viernes, 8 de noviembre de 2013

Equipo necesario para la realización de auditorias



Equipo necesario para la realización de auditorias
1. Introducción
En este capítulo vamos a describir algunos de los equipos necesarios para la realización de una auditoría energética.
Algunos de ellos son necesarios prácticamente en la totalidad de las auditorías energéticas, el resto depende como es normal de la instalación a auditar y del grado o nivel de auditoría que se quiera realizar.
Hay que tener presente que los equipos de medición que se presentan darán una lectura del parámetro o parámetros medidos y que la exactitud de esta dependerá de cómo se haya instalado el equipo en campo (zona o lugar de instalación dentro del equipo, posición, escala de medición, programación de parámetros del propio equipo, etc.).
Normalmente para equipos complejos (analizadores de redes, analizador de gases de combustión, cámaras termográficas) el propio fabricante suele impartir cursos o dar manuales bastante detallados del uso de los mismos.
Con los equipos de medición en algunos casos se obtienen los parámetros directos que utilizaremos para la verificación de la eficiencia energética de la instalación. En otros casos los datos recogidos por los equipos tendrán que ser estudiados posteriormente en oficina para la obtención de conclusiones ya que por sí solos no dan información. Sobre todo en este último caso el auditor energético tiene que saber interpretarlos, este es el caso de analizadores de redes o cámaras termográficas.

2. El auditor energético
El auditor es la persona que ejecuta o lidera la ejecución de una auditoría energética. La relativa complejidad técnica de las instalaciones, así como la necesidad de manejar equipos de medida y de realizar ciertos cálculos exigen que el auditor sea, hasta cierto punto, un especialista.
El auditor energético tiene que conocer lo más profundamente posible todas las instalaciones que audita, así como la reglamentación aplicable a cada una, con el objetivo de poder proponer mejoras energéticas en estas. Es de imaginar lo complicado o imposible que resulta ser un experto en cada una de las instalaciones que se encuentra un auditor, por lo que tiene que tener una gran capacidad teórica que le ayude a asimilar la instalación a auditar.

3. Analizador de redes eléctricas
Los analizadores de redes eléctricas son instrumentos de medida que miden directamente o calculan los diferentes parámetros eléctricos de una red eléctrica. Los parámetros más importantes que miden son tensión, intensidad, potencia y energías activas y reactivas, factor de potencia, etc.
Todos los equipos de este tipo disponen, además, de la posibilidad de memorizar y/o registrar dichos parámetros mediante diversas funciones de programación.
Con los datos que se obtienen del analizador se podrán realizar cálculos y gráficas diversas, tales como:
  • Distribución del consumo eléctrico por diversos periodos tarifarios (horas valle, llano y punta) y para diferentes discriminaciones horarias.
  • Extrapolación de los resultados de medición a un año tipo.
  • Distribución de consumos por áreas.
  • Generación de curvas de carga total por agregación de consumos.
  • Establecimiento de indicadores energéticos.
  • Comprobación de la potencia pico consumida por la instalación.
  • Consumo comparado de un mismo equipo en diferentes estados de funcionamiento.
  • Evolución histórica anual, diaria u horaria de los consumos.
  • Detección de funcionamiento de equipos fuera de los horarios previstos
  • Detección de consumos residuales.
  • Oscilaciones de la tensión de suministro fuera de los márgenes recomendables.
  • Cálculo y comportamiento del factor de potencia.
  • Desequilibrios de fases.
3.1. Forma de uso
A continuación se resume la forma habitual de medición programada con estos equipos (no obstante es imprescindible consultar el manual específico del fabricante):
1.      En primer lugar, antes de encender el equipo, adoptar las medidas de autoprotección que se consideren necesarias (abrir interruptores, guantes dieléctricos, alfombrilla aislante, etc.).
2.      Conectar, a las correspondientes entradas del analizador, las pinzas voltimétricas que sean necesarias: cuatro para mediciones en líneas trifásicas desequilibradas, tres en líneas trifásicas equilibradas y dos en líneas monofásicas.
3.      Instalar las pinzas amperimétricas “abrazando” el/los correspondiente/s conductor/es (cables, pletinas, etc.).
4.      Instalar las pinzas voltimétricas “mordiendo” el correspondiente conductor desnudo (allí donde exista tensión).
5.      Comprobar la correspondencia de fases entre pinzas amperimétricas y voltimétricas (Una de éstas se instala en el neutro).
6.      Conectar el analizador, encenderlo y programar relaciones de transformación, comienzo, final e intervalo entre mediciones, etc.
7.      Comprobar que las lecturas en tiempo real son correctas y dejar los equipos adecuadamente protegidos y señalizados.
8.      Finalizada la medida programada, extraer los datos mediante impresora, disco o conexión con un PC. 

