ninguna relación evidente, la variable es probable que no sea relevante
[ver Figura 6 c)].
En muchos casos, una relación lineal simple es adecuado para la determinación de la relevancia. Ciertas variables pueden
mostrar relaciones no lineales y la organización tendrá que decidir cómo incluir esas variables en el cálculo IDE.
Cuando una única variable relevante no parece relacionarse de manera significativa con el consumo energético, la
organización podrá utilizar un IDE basado en modelos con dos o más variables relevantes (ver 4.3.3). Alternativamente, el
límite IDE se podría dividir para aislar el consumo de energía que es significativamente relacionado con una sola variable
(ver Anexo B).
Ciertas
variables
relevantes
pueden
presentar
colinealidad,
donde
dos
o
más
variables
ndependientes
cambian
constantemente
juntas.
Para
determinar
esta
situación,
la
organización
puede trazar las variables utilizando un diagrama X-Y. Si
la organización determina que existe
colinealidad, la organización debería utilizar la variable que tiene un mayor impacto en el consumo de energía y debería
mantener la otra variable como constante.
Donde los patrones de operación y los valores de las variables relevantes fluctúan de forma significativa, es importante
asegurarse de que los datos analizados para las correlaciones están en la frecuencia correcta para permitir que los efectos
de cada variable sean observados con precisión.
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9 000
Invierno
Enfriamiento
Consumo de energía (kWh/mes)
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
Calentamiento
3 000
2 000
1 000
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Meses
Figura 5 – Gráfico de tendencia que muestra la estacionalidad
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11
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Consumo de energía
600
2
R = 0,09285
400
200
0
0
25
50
75
100
125
150
125
150
Variables, ejemplo
a) Variable significativa
Consumo de energía
600
400
200
R 2 = 0,7493
0
0
25
50
75
100
Variables, ejemplo
b) Variable menos significativa
Consumo de energía
600
R 2 = 0,2476
400
200
0
0
25
50
75
100
125
150
Variables, ejemplo
c) Variable no significativa
Figura 6 – Variables con niveles diferentes de significancia
12
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4.2.5
Definición y cuantificación de factores estáticos
Los factores que afectan el desempeño energético a menudo cambian de valor. Estos factores se
deberían analizar para ver si están mejor considerados como una variable relevante o como un factor
estático. Por ejemplo, una planta manufacturera puede tener un cambio rutinario de nivel de producción
que es una variable relevante y una guía de producción que no cambia rutinariamente es un factor
estático.
Es importante registrar la condición de estos factores estáticos en el momento en que se están
estableciendo los IDEs y las LBEs. La organización debería revisar estos factores estáticos en el
tiempo, para asegurar que los IDEs y las LBEs siguen siendo apropiados y registrar cualquier cambio
importante que podría afectar el desempeño energético.
Aunque los factores estáticos no varían sustancialmente entre el período de informe y el período de
línea base, si las condiciones cambian los factores estáticos podrían cambiar y la organización debería
mantener IDE o LBE relacionados (ver 4.6).
Cuadro de ayuda práctica 2: Cambios en los factores estáticos que requieren mantenimiento de IDEs o LBEs
relacionados
Puede ser difícil de entender cuando los factores estáticos requieren mantenimiento para los IDEs o LBEs relacionados.
A continuación se describen algunos escenarios útiles.
–
Cambio en el tipo de producto - Una planta puede tener un conjunto consistente de productos que produce. Los tipos
de productos serían entonces un factor estático. Si se introduce un nuevo producto, el mantenimiento puede ser
necesario para el nuevo tipo de producto.
–
Cambio en turnos por día - Una planta que tiene un número fijo de turnos de producción por día. Si el número de turnos
aumenta o disminuye, puede requerir mantenimiento.
–
Cambio en la ocupación del edificio - Un edificio tiene un número relativamente estable de ocupantes. Si el número de
ocupantes aumenta o disminuye significativamente debido a los nuevos contratos de arrendamiento, entonces esto
puede requerir mantenimiento.
–
Cambio en la superficie - Un edificio tiene una superficie construida de tamaño fijo. Si la organización se expande
significativamente en el edificio, entonces esto puede requerir mantenimiento.
4.2.6
4.2.6.1
Recolección de datos
Recolección de datos
Una organización debería especificar los datos que a ser recolectados para cada IDE y su
correspondiente LBE. La recolección de datos puede ocurrir en cualquier momento durante el
proceso. La fuente de energía se debería especificar junto con las variables relevantes. Es importante
recolectar todos los datos, incluidos los factores estáticos que se utilizarán para desarrollar los IDEs y
las correspondientes LBEs.
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Cuadro de ayuda práctica 3: desafíos de recolección de datos de la energía
Las organizaciones pueden experimentar varios problemas de recolección de datos. Los escenarios siguientes describen
posibles soluciones a algunos de estos retos:
–
La falta de datos medidos detalladas de los proveedores de energía: cuando una organización no tiene detalla datos
medidos de los proveedores de energía, pueden investigar opciones de medición adicionales proporcionados por su
cuenta o a través de su proveedor de energía.
–
La falta de datos sobre las variables relevantes: cuando una organización no tiene datos para un proceso de producción
intensiva de energía específica, pueden añadir sensores para adquirir estos datos.
–
Formularios de datos incompatibles: cuando los datos energéticos de una organización están en una frecuencia de
medición diferente a los datos de sus otros factores, es posible que se agregan o desagregan los datos para alinearlos.
–
La falta de datos para la energía de usos específicos: cuando los datos de la energía de una organización no
proporciona visibilidad a los usos específicos de energía, pueden adquirir submetros para esos usos.
La organización puede determinar que la importancia del uso de la energía en un límite IDE o la
oportunidad de mejora es suficientemente alta para justificar el gasto en nuevos medidores,
submedidores, y/o sensores para medir otras variables relevantes. En tales casos, la organización
especificará dicha medición en su plan de seguimiento, medición y análisis.
Cuando las organizaciones utilizan valores estimados para calcular los IDEs y las correspondientes
LBEs, deberían documentar sus supuestos y sus métodos.
Una organización puede descubrir que algunos de los IDEs que fueron identificados previamente
como significativos pueden no ser medibles debido a limitaciones de datos u otras barreras. En este
caso, la organización necesitará evaluar y en consecuencia refinar los IDEs o introducir medidores o
métodos de medición adicionales.
4.2.6.2
Medición
El consumo de energía se mide típicamente usando medidores o submedidores permanentes o con
mediciones temporales. El consumo de energía se debería medir y calcular mediante el uso de datos
durante un período de tiempo específico.
Cuando se escogen los IDE, la organización debería considerar sus capacidades de medición y
monitoreo existentes. La organización debería tomar mediciones para cada valor energético y variables
relevantes necesarias para calcular los IDEs seleccionados y las LBEs correspondientes.
NOTA
En muchos casos, la cantidad de energía consumida se necesita medir indirectamente. Esto puede requerir
la medición de flujo, volumen o masa de combustible suministrado y puede variar en función de factores tales como
la composición, temperatura exterior, temperatura, presión y otros factores. Multiplicadores o factores se aplican
normalmente a la medida real de flujo de gas o combustible líquido para calcular la cantidad de energía contenida en el
combustible.
Las mediciones se pueden tomar ya sea de forma puntual (por ejemplo, la utilización de medidores
móviles/portátiles), con carácter temporal (por ejemplo, el uso de registradores de datos) o de forma
continua (por ejemplo, utilizando sistema de supervisión, control y adquisición de datos SCADA1 o un
sistema de adquisición y manejo de datos DAHS2). El consumo de energía y las variables relevantes
utilizados para calcular cada IDE se deberían medir al mismo tiempo y con la misma frecuencia. Si
la medición continua no es posible, la organización debería asegurar que las mediciones puntuales o
temporales fueron realizadas durante períodos representativos del patrón típico de operación.
