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Eficiencia Energética en Empresas de

Agua y Saneamiento en Países de

Latino América y El Caribe (Mejores prácticas y lecciones aprendidas)

Ramón Rosas Moya

Inter-American Development Bank Department of Research

and Chief Economist

TECHNICAL NOTES

No ---

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Eficiencia Energética en Empresas de

Agua y Saneamiento en Países de

Latino América y El Caribe

(Mejores prácticas y lecciones aprendidas)

Ramón Rosas Moya

Inter-American Development Bank

2009

Versión borrador

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INDICE

Página

Resumen 6

Introducción 7

1. Antecedentes 8

2. Objetivo de la Consultoría 10

3. Revisión de la Literatura Existente 11

4. Recopilación y Resumen de Términos de Referencia 13

4.1. RS-X1055. Eficiencia Energética para instalaciones de ENACAL, Nicaragua y

CAESB, Brasil. 13

4.2. TOR RG-T1280 Eficiencia Energética en Empresas de Agua en Centro

América. 14

4.3. RG-T1605. RG-T1605. Eficiencia Energética en Empresas de Agua en el

Caribe. 15

4.4. RG-T1568 Guatemala and El Salvador. Cliente: EMPAGUA, Guatemala. 16

4.5. CO-T1077. Eficiencia Energética en Empresas Agua de Colombia. 17

5. Estudios Analizados. 19

5.1. Nicaragua CO-T1077 (ENACAL). 19

5.2. Brasilia, Brasil (RS-X1055) (CAESB). 21

5.3. El Salvador (ANDA) (RG-T1568). 23

5.4. Perú (DWPF). 25

5.5. Panamá (RG-T1280). IDAAN. 26

5.6. Jamaica (JWC) (RG-T1605). 29

5.7. Haití CAMEP (RG-T1605). 30

5.8. Guyana (GWI) (RG-T1605). 31

5.9. Bahamas (WSC) (RG-T1605). 33

5.10. Costa Rica. (RG-T1280). 35

5.11. Barbados (BWA). (RG-T1605) 37

5.12. Surinam (RG-T 1605). SWM. 39

5.13. Sistema de Agua y Saneamiento de Lerdo, Durango, México (SAPAL). 41

5.14. Matamoros Coahuila, México (SIMAPA). 42

5.15. Medellín, Colombia. EEPPM. 43

5.16. El Salvador. (Tetralogía). 46

6. Mejores Prácticas en los Estudios de EE 48

6.1. Metodología de las Auditorías Energéticas. 48

6.2. Aspectos Técnicos Relevantes. 50

6.3. Mejores Prácticas de Mantenimiento. 60

6.4. Aspectos a Mejorar en Prácticas Operativas. 63

6.5. Aspectos a Mejorar en Prácticas Administrativas 63

6.6. Mejores Prácticas para el Desarrollo de un Plan de Acción 65

7. Lecciones Aprendidas. 66

7.1. Resultados de Auditorías Energéticas. 66

7.2. Comparaciones (Benchmarking) 72

8. Financiamiento. 77

9. Conclusiones 80

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Resumen de inversiones, ahorros e impacto ambiental 6

Tabla 2 Resultados Nicaragua 20

Tabla 3 Resultados Brasilia 22

Tabla 4 Resumen de Proyectos de Ahorro de Energía, El Salvador 24

Tabla 5 Resumen de medidas de ahorro de energía en El Salvador 24

Tabla 6 Principales resultados, Perú 26

Tabla 7 Resumen de Medidas de Ahorro, Panamá 28

Tabla 8 Eficiencia Electromecánica, Panamá 28

Tabla 9 Resumen de Ahorros, Jamaica 30

Tabla 10 Resumen de Oportunidades de Ahorro de Energía, Guyana 33

Tabla 11 Resumen de Ahorros Potenciales, Bahamas 34

Tabla 12 Oportunidades de Ahorro identificadas, Costa Rica 36

Tabla 13 Resumen de Oportunidades de Ahorro de Energía, Surinam 40

Tabla 14 Principales resultados, Lerdo Durango, México 42

Tabla 15 Resumen de Proyectos de Ahorro de Energía, Matamoros Coahuila 43

Tabla 16. Nivel promedio de consumo doméstico (EPM) 44

Tabla 17 Resumen de proyectos de ahorro de energía, Tetralogía 47

Tabla 18 Eficiencias de referencia para bombas 53

Tabla 19 Puntos de operación sin VSD 58

Tabla 20 Puntos de operación con VSD 59

Tabla 21 Información general de las instalaciones estudiadas 66

Tabla 22 Producción de agua por empresa 67

Tabla 23 Características de la muestra analizada 67

Tabla 24 Ahorros de energía identificados por país 68

Tabla 25 Evaluación económica de las medidas de ahorro por empresa 69

Tabla 26 Resumen de ahorros e inversiones por tipo de medida 70

Tabla 27 Indicadores por empresa 70

Tabla 28 Indicadores Principales 72

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Mediciones de Nivel y Presión en Bombas Verticales 52

Figura 2 Mediciones de Presión en Bombas Horizontales 52

Figura 3 Comportamiento sin variador de velocidad 56

Figura 4 Comportamiento con variador de velocidad 57

Figura 5 Puntos de operación sin variador de velocidad 59

Figura 6 Puntos de operación con variador de velocidad 60

Figura 7 Ahorros por tipo de medida adoptada 69

Figura 8 Eficiencia electromecánica (bombas horizontales y verticales) 71

Figura 9 Eficiencia electromecánica (bombas sumergibles) 72

Figura 10 Comparativo de fuentes de suministro de agua 73

Figura 11 Comparativo de agua no contabilizada 73

Figura 12 Comparativo del costo de la energía (USD/kWh) 74

Figura 13 Comparativo de eficiencia electromecánica 74

Figura 14 Comparativo del consumo específico (kWh/m3) 75

Figura 15 Comparativo del costo específico (USD/m3) 75

Figura 16 Comparativo del impacto de la energía en el costo total (kWh/m3) 76

Figura 17 Diagrama de flujo de operación del Fideicomiso propuesto 79

6

Resumen.

A partir de una serie de estudios sobre eficiencia energética en empresas de agua y saneamiento de

América Latina y El Caribe, algunos de ellos aún en ejecución y la gran mayoría realizados como

parte de varias cooperaciones técnicas del Banco Interamericano de Desarrollo, en el presente

trabajo se extraen las mejores prácticas y lecciones aprendidas de dichos estudios.

Como mejores prácticas se identifican las metodologías técnicas para la ejecución de las

auditorías energéticas, así como prácticas para la mejora de la operación y el mantenimiento en las

empresas de agua y saneamiento.

Por lo que respecta a las lecciones aprendidas, está el hecho de que una gran cantidad de

equipos se encuentran trabajando con bajas eficiencias electromecánicas, derivado de entre otros

factores a: una inadecuada selección de los equipos, bajos niveles de mantenimiento, falta de

capacitación y escases de recursos económicos.

Dentro de las principales conclusiones de los estudios, se pone de manifiesto que existen

grandes potenciales de ahorro mediante la aplicación de medidas tales como: la sustitución de

bombas y motores trabajando con bajas eficiencias, la instalación de variadores de velocidad y la

mejora del factor de potencia, así como que las inversiones necesarias para su aprovechamiento,

presentan un período de retorno de la inversión inferior a los 2 años en promedio. La tabla 1

muestra el resumen de los ahorros potenciales e inversiones identificadas por país.

Tabla 1 Resumen de inversiones, ahorros e impacto ambiental

País

Evaluación Económica Reducción de Emisiones

(tCO2/año) Ahorros

(USD/Año) Inversión (USD)

Retorno (Años)

Costa Rica 1,200,049 2,455,315 1.17 96

Panamá 3,537,410 4,405,663 0.8 3,099

Surinam 75,586 208,097 2.65 85

El Salvador 1,603,998 1,355,083 0.76 5,262

Bahamas 3,889,079 n/d 0.34 696

Jamaica 941,111 1,280,070 0.65 1,216

Guyana 273,433 168,218 1.9 513

Brasil 5,811,856 19,055,142 2.41 1,743

Nicaragua 1,948,377 2,317,700 1.19 8,937

Barbados

38

Lerdo, México. 185,915 179,994 0.97 825

Matamoros, México 188,923 86,971 0.46 923

TOTAL 19,655,737 31,512,253 1.60 1,748

7

INTRODUCCIÓN.

El Banco Interamericano de Desarrollo (IDB), después de haber realizado una serie de auditorías

energéticas en empresas de agua y saneamiento en Latinoamérica y El Caribe (LAC), desea

conocer el resultado de estos estudios, enfocados básicamente en incrementar la Eficiencia

Energética (EE), para dar prioridad a futuras inversiones y al desarrollo de nuevos proyectos.

El resultado de estas CT, dentro del ámbito del agua, es el de tomar la iniciativa de

difundir las mejores prácticas utilizadas en eventos de asesoría y capacitación además de

establecer una estandarización de la metodología para las auditorías energéticas.

El objetivo de este trabajo es establecer las mejores prácticas e identificar las lecciones

aprendidas tras la ejecución de todos estos estudios. Así, el trabajo inicia con el análisis de las

auditorías energéticas practicadas y en ejecución, así como de los términos de referencia (TOR)

bajo los cuales fueron encargadas estas auditorías a diferentes consultores, para así dar pie a la

identificación de las mejores prácticas y lecciones aprendidas con respecto a estos TORs, se

identifican las mejores prácticas para la ejecución de las auditorías energéticas y sus aspectos

técnicos más relevantes, y se identifican las mejores prácticas de mantenimiento, operación y

administración, así como aquellas para desarrollar planes de acción en EE.

Dentro de las lecciones aprendidas, se presentan los resultados de las auditorías

energéticas y se identifican las principales medidas de ahorro, así como los montos de las

inversiones asociadas, los períodos de recuperación de la inversión por tipo de medida y se

presenta un ejercicio de “Benchmarking”, entre los distintos estudios analizados.

Por último, se hace un análisis de la problemática en torno al financiamiento y se

presentan algunas opciones para resolverla.

8

1.- ANTECEDENTES.

La demanda de energía se espera que crezca en los países de Latinoamérica y El Caribe debido al

incremento en las actividades económicas en algunos sectores. A lo anterior se suma el relativo a

la seguridad, el medio ambiente y al cambio climático.

De acuerdo a lo anterior, estos enfoques son el motor que impulsará la economía y las

políticas de energía. La Eficiencia Energética (EE) es buscada cada vez más por todos los países

y empresas como estrategia para sostener su competitividad. Enfrentar estas políticas e

involucrarse en esta nueva situación, además de adoptar tecnologías innovadoras es la clave para

el desarrollo, la prosperidad y el éxito económico.

Al mismo tiempo, los servicios públicos de agua y saneamiento enfrentarán una mayor

demanda por el incremento de la población; muchos servicios públicos sufrirán una debilidad

institucional y física, incluyendo la subutilización de infraestructura, pérdidas de por fugas de

agua y bajos niveles de EE.

El costo de la energía en LAC representa en promedio del 30 al 40 por ciento del

presupuesto operativo de los servicios públicos de agua y puede llegar al 25 - 30 por ciento del de

las plantas de tratamiento. Muchas empresas de servicios públicos de agua pueden lograr ahorros

energéticos de 10 al 40 por ciento y de hasta el 75 por ciento en algunas plantas de tratamiento.

Hay estimaciones que prevén, en plantas de agua, ahorros de entre 5 y 15 por ciento en consumo

de electricidad a través de la instalación de variadores de velocidad y motores de alta eficiencia,

así como en plantas de tratamiento ahorros de entre 10 y 20% mediante la modificación de sus

equipos.

El BID desea colaborar en las iniciativas de energía para mitigar el impacto de los precios

de los combustibles derivados del petróleo y fomentar la producción y consumo de energía

eficiente; incrementar la EE en el sector de agua y saneamiento representa un importante paso en

esta dirección. La Iniciativa para el Desarrollo Sustentable y el Cambio Climático del BID,

(SECCI) y la División de Agua y Saneamiento (WSA) han trabajado en encontrar opciones

económicas y ambientalmente sustentables para las operadoras de agua y saneamiento en la

región.

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Con pocas excepciones, los países del Caribe son importadores de energía y altamente

dependientes de energéticos del exterior; además, tienen escasas fuentes de suministro de

hidrocarburos y energía hidráulica natural, su producción energética está generalmente

caracterizada y ligada a una alta dificultad por la dispersión de las islas que integran los países de

la zona, así como economías a baja escala.

En la caso de Latinoamérica, la disponibilidad energética no es el problema más crítico,

ya que existen importantes recursos de energía hidráulica en la región y muchos países son

productores de hidrocarburos. Por otra parte, existen entre países vecinos, interconexiones de sus

sistemas eléctricos de transmisión, lo que genera un comercio internacional de energía eléctrica,

que le da mayor flexibilidad a los sistemas de distribución; sin embargo, si existe una importante

dependencia de los hidrocarburos para la generación eléctrica, y las variaciones en su precio

impactan directamente el costo de la electricidad.

La demanda esperada de electricidad e hidrocarburos en Latino América y El Caribe

(LAC) se considera que mantendrá una tendencia al alza debido a la actividad económica y la

demanda de transporte. La tendencia actual de los precios del gas y petróleo han recuperado su

precio y por lo tanto se ha incrementado el costo de la energía, afectando sensiblemente sus

economías.

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2.- OBJETIVO DE LA CONSULTORÍA.

El objetivo general de este trabajo es mejorar el método para lograr la mejor EE, reducir el costo

de la energía y reducir el impacto ambiental dentro del sector de Agua y Saneamiento en los

países de Latinoamérica y El Caribe.

El objetivo específico es identificar las mejores prácticas y presentar las lecciones

aprendidas de las Cooperaciones Técnicas (TC) promovidas por el SECCI y por la WSA sobre

EE para las operadoras de Agua y Saneamiento; además, presentar un resumen de los principales

proyectos en la región, en virtud de plasmar una idea de las principales tareas desarrolladas por

algunos países a la fecha.

El BID, con la documentación obtenida ya de sus auditorías, pretende tener un

instrumento para asistir a las empresas operadoras de Agua y Saneamiento en LAC para

incrementar la EE, dar prioridades a las futuras inversiones y desarrollar nuevos proyectos; el

resultado del estudio también retroalimenta a la Iniciativa del Agua del BID para difundir las

mejores prácticas que serán usadas en eventos de capacitación y finalmente los resultados se

establecerán como bases para la estandarización de EE para futuros intercambios dentro de la

Iniciativa de la Asociación de Operadores de Agua (WOP).