3.2. Recomendaciones
A continuación se indican algunas recomendaciones en el uso de estos equipos, no obstante es aconsejable consultar las del fabricante:
  1. Identificar claramente las fases y comprobar que las pinzas amperimétricas abarcan todos los cables.
  2. Confirmar que la alimentación eléctrica del equipo se va a mantener durante todo el periodo de medición.
  3. Verificar la posición de las pinzas amperimétricas con respecto al sentido de la intensidad.
  4. Seleccionar las pinzas adecuadas en tamaño e intensidad máxima, algunas pinzas disponen de dos relaciones de transformación, seleccionadas mediante un interruptor.
  5. Reiniciar los contadores (puesta a cero).
  6. Comprobar que el equipo dispone de memoria suficiente para almacenar todos los datos durante el periodo de medición programado.
4. Equipos registradores

Dependiendo del alcance de la auditoría energética, puede ser de interés (o incluso imprescindible) el uso de otros equipos portátiles de medida.
Tal es el caso si queremos conocer las condiciones ambientales y de funcionamiento de las instalaciones para lo cual pueden precisarse sondas de temperatura ambiente y de fluidos (aire y agua) en conductos, anemómetros y caudalímetros, sondas de presión estática y dinámica (tubo Pitot), pirómetros ópticos, etc.
Son equipos que no precisan de alimentación externa. Una vez finalizadas las mediciones se descargan los datos en el ordenador para su posterior estudio.
Existen registradores on-off que registran cuando el equipo está en funcionamiento y cuando está apagado obteniendo por tanto la curva de funcionamiento del mismo.
Un ejemplo de estos equipos es la utilización de un registrador de intensidad monofásica y trifásica. Éstos, son útiles para hacer medidas cuando en el mismo cuadro donde estemos midiendo con un analizador de red hay que medir el consumo de otro elemento, podemos aprovechar estos equipos para medir la intensidad y combinarlo posteriormente con las mediciones de tensión y factor de potencia del analizador de red.

5. Analizador de gases de combustión
El analizador de gases de combustión es un instrumento que mide directamente, o calcula, los diferentes parámetros que determinan las características de una combustión en un determinado equipo consumidor de combustible: caldera, horno, motor, etc.
Entre dichos parámetros destacan, por ejemplo: concentración de oxígeno, monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SOX), óxidos de nitrógeno (NOX), inquemados sólidos, tiro, y temperatura del aire ambiente y de gases, cálculo del rendimiento de combustión, índice de exceso de aire, etc.
Su aplicación se basa en la toma de una muestra de los gases que discurren por la chimenea o el conducto de humos, tomada por succión a través de un orificio practicado en la misma y obteniendo la concentración de sus componentes mediante analizadores electrónicos con sensores electroquímicos con los que están equipados estos analizadores.
Estos equipos vienen provistos de una sonda termopar para la toma de la temperatura de los gases, y con un programa en su memoria que, en función del análisis de los gases, de su temperatura y de la temperatura ambiente, ofrece en pantalla el rendimiento de la combustión.
Para ello, estos equipos disponen de un conducto de aspiración (creada por una micro bomba con la que van equipados) para la toma de la muestra de gas, y de un programa de cálculo en su memoria interna con la composición de los combustibles más habituales, por lo que los resultados son inmediatos una vez seleccionado el combustible adecuado.
Disponen de pantalla para visualización de datos e incluso mini impresora portátil. Algunos analizadores disponen, además, de la posibilidad de registrar dichos parámetros mediante funciones de programación. Normalmente, están compuestos por:
  • Equipo analizador.
  • Sonda para toma de muestras de gases y medición de tiro.
  • Termómetro ambiente.
  • Termómetro de contacto.
  • Bomba opacimétrica.
5.1. Forma de uso

