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ESTUDIO E INTEGRACIÓN DE MEDIOS DE SEGURIDAD E ILUMINACIÓN PARA LA MEJOR GESTIÓN ENERGÉTICA DE LAS BAE’s DEL ET. Autor CAC. D. Alberto Pulido Robles Directores Director académico: Dr. Miguel Ángel García García. Director militar: Cap. Francisco José Toledo Mira. Centro Universitario de la DefensaAcademia General Militar. Marzo/2018 Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Trabajo Fin de Grado TRABAJO FIN DE GRADO I ALBERTO PULIDO ROBLES II AGRADECIMIENTOS. Quiero aprovechar este espacio para agradecer a los componentes del Grupo de Artillería Antiaérea (GAAA II/30), localizado en la cima del Monte Hacho, en Ceuta, y, en especial, al Jefe del GAAA, el Teniente Coronel Don Borja Pérez-Lombard Martín de Oliva, y a mi director militar el Capitán Don Francisco José Toledo Mira, que desempeña el puesto de Capitán AS3 de la PLMM, que gracias a su formación, conocimientos y experiencia me han guiado en la realización de mi trabajo. De igual forma, quiero expresar mi gratitud a mi director académico, el Doctor Miguel Ángel García García, quien gracias a su estricta tutela, su interés y sus conocimientos técnicos ha facilitado en gran medida la elaboración de este trabajo. TRABAJO FIN DE GRADO III RESUMEN. Actualmente, una de las mayores preocupaciones de los jefes de las UCO’s es la gestión energética de las BAE’s. Desde este punto de vista se han de buscar soluciones que favorezcan la mejor gestión de los recursos energéticos, en concreto para este TFG de la energía eléctrica. Para ello se van a tomar una serie de medidas enfocadas a la racionalización de la iluminación exterior e interior de una BAE, la concienciación de los usuarios en materia de consumo energético, y el aprovechamiento de la luz natural como medio de iluminación de recintos, todo ello bajo una perspectiva particular del acuartelamiento en estudio, el Acuartelamiento “El Hacho”, para después tener la posibilidad de extrapolar los datos e ideas a los recintos de una BAE en general. Se va a considerar también la integración de los sistemas de seguridad e iluminación, para así poder hacer una gestión más eficiente de ambos sistemas. Para esto, se estudiarán las generalidades de la seguridad de una BAE y el amplio abanico de posibilidades en cuanto a medios de seguridad existentes, de lo cual se extraerá una idea general de cómo se pueden integrar ambos sistemas con la ayuda de tecnologías que se utilizan para el control de la iluminación, tales como el protocolo DALI. ABSTRACT. Currently, one of the main concerns of the heads of the UCOs is the energy management of the BAE's. From this point of view, solutions have to be found that favor the best management of energy resources, specifically for this TFG of electrical energy. To this end, a series of measures will be taken focusing on the rationalization of the exterior and interior lighting of a BAE, the awareness of the users in terms of energy consumption, and the use of natural light as a means of lighting enclosures, this under a particular perspective of the quartering under study, the "El Hacho" barracks, to later have the possibility of extrapolating the data and ideas to the premises of a BAE in general. The possibility of integrating the security and lighting systems will also be considered, in order to be able to make a more efficient management of both systems, for which the generalities of the security of a BAE and the wide range of possibilities will be studied. to existing security means, from which a general idea of how both systems can be integrated with the help of other technologies, such as the DALI protocol, will be extracted. ALBERTO PULIDO ROBLES IV ÍNDICE. Agradecimientos. ...................................................................................................... II Resumen. ..................................................................................................................III Abstract. ...................................................................................................................III Lista de ilustraciones. ............................................................................................... VI Lista de abreviaturas. .............................................................................................. VII Lista de tablas. ........................................................................................................ VII 1. Introducción...................................................................................................... 1 2. Objetivo y alcance del proyecto. ........................................................................ 1 3. Antecedentes y estado del arte. ........................................................................ 1 4. Alternativas a la solución adoptada. .................................................................. 2 5. RD 56/2016. ...................................................................................................... 3 6. Gestión energética de las BAE’s. ........................................................................ 5 6.1. Análisis de los datos de la BAE “El Hacho”. ....................................................... 5 6.2. Límites legales para la iluminación de recintos. ................................................ 8 6.3. Medidas concretas para el ahorro de energía eléctrica.................................. 10 6.3.1. Medidas para el ahorro en iluminación interior. ........................................ 10 6.3.2. Medidas para el ahorro en iluminación exterior......................................... 17 6.3.3. Medidas para el ahorro en climatización. ................................................... 19 7. Métodos para la integración eficiente iluminación-seguridad. .......................... 20 7.1. Introducción al control de la iluminación. ...................................................... 20 7.2. Protocolo Konnex (KNX). ................................................................................. 22 7.3. Protocolo DALI. ................................................................................................ 22 7.4. Protocolo Lonworks......................................................................................... 23 7.5. Protocolo DMX512. ......................................................................................... 24 7.6. Protocolo ZWave. ............................................................................................ 25 7.7. Medidas concretas para la integración. .......................................................... 26 8. Conclusiones. .................................................................................................. 29 9. Líneas futuras. ................................................................................................. 30 10. Bibliografía. .................................................................................................... 31 11. Anexos. ........................................................................................................... 33 11.1. Anexo A. Inventario de equipos consumidores de energía eléctrica. ............. 33 11.2. Anexo B. Especificaciónes técnicas tubos LED OSRAM Substitube Value. ...... 39 TRABAJO FIN DE GRADO V 11.3. Anexo C. Datos obtenidos apartir de los cálculos con dialux para las luminarias T5 philips TBS165. ................................................................................................................... 41 11.4. Anexo D. Datos obtenidos apartir de los cálculos con dialux para las luminarias Sylvania Start Panel. ................................................................................................................ 43 11.5. Anexo E. Datos obtenidos apartir de los cálculos con dialux para Luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC. ........................................................................ 44 11.6. Anexo F. Datos obtenidos apartir de los cálculos con dialux para Luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 OC. ........................................................................... 46 11.7. Anexo G. Cálculos del VAN para las distintas soluciones. ............................... 48 11.8. Anexo H. Tarifas de productos usados en el análisis económico. ................... 50 11.9. Anexo I. Tarifa PVCP. ....................................................................................... 