11

3. REVISIÓN DE LA LITERATURA EXISTENTE

En esta sección se presentan los resultados de búsqueda bibliográfica, que sobre el tema de

eficiencia energética en empresas de agua y saneamiento se identificaron.

Nombre del Documento: Ahorro y Uso Eficiente de Energía

Responsable de la Publicación/Autor: Comisión Nacional del Agua, México

Descripción del Documento: Contiene recomendaciones útiles a tomar en cuenta para

realizar un diagnostico energético en un sistema de bombeo y tomar acciones encaminadas a

eficientarlo.

Nombre del Documento: Curso básico para el Ahorro de Energía eléctrica

Responsable de la Publicación/Autor: Comisión Nacional del Agua / Héctor Martínez

Vivas, México

Descripción del Documento: Incluye todos los aspectos a considerar para desarrollar un

programa de ahorro de energía eléctrica en instalaciones de bombeo, desde la metodología

detallada para realizar el diagnostico energético, los aspectos tarifarios, y como identificar y

evaluar las oportunidades de ahorro en los sistemas electromotrices.

Nombre del Documento: Diagnóstico Básico Watergy

Responsable de la Publicación/Autor: Alliance to Safe Energy / Watergy México

Descripción del Documento: Metodología para desarrollar un Diagnóstico Básico de Agua y

Energía en base a información proporcionada en formatos específicos que se incluyen en el

documento.

Nombre del Documento: Ahorro de Energía en Sistemas de Bombeo

Responsable de la Publicación/Autor: Ergon Plus Ingeniería, México

Descripción del Documento: Manual del curso de Ahorro de Energía en Sistemas de

Bombeo, el cuel contiene: aspectos de cálculo de la eficiencia de bombas, selección de

equipos de bombeo, cálculo de pérdidas en la conducción hidráulica y aplicación de

variadores de velocidad.

12

Nombre del Documento: Ahorro de Energía en Motores Inducción

Responsable de la Publicación/Autor: Comisión Nacional de Energía, México

Descripción del Documento: Manual del curso de Ahorro de Energía en Motores de

Inducción, el cual contiene: conceptos básicos, selección de motores y medidas

operacionales.

Nombre del Documento: Auditoría Energética

Responsable de la Publicación/Autor: Companhia de Água e Esgoto do Ceará, Brasil

Descripción del Documento: Proporciona una de la metodología para llevar a cabo una

auditoria energética, realizado por la Compañía Operadora de Agua del estado de CEARA en

Brasil, resaltando la importancia de la tecnología de automatización para el logro de los

mismos.

Nombre del Documento: Guía Práctica de Eficiencia Energética

Responsable de la Publicación/Autor: Programa País Eficiencia Energética, Chile

Descripción del Documento: Esta Guía Práctica busca ayudar a canalizar las compras

públicas hacia los productos más eficientes del mercado. Esto tiene dos efectos: Primero, el

gobierno ahorra energía y dinero por usar estos productos. Segundo, la compra del sector

público de estos productos ayuda a estimular los mercados de estos productos, creando una

mayor disponibilidad y reduciendo los precios de éstos.

Nombre del Documento: BOMBAS Selección, uso y mantenimiento

Responsable de la Publicación/Autor: Kenneth J. McNaughton/ McGRAW-HILL

Descripción del Documento: Trata acerca del ahorro de energía mediante una buena

selección de la bomba, basada en los requerimientos, uso del variador de velocidad y sobre

elegir el equipo de acuerdo al costo total.

13

4. RECOPILACIÓN Y RESUMEN DE TÉRMINOS DE REFERENCIA

En esta sección se hace una recopilación de los TOR´s utilizados hasta la fecha para contratar los

servicios de compañías de consultoría y al final se da una relación de las mejores prácticas y

lecciones aprendidas sobre su aplicación.

4.1.-RS-X1055 Eficiencia Energética ENACAL, Nicaragua y CAESB, Brasil.

4.1.1 Eficiencia Energética para instalaciones de ENACAL, Nicaragua

Antecedentes

En Octubre del 2006 el “Programa de Inversión en Potabilización y Saneamiento” fue

aprobado por el BID, para dar soporte al gobierno de Nicaragua a su principal suministrador de

agua (ENACAL) en su programa de modernización. Parte de este tema está dedicado a establecer

la eficiencia de energía en las instalaciones de ENACAL.

Objetivos

El objetivo de este proyecto es establecer un programa de eficiencia energética EE en

algunas estaciones de bombeo de ENACAL de Nicaragua, iniciando en Managua.

El resultado de las medidas de eficiencia obtenidas, deberán ser identificadas y se

aplicaran a otras estaciones, para ser implementadas sin la participación del BID

Parte de los resultados incluyen los cálculos de ahorros de energía, las necesidades de

inversión y la revisión de los planes de mantenimiento de ENACAL.

Otra parte de los objetivos consiste en hacer una evaluación para la utilización del metano

obtenido de las plantas de tratamiento de aguas residuales para producir energía eléctrica para uso

de bombeo.

Tareas específicas.

Tarea 1: Auditoría Energética tipo: Grado de Inversión IGEA)

La IGEA deberá evaluar la situación de la energía de ENACAL, el estado físico de los equipos,

como son las condiciones de operación de las bombas y otros equipos. Siguiendo la línea base de

las medidas de eficiencia energética, deberá proponer las inversiones necesarias, incluyendo los

posibles ahorros que se obtendrán y el tiempo de retorno.

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Las actividades que deberá hacer IGEA son las siguientes:

A.- Recopilación de información básica y establecer el estatus actual.

B.-. Levantamiento del equipo actual y su estado y condiciones de operación.

C. Identificación de medidas de eficiencia energética.

Tarea 2: Evaluación del uso del metano obtenido del tratamiento de aguas para producir energía

eléctrica.

Tarea 3: Asesoramiento y recomendaciones para planes de mantenimiento.

Tarea 4: (EE) Entrenamiento.

4.1.2 Eficiencia Energética para instalaciones de CAESB, RS-X1055, Brasilia.

Antecedentes

La compañía pública de Brasilia CAESB (El cliente) está considerando obtener del BID y

del SECCI (Iniciativa para Energía Sustentable y Cambio Climático) soporte para lograr (EE).

Tareas Específicas:

Tarea 1: Auditoria Energética (EA)

A.- Recopilación de información básica y establecer el estatus actual.

B.-. Levantamiento del equipo actual y su estado y condiciones de operación.

C. Identificación de medidas de eficiencia energética.

Tarea 2: Evaluación del uso del metano obtenido del tratamiento de aguas para producir energía

eléctrica

4.2.- RG-T1280 Eficiencia Energética en Empresas de Agua en Centro América.

Objetivo de la Consultoría.

• La provisión de servicios de consultoría para asistencia técnica para mejor el servicio de

agua potable a la sociedad de los países Centro Americanos y el desarrollo de una

metodología regional de eficiencia energética y mantenimiento que puede ser aplicada por

empresas de agua.

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Tareas específicas

Tarea 1: Buscar y evaluar estudios existentes en eficiencia en el sector de agua

Tarea 2: Auditoria de eficiencia energética

Tarea 3: Evaluación y recomendaciones para el plan de mantenimiento

• Descripción de prácticas de mantenimiento que muestra las debilidades y problemas

actuales

• Recomendaciones para mejorar el mantenimiento.

• Ahorros energéticos y sus respectivas inversiones necesarias

• Necesidades de capacitación para mantener equipos

• Recomendación de establecimiento de indicadores de eficiencia energética para

monitorear el consumo energético

• Estimación del presupuesto anual para garantizar un mantenimiento adecuado

Tarea 4: Elaboración de documentos

Tarea 5: Capacitación en eficiencia energética

Tarea 6: Evaluar posibilidades de financiamiento de proyectos de EE

Tarea 7: Taller regional

4.3.- RG-T1605. Eficiencia Energética en Empresas de Agua en el Caribe.

Objetivo:

• Reducir el precio del el suministro de energía a través de la optimización de la reducción

interna de costos en el sector de agua y saneamiento en El Caribe. Específicamente,

desarrollar un plan para incrementar la EE que incluya la metodología para ayudar a las

empresas de agua y saneamiento del CCB Country Group (Bahamas, Barbados, Guyana,

Haití, Surinam, Jamaica, Trinidad and Tobago) a autoevaluar sus instalaciones e

identificar las mejores prácticas y a identificar la aplicación de nuevas tecnologías.

Tareas Específicas

• Tarea 1: Identificación estudios existentes de (EE) en el sector de agua y saneamiento del

CCB.

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• Tarea 2: Programas de eficiencia energética (EEP)

• Sub-tarea 2.1: Desarrollo de habilidades y entrenamiento. (EE) Training

• Sub-tarea 2.2: Auditorías de EE (EEA).

• Sub-tarea 2.3: Evaluación y recomendaciones para el mantenimiento de plantas.

• Tarea 3: Plan de acción para mejorar la EE (EEAP)

• Tarea 4: Desarrollo de una metodología.

4.4.- RG-T1568 Guatemala y El Salvador. Cliente: EMPAGUA, Guatemala.

Antecedentes

La “Empresa Municipal de Agua de la Ciudad de Guatemala” (EMPAGUA) es un ente

descentralizado de la Municipalidad de Guatemala, que por delegación del Honorable Concejo

Municipal (28-nov-72), es la empresa encargada de la prestación, mantenimiento, mejoramiento

y ampliación del servicio municipal de agua en la Ciudad de Guatemala y en su área de

influencia, sirve además a la población de la Ciudad de Guatemala, en forma parcial a los

municipios de Mixco, Chinautla, Santa Catarina Pinula, Villa Nueva, San José Del Golfo, y

Palencia. La cobertura del servicio en la Ciudad de Guatemala se estima en un 85% de la

población tomando en cuenta que existen abastecimientos privados que van desde empresas

distribuidoras a través de una red de distribución en área pública hasta pozos privados y camiones

cisternas.

EMPAGUA produce actualmente un promedio anual de 4.0 metros cúbicos por segundo

de los cuales el 45% proviene de fuentes superficiales a través de 5 plantas de tratamiento y el

55% restante de fuentes subterráneas a través de la explotación de 85 pozos a profundidades de

1000-1600 pies y 3 estaciones de bombeo, lo que implica el uso de equipo electromecánico de

gran tamaño (60-1000 HP) y altos costes de energía para su operación.

EMPAGUA, paga mensualmente aproximadamente 15.5 millones de quetzales por su

factura eléctrica tanto a la empresa EEGSA como a COMEGSA, lo que representa el 62% de sus

ingresos mensuales. Ello significa que la empresa se ve limitada en la operación y

mantenimiento de su infraestructura de producción y peor aún, no dispone de recursos para

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cumplir con la ejecución de proyectos de mejoramiento de la infraestructura existente y

ampliación de la cobertura. Ha sido tan critico este tema que actualmente a partir del mes de

julio/08, se tuvo la necesidad de implementar un plan de restricción de uso de energía eléctrica

sacando de operación varios pozos para alcanzar un ahorro del orden de 3.5 millones de quetzales

mensuales, dejando de producir 430 litros por segundo de agua potable.

Esta cooperación técnica viene como respuesta a la solicitud entregada por EMPAGUA el

mes de octubre del 2008 de fomentar un programa de eficiencia energética.

Objetivo de la Consultoría

El objetivo de esta Cooperación Técnica (TC) es la provisión de servicios de consultoría para

asistencia técnica, en el caso específico para incrementar la eficiencia energética de la “Empresa

Municipal de Agua de la Ciudad de Guatemala (EMPAGUA)”, Ciudad de Guatemala,

Guatemala.

Tareas específicas

Tarea 1: Análisis energético instalaciones de Hincapié, Ojo de agua y Atlántico

Tarea 2: Plan estratégico para la implementación de medidas de inversión

Tarea 3: Optimización de las prácticas actuales de mantenimiento de Hincapié, Ojo de agua y

Atlántico

Tarea 4: Diseño y asistencia en la implementación de un programa de control y monitoreo para

la energía de Hincapié, Ojo de agua y Atlántico

4.5. - CO-T1077. Eficiencia Energética en Empresas Agua de Colombia.

Antecedente y Justificación

Los servicios de acueducto y alcantarillado en Colombia se prestan por medio de empresas

descentralizadas bajo la supervisión y responsabilidad de los cerca de 1.100 municipios del país.

En este contexto, existen multitud de empresas de diferentes tamaños y con diferentes grados de

organización y desarrollo empresarial. La regulación de las tarifas para el cobro de los servicios de

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acueducto y alcantarillado es responsabilidad de la Comisión de Regulación de Agua Potable y

Saneamiento Básico (CRA), las de inspección, vigilancia y control están a cargo de la

Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (SSPD) y las políticas sectoriales en cabeza

del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT).

La fórmula tarifaria se basa en el reconocimiento de los costos de inversión, operación,

mantenimiento y administración de los servicios, algunos de los cuales son corregidos por

parámetros de eficiencia, como los de administración, y otros trasladados directamente, como los

de energía.

Objetivo.

Realizar una Auditoria Energética en las empresas que se señalan en estos Términos de

Referencia, con el fin de conocer la situación del uso de energía en cada una de ellas, definir las

acciones para el mejoramiento de la eficiencia energética e identificar los posibles proyectos para

la optimización en el uso de la energía en cada una de ellas.

Alcance

Los aspectos básicos que debe incluir la Auditoría Energética en las empresas de acueducto y

saneamiento básico son los siguientes:

1.- Auditorias Energéticas

2.- Plan Nacional de Eficiencia Energética en Empresas de Acueducto y alcantarillado.

• Formulación del Programa a nivel nacional

• Esquema de ejecución y coordinación del programa en las Empresas.

• Metodología y guías necesarias para replicar el Programa.

• Capacitación y difusión del programa.

3.- Administración y logística.

19

5.- ESTUDIOS ANALIZADOS

En este capítulo presentamos un breve resumen de los estudios analizados, indicando en cada

caso si se trata de una cooperación técnica del BID o no, así como si el estudio está terminado o

en ejecución.

5.1.-Nicaragua CO-T1077 (ENACAL)

5.1.1 Descripción del Proyecto.

Este proyecto es uno de desarrollados como cooperación técnica por el BID y tiene un estatus de

terminado.

Los objetivos específicos de esta TC son:

• Ahorro de energía mediante el incremento de la eficiencia del bombeo de agua por las

empresas operadoras desde el punto de vista eléctrico y mecánico.

• Hacer mejoras en el mantenimiento de equipos optimizando los planes y los

procedimientos.

• Capacitación en Eficiencia Energética.

• Generación de energía eléctrica utilizando el gas metano de las aguas de residuales.

• Uso de telemetría y optimización de las mediciones en las estaciones de bombeo.

5.1.2 Aspectos Analizados.

La tabla siguiente indica los temas comprendidos en la auditoria técnica.