1
En inglés: Supervisory control and data acquisition.
2
En inglés: Data acquisition and handling system.
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Todas las mediciones deberían ser precisas y repetibles y los medidores correspondientes calibrados.
Todos los valores medidos deberían ser validados.
4.2.6.3
Selección de frecuencia de recolección de datos
El período de recolección de datos puede ser más largo que el período de línea base y el período
de informe. La recolección de datos se realiza de forma periódica (por ejemplo, cada hora, diario,
semanal). Esto se denomina frecuencia de recolección de datos.
La organización debería seleccionar una frecuencia de recolección de datos adecuada para cada
consumo de energía y variable relevante incluidos en el IDE y la correspondiente LBE. El período y la
frecuencia de recolección de datos deberían ser suficientes para captar las condiciones de operación
y proporcionar un número suficiente de puntos de datos para el análisis.
La frecuencia de recolección de datos puede ser mucho más alta que la frecuencia de informe con
el fin de medir y comprender el impacto de las variables relevantes en el desempeño energético.
Por ejemplo, puede ser necesaria la recolección de datos a nivel operativo cada hora, diaria o semanal
para evaluar las desviaciones significativas. Tales valores de energía y de las variables relevantes
pueden entonces ser agregados para revisiones mensuales a nivel organizacional.
Si se establecen nuevos sistemas de medición, la organización debería considerar la frecuencia de
datos necesaria para cumplir con sus necesidades de monitoreo de desempeño energético.
4.2.6.4
Garantizar la calidad de los datos
Antes de calcular los IDEs y las LBEs correspondiente, la organización debería revisar el conjunto
de valores de energía medidos y las variables relevantes para determinar la calidad de los datos.
Mediciones defectuosas, captura de datos defectuosa o las condiciones de operación atípicas pueden
producir valores atípicos significativos, los que pueden necesitar ser examinados.
Cuadro de ayuda práctica 4: Identificación y análisis de valores atípicos
Puede ser difícil de identificar y analizar los valores atípicos.
Por lo general, los valores atípicos se pueden identificar mirando un diagrama de dispersión. Esto puede ser por referencia
a una línea de tendencia o la función de las variables relevantes, con la media, desviación estándar y error estándar de
los datos que estás siendo calculados. Los puntos de datos en exceso de un número predeterminado de desviaciones
estándar de valor esperado de la línea o función de tendencia se pueden considerar como valores atípicos.
Por ejemplo, una parada de planta anual se traduce en una variación significativa en el consumo de energía que aparece
como un valor atípico en una semana particular de operación. Antes de excluir un valor atípico, las investigaciones se
deberían llevar a cabo para determinar si hay una razón legítima para el valor atípico, y si se excluye, las razones deberían
estar documentadas.
Si se excluyen algunas mediciones atípicas, se debería tener cuidado de que esto no introduce sesgos
en el IDE o su correspondiente LBE.
Las imprecisiones en los dispositivos de medición pueden socavar la validez de los datos recogidos. La
organización debería considerar la calibración periódica del equipo de acuerdo con las recomendaciones
del fabricante para reducir el riesgo de los datos inexactos.
La precisión de la medición y el nivel de incertidumbre se deberían tener en cuenta al interpretar y
reportar sobre los IDEs.
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4.3 Identificación de indicadores de desempeño energético
4.3.1
Generalidades
Al identificar un IDE, la organización debería entender sus características de consumo de energía,
como la carga base (es decir, el consumo de energía fijo), así como las cargas variables debido a la
producción, ocupación, clima u otros factores.
Las organizaciones definen metas para el desempeño energético como parte del proceso de
planificación energética de sus SGEs. Las metas de desempeño energético se deberían caracterizar
con valores de IDE.
Cuando los IDEs se comparan en el tiempo, deberían permitir a una organización determinar si el
desempeño energético ha cambiado y si se están alcanzando con sus metas.
Cuando se seleccionan adecuadamente los IDEs, los factores clave a tener en cuenta son los usuarios
de la información y sus necesidades.
Los principales tipos de IDEs son:
— valor de energía medido: consumo de un sitio completo o uno o más usos de energía medidos
por un medidor;
— relación de valores medidos: expresión de eficiencia energética;
— modelo estadístico: relación entre el consumo de energía y las variables relevantes utilizando
regresiones lineales o no lineales;
— modelo basado en la ingeniería: relación entre el consumo de energía y las variables relevantes
utilizando simulaciones de ingeniería.
4.3.2
Identificación de usuarios de indicadores de desempeño energético
Los IDEs deberían ser fácilmente comprensibles por parte de sus usuarios. El tipo y la complejidad
del IDE se deberían adaptar a las necesidades de los diferentes usuarios finales. Se pueden requerir
múltiples IDEs.
Los IDEs pueden ser desarrollados para los usuarios internos o externos. Los usuarios internos suelen
utilizar IDEs para gestionar mejoras en el desempeño energético. Los usuarios externos suelen utilizar
IDEs para satisfacer las necesidades de información derivadas de los requisitos legales y de otro tipo.
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Cuadro de ayuda práctica 5: Usuarios de IDE
Puede ser difícil saber quién puede ganar valor con IDEs de una organización. El esquema siguiente describe algunos
usuarios comunes.
–
Alta dirección - Las responsabilidades incluyen asegurar que los IDEs son apropiados para la organización, para
considerar el desempeño energético en la planificación a largo plazo, para garantizar que se cumplen todos los
requisitos legales y otros externos y asegurar que los resultados son medidos y reportados a intervalos determinados.
La alta dirección puede utilizar uno o más IDE(s) representando a toda la organización.
–
Representante de la dirección - Funciona con un equipo de gestión de la energía y es responsable de entregar
resultados medibles en el marco del SGE a la alta dirección. El representante de la dirección puede usar todos las
IDEs que la organización utiliza.
–
Gerente de planta o de instalaciones - Normalmente controla los recursos dentro de la planta o instalación y es
responsable de los resultados. El gerente de la planta o instalación debería comprender tanto el desempeño energético
previsto y cualquier desviación de desempeño deseado, tanto en términos de desempeño energético y en términos
financieros. Los gerentes de planta o instalaciones pueden usar todos los IDEs de su planta o instalación, incluido el
IDE con respecto a su USE.
–
Personal de operación y mantenimiento - Responsables de usar IDEs para controlar y garantizar una operación
eficiente mediante la adopción de medidas correctivas de las desviaciones en el desempeño energético, la eliminación
de pérdidas y la realización de mantenimiento preventivo para reducir la degradación del desempeño energético. El
personal de operación y mantenimiento pueden utilizar los IDEs relevantes para el proceso o equipos sobre los que
tienen la responsabilidad.
–
Ingeniero de procesos - Planifica, ejecuta y evalúa una acción de mejora de desempeño energético utilizando adecuado
IDE para la acción y su método de evaluación. El ingeniero de procesos puede utilizar IDEs complejos tales como los
modelos de ingeniería.
–
Usuarios externos - Puede incluir los organismos reguladores, asociaciones profesionales y sectoriales, auditores de
SGE, clientes u otras organizaciones.
Los IDEs se pueden establecer en los distintos niveles de la organización o instalación.
4.3.3 Determinación de características específicas de desempeño energético a ser
cuantificadas
La organización debería elegir el tipo de IDE para satisfacer las necesidades del usuario y la complejidad
de la aplicación. La Tabla 2 describe distintos tipos de IDE, así como una organización debería elegir
cada tipo.