53 11.10. Anexo J. Imágenes de la situación actual del comedor y simulación de la iluminación propuesta mediante DIALux. ............................................................................... 54 11.11. Anexo K. Carteles sobre concienciación en ahorro de energía eléctrica. ... 57 11.12. Anexo L. Distribución de la iluminación exterior. ....................................... 59 11.13. Anexo M. Especificaciones técnicas proyectores SYLvania. ........................ 60 11.14. Anexo N. Alternativas para el ahorro en climatización. .............................. 62 11.15. Anexo O. Medios de seguridad. .................................................................. 63 ALBERTO PULIDO ROBLES VI LISTA DE ILUSTRACIONES. Ilustración I. Porcentajes de consumos eléctricos. Fuente: elaboración propia. ............... 8 Ilustración II. Tabla de equivalencias entre lámparas halógenas y lámparas LED. Fuente: Web Nergetia. ............................................................................................................................. 18 Ilustración III. Tabla de equivalencias entre lámparas halogenuros metálicos y lámparas LED. Fuente: Web Proyectores de LED........................................................................................ 18 Ilustración IV. Relación entre errores cometidos y cantidad y calidad de la iluminación. Fuente: Advanced Lighiting Controls: Energy Savings Productivity Technology and Application [11] .............................................................................................................................................. 21 Ilustración V. Cableado DALI. Fuente: Web Domótica para todos. .................................. 23 Ilustración VI. Integración de protocolo LonWorks. Fuente: [14]. ................................... 24 Ilustración VII. Arquitectura de red DMX512. Fuente: ..................................................... 25 Ilustración VIII. Arquitectura de comunicaciones ZWave. Fuente: Elaboración propia. .. 25 Ilustración IX. Croquis de la planta de una armería. Fuente: (elaboración propia). ......... 27 Ilustración X. Integración seguridad e iluminación exterior. Fuente: elaboración propia (Google Earth). ............................................................................................................................ 27 Ilustración XI. Focos LED. Fuente: elaboración propia. ..................................................... 33 Ilustración XII. Cámara IP. Fuente: elaboración propia. ................................................... 34 Ilustración XIII. Cámara DOMO. Fuente: elaboración propia. .......................................... 34 Ilustración XIV. Focos halógenos. Fuente: elaboración propia. ........................................ 34 Ilustración XV. Lámpara de dos tubos fluorescentes. Fuente: elaboración propia. ......... 36 Ilustración XVI. Desglose de consumos eléctricos. Fuente: elaboración propia. ............. 38 Ilustración XVII. Tarifa PVCP. Fuente: Web Aura Energía. ................................................ 53 Ilustración XVIII. Distribución actual del comedor. Fuente: elaboración propia. ............. 54 Ilustración XIX. Distribución actual del comedor. Fuente: elaboración propia. ............... 54 Ilustración XX. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). .............. 55 Ilustración XXI. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). ............. 55 Ilustración XXII. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). ............ 56 Ilustración XXIII. Cartel de concienciación. Fuente: Web Rubbin Blog. ............................ 57 Ilustración XXIV. Cartel de concienciación. Fuente: Web Ahorro energético blogspot. .. 57 Ilustración XXV. Cartel de concienciación. Fuente: Web El País. ...................................... 58 Ilustración XXVI. Croquis de la distribución de proyectores LED. Fuente: elaboración propia (Google Earth). ............................................................................................................................ 59 Ilustración XXVII. Funcionamiento sistema Free-Cooling. Fuente: Web Eficiergetica. ..... 62 Ilustración XXVIII: Barreras de rayos infrarrojos. Fuente: [24]. ........................................ 66 TRABAJO FIN DE GRADO VII Ilustración XXIX. Detector de infrarrojos portátil vía radio. Fuente: [24]. ........................ 67 Ilustración XXX. Barreras microondas. Fuente: [24]. ........................................................ 67 Ilustración XXXI. Barreras láser. Fuente: [24]. .................................................................. 68 LISTA DE ABREVIATURAS. BAE Bases, acuartelamientos y establecimientos ET Ejército de Tierra RD Real Decreto SINFRADEF Sistema de Gestión de Infraestructuras de Defensa UCO Unidad, centro y organismo LISTA DE TABLAS. Tabla I: Tarifa Acto. Hacho. Fuente: elaboración propia. ................................................... 5 Tabla II: Facturación Acto. Hacho. Fuente: elaboración propia. ......................................... 6 Tabla III: VEEI límite. Fuente: [8]. ........................................................................................ 9 Tabla IV: Potencias específicas máximas instaladas. Fuente: [8]. .................................... 10 Tabla V. Ahorro energético tubos LED OSRAM. Fuente: elaboración propia. .................. 11 Tabla VI. Ahorro energético tubos T5 Philips TBS165. Fuente: elaboración propia. ........ 11 Tabla VII. Ahorro energético luminaria Sylvana Start Panel. Fuente: elaboración propia. ..................................................................................................................................................... 12 Tabla VIII. Ahorro energético luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC. Fuente: elaboración propia. ........................................................................................................ 12 Tabla IX. Ahorro energético luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 OC. Fuente: elaboración propia. ........................................................................................................ 13 Tabla X. Ahorro energético de un proyector halógeno frente a un proyector LED. Fuente: elaboración propia. ..................................................................................................................... 19 Tabla XI. Ahorro energético de un proyector de halogenuros metálicos frente a un proyector LED. Fuente: elaboración propia. ............................................................................... 19 Tabla XII. Cálculo del VAN OSRAM substiTUBE Value. Fuente: elaboración propia. ........ 48 Tabla XIII. Cálculo del VAN Sylvania Start Panel. Fuente: elaboración propia. ................. 49 Tabla XIV. Cálculo del VAN Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC. Fuente: elaboración propia. ..................................................................................................................... 49 TRABAJO FIN DE GRADO 7 Como se puede observar en la Tabla II, el consumo en los meses de diciembre, enero y febrero es mayor, debido a la necesidad de usar más tiempo la iluminación artificial y usar la calefacción, además son meses de mayor actividad en las BAE’s, por lo que hay muchas personas haciendo uso de los recintos y de los equipos de dichas BAE’s. En los meses de verano cabría pensar que el consumo también debería ser alto por el uso del aire acondicionado, sin embargo, en la Tabla II se muestra que el consumo disminuye en estos meses, lo que es provocado por el menor uso de la iluminación artificial y por el hecho de que estos meses corresponden con un período de baja intensidad laboral en las BAE’s. Se puede observar también como a partir del mes de marzo en ambos años el consumo permanece prácticamente estable, sin embargo, la facturación se reduce en unos 1000 € de media hasta el mes de diciembre, donde vuelve a aumentar en los términos de los primeros meses del año. A pesar de que durante la estancia en la Unidad se intentó conseguir las facturas detalladas del consumo eléctrico remitidas por la compañía suministradora, no fue posible ya que éstas no llegaban al Acuartelamiento. A causa de esta imposibilidad de acceder al detalle de la facturación no ha sido posible investigar las causas del comportamiento de éstas. Es posible que en determinados periodos se superase la potencia máxima y esto haya acarreado penalizaciones. Si se realiza un análisis más detallado de los consumos eléctricos dentro de las BAE’s, tal y como se hace en el Memorial nº4 [6] y el Memorial nº5 [7] de los Ingenieros Politécnicos del Ejército de Tierra, se puede establecer una relación entre los picos de consumo y las épocas del año en el que éstos ocurren. Se comprueba que, en los meses estivales, este pico de consumo coincide con las 12:00 h, correspondiéndose con el horario de mayor actividad en la Unidad. En los meses de invierno este pico coincide con las 09:00 h, correspondiéndose con el horario en el que más luz artificial se usa. Del estudio realizado en dichos memoriales, se puede sacar una clasificación de usos identificados dentro de las BAE’s, los cuales se van a enumerar a continuación ordenados de mayor a menor consumo: 1. Iluminación (interior). 