PROYECTO DE ASISTENCIA TCNICA PARA AHORRO DE ENERGA

PROYECTO DE ASISTENCIA TÉCNICA PARA AHORRO DE ENERGÍA EN UN CENTRO HOSPITALARIO ESTATAL BOGOTÁ D. C. , 2005

AGENDA n Pasos de la metodología n Tipos de auditoría n Sistemas a estudiar n Centros de consumo n Estrategia de difusión de la metodología n Resultados esperados n Aplicación de la metodología en una Clínica n Energía solar n Cogeneración n Análisis económico y financiero n Conclusiones y Recomendaciones

PASOS DE LA METODOLOGÍA 1. Entrevista con el personal directivo y de mantenimiento y operación 2. Reconocimiento del hospital 3. Revisión de documentos 4. Inspección del hospital 5. Reunión con la dirección

PASOS DE LA METODOLOGÍA (cont. ) 6. Análisis de consumo facturado 7. Identificación y evaluación de ahorro posible 8. Análisis económico 9. Informe de auditoría 10. Revisión de las recomendaciones con la dirección

TIPOS DE AUDITORÍA 1. Auditoría preliminar 2. Auditoría de único propósito 3. Auditoría total

SISTEMAS A ESTUDIAR Sistema Eléctrico: 1. 2. 3. 4. 5. Iluminación Motores Bombas y Ventiladores Aire Comprimido y Vacío Refrigeración y Aire Acondicionado

SISTEMAS A ESTUDIAR (cont. ) Sistema Térmico: 2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Calderas Aislamientos Incineradores Hornos Estufas Lavandería Cocina Esterilización Servicios Generales

CENTROS DE CONSUMO Eléctricos: n n Servicios Generales: n n n n n Iluminación Ascensores Compresores Calentadores Bombas de transferencia de agua Ventilación Lavandería Cocina Cafetería Otros

CENTROS DE CONSUMO (cont. ) n Eléctricos: n Servicios Médicos: n n n n Imagenología Cardiología, hemodinamia y electrofisiología Unidad renal Ortopedia y traumatología Unidades de cuidado intensivo Unidades de manejo del dolor Unidades de cuidado intermedio Cirugía Urgencias Patología y laboratorios Maternidad y neonatos Recuperación Bancos de sangre Esterilización Manejo de deshechos hospitalarios

CENTROS DE CONSUMO (cont. ) Térmicos: n n Servicios Generales: n n n Calderas Incineradores Cocina Lavandería Servicios Médicos: n n Esterilización Agua caliente

ESTRATEGIA DE DIFUSIÓN DE LA METODOLOGÍA Los objetivos de la difusión son: n n n n El aprendizaje organizacional en pro del ahorro de consumo energético, para beneficio nacional. La reducción de costos operativos de la prestación del servicio de salud, que en últimas beneficiará a los pacientes. El entendimiento de los beneficios del ahorro de energía. El encadenamiento y asociación de las acciones individuales con las acciones e iniciativas grupales. La motivación de los diferentes usuarios y empleados a modificar sus hábitos respecto al uso de la energía. El conocimiento de parte del hospital de cómo y dónde se consume la energía, cómo puede ahorrarse y cómo está su entidad frente a otras que prestan servicios equivalentes. El conocimiento de la evolución a través del tiempo en los consumos de los diferentes centros del hospital, y en diferentes hospitales.

TIPOS Y PASOS DE LA DIFUSIÓN DE LA METODOLOGÍA n n Difusión interna (al interior del centro hospitalario) n Paso 1: Preparación n Paso 2: Recolección y alimentación de datos n Paso 3: Análisis de la información y toma de decisiones n Paso 4: Ejecución Difusión externa (entre hospitales y/o entre hospitales y entidades que los regulan).

DIFUSIÓN INTERNA n Paso 1: Preparación n Selección del líder responsable del proyecto de ahorro de energía, y obtención del compromiso de la administración. n Comprensión de la metodología. n Conformación de los equipos de trabajo. n Desarrollo de un plan de comunicación interna, tanto hacia arriba (gerencia, UPME) como hacia abajo (empleados y usuarios).