Aspectos Analizados SI NO

Eficiencia de bombas X

Eficiencia de Motores X

Tarifa X

Factor de Potencia X

Variadores de velocidad X

Mantenimiento X

Entrenamiento X

Producción de Electricidad X

Conducción hidráulica. X

20

5.1.3 Resultados principales.

Como resultado de este estudio se identificaron 4 proyectos de ahorro de energía, los que en

conjunto suman un potencial de ahorro de 1,948,377.00 USD, con una inversión estimada en

2,317,700.00 USD, y un período de retorno de la inversión de 1.19 años.

En la tabla 2 se presentan los números globales de dichos proyectos, agrupados en:

proyectos con inversiones a corto, mediano y largo plazo.

Un aspecto interesante de los proyectos con inversión a corto plazo, es que éstos son

los que generan los mayores ahorros (1,376,000 USD), por lo que con estos ahorros se podrían

pagar las inversiones necesarias para la implantación de todos los proyectos.

Tabla 2 Resultados Nicaragua

INVERSIÓN DE CORTO PLAZO

Período de Retorno

Prioridad Proyecto Ahorro Anual Inversión Ahorro tCO2e Años Meses

(USD) (USD) (MWh) (10 años)

1 Corrección del Factor

de Potencia $176,000.00 $140,000.00

0.80 9.55

2 Revisión Proc.

Mantenimiento $1,200,000.00 $371,400.00 10,000 52,900 0.31 2.32

TOTAL $1,376,000.00 $511,400.00 10,000 52,900 0.37 4.46

VPN $6.485.095,43

INVERSIÓN DE MEDIANO PLAZO

Período de Retorno

Prioridad Proyecto Ahorro Anual Inversión Ahorro tCO2e

Años Meses (USD) (USD) (MWh) (10 años)

3 Gestión Energética $132,000.00 $285,000.00 2,375 12,564 2.16 25.91

TOTAL $132,000.00 $285,000.00 2,375 12,564 2.16 25.91

VPN $411,454.86

INVERSIÓN DE LARGO PLAZO

Período de Retorno

Prioridad Proyecto Ahorro Anual Inversión Ahorro tCO2e

Años Meses (USD) (USD) (MWh) (10 años)

4

Cambio de

Motobombas +

Inversores

$440,377.00 $1,521,300.00 3,670 19,413 3.45 41.45

TOTAL $440,377.00 $1,521,300.00 3,670 19,413 3.45 41.45

VPN $863,328.67

Factor de conversión: 0.529 tCO2e/MWh

21

5.2.- Brasilia, Brasil (RS-X1055) (CAESB).

5.2.1 Descripción del Proyecto

Este proyecto es uno de desarrollados como cooperación técnica por el BID y tiene un estatus

de terminado.

La cooperación Técnica se hizo para estudiar la forma de incrementar la eficiencia

energética desde el punto de vista eléctrico, reducir las pérdidas en las redes de agua, mejorar el

mantenimiento y estudiar la factibilidad para usar bio-gas para generación eléctrica.

• Para CAESB el gasto en energía eléctrica es uno de los más representativos de la

empresa, este representa un 8% ( 27.5 Millones de Dólares en el 2007) que corresponde a

229 GWh/ año.

• CAESB tiene como indicadores globales de los consumos de electricidad ,en el sistema de

agua = 0.858 kWh/m3, en el sistema sanitario = 0.466 kWh/m3 y en forma general=

0,721 kWh/m3.

• Se considera la provisión de energía eléctrica por medio de hidroeléctricas o plantas

térmicas a base de bio-gas como uno de sus principales objetivos.

5.2.2 Aspectos Analizados



Eficiencia de Bombas X


Tarifas X



Mantenimiento X

Capacitación X

Producción Eléctrica X

Conducción hidráulica X

22

5.2.3 Resultados Principales

Los ahorros calculados fueron clasificados de acuerdo con el tiempo de retorno en tres rangos :

Corto Plazo De 0 a 5 años, Mediano Plazo de 5 a 10 años y largo plazo de 10 a mas años, como

se indica en la tabla 3.

El potencial de ahorro total identificado como pate de este estudio, asciende a

5,811,856.12 USD y las inversiones necesarias a 19,055,141.89 USD, con un período de retorno

de la inversión de: 3.27 años.

Tabla 3 Resultados Brasilia

RETORNO A CORTO PLAZO (0 - 5 años)

Núm Medida Inversión Ahorro/año Ahorro/año tCO2e ( ) payback VPN BRL (BRL) (BRL) (MWh) 10 años (años)

3 Corrección FP 900.000,00 500.000,00 1,80 2.622.682,57

4 Gen. Hidroeléctrica 645.000,00 486.000,00 1.62 8.419 1,33 2.766.039,91

5 Actualizar Inst. 80.000,00 75.471,70

6 Red. Presión Red 470.000,00 175.500,00 585 3.04 2,68 775.184,22

9 Mod. Iluminación 574.298,00 502.570,42 1.855 9.643 1,14 4.087.511,85

10 Variador de Veloc. 5.487.801,03 2.703.876,08 3.723 51.882 2,03 11.116.797,77

11 Uso de Biogás 7.875.000,00 1.785.600,00 2.2 111.433 4,41 4.969.029,66

13 Otros 2.420.000,00 1.505.000,00 5.375 27.934 1,61 8.166.916,05

TOTAL 18.452.099,03 7.658.546,50 15.358 112.352 2,41 34.428.690,34

U$Dollars 10,790,701.00 4,478,682.00 20´133,736.00

RETORNO A MEDIO PLAZO (5 a 10 años)

Núm Medida Inversión Ahorro/año Ahorro/año tCO2e ( ) payback

VPN BRL (BRL) (BRL) (MWh) 10 años (años)

1 Cambio de Motores 10.092.094,00 1.548.459,51 4.452 23.134 6,52 2.151.861,27

2 Mejoras de Mnto. 2.431.800,00 375.000,00 1.339 6.96 6,48 309.653,44

7

Reduç. De

DemandaPico 458.300,00 84.000,00 87 450 5,46 150.893,69

8

Reduç. de

Vazamentos 700.000,00 102.960,00 515 2.675 6,80 54.523,17

TOTAL 13.682.194,00 2.243.063,34 6.392 33.22 6,10 2.666.931,57

U$Dollars 8´001,283.00 1´311,733.00 1´559,609.00

RETORNO A LARGO PLAZO (más de 10 años)

Núm Medida Inversión Ahorro/año Ahorro/año tCO2e ( ) payback

VPN ( BRL) (BRL) (BRL) (MWh) 10 años (años)

12 Monit. de LCD 450.000,00 36.664,32 119 62 12,27 169.950,39

TOTAL 450.000,00 36.664,32 119 62 12,27 169.950,39

U$Dollars 263,157.89 21,441.12 99, 386.00

23

5.3. El Salvador (ANDA) (RS-X1037).


Esta cooperación técnica fue enfocada a incrementar la EE desde el punto de vista electro

mecánico, reducir perdidas de tuberías, reducción de fugas en las redes, mejorar los

procedimientos, planes y entrenamiento para mantenimiento, detección de perdidas,

entrenamiento y difundir la cultura de ahorro de energía a todos los niveles de la compañía.




Los resultados principales se resumen en 4 proyectos consistentes en la substitución de 55

bombas y 3 motores, como se describe en la Tabla 4.

El potencial de ahorro total asciende a 1,603,998 USD/año y la inversión necesaria

asciende a 1,355,083 USD con un período de retorno de la inversión de 0.84 años.




Tarifas X



Mantenimiento X

Capacitación X



24

Adicionalmente se establecen 7 medidas de ahorro de energía para las que no se presentan

inversiones, las que en conjunto presentan un potencial de ahorro por 2.448.196.19. En la tabla

5, se presenta el resumen de dichas medidas.

Tabla 4 Resumen de Proyectos de Ahorro de Energía, El Salvador

No. Descripción

Ahorros

Inversión Pay Back

Potencia Energía Gasto

kW kWh/año $/Año Años

1 Sustitución de bombas

Zona Norte 3,284 14,840,599 1,038,841 795,680 0.77

2 Sustitución de Motores en

Guluchapa 17 89,280 10,642 35,630 3.35

3 Sustitución de bombas en

Guluchapa 495 2,982,652 358,087 222,834 0.62

4 Sustitución de bombas en

Cojutepeque 266 1,592,744 196,427 169,595 0.86

TOTAL 4,062 19,505,274 1,603,998 1,355,083 0.84

DE ENERGÍA

Tabla 5 Resumen de medidas de ahorro de energía

No Descripción kWh/año USD/año

1

Reducir el 70% de las pérdidas de carga en la

línea de conducción “Estación Central – By

Pass El Carmen” en el Sistema Zona Norte

946,781 80,239.67

2

Reducir el 70% de las pérdidas de carga en la

línea de conducción “By Pass El Carmen –

Estación San Ramón A” en el Sistema Zona

656,124 55,606.51

3 Eliminar las pérdidas de carga en el tramo de 4”

de la línea de conducción “Santa Isabel – Las 9,899 1,249.22

4 Reducir fugas al 50% en el sistema de

distribución 2,986,789 372,040.36

5 T Reducir fugas al 50% en el sistema de

distribución Zona Norte 21,066,286 1,474,640.01

6 Reducir fugas al 50% en el sistema de

distribución Guluchapa 3,866,935 461,682.67

7 Rehabilitar fuentes de captación superficial en

la Planta El Cacahuatal 21,797 2,737.75

TOTAL: 29,554,611 2.448.196.19

25

Método de auto financiamiento.

Para financiar el proyecto, se plantea la posibilidad de establecer un método de auto

financiamiento utilizando los ahorros que se van generando, a partir de una inversión inicial

mínima. De esta manera, el total de las medidas de ahorro quedarán implementadas en un total de

18 meses.

5.4.- Perú (DWPF).

5.4.1.- Descripción del Proyecto

El proyecto consistió en la ejecución de una auditoría energética, con los siguientes objetivos:

Determinar las inversiones necesarias para sustituir el equipo de bombeo que se

encuentra trabajando con bajas eficiencias, por equipos más eficientes

Establecer las prácticas de mantenimiento que coadyuven al uso eficiente de la energía en

la empresa.

Reducir el costo de la facturación eléctrica, mediante la revisión de tarifas eléctricas y el

uso de plantas generadoras para las horas pico.




Eficiencia en Bombas X

Eficiencia en Motores X

Tarifas X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X


Comité de Energía X


26

5.4.3. - Principales Resultados

Como resultado de este estudio, se identificaron una serie de medidas de ahorro, las que en

conjunto producirán ahorros por 167,400 USD/año, con una inversión de 450,454 USD y un

período simple de retorno de la inversión de 2.7 años

Las mejoras encontradas se dividieron en 3 grupos: Bajo Costo / Sin Costo, Mediana

Inversión y Mejoras a largo término. La tabla 6 presenta el resumen de ahorros y evaluación

financiera de cada grupo de medidas de ahorro.

Tabla 6 Principales resultados, Perú

Grupos de

Medidas de Ahorro

Ahorro

Por Max

Demanda

(kW)

Ahorro de

Energía

(kWh)

Ahorro en

Costos

(USD/Año)

Inversión

(USD)

Periodo de

Retorno

Simple

(Meses)

Relación

Costo/

Beneficio

Bajo Costo / Sin

Costo 151 587,520 47,726 1,300 - -

Inversión Media 127 625,802 96,271 85,054 10-13 -

Largo Termino 82 438,394 23,403 364,100 4.4-7 años 1.54-2.21

Ahorros Totales

USD 360 1,651,716 167,400 450,454 2.7 años

5.5.- Panamá (RG-T1280). IDAAN.

5.5.1.- Descripción del Proyecto.

La auditoría energética está actualmente en desarrollo, y forma parte de la “Cooperación Técnica

no Reembolsable Nº. NTN/SF10909-RG, Eficiencia Energética en Empresas de Agua y Saneamiento en

Centro América”.

Los objetivos específicos son:

• Estructurar un Plan Estratégico para el uso racional de la energía.

• Conocer la metodología para el desarrollo de auditorías energéticas.

• Reforzar las buenas prácticas en el servicio de mantenimiento.

• Identificar oportunidades de ahorro de energía en las compañías administradoras de agua.

27

• Involucrar al personal para fomentar el compromiso para el uso racional de la energía.

5.5.2.- Aspectos Analizados

La tabla siguiente indica los temas comprendidos en la auditoria técnica. .


Eficiencia en Bombas X

Eficiencia en Motores X

Tarifa X



Mantenimiento X

Entrenamiento X




Los principales problemas encontrados fueron las bajas eficiencias en general y se

recomiendan las siguientes soluciones:

• Sustitución de Bombas

• Sustitución de Motores

• Ajustar el tamaño de los impelentes.

• Trabajar con variadores de velocidad

• Automatización de Bombas.

• Instalar bombas independientes para las pequeñas comunidades

• Cambio de tarifa de suministro de energía eléctrica.

5.5.3.- Principales Resultados.

Como resultado de la auditoría energética practica al IDAAN, se identificaron 9 medidas de

ahorro agrupadas en tres tipos: Medidas de fortalecimiento institucional, Medidas de eficiencia

energética y Medidas asociadas con el costo de la energía. La tabla 7 presenta un resumen de

dichas medidas de ahorro, en la que se puede ver que en conjunto se pueden lograr ahorros por

3,537,410 USD/año, con una inversión de 4,405,663 USD y un período de retorno de la inversión

de 1.25 años.

28

En la tala 7 también se observa que las medidas de eficiencia energética son las

representan los mayores ahorros. En la tabla 8 se presentan, para una muestra de los equipos

evaluados sus eficiencias de operación, así como las eficiencias que se esperan obtener con la

implantación de las medidas propuestas.

Tabla 7 Resumen de Medidas de Ahorro, Panamá

Tabla 8 Eficiencia Electromecánica, Panamá

Planta Bomba

Número

Caudal

(lps)

Pr. Desc.