A continuación, se resume la forma habitual de medición con estos equipos (no obstante es imprescindible consultar el manual específico del fabricante):
  1. Colocar filtro en la bomba opacimétrica.
  2. Introducir el tubo de la misma en el orificio de toma de muestras un tercio del diámetro de la chimenea y bombear lentamente el número de veces que establezca el fabricante.
  3. Determinar visualmente, mediante comparación con la escala de Bacharach, el índice de opacidad de los gases.
  4. Tomar diversas medidas de temperatura superficial del equipo mediante el termómetro de contacto.
  5. Conectar, a las correspondientes entradas del analizador, el conducto de entrada de gases y el termómetro ambiente de la sonda de gases.
  6. Poner en marcha el analizador y llevar a cabo la autocalibración (medición de condiciones ambientales).
  7. Introducir la sonda en el orificio de toma de muestras un tercio del diámetro de la chimenea y comenzar la toma de medidas.
  8. Registrar en el equipo o imprimir los resultados de medición.
5.2. Recomendaciones

Las recomendaciones que se tienen que tener en cuenta a la hora de usar estos equipos son las siguientes. No obstante es conveniente consultar también las indicaciones del fabricante.
  1. Localizar el punto adecuado para la toma de muestras de forma que esté lo más próximo a la caja de humos. Normalmente este punto ya existe por lo que habrá que buscar el orificio en el conducto de expulsión de los gases de combustión.
  2. Evitar las infiltraciones parásitas de aire (el orificio de toma de muestras estará posiblemente en depresión).
  3. El quemador o equipo debe estar a régimen en la posición de máxima potencia y funcionar en continuo un mínimo de 30 minutos.
  4. Se recomienda hacer varias medidas consecutivas a diferentes marchas si el quemador es modulante.
  5. Hay que tener presente que este equipo mide el rendimiento en la combustión por lo que las perdidas por radiación y convección del equipo se tendrán que medir a parte si se considera que estas pueden ser significativas.
5.3. Cálculo del rendimiento de calderas

El principal objetivo de la analítica de gases de combustión suele ser la determinación del rendimiento de la máquina térmica en estudio. Esta máquina térmica normalmente es una caldera en el caso de la auditoría energética de un edificio. Aquí se presentan dos posibilidades:
  1. Que el cálculo lo realice el Auditor mediante unos métodos normalizados, a partir de los parámetros medidos por el analizador.
  2. Que el cálculo lo realice automáticamente el propio equipo analizador.
6. Luxómetro
El luxómetro es un instrumento que permite medir la iluminancia o nivel de iluminación (lux) sobre una determinada superficie. Normalmente se trata de equipos muy sencillos y ligeros, formados por el equipo electrónico y la sonda fotosensible.

6.1. Forma de uso
Para la medición, basta con situar la sonda sobre la superficie o a la altura a la que se desea conocer la iluminancia y tomar la lectura.
A la hora de realizar estas mediciones el número mínimo de puntos a considerar dentro de la zona que queramos evaluar dependerá del índice del local (K) y de la obtención de un reparto cuadriculado simétrico.
Por tanto, será necesario antes de realizar las mediciones de iluminancia, conocer las dimensiones de las salas y estancias, así como la altura a la que están situadas las luminarias del plano de trabajo, para posteriormente calcular el índice K de cada local y realizar la distribución simétrica de los puntos a medir sobre plano de las salas y determinar así el lugar donde se debe realizar la medición.
Estas mediciones se deberán realizar en periodos más desfavorables en los que no influye la iluminación natural, es por esta razón que se suelen hacer de noche en caso de que no exista ningún mecanismo como persianas.
6.2. Recomendaciones

La iluminancia es un parámetro muy sensible a cualquier cambio en la orientación de la sonda, altura a la que se sitúa, sombras, etc. y existen grandes divergencias entre las lecturas de diferentes aparatos (el margen de error suele ser, por lo tanto, grande).
El rango de sensibilidad del ojo humano es amplísimo: desde unos pocos hasta decenas de miles de luxes. Por todo ello, los resultados deben registrarse como intervalos entre lecturas máximas y mínimas.
7. Caudalímetro