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Tabla 2 – Tipos y aplicaciones de IDEs
Tipo IDE
Util para
–
Medición de reducciones
absolutas en uso o consumo
de energía
–
Cumplir requisitos
regulatorios basados en
ahorros absolutos
–
Monitoreo y control de las
existencias de energía y
costos
Valor de energía medida
–
Comprensión de las
tendencias en el consumo de
energía
–
Se obtiene cuando la
medición del consumo de
energía está dada por un
medidor, con o sin un factor
de conversión
Seguimiento del desempeño
energético de los sistemas
que tienen sólo una variable
relevante
–
–
–
Sistemas de monitoreo
donde hay poca o ninguna
carga base
Comparaciones
normalizadas a través de
múltiples instalaciones u
organizaciones (evaluación
comparativa1
Razón de valores medidos –
Cumplir requisitos regulatorios
basados en eficiencia
energética
–
Entendimiento de tendencias
de desempeño energético
–
1
Puede expresar la eficiencia
energética de un equipo o un
sistema
Ejemplos
–
El consumo de energía
(kWh) para iluminación
–
El consumo de
combustible (GJ) de las
calderas
–
El consumo de
electricidad (kWh)
durante las horas punta
–
La demanda máxima
(kW) en el mes
–
Total de ahorro de
energía (GJ) de los
programas relacionados
con eficiencia energética
–
KWh/tonelada de
producción
–
GJ/unidad de producto
–
KWh/m2 de superficie
–
GJ/días-hombre
–
Litros de combustible por
pasajero-kilómetro
–
Eficiencia de conversión
de una caldera (%)
–
Energía de entrada/
energía de salida
(por ejemplo,
“consumo específico”
en instalaciones de
generación de energía)
–
kWh/MJ para sistemas de
refrigeración
–
KW/Nm3 para sistemas
de aire comprimido
–
L/100km
–
kWh/valor-añadido en
unidad monetaria
–
KWh/unidad de ventas
Observación
–
No tiene en cuenta
los efectos de las
variables relevantes,
dando resultados
engañosos para
la mayoría de
aplicaciones
–
No mide la eficiencia
energética
–
No tiene en cuenta
la carga base y los
efectos no lineales
de uso de energía;
será engañosa para
instalaciones con
una gran carga base
En inglés: benchmarking.
(continúa)
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Tabla 2 – Tipos y aplicaciones de IDEs (continuación)
Tipo IDE
Util para
–
Sistema con varias variables
relevantes
–
Sistema con consumo de
energía de carga base
–
Cuando la comparación
requiere normalización
–
Modelamiento de sistemas
complejos donde la relación
entre el desempeño
energético y las variables
relevantes se pueden
cuantificar
–
Desempeño energético a
nivel organizacional con
varias variables relevantes
–
Ilustra la relación entre el
consumo de energía y las
variables relevantes
Modelo estadístico
Ejemplos
Observación
–
Desempeño energético
de una planta de
producción con dos o
más tipos de productos
–
Desempeño energético
de una instalación con
carga base
–
Desempeño energético
de un hotel con la tasa de
ocupación y temperatura –
exterior variables
–
–
Relación entre el
consumo de energía de
una bomba/ventilador y el
caudal
Para modelos con
múltiples variables
puede ser difícil
de determinar las
relaciones, los
modelos pueden
tomar tiempo en su
creación y puede
ser difícil asegurar
precisión
Puede no haber
claridad si cualquier
error residual se
debe al error de
modelación o la falta
de control sobre el
consumo de energía
–
Puede ser inexacto
si no se ha
confirmado mediante
pruebas estadísticas
–
Requiere una
detallada
comprensión del
sistema para definir
la forma funcional
correcta de relación
esperada cuando
los datos no son
lineales
–
Los modelos se
deberían mantener
para garantizar
resultados válidos
(continúa)
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Tabla 2 – Tipos y aplicaciones de IDEs (conclusión)
Tipo IDE
Modelo de ingeniería
NOTA 1
Util para
–
Evaluación del desempeño
energético de cambios
operacionales con
numerosas variables
–
Procesos y/o sistemas
transitorios que involucran
ciclos de retroalimentación
dinámicos
–
Sistemas con variables
relevantes interdependientes
(tales como la temperatura y
la presión)
–
Estimación de desempeño
energético en una etapa de
diseño
Ejemplos
–
Sistemas de generación
–
de energía industrial o
de potencia, donde los
cálculos de ingeniería o
simulaciones permiten
contabilizar los cambios
en las variables relevantes
y sus interacciones
–
Modelo del consumo
eléctrico de un equipo
de refrigeración
mediante la demanda
de frío, la temperatura
exterior (temperatura
de condensación) y la
temperatura interior
(temperatura de
evaporación)
–
Modelos integrales de
construcción que dan
cuenta de las horas de
operación, sistemas
HVAC centralizados
versus los distribuidos, y
diversas necesidades de
los ocupantes
Observación
Los modelos se
deberían mantener
para asegurar
resultados válidos
El tipo de IDEs también se aplicaría a las LBEs correspondientes.
NOTA 2 En el entorno de la edificación, kWh/m2 de superficie es de uso común, pero no es óptimo porque la superficie es
rara vez una variable relevante para los aparatos y/o iluminación. En edificios, un mejor IDE para aparatos y/o iluminación
sería kWh/ocupante-hora.
NOTA 3 En algunos casos, una organización podría necesitar combinar IDEs en una sola IDE. Por ejemplo, una
fábrica con múltiples actividades que tenga que presentar un único valor IDE para cumplir con un requisito del programa
gubernamental.
NOTA 4 En algunos casos, una organización puede presentar el desempeño del tipo de IDE modelo estadístico como
solo IDE. Por ejemplo, una organización podría utilizar un IDE que muestra el desempeño porcentual entre su consumo
esperado y el consumo real de toda la operación. Este IDE permitiría que la salida de un modelo estadístico se consolide
en un solo número que sea comprensible por la organización.
NOTA 5 Los modelos estadísticos y de ingeniería permiten comparaciones de desempeño energético en condiciones
equivalentes, incluso si hay cambios o variables relevantes. Los modelos generalmente describen la relación entre los
valores de energía y las variables relevantes en el período de línea base. Los modelos se explican con más detalle en
Anexo C.
El Anexo C proporciona información adicional sobre la selección IDEs.
El Anexo D proporciona información acerca de la normalización de IDEs y LBEs correspondientes.
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4.4 Establecimiento de líneas bases de energía
4.4.1
Generalidades
La LBE se caracteriza por el valor del IDE durante el período de línea base. Una comparación entre la
LBE e IDEs del período de informe se puede utilizar para ilustrar el progreso hacia el cumplimiento de
los objetivos energéticos y objetivos de energía y demostrar las mejoras en el desempeño energético.
Se deberían tomar las siguientes medidas para establecer una LBE:
— determinar el propósito específico con la LBE que se utilizará;
— determinar un período de datos adecuado;
— recolección de datos;
— determinar y probar la LBE.
4.4.2
Determinación de un período de línea base adecuado
Al establecer las LBEs la organización debería determinar un período de datos adecuado teniendo en
cuenta la naturaleza de sus operaciones. El período de línea base y el período de informe deberían
ser lo suficientemente largos como para asegurar que la variabilidad en los patrones de operación se
contabilizan por la LBE e IDE. Normalmente, estos períodos son de 12 meses de duración para dar
cuenta de la estacionalidad en el consumo de energía y las variables relevantes.
La frecuencia con la que una organización adquiere datos es un factor importante en la determinación
de un período de línea base adecuado. El período de línea base debería tener una duración suficiente
para captar las variaciones en las variables relevantes, tales como la estacionalidad de la producción,
los patrones climáticos, otros.
Cuadro de ayuda práctica 6: Período típico de línea base a ser considerado
Los períodos típicos a tener en cuenta son:
–
Un año - La duración de LBE más común es de un año, probablemente debido a la alineación con gestión de la
energía y los objetivos de negocio, tales como la reducción del consumo de energía con respecto al año anterior. Un
año también incluye la gama completa de las estaciones y, por lo tanto, puede capturar el impacto de las variables
relevantes, como el tiempo en el uso y consumo de energía. También puede capturar una amplia gama de ciclos
de operación de negocios, donde la producción puede variar durante el año debido a los patrones de demanda de
mercado anuales.