(kg/cm2)

Pe

(kW)

Ph

(kW)

Eficiencia Electromecánica

Actual Esperada Ahorros

Betania 1 82.7 5.8 66.4 38.8 58.4% 75.0% 22.1%

Chilibre

Agua

Tratada

Vieja

1 1219 7.4 1269 926.6 73.0% 80.8% 9.6%

4 1219 7.4 1312 926.6 70.6% 80.8% 12.6%

6 1219 7.4 1321 926.6 70.1% 80.7% 13.1%

Chilibre

Agua

Tratada

Nueva

1 1167 7.4 1300 875.8 67.4% 80.8% 16.6%

4 1167 7.4 1293 875.8 67.7% 80.8% 16.2%

5 1167 7.4 1294 875.8 67.7% 80.8% 16.2%

6 1167 7.4 1304 875.8 67.2% 80.8% 16.9%

Ahorro

(USD/año)

Inversión

(USD)

Pay-Back

(años)Medidas de Fortalecimiento

1 Implantar programa de mantenimiento predictivo y

preventivo196,800.00

2 Fortalecer el taller de mantenimiento 97,000.00

3 Fortalecer la operación, con medición y procedimientos. 301,350.00 256,250.00

4 Fortalecer los recursos humanos de operación y

mantenimiento con capacitación66,000.00

Sub-Total 301,350.00 616,050.00 2.04

Medidas de Eficiencia Energética

5 Mejorar la eficiencia electromecánica 2,122,008.00 2,103,759.00 0.99

6 Optimización estación Betania 27,133.00 103,254.00 3.81

7 Optimización Don Bosco 67,878.00 80,500.00 1.19

Sub-Total 2,217,019.00 2,287,513.00 1.03

Medidas de Costo de la Energía

8 Cambio e tarifa a MTD 571,580.00 407,100.00 0.71

9 Autogeneración en punta y tarifa MTH 447,461.00 1,095,000.00 2.45

Sub-Total 1,019,041.00 1,502,100.00 1.47

3,537,410.00 4,405,663.00 1.25

Medida

GRAN TOTAL:

29

5.6.- Jamaica (JWC) (RG-T1605).


Esta auditoría energética se encontraba en ejecución al momento de elaborar el presente reporte.

El estudio forma parte de la cooperación técnica no reembolsable RG-T1605: Eficiencia

energética para las empresas de agua y saneamiento del Caribe, que tiene por objetivo el

identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía, mejorar las prácticas de mantenimiento y

fortalecer a la empresa mediante la formación y capacitación del comité de eficiencia

energética.


La tabla siguiente indica los temas comprendidos en la auditoria técnica




Tarifa X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X


Comité Energético X


5.6.3.- Principales Resultados.

Como resultado de la auditoría energética practica al NWC de Jamaica, se identificaron 12

medidas de ahorro agrupadas en dos tipos: Medidas de fortalecimiento institucional y medidas de

mejora de la eficiencia electromecánica de los equipos de bombeo. La tabla 9 presenta un

resumen de dichas medidas de ahorro, en la que se puede ver que en conjunto se pueden lograr

ahorros por 941,111 USD/año, con una inversión de 1,280,070 USD y un período de retorno de la

inversión de 1.36 años.

30

Tabla 9 Resumen de Ahorros, Jamaica

5.7.- Haití CAMEP (RG-T1605)


Esta auditoría de EE, como todas los de la cooperación técnica RG-T1605, fue concebida para

identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía a través de mejoras en la operación, el

mantenimiento y los equipos de la empresa operadora de agua.

En una primera fase del proyecto, se identificaron una serie de medidas de EE, dentro de

las que se encuentran las siguientes:

• Iniciar un programa para reducir fugas de agua.

• Remplazar las bombas que se detecten con baja eficiencia.

• Establecer un procedimiento para comprar equipo solamente eficiente.

• Optimización del factor de Potencia.

• Establecer un comité de energía.

• Uso de equipos portátiles de medición.

• Analizar los costos de mantenimiento.

• Establecer Procedimientos de Mantenimiento para grupos electrógenos.

Medida Ahorros Inversiones Pay-Back

Núm Descripción kWh/year USD/año USD años

Medidas de fortalecimiento1 Comité de gestión de la eficiencia energética. 108,000

2 Mejorar el programa de mantenimiento 41,000

3 Mejorar el programa de operación 141,000

Medidas de mejora de la eficiencia4 Mejorar la eficiencia en el equipo de Hope F/P 400,699 88,154 94,988 1.08

5 Mejorar la eficiencia en el equipo de Mineral Heiglits 142,339 31,314 32,133 1.03

6 Mejorar la eficiencia en el equipo de Woodside 159,441 35,077 37,326 1.06

7 Mejorar la eficiencia en el equipo de Interhorole 293,953 64,670 69,837 1.08

8 Mejorar la eficiencia en el equipo de Agualta Vale 573,356 126,138 127,405 1.01

9 Mejorar la eficiencia en el equipo de Pours 482,002 106,040 112,066 1.06

10 Mejorar la eficiencia en el equipo de Gutters 1,348,725 296,720 309,034 1.04

11 Mejorar la eficiencia en el equipo de Comfort 420,368 92,481 99,560 1.08

12 Mejorar la eficiencia en el equipo de Broadleaf 456,894 100,517 107,721 1.07

TOTAL: 4,277,777 941,111 1,280,070 1.36

31

• Establecer Procedimientos de Mantenimiento para grupos eléctricos.

• Procedimientos de Mantenimiento de bombas, ajuste y arranque para cada estación.

• Revisión de los procedimientos existentes que solo incluyen mantenimiento correctivo.

• Optimizar la eficiencia de las bombas.

Debido al fuerte sismo que sacudió al país el Enero del 2010, el estudio no pudo ser

concluido, ya que la infraestructura de la empresa sufrió serios daños.






Tarifa X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X




5.8.- Guyana (GWI) (RG-T1605).


La auditoría energética actualmente se encuentra en ejecución, y es parte del proyecto de

eficiencia energética para las empresas de agua y saneamiento del Caribe, que tiene por objetivo

el identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía, mejorar las prácticas de mantenimiento

y fortalecer a la empresa mediante la formación y capacitación del comité de eficiencia

energética.

32

Dentro de los principales retos de la GWI se encuentra el tener que suministrar agua a la

población del país, la cual se encuentra diseminada en pequeñas poblaciones a lo largo de toda

la franja costera.






Tarifa X



Mantenimiento X

Entrenamiento X




5.8.3 Principales Resultados

Medidas de ahorro de energía encontradas durante auditoría energética.

• Sustituir bombas que se encuentran trabajando con bajas eficiencias.

• Corrección del factor de potencia.

• Remplazar la tubería de succión de pozos por tuberías de mayor diámetro.

• Reducción de pérdidas por fugas.

Al momento de escribir el presente reporte, ya se tenían evaluadas algunas de las

medidas asociadas con la sustitución de equipos de bombeo que se encontraron trabajando con

bajas eficiencia. La tabla 10 presenta un resumen de dichas medidas.

Como se puede observar en la tabla 10, el potencial de ahorro por sustitución de equipos

de bombeo operando con bajas eficiencias asciende a 273,433 USD/año, con una inversión de

168,218 USD y período de retorno de la inversión de 0.62 años

33

Tabla 10, Resumen de Oportunidades de Ahorro de Energía, Guyana

5.9.- Bahamas (WSC) (RG-T1605).


La auditoría energética actualmente se encuentra en ejecución, y es parte del proyecto de

eficiencia energética para las empresas de agua y saneamiento del Caribe, que tiene por objetivo

el identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía, mejorar las prácticas de mantenimiento

y fortalecer a la empresa mediante la formación y capacitación del comité de eficiencia

energética.

Dentro de los principales retos de la WSC se encuentra la falta de agua potable y

recursos energéticos en el país, lo que se traduce en altos costos de la energía y en la necesidad

de tener que producir agua por medio de plantas desalinizadoras, con muy altos consumos de

energía.


Bombas sumergibles en pozos Evaluación económica

EquipoConsumo de

energía actual

(kWh/año)

Consumo de

energía esperado

(kWh/año)

Ahorros de

energía

(kWh/año)

Ahorros de

Energía

%

Ahorro

Económico

USD$/año

Inversión

USD

Pay-back

(años)

CAD 319,035 158,214 160,821 50.4% $ 52,266.84 $ 10,401.00 0.20

TIMEHRI No 5 301,160 284,023 17,137 5.7% $ 5,569.52 $ 13,161.00 2.36

SOESDYKE 107,425 98,009 9,416 8.8% $ 3,060.11 $ 10,401.00 3.40

CALEDONIA 303,074 300,493 2,581 0.9% $ 838.73 $ 13,161.00 15.69

NEW HOPE 442,202 340,398 101,804 23.0% $ 33,086.25 $ 13,161.00 0.40

KURU KURURU 273,312 232,564 40,748 14.9% $ 13,243.26 $ 11,781.00 0.89

YARROWKABRA 92,664 44,382 48,282 52.1% $ 15,691.71 $ 9,711.00 0.62

MOCHA 138,292 117,817 20,475 14.8% $ 6,654.49 $ 11,781.00 1.77

L'Oratoire Canal 315,030 255,203 59,827 19.0% $ 19,443.79 $ 11,781.00 0.61

Meten Meer Zorg 342,503 286,861 55,642 16.2% $ 18,083.61 $ 13,161.00 0.73

Fellowship Well 244,458 220,253 24,205 9.9% $ 7,866.52 $ 11,781.00 1.50

Fellowship TP PS 66,994 12,596 54,398 81.2% $ 17,679.30 $ 24,776.00 1.40

Leonora 569,518 323,521 245,997 43.2% $ 79,949.17 $ 13,161.00 0.16

TOTAL 3,515,667 2,674,334 841,333 23.9% $ 273,433 $ 168,218 0.62

34





Tarifa X



Mantenimiento X

Entrenamiento X





Al momento de elaborar el presente reporte, ya se tenían algunos resultados de esta auditoría

energética, mismos que se presentan en forma resumida en la tabla 11.

Como se puede observar en la tabla 11, el monto de los ahorros identificados, asciende a

3,889,079 B$/año, lo que equivale al 26% de su facturación energética.

Tabla 11 Resumen de Ahorros, Bahamas

Proyecto

Consumo de Electricidad

Consumo de Combustible

Equivalente energético del Combustible

Energía Total

Consumida

Ahorros Totales

B$/año

Ahorro Económico

%

Ahorros totales de Energía

kWh/año Galones

Imperiales/año kWh/año kWh/año %

Mejorar la eficiencia de

motores y bombas

1,633,788 NA NA 1,633,788 $ 490,136 3.3% 1.5%

Reducir las pérdidas de agua

del 50% al 30% 2,451,118 916,644 30,584,744 33,035,862 $ 2,752,514 18.4% 31.1%

Paro del sistema de captación y transportación

Andros

510,415 243,802 8,134,664 8,516,713 $ 646,429 4.3% 8.0%

TOTAL 4,595,321 1,160,446 38,719,408 43,186,363 $ 3,889,079 26.0% 40.6%

35

5.10.- Costa Rica. (RG-T1280). AyA.



no Reembolsable Nº. NTN/SF10909-RG, Eficiencia Energética en Empresas de Agua y Saneamiento en

Centro América”.

Los objetivos específicos del proyecto son:

• Estructurar un plan estratégico para el uso racional de la energía.

• Conocer la metodología para el desarrollo de Auditorias de Potencia.

• Reforzar las mejores prácticas en el servicio de mantenimiento.

• Identificar las oportunidades de ahorrar energía en las compañías de agua y saneamiento.

• Involucrar al personal para fomentar el compromiso para el uso racional de energía.






Tarifas X



Mantenimiento X

Entrenamiento X




5.10.3.- Principales Resultados

Como resultado de esta auditoría energética, se identificaron 9 áreas de oportunidad de ahorro,

agrupadas de acuerdo al plazo de implementación en: Medidas de implementación de inmediato,

Medidas de implementación a corto plazo, medidas de implementación a mediano plazo.

36

Las medidas de implementación de inmediato, se refieren a medidas que tienen como

objetivo el reforzamiento institucional en las áreas de mantenimiento, operación y eficiencia

energética.

Las medidas de implementación a corto plazo, se refieren a medidas de mejoramiento de

la eficiencia electromecánica de los equipos de bombeo en las dos estaciones donde por el estado

en que se encuentran los equipos, se ha considerado prioritaria la implantación de dichas medidas

de ahorro.

Las medidas de implementación a mediano plazo, se refieren también a medidas de

mejoramiento de la eficiencia electromecánica de los equipos de bombeo, en estaciones donde no

es tan crítica la condición en la que se encuentra el equipo, pero que la sustitución del equipo trae

consigo ahorros importantes de energía.

En la tabla 12 se presenta un resumen de las medidas de ahorro recomendadas, en la que

se aprecia que como resultado de la implementación de todas las medidas de ahorro, se lograrán

ahorros por 1,200,049 USD/año, los que se obtendrán con una inversión de 2,455,315 USD/año y

un período de retorno de la inversión de 2.05 años.

Tabla 12 Oportunidades de Ahorro identificadas, Costa Rica


Núm Descripción USD/año USD años

Implementación de Inmediato

1 Implementación del sistema de gestión de medición 318,570.65 297,000.00 1.84

2 Implementación del sistema de gestión de mantenimiento 228,500.00

3 Implementación del programa de capacitación 60,000.00

Implementación a Corto Plazo

4 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en la estación de rebombeo La Uruca

127,616 374,200 2.93

5 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en la estación de rebombeo Ipis

8,525 41,890 4.91

Implementación a Mediano Plazo

6 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en la estación de bombeo Potrerillos

44,659 111,007 2.49

7 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en el Pozo Belén 1

44,786 53,945 1.20

37

8 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en la estación de rebombeo Puente Mulas.

327,946 644,386 1.96

9 Mejora de la eficiencia electromecánica y optimización del factor de potencia en la estación de rebombeo Escazu.

327,946 644,386 1.96

TOTAL: 1,200,049 2,455,314 2.05

5.11.- Barbados (BWA). (RG-T1605).



no Reembolsable: Eficiencia Energética en Empresas de Agua y Saneamiento en El Caribe”.

Mediante esta TC se busca mejorar la eficiencia electromecánica de los equipos de bombeo, ,

mejorar el mantenimiento y la operación, así como la formación y capacitación de un comité de

ahorro de energía. Al momento de elaborar el presente reporte, no se había aún concluido la

auditoría energética.

Las principales características del sistema de bombeo de agua del pís son:

Infraestructura General de BWA.

• 20 pozos activos

• 2 Fuentes activas

• 1 Planta de desalinización

• 27 tanques de almacenamiento.

• 1600 millas de red principal – de 3” a 20”

• 17 estaciones de re-bombeo.

• Staff Compliment – 790 personas

• Principales instalaciones consumidoras (6) > 20 GWh/año

Indicadores Base

• Consumo de Energía Total – 37GWh/año,

• Producción total de agua 52,860,544 m3/año

• Energía Específica Index. 0.88 kWh/m3

38

• Costo total de la energía 11,522,781USD/año

• Costo específico de energía 0.27 USD/m3

• Impacto total de la energía en el costo de operación - 25%

• Agua no contabilizada. 40 - 45%.

Sector Agua Situación Nacional.