2. Alumbrado exterior. 3. Climatización y ventilación. 4. Equipos auxiliares de otros sistemas (distribución de agua, riego, etc.). 5. Instalaciones de seguridad (Cuerpo de guardia, alarmas, cámaras de video, sensores, etc.). 6. Equipos de comunicaciones. 7. Utillaje de cocinas. 8. Cámaras frigoríficas. 9. Equipos informáticos (ordenadores, impresores, faxes). 10. Máquinas de vending. Este Trabajo de Fin de Grado se centrará en el estudio de unos usos en concreto de esta clasificación los cuales son los más factibles a la hora de integrar los sistemas que los componen, como son la iluminación interior y exterior e instalaciones de seguridad. Además, se incluirá también en el estudio los equipos informáticos debido a que son equipos a los que se le da mucho uso durante la jornada laboral y son bastante abundantes dentro la BAE. ALBERTO PULIDO ROBLES 8 Una vez que se ha hecho esta clasificación basada en el estudio realizado en los memoriales citados anteriormente, hay que ver qué porcentaje del total de la energía consume cada grupo de usos dentro una BAE, y en el caso concreto de este estudio del Acuartelamiento El Hacho. Dicho porcentaje se sacará del inventario de equipos, Anexo A, que consumen energía eléctrica. El mencionado inventario se ha realizado recorriendo todas las dependencias del acuartelamiento e identificando los equipos que consumen energía eléctrica tanto en edificios como en zonas exteriores, para de esta manera tener unos datos lo más precisos posibles para justificar el consumo energético que se produce en el acuartelamiento, los resultados del citado inventario aparecen en la Ilustración I. La necesidad de realizar este inventario ha sido desencadenada por la falta de un estudio externo que proporcione datos fiables del desglose de consumo eléctrico en el acuartelamiento, es decir, no se ha encontrado un estudio tipo auditoria energética donde se exponga qué tipos de equipos consumen energía y en qué porcentaje lo hacen. Con los datos del inventario realizado para este TFG, se podrá determinar en qué perfiles de consumo es factible intervenir y en cuáles no. Ilustración I. Porcentajes de consumos eléctricos. Fuente: elaboración propia. 6.2. LÍMITES LEGALES PARA LA ILUMINACIÓN DE RECINTOS. A la hora de hablar de medidas concretas para mejorar la eficiencia de la instalación de iluminación de un recinto, hay que tener en cuenta que, si dentro de esas medidas se encuentra la rehabilitación de la instalación de iluminación, ésta deberá cumplir los valores establecidos por el CTE (Código Técnico de la Edificación). Desde el punto de vista de la eficiencia, dicho Código establece dos límites, uno el de la potencia máxima instalada por metro cuadrado y otro un índice que él llama “Valor de Eficiencia Energética de la Instalación (VEII). Este índice, que viene establecido en el Documento Básico HE [8], se calcula según la expresión: 74% 3% 6% 17% Consumo eléctrico Iluminación Seguridad e iluminación de seguridad Equipos de oficina Climatización TRABAJO FIN DE GRADO 9 Donde: • P es la potencia de las lámparas más equipos auxiliares utilizados [W]. • S es la superficie iluminada [m2]. • Em es la iluminancia media horizontal mantenida en la superficie de trabajo [lux]. Los valores máximos que puede tomar el índice VEEI depende de la actividad que se realice en el recinto considerado. Dichos valores límites en función del uso del recinto vienen recogidos en la Tabla III que puede verse más abajo. En cuanto a la potencia específica máxima que hay instalada en un recinto, ya que este es uno de los datos para obtener el VEEI y, dependiendo del uso del edificio, hay una potencia máxima recomendable. A continuación se exponen estas potencias en la Tabla IV. Zonas de actividad diferenciada VEEI límite Administrativo en general 3,0 Andenes de estaciones de transporte 3,0 Aulas 3,5 Recintos interiores no descritos en este listado 4,0 Zonas comunes 4,0 Almacenes, archivos, salas técnicas y cocinas 4,0 Aparcamientos 4,0 Espacios deportivos 4,0 Estaciones de transporte 5,0 Pabellones de exposición 3,0 Salones de actos, salas de reuniones y salas de conferencias 8,0 Tabla III: VEEI límite. Fuente: [8]. ALBERTO PULIDO ROBLES 10 Uso del edificio Potencia máxima instalada [W/m2] Administrativo 12 Aparcamiento 5 Docente 15 Restauración 18 Residencial 12 Otros 10 Tabla IV: Potencias específicas máximas instaladas. Fuente: [8]. 6.3. MEDIDAS CONCRETAS PARA EL AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Una vez estudiadas todas las posibilidades existentes para reducir el consumo eléctrico, que como se ha visto en el apartado anterior, se cuenta con un amplio abanico de posibilidades, es el momento de aplicar medidas concretas en un acuartelamiento elegido como muestra para comprobar si dichas medidas son viables y eficaces. Como se ha dicho antes en esta memoria el acuartelamiento de estudio será el Acuartelamiento “El Hacho”. 6.3.1. MEDIDAS PARA EL AHORRO EN ILUMINACIÓN INTERIOR. Para lograr el objetivo de ahorrar en energía eléctrica se van a llevar a cabo medidas de cuatro tipos en la iluminación interior. Dichas medidas van a ser: ➢ Sustitución de lámparas y luminarias, tanto en interior como en exterior. ➢ Concienciación. ➢ Aprovechamiento de la luz natural. A continuación, se procederá al análisis de estas medidas. 6.3.1.1. SUSTITUCIÓN DE LUMINARIAS Y LÁMPARAS ANTIGUAS. para la sustitución de las luminarias y/o antiguas se va a proceder al estudio de 5 distintas soluciones. Una vez planteadas dichas soluciones se realizará un estudio más en profundidad de las dos mejores para obtener la solución más oportuna. Dichas soluciones son las siguientes: 1ª Cambiar tubos fluorescentes T8 por tubos LED. Esta solución implica la sustitución de los actuales tubos fluorescentes T8 por tubos LED de la empresa OSRAM, modelo substiTUBE Value. Estos tubos supondrían una solución en la que no habría que sustituir las luminarias enteras, sino que simplemente se sustituiría el tubo fluorescente por el tubo LED aprovechando el montaje de la instalación fluorescente. Para el montaje de estos tubos, se colocan éstos directamente en los portalámparas que posee la luminaria y se sustituye el cebador por un equipo de aspecto y geometría similar que aloja un fusible. Cada tubo LED tiene un consumo eléctrico de 16,2 W. Como cada luminaria está formada TRABAJO FIN DE GRADO 11 por 4 tubos, la potencia total de cada luminaria sería de 32 W, a lo que hay que sumarle la potencia consumida por las dos reactancias de la antigua instalación, que se estima sería de 3 W, como se puede comprobar en la hoja de datos de la gama de productos SubstiTUBE Value que aparece en el Anexo B. Luminarias tubo fluorescente T8 Luminaria tubo LED OSRAM Cantidad 24 24 Consumo [W] 96 38 Horas de uso [h] 8 8 Energía [Wh] 18432 7296 Ahorro energético [kWh] 11,136 Tabla V. Ahorro energético tubos LED OSRAM. Fuente: elaboración propia. Como se puede apreciar en la tabla V, el ahorro conseguido con esta solución es de 11,136 kWh en una jornada de uso. 2ª Cambiar luminarias con tubos T8 por luminarias con tubos T5 Philips TBS165. Esta solución implicaría la sustitución de las antiguas luminarias por luminarias Philips que alojan tubos fluorescentes de tipo T5. Los resultados del cálculo en DIALux dicen que es necesario incluir 4 luminarias más, de tal forma que la instalación antigua no serviría y habría que hacerla de nuevo. Cada tubo T5 tiene un consumo de 8 W, como se puede ver en el Anexo C, donde aparecen las especificaciones técnicas del producto, así como una simulación de cómo quedaría la iluminación del comedor con dichos tubos. Luminarias tubo fluorescente T8 Luminaria tubo T5 Philips TBS165 Cantidad 24 28 Consumo W 96 61 Horas de uso h 8 8 Energía Wh 18432 13664 Ahorro energético kWh 4,768 Tabla VI. Ahorro energético tubos T5 Philips