–
Menos de un año - La duración de la LBE de menos de un año se puede adecuar en casos donde no hay estacionalidad
en el consumo de energía o cuando períodos cortos de operación capturan un rango razonable de los patrones de
operación. Duraciones cortas de LBE también se pueden necesitar para las situaciones en las que hay una cantidad
insuficiente de datos históricos fiables, apropiados o disponibles (por ejemplo, cuando los cambios en la organización,
políticas o procesos hacen sólo los datos actuales disponibles).
–
Más de un año - La estacionalidad y tendencias de negocios se pueden combinar para hacer un LBE óptima multianual.
Específicamente, los períodos multianuales de LBE a medida, son útiles para ciclos de producción extremadamente
cortos, donde los fabricantes anuales cuando una empresa fabrica productos durante unos meses cada año y es
relativamente inactivo durante el resto del año (por ejemplo, una bodega de vinos podría querer seguir el desempeño
energético sólo durante el período de prensado y fermentación de cada año, sin embargo durante varios años).
–
Es necesario preparar el conjunto de datos de la LBE que se debería comparar con el IDE dentro del período de
informe. Si una organización desea monitorear IDEs todos los días, incluso cuando un período de línea base es de un
año, se requieren datos diarios para la LBE. En este caso, la LBE se establece para un año de datos diarios.
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Algunas organizaciones desarrollarán una línea base utilizando condiciones de operación estándar,
basada en datos multianuales. Por ejemplo, un edificio comercial puede utilizar los datos del tiempo
promedio en los últimos 40 años para caracterizar las condiciones típicas de operación y aplicar estos
datos para crear una LBE.
NOTA
En algunos casos, como cuando una nueva instalación se está construyendo y no hay antecedentes de
operación adecuados, puede ser necesario simular, estimar o calcular el consumo de energía que se espera de la nueva
instalación para servir como LBE.
4.4.3
Determinación y prueba de líneas base de energía
Para determinar la LBE, el correspondiente IDE se debería medir o calcular utilizando el consumo de
energía y los datos de variables relevantes del período de línea base. Si procede, la LBE se debería
probar para asegurar válidamente que es una referencia apropiada para la comparación. Cuando
se utilizan modelos, la validez de la LBE se puede determinar mediante pruebas estadísticas como
P-Value, F-Test o el coeficiente de determinación para determinar si el modelo estadístico ha sido bien
establecido desde los datos. Si se determina que no es válido, la organización debería considerar el
ajuste de la LBE o determinar un nuevo modelo, correspondiente al IDE y a la LBE. Los resultados de
las pruebas se deberían registrar.
4.5 Uso de indicadores de desempeño energético y líneas base de energía
4.5.1
Determinación de cuándo es necesaria la normalización
La comparación directa del consumo de energía (método no normalizado) entre el período de línea
base y el período de informe sólo se puede lograr si no hay cambios significativos en las variables
relevantes.
Con el fin de comparar el desempeño energético entre dos períodos en condiciones equivalentes,
el IDE y la correspondiente LBE se deberían normalizar usando variables relevantes de la manera
siguiente:
— en caso de una única variable significativa relevante y una pequeña carga base, una relación
simple de consumo de energía dividida por la variable relevante se puede utilizar (por ejemplo, un
consumo específico de energía);
— en caso de múltiples variables relevantes o una gran carga base, se utiliza un modelo que describe
la relación entre el consumo de energía y las variables relevantes.
El Anexo D proporciona información acerca de la normalización de IDEs y LBEs utilizando variables
relevantes.
Cuadro de ayuda práctica 7: Evaluación de medidas comparativas
EJEMPLO
El consumo de electricidad en la instalación se redujo en 200 000 kWh/año entre 2008 y 2012.
Sin información adicional acerca de los cambios que se produjeron entre 2008 y 2012, sería difícil determinar si se ha
avanzado en el cumplimiento de objetivos y metas de la organización.
Por ejemplo, si la demanda del mercado requiere un cambio en la guía de productos elaborados durante el año 2011 y
2012, la caída del consumo antes citada podría o no estar relacionado con la mejora del desempeño energético. Si la
organización estableció objetivos de mejora basado en la eficiencia o intensidad o el consumo total, excluyendo los efectos
atribuidos a los cambios en la mezcla de productos, entonces la comparación directa de los resultados que muestran una
mejoría podría ser engañosa.
22
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4.5.2
Cálculo de las mejoras de desempeño energético
Para evaluar los cambios en el desempeño energético, las organizaciones deberían cuantificar los
IDEs durante el período de referencia y comparar estos valores con las LBEs correspondientes.
La organización también debería comparar el desempeño energético cuantificado con sus metas
energéticas y tomar medidas.
Hay muchos enfoques y técnicas para las organizaciones para calcular y expresar el desempeño
energético.
Cuadro de ayuda práctica 8: Cálculo de mejoras del desempeño energético
Puede ser difícil para las organizaciones elegir de la gran cantidad de enfoques para medir la mejora del desempeño
energético. Los enfoques siguientes son comunes.
–
Diferencia de IDE: Esta es la diferencia entre el valor del IDE en el período de línea base y el valor del IDE en el
período de informe. Esto se puede ilustrar en la ecuación siguiente, donde el valor IDE de línea base es B, y el valor
de informe es R:
Diferencia = R - B
–
Porcentaje de cambio: Es el cambio en los valores del período desde el período de línea base al período de informe,
expresado como un porcentaje del valor del LBE. Esto se puede ilustrar en la ecuación siguiente:
Cambio porcentual = [(R - B)/B] x 100
–
Razón actual: Esta es una relación o razón del valor del período de informe dividido por el valor del período de línea base.
Razón actual = (R/B)
Estos tres enfoques comunes se pueden utilizar para todo tipo de IDEs y LBEs.
4.5.3
Comunicación de cambios en el desempeño energético
El desempeño energético se debería presentar en base a las necesidades de los usuarios. Por lo
general se debería mostrar o reportar con IDEs, LBEs y un valor de meta energética.
Para obtener información sobre las formas de monitorear y reportar el desempeño energético,
ver Anexo E.
4.6 Mantenimiento y ajuste de indicadores de desempeño energético y de líneas bases
de energía
Cuando se producen cambios de instalaciones, sistemas o procesos, uso de energía, consumo de
energía, eficiencia, y las variables relevantes asociadas se pueden ver afectadas. La organización
debería asegurar que los actuales IDEs, los correspondientes límites y LBEs siguen siendo adecuados
y eficaces para medir el desempeño energético. Si ya no son apropiados, la organización debería
cambiar o desarrollar nuevos IDEs o hacer ajustes a la LBE.
Existen varias pruebas para determinar si el IDE y la LBE siguen siendo adecuados o válidos,
incluyendo:
a)
la comparación de los valores de línea base de las variables relevantes con las condiciones del
período de informe para ver si están dentro de un rango estadístico válido (se utiliza con modelos
estadísticos);
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b)
identificar cualquier cambio importante en factores estáticos, que podría invalidar el cálculo del
desempeño energético en condiciones equivalentes incluyendo la agregación o eliminación de
procesos de producción principales y cambios mayores en la producción como cambios en el
número de turnos de producción.
Si los valores de LBE ya no son válidos, entonces es necesario hacer ajustes para el cálculo del
desempeño energético. El período de línea base se puede ajustar (por ejemplo, cambiar a un período
de tiempo diferente) o el desempeño energético se puede calcular sin cambiar el período de línea
base, utilizando varios métodos, incluyendo:
— utilizar datos del período de informe para desarrollar un modelo estadístico y luego calcular
el desempeño utilizando los datos de línea base actual; este enfoque se suele denominar
“backcasting”;
— utilizar datos en base a condiciones estándar para desarrollar un modelo estadístico y luego
calcular el desempeño con la energía actual y datos de variables relevantes de la línea base y el
período de informe.