Una Sociedad Privada y una del sector Privado (Operador de planta BWRO )

• BWA produce aprox. 145,000 m3

• Sociedad Privada produce 18,184 m3

• El Agua Subterránea es la principal fuente disponible de agua

• Extraída por 20 pozos y 2 manantiales.

• 2,560 km de red de distribución de agua & 27 Tanques de almacenamiento.

• 102,000 servicios de agua potable.

• 4,500 servicios de aguas de desecho.





Eficiencia Motores X

Tarifas X



Mantenimiento X

Entrenamiento X





Hasta la fecha no hay una tabla con los resultados, pero se estima un promedio de ahorro de un

15%, lo que representa de 4.5 a 5 GWh/Año; (1 a 1.7 millones de dólares).

39

5.12.- Surinam (RG-T 1605). SWM.



no Reembolsable: Eficiencia Energética en Empresas de Agua y Saneamiento en El Caribe”.

Los principales objetivos de este proyecto son identificar oportunidades de ahorro de

energía en los sistemas de bombeo, mejorar la operación y mantenimiento, así como crear y

capacitar al comité de eficiencia energética de la empresa.

Dentro de las principales características del sistema de suministro de agua potable, del

país, se encuentra que cerca del 70% de la población del país vive en la capital (Paramaribo).

Existe una gran disponibilidad de agua superficial (ríos), pero está contiene muchos sólidos

(arena y tierra principalmente), por lo que prácticamente toda la captación se realiza de fuentes

subterráneas (pozos de poco profundidad).

El agua de los pozos es conducida a plantas de tratamiento, donde el agua es filtrada y

clorada básicamente. De las plantas de tratamiento, parte del agua es bombeada a la red por

medio de bombas de distribución y otra parte es bombeada a otras plantas por medio de bombas

de tansportación.

Las principales áreas de oportunidad de ahorro identificadas a la fecha son:

• Mejoras de la operación de las bombas.

• Mejoras a sus programa de mantenimiento.

• Corrección del factor de Potencia.

• Instalación de variadores de velocidad.




Eficiencia Bombas X

Eficiencia Motores X

40

Tarifas X



Mantenimiento X

Entrenamiento X





Como resultado de esta auditoría energética, se han identificado 10 áreas de oportunidad de

ahorro, agrupadas en dos tipos: Medidas de fortalecimiento institucional y Medidas de mejora de

la eficiencia electromecánica.

En la tabla 13 se presenta un resumen de las medidas de ahorro recomendadas, en la que

se aprecia que como resultado de la implementación de todas las medidas de ahorro, se lograrán

ahorros por 75,586 USD/año, los que se obtendrán con una inversión de 208,097 USD/año y un

período de retorno de la inversión de 2.75 años.

Tabla 13, Resumen de Oportunidades de Ahorro de Energía, Surinam


# Descripción kWh/año USD/año USD años

Medidas de Fortalecimiento

1 Energy Management Committee. 15,000

2 Improve the maintenance program 38,400

3 Improve the operation program 15,000

Medidas de mejora de la eficiencia

4 WK-Plein (Well) 331,020 22,318 37,069 1.66

5 Republiek (Well) 42,501 3,404 9,729 2.86

6 Livorno Oversie (Plant) 210,351 13,084 16,061 1.23

7 Helena Christina (Plant) 154,363 10,960 16,667 1.52

8 Tourtonne (Plant) 122,498 8,271 8,024 0.97

9 Lelydorp (Plant) 113,023 7,105 19,044 2.68

10 Van Hattemweg 157,831 10,445 33,104 3.17

TOTAL: 1,131,587 75,586 208,097 2.75

41

5.13. Sistema de Agua y Saneamiento de Lerdo, Durango, México (SAPAL).


Este estudio fue desarrollado como parte de una serie de proyectos financiados por el gobierno

federal de México, para el fortalecimiento de la región conocida como “La Laguna” en México,

misma que comprende parte de los estados de Durango y Coahuila.

El principal objetivo fue el de identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía y agua en el

sector.






Tarifas X



Mantenimiento X

Entrenamiento X




Como resultado de este estudio, se identificaron de áreas de oportunidad de ahorro, asociadas a la

sustitución de bombas y motores en pozos y estaciones de rebombeo, cambio de la tarifa de

suministro de energía eléctrica e instalación de variadores de velocidad. En la tabla 14 se presenta

un resumen de las medidas de ahorro recomendadas, en la que se aprecia que el potencial de

ahorro identificado es de 2,509,857.00 MXP/año, con una inversión de 2,429,921.00 MXP y

periodo de recuperación de la inversión de 0.97 años.

42

Tabla 14 Principales resultados, Lerdo Durango, México

Proyecto Ahorros Inversión Retorno de

Inversión

No. Descripción kW kWh/año MXP/año MXP años

1 Sustitución de 8 bombas y 2 motores actuales

en pozos, por equipos más eficientes. 182.9 1, 394, 671 1, 974,627 1, 595, 633.00 0.81

2

Sustitución de 7 bombas y 7 motores

actuales en rebombeos, por equipos más

eficientes.

60.9 245, 157 363,954 548, 363.00 1.51

2 Cambio de tarifa en 3 sistemas. 85,884

3 Aplicación de 1 variador de velocidad en el

equipo 5 del Sistema de Pozos San Fernando. 78,173 85,392 249,895.00 2.93

TOTAL: 243.8 1’718,001 2’509,857 2’429,921.00 0.97

5.14. - Matamoros Coahuila, México (SIMAPA).


Este estudio también fue desarrollado como parte de los proyectos financiados por el gobierno

federal de México, para el fortalecimiento de la región conocida como “La Laguna” en México,

en los estados de Durango y Coahuila.

El principal objetivo fue el de identificar áreas de oportunidad de ahorro de energía y agua en el

sector.






Tarifa X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X



43

5.14.3. Principales Resultados

Como resultado de este estudio, se identificaron de áreas de oportunidad de ahorro, asociadas a la

sustitución de bombas y motores en pozos y estaciones de rebombeo, que se encuentran

trabajando con baja eficiencia por equipos más eficientes, que operen dentro de su zona de

diseño. En la tabla 15 se presenta un resumen de las medidas de ahorro recomendadas, en la que

se aprecia que el potencial de ahorro identificado es de 2,550,456.00 MXP/año, con una inversión

de 1,174,110.00 MXP y periodo de recuperación de la inversión de 0.46 años.

Tabla 15 Resumen de proyectos de Ahorro de Energía, Matamoros Coahuila

Proyecto Ahorros Inversión

Retorno de

Inversión

No. Descripción kW kWh/año MXP/año MXP años

1 Sustitución de 5 bombas y 1 motor actuales

en pozos, por equipos más eficientes. 141.3 1’172, 965 1’ 622, 945 876, 115 0.54

2

Sustitución de 2 bombas y 2 motores

actuales en rebombeos, por equipos más

eficientes.

86.08 651, 032 927, 511 297, 996 0.32

TOTAL: 227 1’823,997 2’550,456 1’174,110 0.46

5.15. Medellín, Colombia. EEPPM.


Empresas Públicas de Medellín (EEPPM) provee servicio de agua a mas de 630,000 contratantes

y produce cerca de 9.1 m3 / seg de agua a través de 25 plantas de tratamiento y 10

potabilizadoras.

Uno de los grandes objetivos de este proyecto es el de obtener ahorros de energía y agua

por medio de campañas dirigidas al público consumidor, con el slogan “Pague por el servicio no

pague por el desperdicio”.

44

El objetivo general es lograr el uso racional del agua por medio de programas de

educación formal la cual se inicia en las escuelas.

También se hicieron acuerdos con la industria y con las empresas comerciales con el fin

de que en forma individual redujeran sus pérdidas y dieran mejor uso al agua,






Tarifas X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X



Conducción Hidráulica X

5.15.3.- Principales Resultados

Resultados de los programas de Educación.

Como se ve en la tabla siguiente, el nivel promedio de consume residencial de la década

pasada ha decrecido a razón de un 3% por año. La implementación de programas contra el

desperdicio de agua ha resultado en una reducción del 32% en el nivel promedio de consumo

doméstico entre 1985 y 1996, como se aprecia en la tabla 16.

Tabla 16. Nivel Promedio de Consumo Doméstico (EPM)

AÑO 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96

Cons. (m3/mes) 31 30.5 31 29.5 28.5 27.8 25.8 24.5 23.2 23 23 21

45

Gran parte del éxito de este programa radica en la colaboración del público, industria,

autoridades y escuelas, de la mano de un trabajo de mantenimiento en las instalaciones que evite

el desperdicio.

EEPPM también ha invertido fondos para reducir la demanda energética para sus

operaciones del agua. En 1999 la compañía organizó un equipo para dar seguimiento al agua

respecto al uso de la energía. Un gerente operativo dirige a un equipo de ingenieros civiles,

eléctricos y mecánicos, así como técnicos y operadores familiarizados en los aspectos operativos

del equipo y la energía.

El equipo es responsable de analizar y fijar prioridades a las áreas de oportunidad relativas

a la eficiencia energética en algunas de sus instalaciones de agua potable y saneamiento, las

cuales consumen hasta 146 GWh/año.

La compañía ha instalado un sistema computarizado de monitoreo de datos (el sistema

SCADA, que es el sistema de telemetría y control de acueductos) para ayudarles a manejar todos

los datos operativos. El equipo revisa los informes mensuales, que contienen la información

sobre varios parámetros, incluyendo la energía consumida y la fluctuación de kWh/m3 por

período del tiempo. Después de analizar los datos, el equipo identifica las plantas menos

eficientes y recomienda acciones correctivas.

Las acciones tomadas hasta la fecha, abarcan la instalación de bancos de capacitores para

reducir penalizaciones por bajo del factor de potencia, así como establecer sistemas de control

para reducir el número de motores en operación durante las horas pico. También han tomado

medidas para adecuar el diseño y dimensionamiento de tuberías y la precisión de los equipos de

medición.

Todas estas actividades, financiadas en parte con los recursos de las propia compañía o a

través de préstamos de la banca, dieron como resultado un ahorro energético significativo para las

compañías.

46

5.16.- El Salvador. (Tetralogía).


El objetivo principal de este proyecto fue el de capacitar al personal de las empresas de

agua y saneamiento descentralizadas de El Salvador, en la optimización de los sistemas de

bombeo, mediante el incremento de la eficiencia electromecánica y la disminución de pérdidas en

las redes de conducción y distribución hidráulica.

La capacitación fue teórico-práctica y se orientó a la ejecución de auditorías de eficiencia

energética en los sistemas de bombeo para la identificación de oportunidades de ahorro de

energía y el planteamiento de acciones para aprovecharlas y conseguir ahorros de agua y energía,

así como reducir los costos de operación.

Como parte de este proceso, se llevó a cabo la auditoría energética al organismo operador

de agua descentralizado Tetralogía.






Tarifas X


VSD X

Mantenimiento X

Entrenamiento X



Conducción Hidráulica X


47

Dentro de los principales resultados obtenidos de este estudio, destaca la baja eficiencia con la

que se encontraban operando de los equipos de bombeo, tanto en los pozos como en las

estaciones de rebombeo.

En la tabla 17 se presenta un resumen de los proyectos de ahorro identificados, en la que

se aprecia que el potencial total de ahorro identificado, asciende a 72,584.98 USD/año, y que la

inversión necesaria para implantar las medidas de ahorro es de 94,169.03 USD, la que tiene un

período simple de recuperación de 1.3 años.

Tabla 17 Resumen de Proyectos de Ahorro de Energía, Tetralogía

Potencia Energía Factura Inversión Pay-Back

No. Descripción kW kWh/año $/año $ años

1 Sustitución de bomba en

pozo 1 Santa Anita 1 17.32 113,760 12,513.57 22,231.83 1.78


pozo 2 Santa Anita 1 17.3 113,654 12,501.89 22,231.83 1.78


pozo 3 Santa Anita 1 37.03 243,316 26,764.74 22,231.83 0.83

4 Sustitución de bomba 2

en Rebombeo Esmeralda 27.21 119,185 13,110.34 17,031.83 1.3

5

Sustitución de bomba 3

Rebombeo Piedrona a

Berlín

15.97 69,949 7,694.44 10,441.71 1.36

TOTAL 114.83 659,863 72,584.98 94,169.03 1.3

48

6.- MEJORES PRÁCTICAS EN LOS ESTUDIOS DE EE.

Como resultado de las experiencias obtenidas durante los diferentes estudios de EE analizados,

en este capítulo se presentan las mejores prácticas identificadas, las cuales presentamos

agrupadas de la siguiente manera:

- Auditoría Energética.

- Análisis de las Prácticas de Mantenimiento

- Análisis de las Prácticas Operativas

- Análisis de las Administrativas y Gerenciales

- Mejores Prácticas para el desarrollo de un Plan de Acción.

6.1.-Metodología para Auditorías Energéticas.

Como resultado del análisis de la metodología empleada para realizar las auditorías energéticas

analizadas, identificamos las mejores prácticas para realizar una auditoría energética. A

continuación presentamos paso a paso como realizar una auditoría energética en empresas de

agua y saneamiento.

Paso 1. Colección de Datos. La información mínima deberá consistir en:

• Distribución general de las instalaciones.

• Datos de diseño del equipo, incluyendo datos de placa.

• Registro de Maquinaria.

• Datos históricos de producción y consumo.

• Datos operativos.

• Datos de Mantenimiento.

Paso 2. Mediciones de Campo. Las medidas y datos deberán ser suficientes para calcular

eficiencias y determinar fugas o pérdidas. Las mediciones mínimas deben ser:

• Parámetros Eléctricos: Volts, Amps, kW, Factor de Potencia.

• Parámetros Hidráulicos: Caudal, presión, niveles.

49

Paso 3 Análisis de la Información. Con todo lo anterior, deberá calcularse:

• Cálculo de pérdidas eléctricas en conductores y transformadores.

• Cálculo de eficiencia y pérdidas en motores.

• Cálculo de eficiencia y pérdidas en bombas.

• Cálculo de pérdidas en tuberías y cabezales.

• Cálculo de fugas en la red hidráulica.

• Cálculo de indicadores energéticos.

• Análisis estadístico de indicadores.

• Balanceo de cargas eléctricas.

• Análisis operativo.

• Análisis de mantenimiento.

Paso 4. Identificación de Oportunidades para Ahorro de Energía. Después del procesamiento de

datos, las principales áreas de mejora deberán ser definidas; a continuación se mencionan las más

típicas:

• Tarifas de Suministro de Energía.

• Reducción de pérdidas en las instalaciones eléctricas.

• Mejoras en la eficiencia de los motores eléctricos.

• Mejoras en la eficiencia de las bombas.

• Reducción de pérdidas en la red.