TBS165. Fuente: elaboración propia. Como se puede apreciar en la Tabla VI, el ahorro energético de esta solución es de 4,768 kWh por jornada de uso. 3ª Cambiar luminarias actuales por paneles LED Sylvana Start Panel. Esta solución implicaría la sustitución de las actuales luminarias, que contienen lámparas fluorescentes T8, por paneles LED de la empresa Sylvana. Para esta solución se sustituirían las luminarias completas de tubos fluorescentes por los paneles LED, en el mismo espacio que las ALBERTO PULIDO ROBLES 12 antiguas. Esto supondría un total de 24 paneles. La potencia de cada panel es de 30 W como se puede ver en el Anexo D, donde también se puede ver cómo quedaría la distribución de iluminarias en el comedor simulándolo en DIALux. Luminarias tubo fluorescente T8 Luminaria Sylvana Start Panel Cantidad 24 24 Consumo W 96 30 Horas de uso h 8 8 Energía Wh 18432 5760 Ahorro energético kWh 12,672 Tabla VII. Ahorro energético luminaria Sylvana Start Panel. Fuente: elaboración propia. Como se puede apreciar en la Tabla VII, el ahorro energético de esta solución es de 12,672 kWh en una jornada de uso. 4ª Cambiar luminarias actuales por paneles LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC. Esta solución implicaría la sustitución de las luminarias de tubos fluorescentes por paneles LED de la empresa Philips. En esta solución habría que sustituir las luminarias completas. En pos de la uniformidad se han incluido 8 luminarias más debido a las características del rendimiento lumínico de las luminarias. La potencia de cada luminaria es de 33 W como se puede ver en el Anexo E, además de una simulación realizada por DIALux con dichas luminarias. Luminarias tubo fluorescente T8 Luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC Cantidad 24 32 Consumo W 96 33 Horas de uso h 8 8 Energía Wh 18432 8448 Ahorro energético kWh 9,984 Tabla VIII. Ahorro energético luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC. Fuente: elaboración propia. Como se puede apreciar en la Tabla VIII, el ahorro energético de esta solución es de 9,984 kWh, en una jornada de uso. 5ª Cambiar luminarias actuales por paneles LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 OC. Esta solución es muy parecida a la anterior, es decir, mismo número de luminarias y misma potencia, aunque se diferencia de las anteriores en que tiene unas características fotométricas distintas que pueden ser más interesantes a la hora de conseguir mejores valores de VEEI y uniformidad lumínica en la simulación por DIALux. De igual forma que en el apartado anterior TRABAJO FIN DE GRADO 13 se han incluido 8 luminarias más en pos de la uniformidad. En el Anexo F se puede ver las características de estos paneles, además de la simulación de esta solución en DIALux. Luminarias tubo fluorescente T8 Luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 OC Cantidad 24 32 Consumo W 96 33 Horas de uso h 8 8 Energía Wh 18432 8448 Ahorro energético kWh 9,984 Tabla IX. Ahorro energético luminaria LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 OC. Fuente: elaboración propia. Como se puede ver en la Tabla IX, el ahorro energético de esta solución en una jornada de uso es idéntico al de la solución anterior. Una vez realizado el análisis, a “grosso modo” las luminarias más eficientes desde el punto de vista de la energía son las soluciones 1ª, 3ª, 4ª y 5ª, es decir, las que generan un mayor ahorro energético. En concreto es la luminaria Sylvana Start Panel la más eficiente energéticamente hablando. Entre la 4ª y 5ª solución se ha decidido descartar la 5ª por razones económicas, ya que para el mismo ahorro energético las luminarias de la 5ª solución son más caras. Como se puede apreciar en todas las soluciones con tecnología LED, se reduce ampliamente el consumo. Esto es debido a que las lámparas de tipo LED son capaces de trabajar a baja temperatura en relación a su luminosidad por lo que la mayor parte de la energía la convierten en iluminación y no en calor, hecho que no ocurre en otro tipo de lámparas en las cuales se convierte más energía en calor que en iluminación, como pueden ser los tubos fluorescentes. Para poder decidir entre una de las tres soluciones restantes (1ª, 3ª y 4ª) se va a proceder a realizar un análisis económico. Aunque este TFG va a primar la eficiencia energética por encima de la economía, es una herramienta más a tener en cuenta a la hora de poder tomar una decisión. Análisis económico de las soluciones restantes. Para la realización de este análisis se va a utilizar el valor actual neto (VAN), que dará una idea de si los cambios propuestos son rentables económicamente hablando. Se ha establecido un tiempo de duración del proyecto de 6 años para las tres soluciones, que es el tiempo mínimo de recuperación de la inversión. Se comprobará que en 6 años estas soluciones obtienen un VAN positivo. El cambio no sería rentable y no se debería considerar esta solución, si se obtuviera un VAN negativo. La fórmula utilizada para dichos cálculos es la siguiente: ALBERTO PULIDO ROBLES 14 El desarrollo de dichos cálculos aparece en el Anexo G, donde se muestran las tablas realizadas en Excel para obtener los datos. Así mismo, el precio de cada producto utilizado en el estudio aparece referenciado en el Anexo H. Una vez obtenidos los datos se puede hacer una serie de observaciones acerca de ellos: ➢ Para la solución de los tubos LED OSRAM substiTUBE Value se ha considerado un precio de la mano de obra para la sustitución de los tubos de 15€/hora, que será la misma en el resto de las soluciones. Además se ha estimado que deberían encargarse dos trabajadores que tardarían una jornada de trabajo (7 horas) en realizar la sustitución, ya que simplemente habría que cambiar las lámparas de las luminarias ya existentes. El precio del kWh se ha obtenido de la tarifa PVPC (Precio Voluntario Pequeño Consumidor), que toma 0,11 €/kWh como el precio medio del kWh en los últimos meses, realizado así debido a la imposibilidad de saber el precio del término de potencia y del término de energía del contrato eléctrico del acuartelamiento. Sin embargo, el precio tomado para los cálculos ha sido de 0,15 €/kWh. Esta diferencia viene dada por la contribución al precio del término de potencia. Dicha tarifa puede ser consultada en el Anexo I. La inversión inicial serían los 10,5 € que cuesta cada tubo por la cantidad total de tubos a reemplazar, a lo que habría que sumarle también los gastos resultantes de la mano de obra. Teniendo en cuenta estos datos se comprueba que esta solución tendría un VAN de 1630,75. ➢ Para la solución de los paneles LED Sylvania Start Panel se usarían los mismos datos en relación a la mano de obra, ya que usarían la misma instalación, sustituyendo únicamente las luminarias al completo. La inversión inicial sería de 123,9 € por cada luminaria, habiendo un total de 24, y a lo que habría que sumarle los costes derivados de la mano de obra. Con estos datos se comprueba que esta solución obtiene un VAN de 58,09. ➢ Para la solución de los paneles LED Philips CoreLine Panel RC132V W60L60 NOC se modificarán los datos de la mano de obra ya que al tener que cambiar toda la instalación anterior para incluir 8 luminarias más de las 24 existentes anteriormente, se ha considerado que se emplearían 2 jornadas para realizar la sustitución. Para la inversión inicial se ha considerado el precio de cada luminaria que es de 80 € y los costes derivados de la mano de obra. Teniendo en cuenta estos datos esta solución obtiene un VAN de 4,06. Con estos resultados se comprueba que todas las soluciones generan beneficios a partir del sexto año, sin embargo, como este TFG está enfocado a la eficiencia energética la solución adoptada será la que combine de mejor manera la eficiencia económica con la eficiencia energética, debiéndose inclinar esta siempre hacia la mejor eficiencia energética. Con estas premisas, se observa que la mejor solución energéticamente hablando es la de los paneles LED de la empresa Sylvania, y la mejor solución económicamente hablando es la de los tubos LED de la empresa OSRAM. Un factor importante que no contempla el VAN es el de la vida útil de las lámparas, hecho que hace que la solución OSRAM pierda interés debido a que no está TRABAJO FIN DE GRADO 15 comprobada la vida útil de los tubos, además de que en esta solución no se sustituirían las luminarias de la instalación anterior con lo que ya se encontrarán en un cierto grado de deterioro. Por otro lado, la solución de la empresa Sylvania es la mejor en ahorro de energía y el VAN obtenido indica que igualmente la inversión inicial estaría recuperada en el plazo de 6 años. Por ello, la solución adoptada será la de sustituir las luminarias de tubos fluorescentes T8 por los paneles LED Sylvania Start Panel. En el Anexo J se puede ver unas imágenes de cómo es la distribución actual del comedor y unas imágenes de cómo quedaría el comedor con las nuevas luminarias Sylvania mediante una simulación por DIALux. 