DIFUSIÓN INTERNA (cont. ) n Paso 2: Recolección y alimentación n Alimentación del programa con los datos actuales del centro hospitalario n Cálculo de índices n Comparación con los índices estadísticos e históricos (si es aplicable)

DIFUSIÓN INTERNA (cont. ) n n Paso 3: Análisis de la información y toma de decisiones n Identificación de puntos críticos y centros de consumo con mayor potencial de ahorro n Formulación de soluciones operativas y de inversión n Análisis económico de costos vs. ahorros n Establecimiento de objetivos de ahorro n Definición de planes de acción Paso 4: Ejecución

DIFUSIÓN EXTERNA n Propósito: Motivar a otros centros a adelantar proyectos para racionalizar el uso de energía n n Participación y dirección de la UPME Estrategia propuesta: n Dos presentaciones-foro, en ciudades diferentes, sobre la metodología y sus resultados n Recopilación por parte de la UPME de los datos de hospitales involucrados para análisis globales y toma de decisiones

RESULTADOS ESPERADOS n Balance energético. n Identificación de los centros de consumo. n Identificación de la prioridad en el servicio de energía. n Potencial de ahorro. n Factibilidad para los proyectos de inversión.

APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA EN UNA CLÍNICA

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Ahorro Técnico n Eléctrico n Iluminación:

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Ahorro Técnico n Eléctrico n Motores: n Total

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Ahorro Técnico n Térmico: n n Consumo de combustible promedio día: 720 galones Libras de vapor generadas por día: 33400 Libras de vapor galón de combustible: 46. 4 Factor de conversión: 0, 16297 Gj/galón

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Total Ahorro Técnico

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Ahorro Económico n Eléctrico n Iluminación: n Motores

POTENCIAL DE AHORRO EN LA CLÍNICA n Ahorro Económico n Térmico (Vapor: $54/libra; Combustible: $2500/galón) n TOTAL

ÍNDICES ENERGÉTICOS n Consideraciones generales: n n n n Horas de operación / día Días / mes Días / año Número de camas hospitalarias Número de camas UCI Número de camas Urgencias Número total de camas 24 30 360 596 (1) 96 (2) 280 (3) 972 (4)

ÍNDICES ENERGÉTICOS - ELÉCTRICOS

ÍNDICES ENERGÉTICOS – TÉRMICOS (4)

ÍNDICES TÉRMICOS MEJORADOS n Lavandería n Cocina n Esterilización

ÍNDICES TÉRMICOS - COMPARACIÓN

ENERGÍA SOLAR n Características del colector solar ( tipo Gaviotas): n n n Placa colectora de 2 m 2 compuesto por tubos de cobre soldados a la lámina y múltiples del mismo material. Buenas características de absorción (0, 89) y emisividad (0, 17) permitiendo captar eficientemente la luz difusa en días nublados. Placa aislada con poliuretano para resistir altas temperaturas.

ENERGÍA SOLAR EN HOSPITALES COLOMBIANOS n BENEFICIOS: n Disponibilidad permanente de agua caliente n Disminución considerable de la capacidad generadora de las calderas n Ahorro de espacio n Ahorro de combustible n Ahorro considerable de mantenimiento

REQUERIMIENTOS DE AGUA CALIENTE EN HOSPITALES COLOMBIANOS Total Camas 700 Volumen de Agua Caliente lts/día/cama 300 Volumen de Agua Caliente lts/día 210. 000 70 211 14. 770 20 272 5. 440 Fuente: Instituto Colombiano del Seguro Social

COGENERACIÓN n Bases: n n n Sensibilidad para motores de 0, 3 Mw a 0. 8 Mw Combustible utilizado: Gas Natural La selección del motor se hace con base en las necesidades de vapor Energía eléctrica sobrante tiene un valor de cero La inversión requerida para compra e instalación de los motores se tomó de “Onsite Sycom Energy Corporation” Factor dado por el fabricante de motores: 0, 5817

COGENERACIÓN – CONVERSIÓN DE POTENCIA A LIBRAS DE VAPOR

COGENERACIÓN n Se analizaron seis casos: n n n Motores de 0, 3 – 0, 5 – 0, 8 Mw. Tres casos considerando que se consume la totalidad de la energía eléctrica generado por estos motores. Tres casos en los que se supone sólo se consume el 60% de la energía generada. (*)

COGENERACIÓN

COGENERACIÓN

COGENERACIÓN - CONCLUSIONES n n No valdría la pena desarrollar proyectos de cogeneración en hospitales cuando no se consume la totalidad del vapor generado. Los motores de mayor capacidad tienen TIR superiores. Si la energía generada en el proceso no es consumida por el mismo hospital por encima del 70%, el proyecto no presenta una rentabilidad adecuada. Los proyectos de cogeneración se justifican cuando se requiren motores a gas superiores a 0, 3 Mw y se consume la totalidad del vapor y la energía generada, ya que presenta TIR del 20% y TRI inferior a 5 años.