• Reducción de fugas en la red.

• Mejoras operativas.

• Mejoras en mantenimiento.

• Reemplazo del suministro de energía.

Paso 5. Medidas de Ahorro Propuestas. Principales Acciones identificadas en un estudio típico:

• Reemplazo de las bombas detectadas trabajando con baja eficiencia.

• Reemplazo de los motores trabajando con baja eficiencia.

• Reducción de fugas.

• Remplazo de cables sub-dimensionados o con sobrecarga de corriente.

• Uso de variadores de velocidad (VSD).

50

• Optimización del Factor de Potencia.

• Incrementar el diámetro de las tuberías.

• Monitoreo periódico y trazo de objetivos.

• Control de la demanda energética.

• Mantenimiento.

Paso 6. Evaluar Medidas. La evaluación financiera es el objetivo final del estudio; entre otros

indicadores se deben determinar:

• Cálculo de ahorros, tanto directos como indirectos, logrados a través de las medidas

establecidas.

• Cálculo del monto total de las inversiones requeridas para realizar la implementación.

• Cálculo y determinación de los costos asociados a la implantación de las medidas

adoptadas, sean operativos, de mantenimiento o por materiales de consumo utilizados.

• Aplicación sistemática de indicadores financieros, como el monitoreo del retorno

esperado de inversiones, actualización de valores presentes y análisis de utilización de

materiales, sean por ciclos de vida y reciclables.

Paso 7. Plan de Acción. Implementar un Plan de seguimiento de las medidas de ahorro

previamente identificadas, el cual deberá contener al menos: fechas, prioridades y responsables.

6.2.- Aspectos Técnicos Relevantes.

6.2.1.- Eficiencia Electromecánica del equipo.

El principal problema detectado es una baja eficiencia electromecánica de operación de los

equipos, originada por diversos factores; dentro de los más frecuentes están:

• Deficiente especificación de la bomba

• Cambio en las condiciones de operación

• Ausencia de mantenimiento predictivo

51

Cálculo de la Eficiencia Electromecánica:

La eficiencia electromecánica se determina mediante la siguiente ecuación:

(1)

Donde:

ηem = eficiencia electromecánica

Q = caudal (m3/s)

H = carga de bombeo (mca)

Ρ = peso específico del fluido (kg/m3)

g = aceleración de la gravedad (m/s2)

Pe = potencia eléctrica (W)

El caudal y la potencia eléctrica, deben ser medidos directamente en campo usando el

equipo de medición específico para ello.

La carga de bombeo debe ser calculada mediante el siguiente procedimiento:

Bombas verticales (ver Figura 1):

(2)

Bombas horizontales (ver Figura 2):

(3)

Donde:

H = carga de bombeo (mca)

Nd = nivel dinámico (m)

Nrm = distancia entre el nivel de referencia y el manómetro (m)

hfr = pérdidas por fricción (m)

v = velocidad del agua en la tubería (m/s)

g = aceleración de la gravedad (m/s2)

Pd = presión a la descarga (mca)

Ps = presión de succión (mca)

52

¿Qué eficiencia electromecánica debemos esperar de los equipos?

La eficiencia electromecánica que podemos esperar de nuestros equipos de bombeo

dependerá básicamente de dos factores: capacidad de equipo y tipo de bomba. La Tabla 18

presenta los valores de referencia de la eficiencia que podemos esperar, como función de la

capacidad y tipo de equipo.

Nd

Nrm

Ls

Figura 1. Mediciones de nivel y Presión en Bombas Verticales

Pd

Figura 2. Mediciones de presión en Bombas Horizontales

PdPs

53

Tabla 18, Eficiencias de Referencia para Bombas

Capacidad

(HP)

Eficiencia Electromecánica Esperada

Bombas

horizontales y

tipo turbina

Bombas

sumergibles

1 a 3 52 a 60 40 a 45

3 a 10 60 a 65 45 a 52

10 a 20 65 a 70 52 a 58

20 a 30 70 a 74 58 a 64

30 a 100 74 a 78 64 a 68

> 100 78 a 81 68 a 70

6.2.2 Optimización del Factor de Potencia

El bajo factor de potencia es un problema frecuente en la zona. Los problemas que ocasiona el

bajo factor de potencia son:

Cargo por Bajo Factor de Potencia. En algunos de los países de la zona, dentro de su

estructura tarifaria se contemplan cargos por bajo factor de potencia. Estos cargos pueden ser

fácilmente evitados mediante la compensación de factor de potencia con la instalación de bancos

de capacitores en la red eléctrica. Las inversiones para la adquisición de dichos bancos, suelen ser

amortizadas entre 6 y 12 meses.

Cargo por kVA. En algunos países de la zona, se contemplan cargos por kVA demandado.

Como se puede observar en la ecuación (4), los kVAs son inversamente proporcionales al factor

de potencia, por lo que una mejora en el factor de potencia traerá como consecuencia una

disminución de los kVA demandados.

(4)

Donde:

kVA = demanda de potencia aparente

kW = demanda de potencia activa

FP = factor de potencia

54

Los ahorros económicos a obtenerse por este concepto se calculan mediante la ecuación

(5)

-

) × $kVA (5)

Donde:

Δ$ = ahorro económico

kW = demanda máxima de potencia activa

FP = factor de potencia inicial

FP’ = factor de potencia final

$kVA = cargo por demanda máxima de potencia aparente

Pérdidas en Conductores Eléctricos. Prácticamente en todos los casos, existen potenciales

de ahorro de energía, vía la disminución de las pérdidas en conductores eléctricos originadas por

los bajos factores de potencia.

Los ahorros por este concepto se calculan mediante la ecuación (6)

-

) × #h ×$UE (6)

Donde:

Δ$ = ahorro económico

R = resistencia del conductor

Ia

= corriente activa demandada

FP = factor de potencia inicial

FP’ = factor de potencia final

$UE = cargo por demanda máxima de potencia aparente

#h = número de horas de operación al año

6.2.3 Aplicación de Velocidad Variable (VSD)

Los variadores de velocidad son usados como alternativa a los sistemas de control convencional

de caudal o presión en los sistemas de bombeo, con muy buenos resultados desde el punto de

vista de la eficiencia energética.

55

Control de Presión. El caso más común de aplicación de variadores de velocidad para el control

de presión, es el bombo directo a la red de distribución. Para calcular los ahorros que se

obtendrán con la aplicación del variador de velocidad se deben seguir los siguientes pasos:

• Paso 1. Monitoreo por 24 horas de la carga, el gasto y la potencia eléctrica. El monitoreo

se puede realizar mediante lecturas horarias o mediante la instalación de un data-loguer

para lograr un monitoreo más continuo. En la figura 3 se presenta el resultado de un

monitoreo de este tipo. Nótese que en la figura aparece la curva de la eficiencia. Esta ha

sido calculada para cada punto monitoreado mediante la ecuación (1).

• Paso 2. Cálculo de la Energía Eléctrica Consumida. Esta se calcula integrando el área bajo

la curva de la potencia eléctrica, como se indica en la ecuación (7).

(7)

Donde:

E = energía consumida durante las 24 horas, en kWh

Pe(t) = potencia demandada en el tiempo (t)

• Paso 3. Seleccionar el punto de ajuste de presión. En muchos casos, el punto de operación

seleccionado corresponde a la presión más baja; esto es a la presión que se registra

durante las horas donde el caudal es el mayor. Sin embargo hay que checar si con esa

presión el agua llega a los puntos más lejanos o más altos de la red, ya que en caso de que

dicha presión no sea suficiente, se tendrá que seleccionar una presión mayor.

• Paso 4. Cálculo de las Condiciones Esperadas.

Una vez determinada la presión de operación, se calcula la potencia eléctrica que

demandará el motor, mediante la ecuación (8).

(8)

Donde:

56

Pe’(t) = potencia demandada en kW, para el tiempo (t)

Q(t) = caudal en m3/s para el tiempo (t)

H = carga de bombeo correspondiente a la presión de operación en m.c.a.

ρ = peso específico del fluido en kg/m3

g = aceleración de la gravedad en m/s2

ηem(t) = eficiencia electromecánica para el tiempo (t)

La energía eléctrica que consumirá el motor se calcula integrando el área bajo la curva de

la potencia, como se indica en la ecuación (9).

(9)

Donde:

E’ = energía que consumirá el motor durante las 24 horas, en kWh

Pe’(t) = potencia que demandará el motor en el tiempo (t)

En la figura 4 se presentan las curvas del comportamiento esperado con el variador de

velocidad.

• Paso 5. Cálculo de los Ahorros. Por último, los ahorros se calcularán mediante la

diferencia entre la energía consumida en la condición actual (sin variador), y la condición

0.0%

30.0%

60.0%

90.0%

120.0%

150.0%

180.0%

210.0%

0.0

25.0

50.0

75.0

100.0

125.0

150.0

175.0

00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00

Gasto (lps) Carga (mca)Pot. Eléc. (kW) Efic. EM

Efic

ienc

ia

Gas

to (

lps)

Car

ga (m

ca)

Po

t. E

lec.

(kW

)

Figura 3. Comportamiento sin variadores de velocidad

57

esperada (con variador), multiplicada por el número de días de operación al año, como se

indica en la ecuación (10).

(10)

Donde:

ΔE = energía ahorrada (kWh/año

E = energía actualmente consumida (kWh/día)

E’ = energía esperada sea consumida (kWh/año)

#días = número de días al año que el equipo opera (días/año)

Control del Caudal. Los variadores de velocidad son usados para controlar el caudal de las

bombas, en aplicaciones con varias bombas operando en paralelo, donde como función del

número de bombas en operación, la presión en el cabezal varía y consecuentemente varía el

caudal y la eficiencia de operación. El variador de velocidad en este caso será utilizado para

asegurar que independientemente de la presión del cabezal, la bomba trabaje con el caudal y

eficiencia de diseño. Para calcular los ahorros que se obtendrán con esta medida, se deben seguir

los siguientes pasos:

0.0%

30.0%

60.0%

90.0%

120.0%

150.0%

180.0%

210.0%

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

00:00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 00:00

Gasto (lps) Carga (mca)Pot. Eléc. (kW) Efic. EM

Efic

ien

cia

Gas

to (

lps)

Carg

a (m

ca)

Po

t. E

lec.

(kW

)

Figura 4. Comportamiento con Variadores de Velocidad

58

• Paso 1. Identificar y caracterizar los puntos de operación de la bomba sin variador de

velocidad, tal como se indica en la figura 2. La tabla 19 puede ser usada como formato

para ello.

Tabla 19, Puntos de operación sin VSD

Parámetro Puntos de Operación Sin VSD

A B C

Cabezal (mwc) 114 99 92

Caudal (lps) 33 44 48

Efficiencia Bomba 81.50% 70.50% 59.00%

Potencia (kW) 49.22 65.88 79.81

kWh/m3 0.414 0.416 0.462

horas/día 4 9 11

Consumo Específico Medio kWh/m3 0.437

Total m3/día 3,801.60

Energía Consumida (kWh/day) 1,660.20

El consumo específico promedio (kWh/m3), se calcula como el promedio ponderado de

los consumos específicos de cada punto de operación, mediante la ecuación (11).

(11)

Donde: ASC = consumo específico promedio (kWh/m3)

SCi = consumo específico del punto i (kWh/m3)

#hi = número de horas de operación al día, de la bomba, en el punto i.

• Paso 2. Caracterizar los puntos de operación de la bomba con el VSD. El variador de

velocidad desplazará la curva de la bomba hacia abajo, para que independientemente de la

presión del cabezal, la bomba siempre opere en su punto de máxima eficiencia, como se

ilustra en la figura 6 y se describe en la tabla 20.

• Nótese en la tabla 20, que de las 11 horas que se operaban en el pinta “C”, 8 horas

pasaron al punto de operación “B”, ya que en estas 8 horas se tendrá una bomba

adicional operando, para cubrir la cuota de producción (3,801.6 m3/día, en el caso del

ejemplo)

59

Tabla 20, Puntos de operación con VSD

Parámetro Puntos de Operación con VSD Bomba

Adicional A B C

Cabezal (mwc) 114 99 92 99

Caudal (lps) 33 33 33 33

Eficiencia Bomba 81.50% 81.50% 81.50% 81.50%

Potencia (kW) 49.22 42.74 39.72 42.74

kWh/m3 0.414 0.36 0.334 0.36

horas/día 4 17 3 8

Consumo Específico Medio kWh/m3 0.364

Total m3/día 3,801.60

Energá Consumida (kWh/day) 1,384.60

Nótese también como a pesar de mantener durante 8 horas una bomba adicional en

operación, el consumo específico baja de 0.437 a 0.364 kWh/m3, y la energía total consumida

baja también de 1,660.2 a 1,384.6 kWh/día, debido a que ahora en todos los puntos de operación

se mantiene la máxima eficiencia.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0

25

50

75

100

125

150

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Car

ga (m

ca)

Flujo (lps)

Puntos de Operación SIN Variador de Velocidad

Curva de Bomba Eficiencia

AB

C

Figura 5. Puntos de Operación SIN Variador de Velocidad

60

• Paso 3. Cálculo de los ahorros. Los ahorros se calcularán como la diferencia entre el

consumo de energía sin variador de velocidad y el consumo de energía con el variador de

velocidad, mediante la ecuación (10).

Para el caso del ejemplo que se está analizando, considerando una operación continua los

365 días del año, los ahorros serían de: 100,594.00 kWh/año

6.3. Mejores Prácticas de Mantenimiento.

El mantenimiento es fundamental para mantener la operación eficiente del equipo, lograr

objetivos y el pleno desempeño de los equipos. Es común encontrar una gran cantidad de

problemas, iniciando por la falta de registros de los equipos (historia del equipo), programas de

mantenimiento, entrenamiento, bajo perfil de los técnicos y operadores.

6.3.1 Beneficios Esperados

Los beneficios esperados de la mejora en las prácticas de mantenimiento son los siguientes:

• El tiempo útil de los motores debe incrementarse en un +20%.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0

25

50

75

100

125

150

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Car

ga (

mca

)

Flujo (lps)

Puntos de Operación CON Variador de Velocidad

Velocidad A Velocidad B Velocidad C Eficiencia

A

B

C

Figura 6. Puntos de Operación con Variador de Velocidad

61

• El Consumo de Energía debe bajar en un 5 a 10% de forma conservadora.

• La confiabilidad será mayor.

• Las interrupciones en el suministro de energía serán menores, mejorando la calidad del

servicio.

• La facturación será mejor, debido a menores costos por interrupciones debidas a

reparación de motores.