Los caudalímetros, como su nombre indica, son instrumentos concebidos para medir el caudal de fluido circulante por una tubería, generalmente en el caso que nos ocupa, agua y aire.
En una Auditoría Energética, el tipo de caudalímetro que se utilizará normalmente es un caudalímetro ultrasónico portátil, no intrusivo, para la medición del caudal volumétrico sin contacto con el líquido. Es no intrusivo ya que no hay que cortar la tubería para colocar el equipo.
Los caudalímetros de ultrasonidos pueden utilizarse en todos aquellos lugares donde tanto las paredes de las tuberías como el líquido que circula por ellas permitan la propagación del sonido.
El caudalímetro ultrasónico portátil consiste en un par de transductores o sensores instalados externamente a la tubería. Estos transductores están montados sobre un riel que permite mantenerlos alineados y separados a una distancia que depende del diámetro de la tubería. Ambos transductores son conectados a la electrónica del caudalímetro, en la cual se configura el diámetro de la tubería, el material de la tubería, espesor y tipo de fluido, entre otros parámetros
El sistema opera mediante la emisión de una señal sónica que atraviesa la tubería viaja por el fluido. El transductor X emite una señal al transductor Y mediante el rebote de la señal en el otro extremo de la tubería. Cuando la señal acústica tiene la dirección del fluido esta es acelerada por la velocidad del fluido. Luego el transductor Y emite una señal acústica en contra la dirección del fluido desacelerando su velocidad. La diferencia de tiempo que toma el viaje del sonido en la misma distancia pero en direcciones opuesta es directamente proporcional a la velocidad del líquido. Con la velocidad del líquido y el área de la sección que atraviesa este se calcula el caudal.
7.1. Forma de uso

Los caudalímetros ultrasónicos no intrusivos son sencillos de usar, utilizan transductores externos que se pueden instalar fácilmente en el exterior del tubo, simplemente se deben seguir las recomendaciones del fabricante. Una vez instalados los transductores en la tubería, basta conectarlos al caudalímetro, encenderlo y tomar la lectura.
7.2. Recomendaciones

La colocación de los transductores se realiza exteriormente, en la conducción, por lo que se debe tener en cuenta la posible atenuación que pueda sufrir la señal sobre todo con materiales porosos como el fibrocemento, la fundición, etc.
También debe tenerse en cuenta la capa de suciedad que aparece normalmente en todas las instalaciones y, por lo tanto, a la hora de realizar las mediciones es importante asegurarse de que la tubería se encuentra limpia.
Esto también debe considerarse en mediciones realizadas en tuberías pintadas ya que muchas veces entre la pared de la conducción y la pintura se acumulan bolsas de aire y suciedad que atenúan y distorsionan la señal que emiten y reciben los transductores.
Se tomarán medidas de todos los caudales de fluidos que consideremos necesario para posteriormente poder realizar los balances de energía.
Si con la medición de los caudales se pretende conocer el rendimiento de un equipo, habrá que medir simultáneamente otras variables que afecten a ese rendimiento. Para entender este punto mejor lo vamos a ver con un ejemplo, si queremos medir el rendimiento de una enfriadora necesitamos registrar el caudal, el salto térmico existente entre la entrada y la salida de agua a la misma y el consumo eléctrico que está teniendo.
8. Cámara termográfica
La termografía es la ciencia de la captación de la radiación infrarroja. Las cámaras termográficas permiten captar la radiación infrarroja que emiten todos los cuerpos, pese a ser invisible a nuestros ojos ya que se encuentra en una longitud de onda mayor.
La cámara nos da un termograma, una representación en una paleta de colores de las diferencias de radiación de los objetos. Como la radiación infrarroja es un parámetro directamente relacionado con la temperatura, una inspección termográfica permite observar las diferencies de temperatura de los materiales.
Entre las numerosas aplicaciones que tienen en auditorias energéticas, tanto en el sector industrial como en el de la edificación, cabe destacar:
  • Detección de patologías constructivas:
    • Detección de puentes térmicos.
    • Detección de fugas de líquido en conducciones metidas en obra y fuera del alcance de la visión normal.
    • Detección de infiltraciones de aire.
    • Detección de condensaciones intersticiales.
  • Detección de fugas de calor y deficiencias en aislamiento en sistemas térmicos:
    • Calderas, Hornos, etc.
    • Redes de distribución de vapor, aceite térmico, agua sobrecalentada, etc.
    • Válvulas de seguridad.
    • Sistema de refrigeración.
    • Redes de distribución de agua refrigerada.
  • Instalaciones eléctricas:
    • Detección de falsas conexiones.
    • Deterioro de los conductos eléctricos.
    • Detección calentamiento de bornes.
  • Deficiencias en motores:
    • Calentamiento de rodamientos.
    • Calentamiento de motores.
    • Desgaste de escobillas.
    • Fallos en acoplamientos.
Algunas cámaras termográficas cuentan con un software de análisis y valoración, permitiendo la captura digital del termograma para realizar un posterior análisis térmico.
8.1. Forma de uso