6.3.1.2. CONCIENCIACIÓN. No solo es necesario que los equipos sean más eficientes, sino que hay que concienciar y educar a las personas que usan día a día estos equipos para que hagan un uso eficiente de la energía. Históricamente, con el desarrollo industrial, el consumo de energía ha ido creciendo a medida que crecía la industria, hecho que ha contribuido a causar la mayor parte de los problemas medioambientales de hoy en día. Debido al papel que desempeña la energía tanto en el ámbito civil como militar, es de vital importancia hacer un uso energético de alta eficiencia y bajo impacto medioambiental. El Ministerio de Defensa se puede considerar en la categoría de gran empresa, por lo que tiene también la oportunidad de aplicar soluciones para disminuir su consumo energético mediante actuaciones que pueden reducir gastos y servir de ejemplo para otras grandes empresas. La iluminación en oficinas y espacios de uso del personal supone un alto porcentaje del consumo energético total, por lo que, una de las principales medidas a tomar es concienciar a los usuarios en materia de ahorro energético. Con simples acciones se puede llegar a reducir hasta un 50% del consumo energético, tal y como se muestra en el documento titulado “Ahorra energía mientras trabajas” [10]. Tales acciones pueden ser: ➢ Si el recinto cuenta con interruptores que permitan el encendido y apagado por zonas, es conveniente utilizar sólo las luminarias que sean realmente necesarias, ya que se ha comprobado que apagar y encender luces repetidamente consume más que dejarlas encendidas. ➢ Concienciar a los usuarios en no dejar luces encendidas innecesariamente. Esto se puede conseguir simplemente avisando al último compañero que abandone la sala. El servicio de limpieza, personal de seguridad, etc. también son una pieza clave a la hora de detectar este tipo de actitudes. ➢ Aplicar medidas de mantenimiento al sistema de iluminación, ya que el nivel de iluminación desciende considerablemente cuando las lámparas y luminarias acumulan suciedad y el flujo luminoso de las lámparas y el rendimiento de las luminarias desciende con el tiempo de utilización. ➢ Es recomendable que los usuarios de equipos ofimáticos se acostumbren a apagar los ordenadores cuando van a estar sin uso durante períodos largos, o dejar el ordenador suspendido si se trata de períodos cortos sin uso. ➢ Es aconsejable apagar el monitor del ordenador en las paradas que se hagan y ajustar el brillo de dicho monitor a un nivel bajo, esto puede suponer un ahorro de batería ALBERTO PULIDO ROBLES 16 del 40% respecto a lo que consumiría con niveles de brillo elevados, dicho porcentaje aparece reflejado en el documento citado anteriormente [10]. ➢ Si es posible apagar del todo los equipos ofimáticos, se debe hacer, esto ahorrará la energía consumida por el modo stand-by, que supone el 15% de la energía que consumen los equipos en condiciones normales. ➢ Otro punto a tener en cuenta son las impresoras y fotocopiadoras, las cuales suponen un gran porcentaje del consumo total de los equipos ofimáticos, por lo que es necesario hacer un uso eficiente de estos equipos. Debido a la ocupación diaria de la unidad y al presupuesto se ha pensado en dos tipos de medidas adecuadas a estas situaciones: ➢ Charlas de concienciación: estas charlas estarán lideradas por alguna de las baterías del Grupo Antiaéreo, que se encargarán de dar los conocimientos en materia de concienciación y buenos hábitos, que vienen reflejados en el apartado 3.2. de esta memoria. Estas charlas se impartirían en forma de ciclos, los cuales durarían de 2 a 3 días, de manera que se puedan ajustar a otros ciclos ya existentes como el de combate en población o control de masas. ➢ Carteles de concienciación sobre ahorro energético: se procederá a la elaboración de unos carteles, los cuales se pueden ver en el Anexo G. Estos carteles irán colocados en las oficinas, salas de conferencias y otras dependencias con un alto uso diario, situados en la pared más cercana a la puerta, de esta manera se intenta llamar la atención de los usuarios cuando vayan a salir de la dependencia con el objetivo de que apaguen todos los dispositivos electrónicos y luces que no son necesarias. 6.3.1.3. APROVECHAMIENTO DE LA LUZ NATURAL. Debido a que la mayor parte de la jornada laboral dentro de una BAE se realiza durante horario de luz natural, es muy interesante estudiar el aprovechamiento de la luz natural dentro de los edificios de la BAE. Se ha de considerar que los ahorros indirectos mediante la buena aplicación de la luz natural, pueden conducir a un entorno más satisfactorio y de mayor calidad para el usuario, y ser incluso más importantes que los ahorros directos de energía. En relación con este concepto se van a enumerar una serie de aspectos a tener en cuenta, los cuales aparecen también reflejados en la Guía Técnica de Aprovechamiento de la luz natural en la iluminación de edificios [9] : ➢ Utilizar sistemas de control de alumbrado artificial que tenga en cuenta la luz natural existente para ajustar la luminosidad de las lámparas. ➢ Integrar la iluminación en el diseño arquitectónico y de interior, de manera que se tenga en cuenta la luz natural desde un principio. TRABAJO FIN DE GRADO 23 Ilustración V. Cableado DALI. Fuente: Web Domótica para todos. Una de las ventajas de este sistema es su fácil instalación. La diferencia con las instalaciones convencionales radica en que las luminarias DALI se controlan con dos conductores adicionales sin polaridad por lo que en las instalaciones DALI es normal tener un cable en el cual encontramos 5 hilos: fase, neutro, tierra y dos para el Bus DALI, como se puede ver en la Ilustración V. Esto significa que la instalación de un sistema de este tipo conlleva prácticamente el mismo trabajo que una instalación normal. Un segmento de un sistema DALI puede tener hasta 64 luminarias manejadas por una misma cabecera, y a su vez, cada luminaria puede pertenecer a 15 grupos y a 15 escenas diferentes, lo que lo convierte en un sistema con una gran versatilidad a la hora de organizar la iluminación de espacios grandes. Además, no solo es capaz de integrar las luminarias de un edificio, sino que, hablando en términos de seguridad, también es capaz de organizar los distintos sensores y cámaras CCTV, de manera que se pueda hacer un uso más eficiente de estos medios, sin perder capacidades operativas y eficacia en la seguridad. Esto es debido a que es un sistema integrable con otros sistemas de control más complejos, ya que no fue creado como un sistema aislado. En pos de la integración, los detectores de presencia se utilizarán, además de para seguridad, para a través del bus DALI controlar encendido y apagado de luminarias, tanto de interior, en el caso de baños, pasillos, áreas poco concurridas, como exteriores en el caso de la iluminación perimetral. 7.4. PROTOCOLO LONWORKS. Este protocolo, creado por Echelon Corporation, se configura como una red P2P en la que todos los dispositivos que la integran pueden comunicarse entre sí. Cada dispositivo o nodo de la red contiene un microprocesador que permite enviar el código del protocolo a los distintos dispositivos conectados. Estos microprocesadores se diferencian de dos tipos: núcleos neuronales o chips, los cuales contienen 3 procesadores, dos para comunicar el protocolo y uno para la aplicación del nodo. ALBERTO PULIDO ROBLES 24 Normalmente, este protocolo usa microprocesadores de 8 bits, aunque puede llegar a usar de 16, 32 o 64 dependiendo de la complejidad del proyecto a realizar. Además, permite un amplio abanico de conexiones para sus dispositivos como: par trenzado, Ethernet, líneas eléctricas, fibra o TCP/IP. Ilustración VI. Integración de protocolo LonWorks. Fuente: [14]. El sistema de control LonWorks trabaja completamente descentralizado, por lo que todos los nodos se comunican entre ellos. Esto permite que la comunicación entre nodos no se interrumpa debido al mal funcionamiento de uno de los nodos. A todo esto hay que añadir que el código de este protocolo es libre. 