También se pueden utilizar combinaciones de estos enfoques. Estos métodos son importantes para que
las organizaciones se sometan a una cantidad significativa de cambios y mantengan constantemente
ajustado su período de línea base.
Cuadro de ayuda práctica 9: Ejemplos de cambios de IDE y LBE
Los cambios siguientes son relativamente comunes que una organización puede anticipar:
–
Cambio en factor estático - Si un factor estático (ver 4.2.5) cambia, la LBE relacionada puede requerir ajuste. En
algunos casos, se puede necesitar el desarrollo de nuevos IDE y LBE. Las pruebas estadísticas pueden demostrar si
la organización opta por desarrollar una nueva LBE o un nuevo IDE.
–
Cambio en el uso de energía - Cuando una organización hace un cambio fundamental en las formas de energía
que está utilizando, es posible que tenga que modificar lo que se está monitoreando (IDEs) y cómo esos factores se
ponderan en su LBE.
–
Disponibilidad de datos - Mejoras en la medición y recolección de datos del sistema de la instalación pueden dar lugar
a mejor calidad de datos convirtiéndose en variables relevantes disponibles o nuevas que aparecen a la luz. Entonces,
cambios en IDEs y LBEs se pueden desear.
–
Frecuencia de datos - Si los datos se recolectan a intervalos más regulares o con una mayor frecuencia, esto podría
permitir una gestión más eficaz con un nuevo IDE y LBE.
–
Cambios de meta - Las organizaciones pueden querer actualizar el período LBE con el fin de fijar en logros obtenidos
hasta la fecha y enfocarse en la mejora del desempeño energético respecto del desempeño energético actual en vez
de un período pasado. Una decisión estratégica de tal naturaleza, requiere la actualización de la LBE a un período
reciente (como el año pasado) para servir como nuevo punto de referencia.
–
Uso de un método predeterminado - La organización puede encontrar útil identificar condiciones de antemano que
puedan requerir cambios en IDEs o ajustes a LBEs. La organización también debería determinar de antemano las
reglas y métodos que serán utilizados (ver 3.1, NOTA 3).
–
Revisión por la dirección - Una de las entradas para la revisión por la dirección es la revisión de los IDEs. Por lo tanto,
una salida de la revisión podría ser un cambio a IDEs.
La organización debería registrar y revisar periódicamente el método para determinar y actualizar los
IDEs y LBEs correspondientes.
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Anexo A
(informativo)
Información generada a través de la revisión energética
para identificar IDEs y establecer LBEs
La norma ISO 50001 requiere que se lleve a cabo una revisión energética. La Tabla A.1 presenta más
detalles sobre las actividades resultantes de la revisión energética.
Tabla A.1 – Ejemplos de actividades de revisión energética
Revisión energética
a)
analizar el uso de
a.1)
identificar las fuentes actuales de Crear una lista: fuentes de energía y los valores de energía
a.2)
energía
(consumo, potencia máxima, otros)
evaluar el uso y consumo de energía –
Crear gráficos de tendencias de valores de energía por
energía, consumo
de energía
Actividades típicas resultantes de la revisión energética
pasado y presente
y eficiencia,
uso (propósito)
en base a la
–
medición y otros
b)
datos
en base al uso
Crear gráficos de tendencias de valores de energía por
fuente
b.1)
identificar las instalaciones, equipos, –
y consumo de
sistemas,
energía, identificar
de trabajo, para o en nombre
procesos
y
personal
las áreas de USE
de la organización, que afecten –
significativamente el uso y consumo
–
b.3)
Agregar los valores de energía a esta lista
Añadir información sobre los candidatos a USE a esta
identificar otras variables pertinentes –
lista
Identificar variables relevantes que afectan el valor
que afecten los USEs
energético (ver 4.2.3, definir y cuantificar las variables
determinar el desempeño energético –
relevantes)
Crear una lista: propósito de la gestión en cada nivel de
actual de las instalaciones, equipos,
gestión y priorizar (ver 4.3.1)
sistemas, procesos en relación a los
USEs identificados
b.4)
Agregar información sobre el personal a esta lista
–
de energía
b.2)
Crear una lista: instalaciones, equipos, sistemas, procesos
–
Establecer límites IDE (ver 4.2.2)
–
Identificar IDEs en cada límite IDE (ver 4.3)
–
estimar el uso y consumo de energía –
Establecer LBEs correspondientes a los IDEs (ver 4.4)
Estimación de valor de la energía utilizando el gráfico de
futuros
tendencias
–
Estimación de valor de la energía utilizando el modelo
del LBE en caso de utilizar IDEs basados en modelos
c)
identificar,
–
priorizar y
registrar
oportunidades
para mejorar
el desempeño
(ver Anexo C)
Examinar las acciones de mejora de desempeño
energético (AMDE) y crear una lista
–
Añadir valor (o medida) meta para cada IDE a esta lista
–
Estimación de inversión aproximada
–
Priorizar las oportunidades en base en el retorno de
energético
inversión
–
Desarrollar un plan de implementación y mantener los
registros
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Anexo B
(informativo)
Ejemplo de límites IDE en un proceso de producción
En el proceso de mejora del desempeño energético, es importante encontrar la parte más ineficiente
en el sistema de producción. Un límite IDE se puede utilizar eficazmente para centrarse en esta parte
por el estrechamiento del límite. Como primer paso, el límite IDE es toda la fábrica. Para toda la fábrica,
los puntos de datos aparecen como una nube al azar, como en el diagrama X-Y en Figura 6. En tales
casos, el límite meta se debería dividir en varios límites IDE. A continuación, el límite IDE se debería
estrechar en el USE del sistema de producción para encontrar un área específica para la mejora de
eficiencia energética. La Figura B.1 muestra el proceso de división límite IDE.
Primer paso
Límite del SGE
Límite IDE (todo)
Segundo paso
Límite IDE (# 1 todo)
Límite IDE (# 1 - 1 USE instalación)
USE de la instalación
Límite IDE (# 1 - 2 otros)
Tercer paso
Equipo USE
Límite IDE (# 1 todo)
Límite IDE (# 1 - 1 USE instalación)
Límite IDE (# 1 - 1 - 1 equipo USE)
Límite IDE (# 1 - 1 - 2 otros equipos USE)
Límite IDE (# 1 - 2 otros)
Figura B.1 – IDE proceso de división de límites
La división de los límites IDE se podría realizar de la manera siguiente:
a)
el número de divisiones se debería reducir al mínimo;
b)
se recomienda primero que el límite se divide en dos partes, tales como el USE y otra;
26
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c)
las instalaciones que funcionan de la misma manera se deberían categorizar juntas;
d)
la instalación debería estar dividida en algunas partes (por ejemplo, instalaciones para el
producto X, instalaciones para el producto Y, instalaciones de servicios públicos);
e)
las LBEs se deberían establecer para cada estado operacional del límite IDE.
Los estados operacionales se refiere a: producción en incremento, operación normal, almacenamiento
de producción, detención de producción, otro. Como mínimo, se recomienda que las organizaciones
establezcan al menos dos LBE para condiciones de estados operacionales: bajo condiciones de
producción y en condiciones de no producción.
Con los procedimientos anteriores, las características energéticas de la organización se pueden
modelar fácilmente. Este método divide un límite en sublímites y los modela de acuerdo a su estado.
Este método es más fácil que el análisis de todos los datos y la creación de un modelo de regresión
no lineal. Los resultados que se aplican los sublímites bien definidos pueden también ser más fáciles
de interpretar.