ANÁLISIS ECONÓMICO Y FINANCIERO n Bases: n n n Precios constantes año 2004. Tasa de cambio: $2. 700 / US$. Valor de salvamento de los equipos: 10%. Tasa impositiva 0% sobre utilidades. Condiciones Financieras: n n n Inversión financiable hasta un 70%. Plazo máximo: 8 años. Amortización anual. Tasa de redescuento: DTF + 2, 3 TA para el primer año + 0, 15 TA (año adicional) + 0, 15 anticipo para el período de gracia. Tasa de interés: Redescuento + costo de intermediación (3%<= x <=9%)

n PREFACTIBILIDAD DE ENERGÍA SOLAR PARA HOSPITALES Parámetros: n n n Panel solar tipo Gaviotas. Flujo promedio: 60 galones / día. Precio: $1. 950. 000 con descuento del 10% para más de 20 colectores solares. Costo electricidad: $190/kwh. Costo combustible (F. O. ): $2. 500/galón. Costo gas natural: $480/m 3.

CASO HOSPITAL DE 20 CAMAS n Energía Solar vs. Energía Eléctrica

CASO HOSPITAL 20 CAMAS (CONT. )

CASO HOSPITAL 20 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 20 CAMAS (cont. ) n Comparación resultados con y sin financiación.

CASO HOSPITAL 20 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 20 CAMAS n Conclusiones: n n n Es bastante rentable sustituir energía eléctrica por páneles solares. A mayores requerimientos de agua caliente, mayor rentabilidad de la inversión. Al financiar la inversión con líneas URE se aumenta al doble la rentabilidad y la recuperación de la inversión se reduce a la mitad.

CASO HOSPITAL DE 70 CAMAS n Energía Solar vs. Energía Térmica

CASO HOSPITAL 70 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 70 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 70 CAMAS (cont. ) n Comparación resultados con y sin financiación.

CASO HOSPITAL 70 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 70 CAMAS (cont. ) n Conclusiones: n n n Existe un gran incentivo de sustituir energía térmica por energía solar en este tipo de centros hospitalarios. A mayores requerimientos de agua caliente, sube pero muy lentamente la rentabilidad. Financiando la inversión con líneas URE, la rentabilidad se incrementa en 18 puntos y el TRI se disminuye a la mitad.

CASO HOSPITAL 700 CAMAS n Energía Solar vs. Energía Térmica.

CASO HOSPITAL DE 700 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 700 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 700 CAMAS (cont. ) n Comparación resultados con y sin financiación.

CASO HOSPITAL 700 CAMAS (cont. )

CASO HOSPITAL 700 CAMAS (cont. ) n Conclusiones: n n n Existe un gran incentivo económico para sustituir energía térmica por energía solar en estos centros hospitalarios con tasas de retorno del orden del 27% y recuperación de la inversión en 4 años. Para los resultados económicos no es relevante el incremento en las necesidades de agua caliente. Financiando el 70% de la inversión con líneas URE se incrementa la rentabilidad en 20 puntos y el TRI se reduce en 2, 5 años.

EQUIPOS DE LAVANDERÍA 1. 2. Conexión al actual equipo de lavandería de un equipo de aire activado. Cambio de lavadora por una de tipo sanitario.

EQUIPOS DE LAVANDERÍA (cont. ) n Equipo Laundrox (Aire Activado). n n Lavado de ropa con agua fría. Uso de un 50% a 70% menos de químicos: n n n Menor costo de químicos. Incremento de la vida de la ropa. Reducción de la contaminación. Menor agua requerida. Reduce el tiempo de secado: n n n Bajo costo de energéticos. Aumento de la productividad. Disminución costos de mantenimiento.

EQUIPOS DE LAVANDERÍA (cont. ) n Equipo Laundrox (Aire Activado). n n Inversión: KUS$ 26 + IVA. (M$ 81, 4). Capacidad: 200 kilogramos de ropa. Costo de químicos: $80/kilo de ropa. Mantenimiento: k$ 300/año.

EQUIPOS DE LAVANDERÍA (cont. ) n Equipo Laundrox (Aire Activado).

EQUIPOS DE LAVANDERÍA (cont. ) n Equipo Tipo Sanitario n n n Inversión: M$ 270. Capacidad: 200 kilogramos de ropa / ciclo. Vida útil: 15 años. Reducción tiempo de lavado: 30 minutos. Costo vapor: $10/kilo.