7.5. PROTOCOLO DMX512. Este protocolo fue creado en 1986 por el USITT (United States Institude for Theatre Technology, Inc.). Dicho protocolo fue concebido como un método digital de transmisión de datos entre los controladores y la iluminación, sus equipos y accesorios. La comunicación en una red DMX512 se realiza de manera unidireccional y no proporciona detección de errores ni corrección, por ello, la fiabilidad se ha de alcanzar mediante el envío repetido de paquetes de información. Un controlador DMX512 es capaz de enviar paquetes que contienen entre 24 y 512 valores de datos de un solo byte. De manera que, todos los dispositivos conectados en el cable XLR, como se puede ver en la Ilustración VII, deben configurarse para que sean capaces de interpretar los valores de datos que se están aplicando. TRABAJO FIN DE GRADO 25 Ilustración VII. Arquitectura de red DMX512. Fuente: Este tipo de protocolo se usa mayoritariamente en escenografía, y no tanto en domótica, debido a que no es un sistema direccionable, es decir, no permite mandar una orden a una luminaria en concreto sino que hay que mandar órdenes a grupos de luminarias. 7.6. PROTOCOLO ZWAVE. Protocolo desarrollado por la empresa danesa Zensys y la Alianza Z-Wave. Es un sistema de comunicación inalámbrico diseñado para dispositivos de baja potencia y bajo ancho de banda, como puede ser domótica y redes de sensores y control. El protocolo de comunicación se divide en tres capas, como se puede ver en la Ilustración VIII: ➢ Capa radio: es la encargada de definir la manera de intercambiar señales entre transmisor y receptor. ➢ Capa de red: es la capa encargada de hacer el intercambio de datos de control. ➢ Capa de aplicación: es la capa encargada de definir los mensajes que se transmiten entre aplicaciones específicas del sistema. Ilustración VIII. Arquitectura de comunicaciones ZWave. Fuente: Elaboración propia. ZWave está centrado en el control remoto y la gestión de dispositivos y sistemas domóticos. Dentro del amplio abanico de los protocolos inalámbricos de control de iluminación, es uno de los más completos, siendo además un software libre. ALBERTO PULIDO ROBLES 26 7.7. MEDIDAS CONCRETAS PARA LA INTEGRACIÓN. En este apartado se complementa el ahorro en iluminación exterior del apartado 6.3.2. de esta misma memoria. Una vez estudiados los distintos protocolos que más pueden adecuarse a la situación del acuartelamiento, es necesario elegir uno de ellos para llevar a cabo la propuesta. Para ello se ha llegado a la conclusión de que el protocolo DALI es el más adecuado debido a su amplio uso en diferentes ámbitos y a la abundancia de equipos que pueden usar dicho protocolo. Las conclusiones a las que se ha llegado para descartar el resto de los protocolos son las siguientes: ➢ DMX512: es un protocolo que no se centra en domótica sino que su uso principal es el de escenografía, además no es direccionable como ya se ha dicho anteriormente. ➢ Konnex: este protocolo está concebido para la gestión integral de un edificio y no para integrarlo únicamente en ciertos espacios de un edificio o acuartelamiento. ➢ LonWorks: la principal desventaja de este protocolo frente a DALI es su popularidad. Existen muy pocos equipos que puedan operar con este protocolo, por lo que adquirir equipos con este protocolo es mucho más costoso que adquirir equipos con protocolo DALI, el cual está mucho más extendido. ➢ ZWave: debido a que es un protocolo que funciona a través de comunicación inalámbrica por lo que su seguridad es mucho menos fiable que el protocolo DALI, y más aun teniendo en cuenta que va a gestionar áreas de máxima seguridad dentro del acuartelamiento. A la hora de tomar medidas concretas para la integración de la seguridad y la iluminación, hay que tener en cuenta que dicha integración se consigue utilizando los elementos del sistema de seguridad para la automatización del sistema de control de la iluminación. De esta forma, un detector volumétrico cumpliría dos funciones simultáneamente, una sería la de detectar una intrusión y la otra sería la de detectar una presencia de personas en zonas no muy transitadas para encender la iluminación sólo cuando es necesaria. La comunicación entre ambos sistemas se logra a través de los protocolos estudiados anteriormente. Para concretar esta integración se han tomado como ejemplo dos espacios distintos del acuartelamiento en estudio, la armería, que por motivos de seguridad no se corresponde con la distribución real del acuartelamiento, y el perímetro del propio acuartelamiento, para la distribución de cámaras de vigilancia, de igual forma, la distribución de cámaras no se corresponde con la realidad por motivos de seguridad. Para tener una visión general del gran abanico de posibilidades a la hora de medios de seguridad y vigilancia, se ha realizado un estudio de los más comunes, dicho estudio se puede ver en el Anexo O. En cuanto a la armería se ha adoptado una distribución de recintos en la que cada batería tiene su propio armero separado del resto, como se puede ver en la Ilustración IX. La integración en este espacio consistiría en colocar una cámara IP con videosensor en un lugar que pueda controlar todos los accesos a las armerías. De esta forma mediante los detectores de presencia como podrían ser volumétricos o el propio videosensor, se activaría la cámara y la luz sorpresiva para que la cámara tuviese iluminación suficiente para grabar la intrusión. De esta manera no sería necesario tener la luz y la cámara continuamente funcionando, con lo que conseguiría un TRABAJO FIN DE GRADO 27 ahorro energético respecto a la situación actual, en la que ambos sistemas siempre están en funcionamiento. Ilustración IX. Croquis de la planta de una armería. Fuente: (elaboración propia). En cuanto a la integración de la seguridad e iluminación exterior, se ha considerado la colocación de 25 cámaras IP con videosensor, las cuales van acompañadas de un proyector LED con tecnología DALI, y 12 proyectores LED con tecnología DALI independientes de las cámaras IP, como se puede ver en la Ilustración X, además de un volumétrico para la entrada principal. Ilustración X. Integración seguridad e iluminación exterior. Fuente: elaboración propia (Google Earth). De esta forma, las 25 cámaras IP y los proyectores LED con tecnología DALI, podrían estar siempre apagadas y que activarían solo cuando el videosensor detecte una intrusión, lo que también activaría los proyectores LED a modo de luz sorpresiva. Los otros 12 proyectores irían colocados allí donde la iluminación exterior necesitara un mayor nivel de luminosidad, además otro aspecto a tener en cuenta, es que la seguridad también se consigue con la presencia. Estos focos sí que estarían encendidos en condiciones normales durante las horas de oscuridad para ALBERTO PULIDO ROBLES 28 hacer ver que el acuartelamiento está activado y hay personal en él haciendo labores de seguridad. En la entrada principal se ha contemplado la colocación de un volumétrico, ya que se podría considerar un punto sensible del perímetro, que puede funcionar como un segundo sistema de activación de las cámaras y los proyectores. TRABAJO FIN DE GRADO 29 8. CONCLUSIONES. Hoy día la eficiencia energética y la gestión de la energía es uno de los temas que más preocupan a las grandes empresas, en gran medida, de cara a su imagen pública. Esto es así por las cada vez más alarmantes noticias sobre la mala utilización de la energía y la creciente preocupación por el cambio climático. En este sentido, el Ministerio de Defensa se podría considerar como una de estas grandes empresas y que comparte esas mismas preocupaciones, ya que es un organismo que mueve gran cantidad de personal y material, con el correspondiente gasto energético y económico. Durante la elaboración del TFG se ha detectado que en materia de ahorro de energía es posible dar algunos pasos en pos de una mejor gestión, ya que la situación existente hoy en día, es cuanto menos, mejorable en términos de eficiencia. De hecho, uno de los síntomas que ponen en evidencia esta situación es la necesidad para la elaboración de este TFG de realizar un inventario y una clasificación de consumos, clasificación que en la actualidad no existe y que aboca a una falta de racionalización de los consumos eléctricos. La principal conclusión a la que se ha llegado con este TFG es que la gran mayoría de equipos dedicados a la iluminación están obsoletos, lo que provoca un sobrecoste importante tanto en términos económicos como en términos energéticos. Así mismo, históricamente no se le ha dado la importancia suficiente