6.3.2 Mejoras que deben ser desarrolladas para el mantenimiento.

Las mejoras en el mantenimiento se logran efectuando las siguientes actividades:

• Desarrollar o mejorar los procedimientos de Mantenimiento. Revisar los procedimientos

de mantenimiento para cada trabajo en cada equipo de acuerdo con las instrucciones del

fabricante.

• Hacer y cumplir los programas de Mantenimiento considerando elaborar programas de

mantenimiento de tipo preventivo y predictivo con acciones establecidas con una

frecuencia anual, mensual, semanal y día a día, enfocadas en actividades de mecánica,

electricidad e hidráulica.

• Mantenimiento de Planta. Se requiere tener talleres especializados para:

– Embobinado de motores y hacer cambio de partes mecánicas, como baleros,

flechas, engranes, chumaceras y otros dispositivos mecánicos.

– Contar con equipo de prueba de motores eléctricos (volts, amperes en tres fases,

factor de potencia, RPM´s, aislamiento, temperatura, vibraciones y otros.

– Equipo de medición para variables mecánicas e hidráulicas.

• Áreas a considerar dentro de las funciones de Mantenimiento.

– Realizar mediciones con equipo adecuado.

– Redes de Tierra.

– Evitar la falla de suministro de energía a motores causadas por conexiones

sulfatadas, cables sub-dimensionados (bajo calibre) o aislamientos defectuosos.

– Detectar desbalance de fases debidas a:

– Motores mal reparados o desbalanceados.

– Tierras o transformadores mal aterrizados.

– Desbalance operativo de cargas conectadas a cada fase.

62

– Establecer una campaña permanente de detección y reparación de fugas eléctricas.

– Controlar la temperatura de conectores, bobinas y transformadores.

– Monitoreo de vibraciones mecánicas.

– Monitoreo de parámetros hidráulicos.

– Software para control de Mantenimiento. Tener un control eficiente de las

reparaciones del equipo, además del seguimiento sistemático en forma eficiente, así

como contar con procedimientos y formatos activos de acciones preventivas es muy

recomendable.

– Mantener los dispositivos de medición siempre calibrados y bajo un programa de

calidad.

• Dar entrenamiento del personal de las plantas de bombeo y mantenimiento de redes con

apego a procedimientos operativos estandarizados, de Salud, Seguridad y Medio

Ambiente; difundiendo entre ellos principalmente la importancia y correcta utilización

del equipo eléctrico.

• Capacitación del personal sobre la importancia del orden y limpieza en el área de trabajo.

• Llevar registros de mantenimiento y operación, la historia de cada equipo, como

localización, horas de servicio, reparaciones, remplazo de partes y datos operativos.

• Probar y calibrar periódicamente los sistemas de protección bajo procedimientos escritos

y debidamente aprobados.

• Deberá mantenerse una existencia en almacén de motores y bombas clasificados como

refacciones estratégicas (estableciendo existencias mínimas y puntos de re-orden) para

minimizar los paros debidos a fallas.

• Contar con un inventario y registros técnicos (datos de placa) del equipo y diagramas

unifilares correspondientes a cada red.

• El taller de mantenimiento deberá contar con todo tipo de herramienta y equipo necesario

para realizar cualquier tipo de trabajo.

• El personal de mantenimiento deberá estar debidamente entrenado para realizar cualquier

reparación y trabajo de conservación; contando con la capacitación necesaria para

considerar el ahorro de energía como parte fundamental de cada trabajo.

• El personal de mantenimiento deberá usar cotidianamente equipo de seguridad y estar

debidamente capacitado y calificado en sus funciones; además, deberán ser capaces de

63

elaborar, actualizar y seguir procedimientos para las intervenciones realizadas a los

equipos durante los trabajos de paros programados.

6.4.- Aspectos a Mejorar en Prácticas Operativas

Acciones operativas enfocadas a utilizar la mínima cantidad requerida de energía.

• Operar las estaciones de bombeo para cubrir la demanda con la mínima cantidad

requerida de bombas.

• Operar las bombas siempre a la capacidad de diseño, ya que la más alta eficiencia se

alcanza en esa condición.

• Los motores deberán mantenerse trabajando entre el 70 y 80% de su capacidad, ya que

este es el rango óptimo.

• Para el control de presión o flujo, las bombas deberán ser operadas con variadores de

velocidad.

• Evitar trabajar las bombas con máximo flujo durante las horas pico.

• Instalar bancos de capacitores para compensar el bajo factor de potencia. Los bancos

deberán siembre ubicarse tan cerca como sea posible de los motores.

• Presupuestar oportunamente el remplazo de los motores viejos con nuevos de alto

rendimiento.

• Técnicas actualizadas de Control Estadístico de Proceso (SPC) deberán aplicarse para

colectar, analizar y tomar acciones, basadas en lecturas obtenidas en las estaciones de

bombeo para detectar problemas oportunamente o evaluar las mejoras de EE. Es

importante definir, presupuestar e invertir en metodología, capacitación y software de

vanguardia.

6.5. Aspectos a Mejorar en Prácticas Administrativas y Gerenciales

6.5.1 Rol de Directivo

Los Aspectos a mejorar en el Rol Directivo son los siguientes:

• Aprobar Plan para la EE.

• Establecer alcance y objetivos.

• Aprobar y asignar recursos.

64

• Dar soporte para advertencias, convencimiento y difusión.

• Establecer ejemplo.

• Revisar los resultados.

• Programa de motivación y reconocimiento al esfuerzo y compromiso.

• Crear, dentro de la organización, un comité energético.

• Establecer el nivel de desempeño con respecto a los siguientes aspectos gerenciales:

– Compromiso.

– Ubicación de recursos.

– Medios financieros.

– Planeación.

– Seguimiento.

– Comunicación.

6.5.2 Rol del Gerente de Energía.

• Planear las actividades dentro del Plan

• Coordinar la Capacitación.

• Optimizar la Operación.

• Identificar las medidas adoptadas para solicitar inversiones.

• Documentar y seguir las aprobaciones internas y externas.

• Coordinar el seguimiento sistemático para la implementación de las medidas adoptadas.

• Reportar sistemáticamente a la Dirección.

• Identificar y facilitar el plan librando obstáculos.

• Involucrarse y solidarizarse en la toma de decisiones corporativas.

6.5.3 Rol del Comité Energético.

• Identificar las medidas potenciales.

• Coordinar las actividades.

• Mantener y actualizar todos los procedimientos, programas de mantenimiento y planes de

adquisiciones.

• Modificar, actualizar o cambiar equipos.

65

• Capacitar al personal con enfoque en la optimización de recursos, ahorro de energía, así

como en la reducción de costos operativos.

• Involucrar a todos los departamentos y al personal de apoyo y servicios (staff).

• Identificar oportunamente los requerimientos de capital y recursos.

• Preparar el plan de acción.

• Supervisar el avance.

• Revisar los resultados.

• Reconocer y celebrar los logros.

El Comité Energético deberá tener la capacidad y el poder de tomar decisiones sobre

todos los asuntos relacionados con el ahorro de energía, por tal razón, deberán tener el nivel

suficiente y necesario dentro de la organización.

6.6. Mejores Prácticas para el Desarrollo de un Plan de Acción.

Un Plan de Acción para la implementación de proyectos de Eficiencia Energética debe cumplir

con los siguientes elementos:

• Desglose de Actividades.- Deberá contener una descripción detallada de cada actividad a

desarrollar.

• Fechas.- Debe establecer claramente el inicio y fin de cada una de las actividades.

• Responsables.- Cada actividad debe tener asignada una persona responsable.

• Recursos.- Todos los recursos materiales, técnicos, humanos y económicos, necesarios

para el desarrollo de cada actividad deben estar claramente identificados y definidos en el

plan de acción.

66

7. LECCIONES APRENDIDAS.

En este capítulo se identifican las principales lecciones aprendidas después de realizadas las

auditorías energéticas. En la primera sección se muestran los resultados de las auditorías

energéticas y en la segunda sección, una comparación entre ellas.

7.1. Resultados de las Auditorías Energéticas.

7.1.1. Información General. La Tabla 21 contiene información general de cada instalación

estudiada, en base a la población alcanzada y la energía consumida. Información sobre la

producción se muestra en la Tabla 22, indicando las diferentes fuentes de captación.

Tabla 21. Información general de las instalaciones estudiadas

País / Empresa Población

Total

Número de Habitantes atendidos

% de habitantes servidos

Consumo promedio de energía GWh/año

Distribución del consumo de energía

Costa Rica (A A) 4,468,085 2,100,000 47% 135.3 Bombas (90.83%), Plantas (3.4%), Aguas

residuales (2.27 %), Edificios (3.49%)

Panamá (IDAAN) 3,000,000 2,200,000 73% 249.0 -

Surinam (SWM) 510,000 287,000 56% 15.0

El Salvador (ANDA) 5,744,113 2,297,645 40% 508.0 Bombeo (96%) Iluminación (1%), Aire

Acondicionado (2%), Otros (1%)

Bahamas (WSC) 342,000 89,600 26% 3.2 -

Jamaica (JWS) 2,500,000 1,775,000 71% 202.0 -

Guyana (GWI) 750,000 30.0 Pozos (65%), Plantas (30%), Otros (5%)

Brasil (CAESB) 2,200,000 229.0

Nicaragua (ENACAL)

187.0

Haití (CAMEP) 8,600,000 1,200,000 14% 513.0

Barbados (BWA) 272,000 37.0 Estaciones de bombeo (74%), Bombas

booster (25%), Edificios (1%), Lerdo (Dgo. México)

129,191 129,191 100% 6.0

Matamoros (Coah. México)

48,511 48,511 100% 4.6

Nota: los espacios en blanco corresponde a información que no se tuvo disponible en la documentación analizada

67

En algunos casos, la auditoría energética cubrió el 100% de los equipos de la instalación, pero en

otros fue realizada por muestreo. La Tabla 23 describe las características del muestreo en cada

instalación.

Tabla 22 Producción de agua por empresa

País / Empresa

Producción

total de agua

(m3/año)

%

Fuentes

superficiales

%

Fuentes

subterráneas

%

Desalinización

Costa Rica (A y A) 171,521,934 59% 41% 0%

Panamá (IDAAN) 516,193,950 90% 10% 0%

Suriname (SWM) 31,000,000 6% 94% 0%

El Salvador (ANDA) 371,929,864 30% 70% 0%

Bahamas (WSC) 7,964,753 0% 31% 69%

Jamaica (JWS) 293,000,000 62% 38% 0%

Guyana (GWI) 119,000,000 13% 87% 0%

Brasil (CAESB) 220,752,000

Nicaragua (ENACAL) 146,913,522

Haití (CAMEP) 70,623,120 80% 20% 0%

Barbados (BWA) 52,860,544 3% 84% 13%

Lerdo (Dgo. México) 16,052,503

Matamoros (Coah. México) 11,513,325

Nota: los espacios en blanco corresponde a información que no se tuvo disponible en la

documentación analizada

Tabla 23 Características de la muestra analizada

País / Empresa Número de Equipos en la Muestra

Consumo de la muestra (GWh/año)

Tamaño de la muestra

(% del total)

% de

ahorros

Ahorros de Energía

(GWh/año)

Costa Rica (A y A) 27 42.7 30% 20.7% 8.84 Panamá (IDAAN) 24 103.39 42% 15.7% 16.23

Suriname (SWM) 76 10.09 67% 0.0% 0.00

El Salvador (ANDA) 55 84.37 17% 22.7% 19.14

Bahamas (WSC) 3 2.35 73% 38.5% 0.90 Jamaica (JWS) 4 8.22 4% 18.8% 1.55

Guyana (GWI) 10 2.56 9% 26.0% 0.67

Brasil (CAESB) 9.0% 20.50 Nicaragua (ENACAL) 8.5% 16.05

Haití (CAMEP)

Barbados (BWA) 0.26 18.8% 0.05

Lerdo (Dgo. México) 15 6.02 100% 26.3% 1.58

Matamoros (Coah. México) 7 4.59 100% 38.5% 1.77

TOTAL 87.3

Nota: los espacios en blanco corresponde a información que no se tuvo disponible en

la documentación analizada

68

7.1.2 Ahorros Potenciales Identificados. El resultado de las auditorías energéticas realizadas, se

ilustra en la Tabla 24 como los Ahorros Potenciales Identificados por instalación y por tipo de

medida adoptada.

Tabla 24, Ahorros de energía identificados por país.

País / Empresa

Sustitución de Bombas

Sustitución de Motores

Instalacion de

Capacitores

Variadores de

Velocidad

Remplazo de tuberías

Mantenimiento Tarifas

Eléctricas Otras

(GWh/año) (GWh/año) (GWh/año) (GWh/año) (GWh/año) (GWh/año) (GWh/año) (GWh/año)

Costa Rica (A y A)

5.34 2.71 0.0003

Panamá (IDAAN) 14.89 1.34 0.000

Suriname (SWM) 2.460 0.490 0.080

El Salvador (ANDA)

19.04 0.09 0.000

Bahamas (WSC) 0.867 0.035 0.002

Jamaica (JWS) 1.173 0.369 0.000

Guyana (GWI) 0.530 0.135 0.002

Brasil (CAESB) 4.452 3.723 0.585 0.087 0.087 11.57

Nicaragua (ENACAL)

0.00 3.670 0.0000 10 2.375

Haití (CAMEP)

Barbados (BWA) 0.036 0.014 0.000

Lerdo (Dgo. México)

1.523 0.057 0.002 0.078

Matamoros (Coah. México)

1.698 0.056 0.014

TOTAL 15.80 36.86 0.06 3.80 0.59 10.09 0.09 13.94

En la figura 7 se presenta la proporción y distribución de los ahorros de energía del

conjunto de los estudios analizados. Es evidente que el mayor ahorro es obtenido por la

sustitución de bombas (53.09% de los ahorros totales), seguido de la sustitución de motores

(15.98% de los ahorros totales), el mantenimiento (11.26% de los ahorros totales) y la aplicación

de variadores de velocidad (4.24% de los ahorros totales)..

69

Figura 7. Ahorros por Tipo de Medida Adoptada

7.1.3 Resultados Económicos. En la Tabla 25 se muestran los resultados económicos por

instalación. Puede verse que en todas las instalaciones el retorno de la inversión es menor de tres

años, con una media de 1.54 años. En la Tabla 26 se muestran las evaluaciones económicas por

tipo de medida adoptada. Nótese que la sustitución de bombas tiene un tiempo de retorno mínimo

y con excepción de la sustitución de motores y el uso de biogás, el resto de las medidas tienen un

retorno de inversión menor a dos años.