EQUIPOS DE LAVANDERÍA (cont. ) n Equipo Tipo Sanitario

CONCLUSIONES n n n La metodología desarrollada en este estudio puede ser aplicada a cualquier hospital colombiano, independiente del nivel de servicio que preste. El éxito de la aplicación de esta metodología, depende en gran medida del compromiso de la administración y de la calidad y rigurosidad de la información que alimenta la base de datos desarrollada en el estudio, para que conduzca a tomar las medidas necesarias a fin de conseguir ahorros considerables de energía. De acuerdo con los análisis efectuados se pudo deducir que los mayores ahorros energéticos se obtienen en la iluminación del hospital, en los sistemas de distribución de vapor mediante el control de fugas, en áreas de lavandería y secado y en los sistemas de calentamiento de agua. Los análisis muestran que la energía solar debe ser utilizada en todos los centros hospitalarios, tanto estatales como privados, no solo por la rentabilidad a largo plazo sino por ser una energía no contaminante y renovable, reemplazando consumos térmicos de alto valor que pueden ser aprovechados por el país para su exportación o dándole un uso más noble como podría ser en la industria petroquímica. En el estudio se concluye que para la cogeneración sea rentable debe aprovecharse la totalidad del vapor y la energía eléctrica generada como sucede en Europa donde la energía eléctrica de cogeneración, es obligatorio que sea comprada a un precio adecuado por la red de suministradores. No se justifica el uso de colectores solares fotovoltáicos debido al elevado costo de Kw-hr generado (aproximadamente 6 veces el valor del convencional).

CONCLUSIONES n n n No existe en Colombia una cultura de ahorro energético en la mayoría de los sectores productivos industriales y comerciales, ni en el sector servicios lo que se pudo confirmar en los hospitales estudiados. Todo el sector hospitalario colombiano debería tener indicadores energéticos (índices), que es la única forma para determinar si se está o no utilizando óptimamente el consumo energético. La metodología propuesta en este estudio ofrece un método sencillo para que cada hospital donde se aplique permita la elaboración de sus propios índices. En este estudio se plantean unos índices iniciales que servirán de parámetro para los hospitales que apliquen esta metodología. Sin embargo, estos deben ser mejorados a medida en que la red de aplicación se va ampliando y la tecnología va cambiando. Importantes ahorros de energía se obtienen con inversiones bajas de capital y programas adecuados de mantenimiento y operación Se requiere involucrar tecnología reciente en los centros hospitalarios especialmente en las áreas de lavandería, secado, calentamiento de agua e iluminación. Se deben mantener mecanismos adecuados de difusión interna del “Programa de Ahorro de Energía” del hospital que permitan conocer las generalidades de la metodología, los parámetros a manejar por cada una de las personas involucradas en el proyecto y los resultados obtenidos por la aplicación del programa.

RECOMENDACIONES Generales n n n Los índices deberán ser conocidos por la administración de cada hospital y comparados con los de las instituciones del mismo nivel para establecer metas concretas de ahorro en periodos determinados. La administración del hospital difundirá al interior del mismo los resultados obtenidos en la comparación de índices y las metas propuestas como un mecanismo que motive a las personas involucradas en este tipo de proyectos. A nivel nacional la UPME debería promover, dirigir y controlar el manejo de los índices energéticos en los centros hospitalarios y a la vez desarrollar acciones de beneficio o penalización y apoyo a proyectos de ahorro energético. Es importante el desarrollo tecnológico en las áreas de consumo energético especialmente en lavandería y secado y en iluminación teniendo en cuenta las altas rentabilidades y el corto tiempo en la recuperación de la inversión. Se recomienda que la UPME realice entrenamiento e implementación de la base de datos elaborada en este estudio a fin de que cada hospital pueda manejar y alimentar la información requerida en forma confiable.

RECOMENDACIONES Técnicas n n n Verificar permanentemente pérdidas de aire, vapor trampas, válvulas, uniones, etc. , en los sistemas de aire comprimido y vacío y en el sistema de vapor. En lo posible modernizar el sistema de lavandería para lograr importantes ahorros, en los consumos de agua, químicos, vapor, disminuyendo además los niveles de contaminación y dando un mayor tiempo de servicio a la prenda lavada. Es indispensable el registro de estadísticas de energía, agua, etc. , por centro de consumo, así como de un inventario general de equipos que utilicen energía térmica y la eléctrica con plena identificación de sus características. Se requiere identificar plenamente las reformas realizadas en las líneas de distribución eléctrica y el servicio que prestan desde los tableros de subestación hasta el equipo usuario final. Se debe llevar un registro actualizado de las reformas en las líneas de aire y vapor indicando en cada uno de los filtros, válvulas, trampas, manómetros, termómetros, etc.

RECOMENDACIONES Técnicas n n n Se deben llevar registros sobre reparaciones y mantenimientos realizados. Se deben optimizar los tiempos de trabajo de los equipos hospitalarios especialmente en el área térmica. Se deben utilizar tubos con tecnología T 8 y bombillos ahorradores. Se debe verificar que capacidad de los motores se ajuste a la necesidad del servicio. En la medida en que sea necesario el cambio de un motor, hacerlo por uno similar de alta eficiencia, teniendo en cuenta el factor de carga. Es recomendable el empleo de páneles solares para el servicio de agua caliente en todos los hospitales.