a la concienciación de los usuarios en materia de ahorro de energía, cosa que ha contribuido a que el malgasto de la energía eléctrica sea importante. Esta misma conclusión podría ser aplicable al área de la seguridad, en donde muchas veces se encuentran sistemas de seguridad duplicados, es decir, dos sistemas de seguridad cumplen la misma misión, cuando con simplemente con uno de ellos la misión se cumpliría de igual forma. Cierto es que en términos de seguridad siempre hay que tener presente que es mejor pecar por exceso que por defecto. La siguiente conclusión a la que se ha llegado con esta memoria es que la mayoría de las soluciones para estas situaciones es simple. Además de ser soluciones simples no suponen un gran desembolso de dinero, y permiten utilizar la tecnología obsoleta y la tecnología nueva a la vez, por lo que la conversión puede realizarse de forma paulatina. Sin embargo, la solución a la segunda idea de estas conclusiones, la concienciación, sí que es de una mayor complejidad debido al escaso tiempo con el que se cuentan en las unidades para realizar charlas sobre concienciación. Además hay que considerar el factor humano, es decir, por muy concienciados que estén los usuarios siempre cabe la posibilidad de que cometan un fallo involuntario. Esto hace que a corto plazo, la concienciación no conlleve importantes ahorros, o no tan espectaculares como la renovación de lámparas y luminarias, pero en el largo plazo sí que pueden suponer ahorros significativos. En cuanto al aspecto de la seguridad se pone en valor la contribución que se ha hecho considerando la integración de los sistemas de iluminación y seguridad, que tradicionalmente, y en general, se han diseñado por separado. ALBERTO PULIDO ROBLES 30 9. LÍNEAS FUTURAS. Para terminar con esta memoria, se pueden considerar una serie de líneas futuras de actuación, con las que se podría seguir mejorando la eficiencia energética y la integración de los sistemas de iluminación y seguridad. • Para un futuro estudio más completo, un simple inventario de equipos quedaría incompleto para este estudio, por lo que sería interesante contemplar la posibilidad de realizar una auditoría energética. • Sería interesante también seguir investigando la aportación de la luz natural en la iluminación de los recintos, ya que puede conllevar a unos ahorros energéticos significativos. • Actualmente, la iluminación exterior del acuartelamiento está basada en iluminación con proyectores LED o de halogenuros metálicos, hecho que no siempre es la solución más eficiente, por lo que se podría estudiar la posibilidad de sustituir ciertos proyectores por farolas que cumplan la misma misión pero de forma más eficiente. • En una instalación de iluminación, una importante pérdida de eficiencia se debe a que las lámparas y las luminarias se degradan paulatinamente con su uso, degradándose el flujo luminoso que emiten y, por tanto, su rendimiento lumínico. Desde el punto de vista de la eficiencia energética sería recomendable confeccionar un plan de mantenimiento y limpieza de las luminarias y de cambio de lámparas. Esto permitirá conseguir que el rendimiento lumínico no disminuya y se pueden ir sustituyendo, de manera programada, las lámparas y luminarias actuales por otras más eficientes. TRABAJO FIN DE GRADO 31 10. BIBLIOGRAFÍA. [1] Subdirección General de Planificación, Tecnología e Innovación, “Estrategia de Tecnología e Innovación para la Defensa ETID - 2015,” 2015. [2] España. Ministerio de Industria Energía y Turismo., “Real Decreto 56/2016, de 12 de febrero, por el que se transpone la Directiva 2012/27/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa a la eficiencia energética, en lo referente a auditorías energéticas, acreditación de proveedo,” Boletín Oficial del Estado, no. 38, 13 de febrero, pp. 11655–11682, 2016. [3] DOCE Diario Oficial de la Unión Europea, “Directiva 2012/27/UE del parlamento Europeo y del Consejo relativa a la eficiencia energética,” Diario Oficial de la Unión Europea, pp. 1–56, 2012. [4] España. Ministerio de Defensa., “Instrucción 56/2011, Sostenibilidad ambiental del Ministerio de Defensa,” Boletín Oficial del Ministerio de Defensa., pp. 21811–21818, 2011. [5] AENOR, “Auditorías energéticas,” UNE-EN 16247-1, 2014. [6] S. Martín Rodríguez, “Consumo Eléctrico En Las BAE Del ET,” Memorial del Cuerpo de Ingenieros Politécnicos, pp. 114–123. [7] S. Martín Rodríguez, “Consumo Eléctrico En Las BAE Del Et (2),” Memorial del Cuerpo de Ingenieros Politécnicos, no. 2, p. 31, 2016. [8] Código Técnico de la Edificación, “Documento básico HE. Ahorro de energía,” 2017. [9] Comité Español de Iluminación y el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la, Guía Técnica Aprovechamiento de la Luz Natural de Edificios. 2005. [10] Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía, “Ahorra energía mientras trabajas.” [11] C. Dilouie, Advanced Lighting Controls : Energy Savings Productivity Technology and Application. . [12] The IES Controls Protocol Committee, Lighting Control Protocols. . [13] B. Automation, “DALI - digital standard for room-related light management.,” IEC 62386, 2010. [14] C. Calafat, “Sistema abierto LonWorks,” LonUsers España, 2005. [15] A. Technology, “Sistemas IP,” p. 44. [16] Bunker Seguridad Electrónica S.L., “Ficha técnica PT&MB.” [17] Texecom Limited, “Installation Manual Prestige External TD.” [18] H. Wendschlag, “Product environmental attributes – THE ECO DECLARATION,” vol. 1, no. 6, pp. 2–7. ALBERTO PULIDO ROBLES 32 [19] HP Development Company, L.P., “Soporte al cliente de HP: base de conocimientos.,” 2019. [Online]. Available: https://support.hp.com/es-es/document/c00638913#AbT6. [20] Texecom Limited, “Prestige CW Cloackwise Dual Technology Detector.” [21] Panasonic, S.A., “Línea Residencial SERIE YS CS-YS12TKV,” 2019. [Online]. Available: https://www.panasonic.com/cr/consumo/aires-acondicionados/residencial/csys12tkv.specs.html. [22] Mando de Adiestramiento y Doctrina., “Jefe de base, acuartelamiento o establecimiento.,” OR7-028. [23] Ministerio de Defensa, “Reales Ordenanzas de las FAS,” Boletín Oficial del Estado, pp. 13008–13028, 2009. [24] Escuela de guerra del Ejército de Tierra, “Unidad Didáctica : Soportes de Protección . Medios materiales .,” Curso Avanzado de Inteligencia y Seguridad. [25] Escuela de Guerra del Ejército de Tierra., “Unidad Didáctica : Soportes de Protección . CCTV, Iluminación y Control de Rondas.,” Curso Avanzado de Inteligencia y Seguridad. [26] Escuela de Guerra del Ejército de Tierra, “Unidad Didáctica : Seguridad Contraincendios .,” Curso Avanzado de Inteligencia y Seguridad. TRABAJO FIN DE GRADO 39 11.2. ANEXO B. ESPECIFICACIÓNES TÉCNICAS TUBOS LED OSRAM SUBSTITUBE VALUE. ALBERTO PULIDO ROBLES 40 TRABAJO FIN DE GRADO 41 11.3. ANEXO C. DATOS OBTENIDOS APARTIR DE LOS CÁLCULOS CON DIALUX PARA LAS LUMINARIAS T5 PHILIPS TBS165. ALBERTO PULIDO ROBLES 42 TRABAJO FIN DE GRADO 43 11.4. ANEXO D. DATOS OBTENIDOS APARTIR DE LOS CÁLCULOS CON DIALUX PARA LAS LUMINARIAS SYLVANIA START PANEL. ALBERTO PULIDO ROBLES 44 11.5. ANEXO E. DATOS OBTENIDOS APARTIR DE LOS CÁLCULOS CON DIALUX PARA LUMINARIA LED PHILIPS CORELINE PANEL RC132V W60L60 NOC. TRABAJO FIN DE GRADO 45 ALBERTO PULIDO ROBLES 46 11.6. ANEXO F. DATOS OBTENIDOS APARTIR DE LOS CÁLCULOS CON DIALUX PARA LUMINARIA LED PHILIPS CORELINE PANEL RC132V W60L60 OC. TRABAJO FIN DE GRADO 47 ALBERTO PULIDO ROBLES 48 11.7. ANEXO G. CÁLCULOS DEL VAN PARA LAS DISTINTAS SOLUCIONES. A continuación se muestran las tablas realizadas en Excel para obtener el cálculo del VAN (Valor Actual Neto) con las diferentes soluciones propuestas. • Cálculo del VAN para los tubos LED OSRAM substitude Value. OSRAM substiTUDE Value Precio de la mano de obra €/h 15 Trabajadores para la sustitución 2 Precio del kWh € 0,14 Jornadas para la sustitución 1 Horas de una jornada de trabajo 7 Energía consumida en una jornada kWh 7,296 Precio del tubo € 10,5 Cantidad de tubos 96 Inversión inicial € 1218 Tubo fluorescente T8 Precio del kWh € 0,14 Energía consumida en una jornada kWh 18,432 Coste energético tubos T8 en un año 928,9728 Coste energético OSRAM substiTUDE Value en un año 367,7184 Flujo de caja en un año 561,2544 VAN 1630,75451 Tabla XII. Cálculo del VAN OSRAM substiTUBE Value. Fuente: elaboración propia. • Cálculo del VAN para los paneles LED Sylvania Start Panel. Sylvania Start Panel Precio de la mano de obra €/h 15 Trabajadores para la sustitución 2 Precio del kWh € 0,14 Jornadas para la sustitución 1 Horas de una jornada de trabajo 7 Energía consumida en una jornada kWh 5,76 Precio de cada luminaria € 123,9 Cantidad de luminarias 24 Inversión inicial € 3183,6 Tubo fluorescente T8 Precio del kWh € 0,14 Energía consumida en una jornada kWh 18,432 TRABAJO FIN DE GRADO 55 Ilustración XX. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). Ilustración XXI. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). ALBERTO PULIDO ROBLES 56 Ilustración XXII. Modelo 3D del comedor. Fuente: elaboración propia (DIALux). TRABAJO FIN DE GRADO 57 11.11. ANEXO K. CARTELES SOBRE CONCIENCIACIÓN EN AHORRO DE ENERGÍA ELÉCTRICA. Ilustración XXIII. Cartel de concienciación. Fuente: Web Rubbin Blog. Ilustración XXIV. Cartel de concienciación. Fuente: Web Ahorro energético blogspot. ALBERTO PULIDO ROBLES 58 Ilustración XXV. Cartel de concienciación. Fuente: Web El País. TRABAJO FIN DE GRADO 59 11.12. ANEXO L. DISTRIBUCIÓN DE LA ILUMINACIÓN EXTERIOR. Ilustración XXVI. Croquis de la distribución de proyectores LED. Fuente: elaboración propia (Google Earth). ALBERTO PULIDO ROBLES 60 11.13. ANEXO M. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PROYECTORES SYLVANIA. TRABAJO FIN DE GRADO 61 ALBERTO PULIDO ROBLES 62 11.14. ANEXO N. ALTERNATIVAS PARA EL AHORRO EN CLIMATIZACIÓN. ➢ Sistema centralizado de climatización conformado por unidades VRV: esta alternativa sería útil en el caso de instalaciones de climatización con varios equipos autónomos descentralizados. Estos sistemas VRV pueden variar la cantidad de refrigerante que aporta a las baterías de evaporación-condensación, de manera que puede controlar de forma más efectiva las temperaturas de las zonas a climatizar. Además ofrecen un mayor rendimiento a los equipos convencionales instalados en el acuartelamiento, por lo que se consumiría menos energía. ➢ Sustitución de la enfriadora por otra más eficiente: las instalaciones antiguas que usen refrigeradoras con refrigerante R-22 es conveniente estudiar su sustitución por refrigeradoras que usen el gas refrigerante R-407C, el cual aporta una mayor eficiencia y menor consumo, con unas características frigoríficas muy similares. ➢ Sistema Free-cooling en climatizadora: esta mejora sería aplicable en instalaciones que cuentan con unidades de tratamiento de aire. El funcionamiento de este sistema pretende aprovechar las condiciones del aire exterior, cuando este sea favorable, para reducir el uso de los equipos de aire acondicionado, como se puede ver en la Ilustración XXVII. Ilustración XXVII. Funcionamiento sistema Free-Cooling. Fuente: Web Eficiergetica. ➢ Máquina de absorción para el circuito de refrigeración: este sistema está basado en dos sustancias, donde una de ellas es disuelta en la otra y el proceso de enfriamiento se produce al extraer una de las sustancias de la mezcla mediante la aplicación de calor y reconduciéndola posteriormente a la mezcla de nuevo. TRABAJO FIN DE GRADO 63 11.15. ANEXO O. MEDIOS DE SEGURIDAD. Como ya se ha comentado anteriormente en esta memoria, uno de los gastos más importantes dentro de las BAE’s dependientes del Ministerio de Defensa es el dedicado a la energía, y dentro de este uno de los sistemas que más energía eléctrica consumen es el relacionado con la seguridad y vigilancia de un acuartelamiento, ya que este debe siempre estar en funcionamiento, independientemente de la actividad por la que esté atravesando o de la época del año en la que se esté. Esto hace plantearse que una de las medidas para lograr una buena eficiencia energética debe estar encaminada a mejorar este sistema, incluso estudiar la posible integración con la iluminación de la BAE para, de esta manera, aprovechar los medios de cada uno de estos sistemas y conseguir un ahorro tanto energético como económico además de una seguridad efectiva. 11.15.1. GENERALIDADES DE LA SEGURIDAD DE UNA BAE. Para empezar con estas medidas encaminadas a lograr una buena eficiencia energética, primero debemos analizar cómo está organizada la seguridad en general de una BAE. Según el manual OR7-028 [22], la seguridad se define como la condición alcanzada cuando el material, el personal, las actividades y las instalaciones, están protegidas contra el espionaje, sabotaje, subversión, terrorismo y demás riesgos antisociales y de la propia naturaleza, así como las pérdidas y las revelaciones no autorizadas. En relación con esta definición, este concepto de seguridad no recoge las posibles acciones de fuerza contra la BAE, así como aspectos de fugas de información. Para llevar a cabo lo antes mencionado, uno de los criterios que hay que tener en cuenta a la hora de organizar la seguridad de la BAE es el de garantizar la seguridad de las instalaciones, el funcionamiento general de éstas y las personas que las usan. Al sistema que recoge estas definiciones y criterios se le denomina Seguridad de Protección. Sin embargo, este sistema queda huérfano sin el denominado sistema de Seguridad de Formación, el cual recoge toda la información que hay que darles a los miembros del Ejército en relación con el mantenimiento de un alto nivel de seguridad para evitar riesgos y accidentes, además de darle la formación moral necesaria para mantener la calma ante situaciones de riesgo. Teniendo en cuenta que la seguridad total de una BAE no existe, todas las medidas que se adopten irán encaminadas a la prevención y protección de los medios o edificios. Esto se realiza mediante la adopción de un grado de seguridad, determinando las amenazas y riesgos de toda la BAE, siendo el grado de seguridad más bajo de una parte de una BAE, el grado de seguridad de toda la BAE. Los encargados de que estas premisas se cumplan son los responsables de la seguridad de una BAE, de los cuales se va a destacar dos de las figuras más importantes. Estas figuras son: • El Jefe de la BAE: de acuerdo con el Artículo 75 de las Reales Ordenanzas del Ejército de Tierra [23], el Jefe de una BAE es el responsable directo de su seguridad, así como de redactar y actualizar el Plan de Seguridad, del cual se hablará más adelante en esta memoria. Además, es el responsable de determinar las prioridades en cuanto a ALBERTO PULIDO ROBLES 64 seguridad de su BAE, teniendo en cuenta la opinión del Jefe de seguridad para establecer los riesgos y amenazas más importantes relativos a esa BAE en concreto. • El Jefe de seguridad de la BAE: como se ha podido intuir en el párrafo anterior, el Jefe de seguridad de la BAE será designado directamente por el Jefe de la BAE, y como norma general será el Jefe de la Unidad de Servicios, en caso de que no exista dicha Unidad de Servicios, el Jefe de la BAE designará entre todos los destinados en ella, al que considere más idóneo para desarrollar el puesto. Así mismo, aparte de las funciones que se le atribuyen al Jefe de Seguridad en el Artículo 342 y 343 de las ya citadas Reales Ordenanzas, el Jefe de la BAE podrá asignarle los cometidos que crea necesarios para la efectiva seguridad de la BAE, además de solicitarle asesoramiento en todo lo relativo en materia de seguridad. Respecto a la seguridad de una BAE hay que destacar dos conceptos muy importantes a la hora de organizar dicha seguridad: • Sistema de Protección de una BAE: este concepto hace referencia al conjunto de Órganos, personas, medios materiales y procedimientos, que gracias a su acción continuada consiguen el nivel de seguridad apropiado para la BAE. Este sistema debe reunir una serie de características tales como fiabilidad, flexibilidad, economía e integralidad. • Zonas de seguridad: tanto la zona interior como exterior de una BAE se considera como zona controlada, por lo que ambas entran dentro a la hora de planificar el Sistema de Protección de la BAE. Se divide en dos zonas: Zona Exterior de Seguridad y Zona Interior de Seguridad. Como se ha mencionado anteriormente unos de los elementos más importantes dentro de este Sistema de Protección son los medios de seguridad activos y pasivos, que toda BAE debe disponer para complementar su seguridad. Estos medios se clasifican en una serie de subsistemas: • Control de accesos. • Control postal. • Barrera física. • Detección de intrusión y sistemas de alarma. • Vigilancia CCTV. • Iluminación. • Control de rondas. • Red de comunicaciones. • Emergencias. • Centro de control para la seguridad. • Contraincendios. Este trabajo en concreto se va a centrar en el estudio de 4 subsistemas que se han considerado con un alto consumo de energía y una alta capacidad de integración entre ellos, los cuales son: detección de intrusión y sistemas de alarma, vigilancia CCTV, iluminación y contraincendios.