Tabla 25 Evaluación económica de las medidas de ahorro por empresa

País / Empresa Ahorros Económicos

(USD)

Inversión

(USD)

Retorno

(años)

Costa Rica (A y A) 1,200,049 2,455,315 2.05

Panamá (IDAAN) 3,537,410 4,405,663 1.25

Surinam (SWM) 75,586 208,097 2.75

El Salvador (ANDA) 1,603,998 1,355,083 0.84

Perú (DWPF) 167,400 450,454 2.70

Bahamas (WSC) 3,889,079 n/d n/d

Jamaica (JWS) 941,111 1,280,070 1.36

Guyana (GWI) 273,433 168,218 0.62

Pump53.09%

Sustitución de Motor14.98%

Instalación de Capacitores

0.11%

Instalación de Variadores de

Velocidad4.24%

Sustitución de Tubería0.65%

Mejorar el Mtto

11.26%

Electic Tariff Optimization

0.10%

Others15.56%

70

Brasil (CAESB) 5,811,856 19,055,142 3.27

Nicaragua (ENACAL) 1,948,377 2,317,700 1.19

Haití (CAMEP) n/d n/d n/d

Barbados (BWA) n/d n/d n/d

Lerdo (Dgo. México) 185,915 179,994 0.97

Matamoros (Coah. México) 188,923 86,971 0.46

El Salvador (Tetralogía) 72,585 94,169 1.30

TOTAL 19,895,722 32,056,876 1.61

Tabla 26, Resumen de ahorros e inversiones por tipo de medida

Medida

Ahorros

(USD/año)

Inversión

(USD)

Retorno

(años)

Sustitución de Bombas 4,972,082 3,776,924 0.76

Sustitución de Motores 2,176,290 8,605,741 3.95

Variadores de Velocidad 1,581,214 3,209,240 2.03

Mantenimiento 1,419,298 1,793,505 1.26

Uso de Biogás 1,044,211 4,605,263 4.41

Optimización del FP 481,117 783,960 1.63

Tarifas Eléctricas 450,997 407,100 0.90

Otras 7,770,513 8,875,142 1.14

TOTAL 19,895,722 32,056,876 1.61

7.1.4 Indicadores Principales. En la Tabla 27 se muestran los principales indicadores obtenidos

agrupados por:

• Emisiones GHG (Factor de Emisiones por País y reducción potencial de emisiones por

ahorro de energía)

• Producción de Agua (litros/día-persona y kWh/m3 producido)

• Financieros (USD/GWh ahorrados y USD/tCO2 ahrorrados/año)

Tabla 27 Indicadores por empresa

País / Empresa

Emisiones de GEI Producción Financieros

Factor de

Emisiones

tCO2/GWh

Reducción de

Emisiones

(tCO2/año)

litros/día

-persona kWh/m3

USD/GWh

ahorrado

USD/tCO2

evitadas/año

71

Costa Rica (A y A) 14 96 223.8 0.789 150,123.02 10,723.07

Panamá (IDAAN) 266 3,099 643 0.482 120,569.11 453.27

Suriname (SWM) 150 85 296 0.484 159,112.20 1,060.75

El Salvador (ANDA) 275 5,262 443 1.366 63,950.34 232.55

Bahamas (WSC) 770 696 244 0.402 88,489.84 114.92

Jamaica (JWS) 785 1,216 452 0.689 123,749.79 157.64

Guyana (GWI) 770 513 0.252 199,942.23 824.62

Brasil (CAESB) 85 1,743 275 1.037 521,798.49 6,138.81

Nicaragua (ENACAL) 557 8,937 1.273 144,449.98 259.34

Haití (CAMEP) 161 7.264

Barbados (BWA) 770 38 0.700

Lerdo (Dgo. México) 522 825 340 0.375 113,821.14 218.05

Matamoros (Coah. México) 522 923 650 0.398 49,209.31 94.27

TOTAL 23,433 218,105.13 756.24

7.1.5 Eficiencia Electromecánica. Considerando las motobombas como los equipos con mayor

influencia en el ahorro de energía, en las figuras 8 y 9 se muestran las diferentes eficiencias

dependiendo del tipo de motobombas y su potencia nominal. También en estas figuras, se

muestra la variación de la eficiencia electromecánica esperada y el ahorro potencial de energía en

cada caso.

0%

30%

60%

90%

120%

150%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0-30 31-100 > 100

Eficiencia Promedio

(bombas horizontales y verticales)

Situación Actual Situación Esperada Ahorro Potencial

Efic

ien

cia

Ele

ctro

me

cán

ica

Capacidad del motor (HP)

Ah

orr

o

Po

ten

cial

Figura 8. Eficiencias Electromecánica (Bombas Horizontales y Verticales)

72

7.2. Comparaciones (Benchmarking)

La Tabla 28 resume los principales indicadores identificados, permitiendo analizar y hacer una

comparación entre países.

Tabla 28. Indicadores principales

INDICADOR Bahamas Guyana Jamaica Surinam Haití Barbados Panamá

Costa

Rica

El

Salvador

Fuentes de Agua WSC GWI JWC SWM CAMEP BWA IDAAN AyA ANDA

- Superficial 0 13 62 6 80 3 90 59 30

- Subterránea 31 87 38 94 20 84 10 41 70

- Desalizada 69 0 0 0 0 13 0 0 Agua No Renovable 45 50 65 43 54 45 43 48 35

Costo de Energía (USD/kWh) 0.26 0.3 0.19 0.06 0.133 0.27 0.15 0.09 0.09

Eficiencia Electromecánica 43% 51.10% 40% 46% n/d n/d 61% 55% 49%

Consumo Específico (kWh/m3) 6.22 0.3 0.84 0.45 0.109 0.88 0.07 0.97 1.37

Impacto del Costo Energético (%) 34% 60% 26% 8% 16% 25% 20% 12% 60%

Costo Específico (USD/m3) 1.6172 0.09 0.1596 0.027 0.014 0.2376 0.0105 0.0873 0.125

Para reforzar la información de la Tabla 28, las siguientes figuras ilustran gráficamente

los datos.

0%

30%

60%

90%

120%

150%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0-30 31-100 > 100

Eficiencia Promedio

(bombas sumergibles)

Situación Actual Situación Esperada Ahorro Potencial

Efic

ien

cia

Ele

ctro

me

cán

ica

Capacidad del Motor (HP)

Ah

orr

o

Po

ten

cial

Figura 9. Eficiencias Electromecánica (Bombas Sumergibles)

73

0

20

40

60

80

100(%)

País

Fuentes de Agua

Superficiales Subterráneas Desalinización

Figura 10. Comparativo de Fuentes de Suministro de Agua

0

10

20

30

40

50

60

70

(%)

País

Agua no contabilizada

Figura 11. Comparativo de Agua No Contabilizada

74

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

Costo de la Energía (USD/kWh)

Figura 12. Comparativo del Costo de la Energía

País

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Eficiencia Electromecánica

Datos NoDisponibles

Figura 13. Comparativo de Eficiencia Electromecánica

País

75

0.01.02.03.04.05.06.07.0

Consumo Específico (kWh/m3)

Figura 14. Comparativo del Consumo Específico

País

0.000.200.400.600.801.001.201.401.601.80

Costo específico (USD/m3)

País

Figura 15. Comparativo del Costo Específico

76

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%Impacto del Costo de la Energía en los Costos Totales

País

Figura 16. Comparativa del Impacto de la Energía en el Costo Total

77

8. FINANCIAMIENTO.

Una preocupación general por parte de las empresas de agua y saneamiento de la región,

particularmente de las empresas pequeñas, es el tema del financiamiento. Las empresas quieren

saber que opciones de financiamiento están disponibles para sus proyectos de eficiencia

energética.

El problema al que se enfrentan las empresas de agua y saneamiento, es que aunque si

existen fuentes de financiamiento por medio de organismos internacionales, o por medio de la

banca de desarrollo del país, en los países donde esta existe, el problema común es que los

montos de las inversiones en la mayoría de los casos no son lo suficientemente grandes, como

para que dichas instituciones puedan apoyar estos proyectos.

Otro problema es que las empresas de agua y saneamiento, en muchos casos no tienen

suficiente capacidad de endeudamiento o prefieren usar sus fuentes de crédito para desarrollar

nueva infraestructura, lo que limita su capacidad real de endeudamiento para financiar proyectos

de eficiencia energética.

En este escenario, la solución tendría que venir de la creación de un organismo financiero,

con un esquema tal que pueda cubrir estos requerimientos de financiamiento de las empresas de

agua y saneamiento de la región. Para ello recomendamos analizar las siguientes opciones:

A. Crear un Fideicomiso Especializado

Este fideicomiso estaría especializado en financiamiento de proyectos de eficiencia energética

para el sector agua y saneamiento. Un buen ejemplo de este tipo de mecanismos es el

Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), que opera en México, el cual ha tenido

un papel muy importante para detonar proyectos de eficiencia energética en ese país.

El organismo que se propone crear, tendría una cobertura a nivel en todo Latino América

y El Caribe, y estaría especializado en el financiamiento de proyectos de eficiencia energética en

el sector de agua potable y saneamiento.

Dentro de las características que deberá tener el mecanismo de operación de este

organismo, se encuentran:

78

• Que los recursos no se entreguen en efectivo a las empresas de agua y saneamiento, sino

que se entreguen directamente a las empresas de consultoría y/o proveedores, que sean

seleccionadas y contratadas para el suministro de los equipos y servicios. De esta manera

se podría tener la certeza de que los recursos se están utilizando efectivamente para lo que

están destinados.

• Que el organismo establezca un convenio marco con los gobiernos de los países, para que

estos de alguna manera sirvan de aval de las empresas de agua beneficiarias de estos

financiamientos.

• Que sea requisito el realizar un estudio previo, para determinar las mejores opciones de

eficiencia energética que se tengan y que las medidas propuestas sean rentables. El

organismo podría inclusive financiar la ejecución de estos estudios.

• Que se contemple un mecanismo de verificación de los ahorros.

• Que las empresas de consultoría y/o proveedores, garanticen los ahorros a lograr

mediante el otorgamiento de fianzas a favor del organismo financiero (Fideicomiso).

La figura 17 muestra el diagrama de flujo básico, con el que proponemos pueda trabajar

este organismo, el que se muestran las responsabilidades de cada una de las entidades

involucradas en el proceso (Fideicomiso, Autoridad de Gobierno del País, Empresa de Agua y

Saneamiento, Consultor y/o Proveedor).

B. Desarrollar Compañías de Arrendamiento Financiero (leasing)

La idea es crear o desarrollar compañías de arrendamiento financiero, especializadas en el sector

de agua potable y saneamiento. La compañía de arrendamiento, en asociación con la firma de

consultoría, proveedor y/o prestador de servicios, se encargaría del suministro, instalación y

mantenimiento de los equipos durante el período de tiempo que se especifique en el contrato con

cada empresa (de 2 a 5 años).

En la región operan varias compañías de arrendamiento financiero o arrendamiento puro,

pero muy pocas con experiencia en el sector. En Estados Unidos y en México opera la empresa

Water Captial, la que sí ofrece servicios en estos dos países sobre el tema, pero como parte de

una cartera muy amplia de productos.

79

Figura 17.- Diagrama de flujo de operación del Fideicomiso propuesto

C. Desarrollar Empresas de Servicios Energéticos

Otra alternativa es la de desarrollar a Empresas de Servicios Energéticos (ESCO), especializadas

en el tema. En la región detectamos que existen algunas empresas tipo ESCO, pero que están

trabajando en temas específicos como factor de potencia, iluminación y autogeneración

principalmente, pero no detectamos ESCOs que ofrezcan servicios especializados en el sector de

Agua y Saneamiento. Por lo anterior, lo que proponemos como parte de esta opción es:

• Impartir talleres en la región, con la participación de ESCOs, que ya estén trabajando con

el esquema en otros sectores en la región, y con la participación de proveedores de

equipos y servicios que estén interesados en desarrollarse como ESCOs.

• Diseñar e implantar un proyecto piloto que sirva de modelo, y que también sirva para

difundir los beneficios del esquema.

80

9. CONCLUSIONES.

Como resultado de todos los análisis previos, se concluye que la eficiencia energética es producto

de una serie de acciones concatenadas, dependiendo muchas de ellas, principalmente de la buena

voluntad de algunas entidades, las cuales deberán ser bien identificadas para contar con su

participación.

Las entidades que disparan el mecanismo de acción deberán estar plenamente

convencidas de la importancia y de la conveniencia de la Eficiencia Energética para establecer un

compromiso, en el cual los directivos y ejecutivos de las operadoras deberán estar plenamente

involucrados.

El conocimiento de las condiciones operativas y el estado del mantenimiento de las

instalaciones deberá basarse en la retroalimentación estandarizada a los criterios de las auditorías

energéticas.

Una cadena de acciones deberá tener una secuencia óptima para obtener los mejores

resultados; es decir: la definición de prioridades, responsabilidades y fechas comprometidas para

finalizar las acciones deberá estar documentada en planes de trabajo, los cuales deberán ser

continuamente monitoreados en virtud de garantizar su pleno cumplimiento. Una vez que un

proyecto haya sido terminado, es necesario continuar haciendo un monitoreo sistemático que

asegure la permanencia de las prácticas optimizadas.

Establecer y difundir una cultura de Eficiencia Energética y Ahorro de Energía, a todo

nivel, dentro y fuera de las organizaciones, así como también la documentación y estandarización

de sistemas de trabajo, facilitará la obtención de resultados. Es esencial mantener un

entrenamiento continuo durante todas las etapas de un proyecto y aún después de su conclusión.

Buscar tecnologías de punta y mantener activas relaciones con otros organismos

internacionales del ramo, es conveniente para compartir todo tipo de experiencias.

81

Los recursos financieros son esenciales para los proyectos de Eficiencia Energética y

usualmente las compañías de agua y saneamiento de LAC requieren por lo general

financiamiento; por esta situación, la participación externa es estratégica.

Los indicadores económicos deben ser una referencia común para la evaluación de

resultados; establecerlos claramente, en base a la operación diaria, es muy conveniente.

La evaluación del desempeño de los equipos e instalaciones, al igual que la reducción de

fugas, es fundamental para lograr la Eficiencia Energética. Mantener un programa continuo de

indicadores energéticos es la mejor manera de mantener retroalimentados a técnicos, ejecutivos y

directivos.

© Inter-American Development Bank, year

www.iadb.org

Las Notas Técnicas que publica el Banco Inter Americano de

Desarrollo, abarcan una amplia gama de las mejores prácticas, las

evaluaciones de proyectos, lecciones aprendidas, estudios de casos,

notas metodológicas, y otros documentos de carácter técnico. La

información y opiniones presentadas en estas publicaciones son

responsabilidad del autor (s), y no implica la aprobación por el

Banco Interamericano de Desarrollo, su Directorio Ejecutivo o los

países que representan.

Ramón Rosas Moya

[email protected]

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