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Anexo C
(informativo)
Orientación adicional sobre indicadores de desempeño energético
y líneas bases de energía
C.1
C.1.1
Guía práctica para IDEs y LBEs
Valor de energía medida
Las organizaciones pueden elegir los ahorros absolutos de energía como meta energética. En tal
caso, la LBE se debería ajustar para calcular los ahorros de energía en condiciones equivalentes. Si
se garantizan condiciones equivalentes, se puede realizar la comparación directa de la LBE con el IDE
(por ejemplo, modernización del sistema de refrigeración en un frigorífico).
C.1.2
Razón de valores medidos
Las organizaciones que operan muchas instalaciones de un uso similar pueden utilizar una proporción
o razón para comparar el desempeño energético de instalación a través de múltiples instalaciones
y/o efectuar evaluaciones comparativas (benchmark) en relación a competidores o estándares de la
industria.
C.1.3
IDE basado en modelo estadístico
Los modelos se pueden derivar de regresiones lineales, regresiones no lineales (por ejemplo, relaciones
no lineales aparecen en ventiladores o bombas) o pueden ser construidos utilizando teorías basadas
en la ingeniería. Las teorías basadas en la ingeniería se pueden aplicar cuando existen relaciones
complejas entre el consumo de energía y las variables relevantes que no se pueden capturar con
precisión con regresiones.
Los IDEs basados en modelos son útiles también para el examen y evaluación de una acción de
mejora de desempeño energético (ver nivel IDE, 2.1.1.1 en Tabla C.2 - normalizado para humedad del
aire).
C.2
Ejemplos de tipos IDE y aplicaciones
La Tabla C.1 proporciona descripciones sobre tipos IDE, así como ejemplos de sus aplicaciones.
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Tabla C.1 – Ejemplos de tipos IDE y aplicaciones
Ejemplo 1
Valor energético
medido
Artículo
Ejemplo 2
Ejemplo 4
Ejemplo 3
Relación entre el valor
medido
Modelo de
ingeniería
Modelo estadístico
Tipo de compañía
–
Compañía de
pulpa y papel
–
Compañía
siderúrgica
–
Compañía hotelera
–
Campus
universitario
Proceso
–
Generación de
vapor
–
Horno de arco
eléctrico
–
Calefacción por
caldera a petróleo
–
Calefacción y
enfriamiento
Intención
–
Eliminar el uso
–
de petróleo para
rebajar costos
Lograr consumo
específico de
energía (CEE) de
clase mundial y
permanecer en el
negocio
–
Disminución de
costos de empresas
de servicios públicos
–
Alcanzar
metas de
sostenibilidad
Acciones de mejora
–
Aumentar
la eficiencia
energética de la
caldera
–
Varias acciones de
mejora
–
Capacitación a
operadores de
calderas
–
Controles y
aislamiento
Consumo de
petróleo
(kl/mes)
–
CEE (kWh/tonelada) –
Eficiencia energética
(L/grado-día)
–
kW/persona
–
KWh/año
IDE = 0 (kl/mes)
–
IDE y correspondiente –
LBE
Meta
–
Nota
La compañía no
se preocupa por la
temperatura exterior
y el cambio en la
producción
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Reducir CEE 2%
por año y lograr
nivel de clase
mundial a los 4
años
–
Mejorar eficiencia
energética en 5%
–
Meta
modelada es
de un 20%
de reducción
después de
los ajustes.
–
Este hotel fijó el
–
costo energético
del IDE al principio.
Sin embargo, las
acciones de mejora
de desempeño
pudieron ser
confirmadas.
Debido a que el
precio unitario del
petróleo subió y la
temperatura promedio
en el período de línea
base fue mayor. Así,
esta empresa decidió
utilizar la eficiencia
energética como IDE
El modelo
funciona
incluyendo
todas las
variables
relacionadas
con las
medidas.
29
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C.3
Caso estudio
Una organización produce dos líneas de productos: A y B.
Después de completar una exhaustiva revisión energética de su instalación manufacturera, el equipo
de gestión de la energía de la organización llega a las conclusiones siguientes:
— la instalación utiliza electricidad, comprada a un proveedor externo, como la única fuente de
energía;
— la tasa de producción (run-rate) de cada línea de producción puede variar de 0% a 100%;
— la salida de cada línea de producción se mide independientemente en kg;
— el CEE (consumo de energía por kg) de la línea B es 10 veces mayor que el de la línea A y la
producción en volumen de cada línea es casi lo mismo;
— La calidad de la materia prima varía;
— Hay un proyecto programado para actualizar todos los motores en línea de producción A.
Las diferentes funciones dentro de la organización incluyen gerente comercial/marketing, el gerente
de operaciones de las instalaciones, el departamento de contabilidad, el ingeniero de producción de la
línea A y el ingeniero de producción de la línea B, así como los técnicos de operación de cada línea. El
equipo de gestión de la energía mantiene conversaciones con cada una de estas funciones y en base
a estas discusiones, el equipo determina que, debido a la naturaleza multinivel de la organización, con
cada nivel se tienen responsabilidades específicas sobre el desempeño energético en su propio nivel
y ámbito de control, un conjunto escalonado de IDEs se debería establecer con el fin de proporcionar
a la organización la información que necesita para gestionar eficazmente y mejorar el desempeño
energético. Cada grupo funcional requerirá diferentes niveles de información para cumplir con los
requisitos de gestión y para responder a preguntas específicas de gestión de energía. A partir de que
las dos líneas de producción tienen CEE bastante diferentes, se seleccionó el consumo de energía por
valor de la producción (intensidad energética) como el IDE a nivel de instalación.
Entonces, el equipo recopila los datos de series de tiempo a nivel de instalación y a nivel de líneas
de producción, para el consumo de energía, costos de energía, calidad y cantidad de materia prima
y la cantidad, la producción para cada línea y las condiciones climáticas. El equipo utiliza los datos
recogidos para modelar la instalación y las dos líneas de producción. Mediante el análisis de los datos
y el modelamiento, el equipo determina que existe una correlación entre los cambios en algunas de
las variables y el consumo de energía. El equipo identifica las siguientes variables relevantes: cantidad
de producción, tasa de producción, guía de productos y la humedad del aire.
El análisis de datos en este caso, indica que la calidad de la materia prima no causa un cambio
significativo en el consumo de energía. El equipo establece los IDEs en una jerarquía presentada en
Tabla C.2, con los IDEs de nivel superior (por ejemplo 1.1) orientados a las necesidades de información
de nivel superior, con IDEs más específicos (por ejemplo, 2.1.1.1) dirigidas a los ingenieros y técnicos
de línea. El equipo de gestión de la energía se refiere a Tabla C.2 para guiar el uso y el propósito de
los IDEs.