La cámara termográfica es de muy fácil uso ya que su funcionamiento es similar al de una cámara fotográfica, basta enfocar el área que se desea analizar y tomar la imagen.
Dependiendo del modelo, se incorporan una serie de funcionalidades más avanzadas que permiten facilitar el análisis termográfico.
Cuando se realiza una fotografía termográfica se toman con unos valores de distancia y emisividad determinados que normalmente no corresponde con los reales que posteriormente se pueden variar.
Se tendrá que anotar la temperatura ambiente en el momento de la captura y una fotografía normal de la zona para poder contratarlas posteriormente. Existen modelos que toman automáticamente tanto la temperatura atmosférica como la imagen normal.
8.2. Recomendaciones

Es recomendable que el auditor tenga conocimiento básico sobre la tecnología de infrarrojos y sus principios, así como sobre los factores que pueden afectar a la termografía. Hay varios factores importantes que determinan una medición precisa.
Uno de los más importantes es la emisividad aunque también hay que tener en cuenta otros tales como elegir el campo visual correcto, condiciones ambientales y climatológicas o la iluminación natural o artificial incidente sobre el objeto.
Los objetos con una baja emisividad reflejarán la energía de los objetos cercanos. Esta energía reflejada adicional se añade a la que por sí mismo transmite el objeto y puede provocar lecturas de resultados inexactas.
En ocasiones ocurre que los objetos cercanos al objeto a analizar (máquinas, calderas u otras fuentes de calor) tienen una temperatura mucho más alta que la del propio objeto. En estas situaciones es necesario compensar la energía reflejada desde esos objetos.
Las condiciones ambientales (vapor, polvo, humo, etc.) son factores que pueden impedir una medición precisa al obstruir la trayectoria entre objetivo y la óptica de la cámara. Ruido, campos electromagnéticos o vibraciones son otras condiciones que pueden interferir con las mediciones de temperatura y deben tenerse en cuenta antes de iniciarlas.
Las condiciones climatológicas y la temperatura ambiente también deben ser tenidas en cuenta. Según los aspectos de interés a evaluar (pérdidas de calor, infiltraciones de aire, etc.), será recomendable realizar la termografía de unas determinadas condiciones climatológicas u otras, en un horario determinado, etc.
9. Anemómetro/termohigrómetro

El anemómetro es un equipo de medición de la velocidad del aire y del caudal volumétrico. Según el tipo de aplicación, son fabricados como anemómetros de hilo caliente, anemómetros de rueda alada o como anemómetros herméticos portátiles de tamaño de bolsillo. Todos ellos hacen posible medir la fuerza eólica y la velocidad de circulación del aire.
Existen equipos que, además de la medición de caudal y velocidad del aire, también cuentan con la posibilidad de tomar medidas de humedad relativa. A estos equipos se les denomina termohigrómetros.
9.1. Forma de uso

Se deben realizar mediciones de la velocidad, caudal volumétrico, temperatura y humedad de aire en las rejillas de impulsión y retorno de los conductos de climatización y ventilación, así como en la impulsión y retorno de las unidades de tratamiento de aire del sistema de climatización.
Asimismo, si es posible, se deben tomar medidas para el caudal de aire de renovación para comprobar el cumplimiento de lo indicado en el RITE
9.2. Recomendaciones

Se aconseja al auditor tener a mano la tabla de caudales de aire (que debe estar incluida en el proyecto de climatización del edificio) a la hora de realizar las mediciones. De este modo se puede comprobar rápidamente si estos coinciden con lo proyectado.