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Tabla C.2 – Uso y propósito de IDEs
Niveles IDE
1
1.1
a
Propósito/necesidad
Tipo IDE
Usuarios IDE
IDEs a nivel de negocio de la instalación
Consumo
nivel
de
de
la
energía –
instalación
(kWh/día)
Control del costo total de Valor de energía medida
producción
–
Elaboración de presupuesto
–
Alta dirección
–
Departamento de contabilidad
–
Líderes de negocios
–
Administradores de
presupuesto
1.1.1 Consumo de energía a nivel –
Control
de la instalación por volumen de
energética total
la producción (kWh/US$)
–
de
la
eficiencia Razón de valores medidos
Tomadores de decisión de la
instalación
Evaluar el efecto de acciones
de mejora
2
–
–
Gerente de marketing
–
Departamento de ventas
–
Gerente de manufactura
–
Gerente comercial
–
Propietario de las instalaciones
–
Ingeniero de planta A
–
Administrador de presupuesto
–
Departamento de contabilidad
–
Gerente de marketing
–
Departamento de ventas
–
Gerente comercial
–
Ingeniero de planta A
–
Administrador de presupuesto
–
Departamento de contabilidad
–
Ingeniero de planta A
–
Técnicos de operaciones planta A
IDEs línea de productos A
2.1 Consumo de energía línea A –
Control del costo total de Valor de energía medida
(kWh/día)
producción de la línea A
–
Elaboración de presupuesto
2.1.1 Consumo de energía línea –
Control
A por kg de salida de producto
energética de la línea A
(kWh/kg)
–
de
la
eficiencia Razón de valores medidos
Evaluar el efecto de AMDE
2.1.1.1 Consumo de energía línea –
Evaluar
A por kg de salida de producto
humedad del aire
el
efecto
de
la Razón de valores medidos
(kWh/kg) - normalizado para la
humedad del airea
2.1.1.2 Consumo de energía línea –
Evaluar el efecto de la tasa Razón de valores medidos
A por kg de salida de producto
de producción
Igual que 2.1.1.1
(kWh/kg) - normalizado para la
tasa de producción
2.1.1.2.1 Consumo de energía –
Evaluar efecto de humedad Razón de valores medidos
línea A por kg de salida de
del aire y de la tasa de
producto (kWh/kg) - normalizado
producción
Igual que 2.1.1.1
para la humedad del aire y tasa
de producción
3
IDEs línea de productos B (igual que la línea A)
Se repite para línea B
a “Normalizado para la humedad del aire” se refiere a la normalización adicional por la humedad del aire para un CEE normalizado por
salida del producto. Si la humedad del aire y la CEE tienen relación proporcional, se puede calcular un CEE normalizado. La tasa de
producción se puede normalizar de la misma forma (CEE Normalizado = CEE x humedad del aire/humedad del aire de referencia).
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Anexo D
(informativo)
Normalización de líneas bases de energía utilizando la normalización
de las variables relevantes
D.1
Concepto de normalización
La normalización es un término que se utiliza ampliamente y puede tener significados sustancialmente
diferentes en diferentes campos y aplicaciones. En este contexto, la normalización se utiliza para
describir el proceso de modelamiento de los datos de consumo de energía con respecto a las variables
relevantes con el fin de comparar el desempeño energético bajo condiciones equivalentes. Típicamente,
los métodos estadísticos como la regresión lineal se utilizan para normalizar o modelar el consumo
de energía con respecto a las variables relevantes. El concepto general de cálculo del desempeño
energético mediante IDEs y LBEs normalizados se ilustra en Figura D.1.
La línea punteada en Figura D.1 muestra los valores de consumo de energía basado en un modelo
estadístico de IDE que normaliza el consumo con respecto a las variables relevantes. Los valores
de las variables relevantes durante el período de línea base se utilizan para desarrollar el modelo.
La línea discontinua muestra el consumo actual de energía. Si el modelo estadístico es desarrollado
correctamente, entonces los valores del IDE durante el período de línea base o LBE, predicen el
consumo real durante el período de línea base con precisión.
NOTA
Los valores previstos y actuales de consumo de energía durante el período de línea base típicamente no se
superpondrán exactamente unos sobre otros, como se muestra en Figura D.1.
El modelo también se puede utilizar para predecir el consumo de energía futuro. Utilizando los valores de
las variables relevantes durante períodos futuros en el modelo, entregará una predicción o estimación
de valores para el consumo de energía. Al comparar la predicción del consumo de energía con el
consumo actual de energía, se puede calcular la mejora del desempeño energético. La diferencia
entre el consumo actual de energía y el consumo previsto o esperado indicará si se ha producido una
mejora del desempeño energético. Si una organización está implementando activamente sus planes de
acción, entonces esta diferencia debería ser evidente. La predicción del consumo de energía muestra
que la energía que se habría consumido en el período de informe si las oportunidades de mejora de
desempeño energético o los planes de acción no se hubieran implementado.
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7
Esperado
6
Consumo MWh
5
4
Actual
3
2
Cambios
1
0
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
31
34
Mes
Figura D.1 – Cálculo del desempeño energético utilizando la normalización
D.2
Ejemplos de cálculo de normalización
El IDE cuantifica la relación matemática entre el consumo de energía y las variables relevantes. Usando
regresión lineal, una relación ejemplo puede ser de la forma siguiente:
Consumo de energía (kWh) = A + B x Producto A + C x T
en que:
A
= consumo de energía fijo (carga base) (kWh);
B
= consumo de energía por unidad del producto A (kWh/unidad);
Producto A = volumen de producción del producto A (unidades/mes);
C
= consumo de energía por cada grado de temperatura mensual por semana
(kWh/C);
T
= temperatura media mensual (°C).
Los factores A, B y C se derivan de métodos de modelamiento estadístico utilizados para desarrollar
regresiones lineales.
Esta relación también debería cumplir con las pruebas estadísticas. Ejemplos de la prueba son
coeficiente de determinación (R2), coeficiente de variación (CV) y el F-test.
Las variables independientes o relevantes utilizadas en la ecuación también deberían ser
estadísticamente significativas en la explicación de la variación en el consumo de energía. Para evaluar
la significación estadística, necesitará cada variable para cumplir con un cierto valor-p.
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Si el modelo no es estadísticamente sólido entonces es posible que tenga que explorar:
a)
se pueden haber perdido las variables relevantes;
b)
eliminación de valores atípicos de datos;
c)
cambio del período de agregación datos (es decir, por hora, en vez de, diario, en vez de, mensual,
otro).
Por lo general, el modelamiento del consumo de energía se podría desarrollar utilizando los valores de
las variables relevantes durante el período de línea base.
NOTA
Otros períodos de tiempo entre e incluyendo la línea base y los períodos de informes se pueden utilizar para
desarrollar el modelo de regresión. Este es un tema más avanzado.
Para calcular el desempeño energético, los valores de las variables relevantes en el período de informe,
serán utilizados en la ecuación anterior para calcular el consumo de energía esperado o previsto y
compararlo con el consumo real de energía, como se ilustra a continuación:
Consumo de energíaR (kWh) = A + B x Producto AR + C x TR
en que:
consumo de energíaR = consumo de energía previsto durante el período de informe;
valores A, B y C
= se desarrollan a partir del análisis de regresión lineal;
producto AR
= medido del volumen de producción durante el período de informe;
TR
= valor medido de la temperatura promedio mensual durante el período
de informe.
El concepto del proceso de cálculo anterior se ilustra en Figura D.2.
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Consumo de energía estimado
Erep_est = f(P rep)
•
Cambios en el consumo de energía
ΔE
Período de línea base
= Erep_est - Erep_act
↑
↑
Estimado
Actual
Período de informe
ǻE
Erep-est
E base
Modelo
E = f(RV)
Erep-act
Tiempo
P base
Prep
Tiempo
Energía
Variante relevante
(producción)
Consumo de energía
•
E = f(RV)
Producción
Figura D.2 – Proceso de cálculo de normalización
El modelo de consumo de energía se desarrolla utilizando los valores de volumen de producción durante
el período de línea base. El modelo en este caso sólo utiliza una variable relevante: la producción.
El modelo estimaciones o predice el consumo de energía, Erep_est, basado en los valores de las
variables relevantes en el período de informe. La diferencia en el consumo de energía, DE, entre el
consumo real de energía, E rep_act, y el consumo estimado de energía es la mejora del desempeño
energético calculado.
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Anexo E
(informativo)
Seguimiento e informe del desempeño energético
E.1
Generalidades
La Figura E.1 muestra el esquema del concepto de desempeño energético y su método de visualización.
Es requerido para mostrar los resultados medidos de acuerdo a las necesidades de los usuarios.
Por ejemplo, para la alta dirección puede preferir el esquema de los resultados de toda la organización.
Los resultados en relación con acciones específicas pueden ser más adecuados para un operador
de planta. Los resultados detallados pueden ser más adecuados para los ingenieros con el fin de
encontrar oportunidades para establecer acciones de mejora del desempeño energético.