10. Medidores de infiltraciones

El aire frío en invierno o caliente en verano penetra en los edificios y enfría el aire por mezcla. En verano, el aire caliente eleva la temperatura interior.
Además de las ventanas y puertas, toda abertura es responsable de las infiltraciones de aire en un edificio como sucede con los conductos de chimeneas, ventilaciones de baños, etc. El espectro es amplísimo, pero todas ellas tienen en común la existencia de una comunicación entre el interior y el exterior.
El viento aumenta este efecto al ejercer presión o succión sobre las aberturas. Por lo tanto, se debe evitar toda abertura sobre una fachada en la cual prevalezca el viento como, por ejemplo, las fachadas norte y sur. Si es necesario tener aberturas en estas fachadas, hay que tratar de colocar una buena carpintería de doble contacto y burletes que garanticen la estanqueidad.
En el Documento Básico HE-1 del CTE, la permeabilidad de las carpinterías y de los huecos y lucernarios de los cerramientos que limitan los espacios habitables de los edificios con el ambiente exterior se limita en función del clima de la localidad en la que se ubica, según los siguientes valores:
  • Zona climática A y B: 50 m3/h m2.
  • Zona climática C, D y E: 27 m3/h m2.
Para medir las infiltraciones de aire en una estancia, existe un método de medida basado en una puerta que cierra la sala que lleva acoplada un ventilador y unos manómetros.
El ventilador debe someter a la estancia objeto de la medida a una sobrepresión superior a 100 Pa, para que puedan tomar validez los ratios de infiltraciones indicados anteriormente.
10.1. Recomendaciones

La dificultad de la instalación del sistema de medición hacen que sea aconsejable tomar la medida durante un periodo prolongado de tiempo.

11. Cámara fotográfica
La cámara fotográfica digital nos ayudará a recordar información y nos servirá para realizar el informe final. “Una imagen vale más que mil palabras”, lo ideal es que la cámara disponga de un buen zoom.
Las imágenes más importantes que debemos realizar a lo largo de toda la ejecución de la auditoría son:
  • Imágenes de epidermis de inmuebles (fachadas en todas sus orientaciones, tipos de ventanas existentes, detalles constructivos que se consideren importantes, cubiertas, etc.).
  • Imágenes generales de salas de máquinas (sala de calderas, sala de frío, sala de compresores neumáticos, etc.).
  • Imágenes de instalaciones de climatización (conductos, tuberías, disposiciones generales de las mismas).
  • Imágenes de instalaciones eléctricas (cuadros eléctricos, tipo de luminarias y lámparas existentes).
  • Imágenes de instalaciones de energías renovables.
  • Imágenes de placas de características técnicas de principales equipos consumidores de energía (calderas, enfriadoras, equipos terminales, compresores aire, motores eléctricos, ascensores, etc.).
  • Imágenes de equipos de medida instalados, para que quede constancia de la medición.
Por tanto es importante que el auditor energético disponga siempre que visite el inmueble no solo de un cuaderno de anotaciones sino de una cámara fotográfica.
12. Ordenador portátil
Bien ordenador portátil o bien de sobremesa, este equipo es imprescindible para la realización de cálculos o para la realización del informe final.
13. Herramientas varias
Destornilladores, alicates, tijeras aislados, cinta métrica, linterna, alargadores, adaptadores, cables eléctricos, borneros, cinta aislante...
14. Material de seguridad
Un trabajo profesional exige la adopción de unas medidas de seguridad para la protección propia y de terceros, principalmente en la realización de mediciones. El Auditor, o su personal de apoyo, debe estar capacitado y/o cualificado desde el punto de vista de Protección de Riesgos Laborales para realizar algunas de las mediciones habituales durante las auditorías energéticas, como por ejemplo, en riesgos eléctricos en MT y BT.

14.1. Recomendaciones
Durante el desarrollo de una auditoría energética, los principales riesgos físicos suelen ser de origen eléctrico, aunque también existen otros como caídas o quemaduras.
A continuación se relaciona el material mínimo de protección individual recomendado, el cual tiene que ser todo homologado:
  • Casco.
  • Guantes dieléctricos clase “0” Hasta 1.000 V, son preferibles sobre los de clase “00” Hasta 500 V.
  • Gafas para corte.
  • Alfombrilla dieléctrica.

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