El valor real de energía y sus variables relevantes pueden ser referidos por estas métricas como se
ilustra en Figura E.1. También se proporciona información sobre el período de línea base registrada
como un conjunto de datos. Además, también se proporcionan valores estimados por los modelos LBE
si se utiliza IDE basado en modelos.
Otro Refrigración Calefacción
Uso de energía
Cambios
Medido
Meta
Cambios
Consumo
Consumo de energía
Gráfico de tendencia (consumo)
Cambios totales
Eficiencia
Eficiencia energética
Intensidad energética
Meta
Producto A
Producto B
Producto C
CEE
Desempeño
energético
Estimado
Modelo
LBE
Referencia
Valor de
energía
Estimado
Valor de
energía
Variables relevantes
Valor de energía
Otro
Conjunto
de datos
Potencia punta
Consumo
Potencia
punta
CEE con variables relevantes
Gráfico X-Y (de producción)
Fórmula compleja
de eficiencia
Hoy 315
Ayer 410
Año ant. 295
Panel
12,8%
Cálculo de la eficiencia
Visualización
Actual
Figura E.1 – Visión general de seguimiento e informe del desempeño energético
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E.2
Tipos de métodos de seguimiento e informes
Las organizaciones pueden utilizar una variedad de informes y diversos tipos de métodos de
seguimiento y presentación de informes de desempeño energético, incluyendo:
— comparación del desempeño actual con el desempeño meta (tabla comparativa de meta e IDE
actual);
— gráfico de tendencia de IDEs (y variables relevantes);
— gráfico X-Y (por ejemplo, el consumo de energía versus producción);
— evaluación de la varianza (varianza);
— gráfico suma acumulativa (CUSUM);
— visualización utilizando diversas herramientas de análisis;
— gráficos multidimensionales con benchmarking interno;
El seguimiento también se puede llevar a cabo utilizando un cuadro de alarmas para anomalías en los
valores IDE en tiempo real.
En cada caso, la información se puede representar gráficamente o en tablas.
E.3
Comparación de meta e IDE actual
Ejemplos de comparaciones de IDEs de tres elementos de desempeño energético se muestran a
continuación:
a)
Consumo de energía (ver Figura 3): se comparan los consumos energéticos del período de línea
base y el período de informe.
b)
Eficiencia energética [ver Figura E.2 a)]: se comparan los CEE del período de línea base y del
período de informe.
c)
Uso de energía [ver Figura E.2 b)]: se comparan las porciones de un uso específico de energía
del período de línea base y el período de informe.
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Período de informe
Eb
LBE
Er
Referencia IDE
Consumo de energía del
período de informe
Pr
Pb
Producción del período
de informe
Producción del período
de línea base
Meta
IDE actual
Consumo de energía del
período de línea base
Mejora
IDE
Producción
Consumo
de energía
Período de línea base
Tiempo
Consumo específico de energía (CEE) = Ex / Px
Er
Eb
1,5
Pb
1,1
Pb
a)
LBE
Iluminación
0
Año base
IDE
Calefacción (59%) Refrigeración
Refrigeración
Calefacción (68%)
Razón de uso de energía (%)
Iluminación
Meta
IDE actual
100
Referencia IDE
Mejora
Este año
b)
Figura E.2 – Ejemplo de IDEs respecto de la eficiencia energética y el uso de energía
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La Figura E.3 muestra cómo la LBE, el IDE actual, y la meta se pueden mostrar. También se muestra la
diferencia entre la meta y el IDE actual. Los gerentes de instalaciones u operadores pueden encontrar
los impactos de su trabajo sobre el desempeño energético y tomar medidas si es necesario.
Consumo de energía
24 de febrero 2015
LBE
IDE actual
Meta
Meta - Actual
Figura E.3 – IDE y meta
E.4
Gráfico de tendencia
Los IDEs se deberían medir para instalaciones individuales y equipos que tienen uso significativo
de energía. Estos IDEs medidos individualmente pueden ser monitoreados continuamente y pueden
variar con el tiempo. Los IDEs y las variables relevantes se pueden visualizar en conjunto como un
gráfico de tendencias en tiempo real. Los cambios en los IDE se pueden demostrar.
Con la investigación de las causas de la variación, se puede identificar el uso innecesario de energía.
Como se muestra en Figura E.4, la visualización del seguimiento y de los resultados de medición
facilita la identificación de las variaciones de los IDEs o fallas en los equipos.
En Figura E.4, el CEE es muy alto en los niveles bajos de producción, lo que sugiere un alto consumo
fijo o cargas parciales pobres en desempeño energético.
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Consumo
de
energía
Cantidad
de
producción
Consumo
específico
de energía
60
50
40
30
20
10
Cantidad de producción (unidad)
Consumo de energía (kWh)
60
2
50
1,5
40
30
1
20
0,5
10
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Consumo específico de energía (kWh/unidad)
No es bueno
20
Hora
Figura E.4 – Gráfico de tendencia de CEE
E.5
Gráfico X-Y
Las cantidades de producciones diarias o semanales y sus correspondientes consumos de energía
se pueden mostrar en un gráfico X-Y, (ver Figura E.5) por lo que cualquier mejora de desempeño
energético se puede comprobar visualmente. Por ejemplo, en 2011, una instalación de producción
determinada tuvo su equipamiento trabajando al 100% de capacidad. Pero en 2012, esta instalación
de producción fue remodelada para consumir energía de acuerdo con la cantidad de producción. Esto
se refleja como una reducción en el consumo base de energía en el gráfico X-Y.
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Consumo de energía (%)
100
90
2011
80
2012
70
60
0
0
50
100
Producción (%)
Figura E.5 – Gráfico X-Y
E.6
Unidades de informe
Las Figuras E.3, E.4 y E.5 presentan las unidades de energía o porcentajes como unidades de informe.
El problema potencial con este enfoque es que, en general, la gente tiene poco aprecio de la escala
o el valor de una unidad de energía típica, por ejemplo, ¿Qué tan malo es 10 GJ? Para superar esta
barrera y para proporcionar un sentido de escala a los gráficos, es posible convertir las unidades de
energía en valores monetarios.
Hay dos posibles enfoques: usar un valor presupuestario para la energía que no cambia o utilizar
los costos de compra de energía reales. El primer enfoque es claramente mucho más simple de
implementar, aunque menos preciso. En el segundo enfoque, se requiere información sobre las tarifas
de la empresa de servicio público e información sobre la eficiencia de la generación y distribución si
se utilizan empresas de energía secundarias como uso de vapor.
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NCh-ISO 50006:2015
Anexo F
(informativo)
Bibligrafía
[1]
ISO 14064-3:2006, Greenhouse gases - Part 3: Specification with guidance for the validation and
verification of greenhouse gas assertions.
[2]
ISO 50015:2014, Energy management systems - Measurement and verification of energy
performance of organizations - General principles and guidance.
NOTA EXPLICATIVA NACIONAL
La equivalencia de las Normas Internacionales señaladas anteriormente con Norma Chilena, y su grado de
correspondencia es el siguiente:
Norma Internacional
42
Norma nacional
Grado de correspondencia
ISO 14064-3:2006
NCh-ISO 14064/3:2013
Idéntica
ISO 50015:2014
NCh-ISO 50015:2015
Idéntica
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Anexo G
(informativo)
Justificación de los cambios editoriales
Tabla G.1 – Cambios editoriales
Cláusula/subcláusula
Cambios editoriales
Justificación
En toda la norma
Se reemplaza “esta Norma Internacional” La norma es de alcance nacional.
por “esta norma”.
1
Se reemplaza “Alcance” por “Alcance y De acuerdo con estructura de NCh2.
campo de aplicación”.
2 y Anexo F
Se agrega Nota Explicativa Nacional.
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Para detallar la equivalencia y el grado
de correspondencia de las Normas
Internacionales con las Normas
Chilenas.
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