CienciAmérica: Revista de Divulgación Científica de la Universidad Tecnológica Indoamérica
Universidad Tecnológica Indoamérica, Ecuador
ISSN: 1390-9592
ISSN-e: 1390-681X
Periodicidad: Semestral
vol. 9, núm. 4, 2020
Recepción: 23 Agosto 2020
Aprobación: 05 Noviembre 2020
Resumen:
INTRODUCCIÓN. El incremento de los precios en la energía eléctrica, el cambio climático, ha impulsado el cambio del mercado mundial de la iluminación hacia fuentes de luz energéticamente más eficientes, mediante un estudio de iluminación para la industria en general. OBJETIVO. Se realiza la toma de muestras y se aplica el procedimiento, para establecer su incidencia en la productividad en una organización industrial. MÉTODO. La investigación se desarrolla bajo un enfoque mixto y bibliográfico. Además, se respalda con un trabajo de campo. RESULTADOS. Los niveles de iluminación encontrados fueron contrastados con la Norma Europea (UNE-EN 12 464-1, 2003) (Iluminación en puestos de trabajo), con la cual se comprobó que los mismos no cumplen con la norma citada, presentando un 40% de incumplimiento, para el área objeto de estudio. DISCUCIÓN Y CONCLUSIONES. Asimismo, se empleó el software de diseño y simulación DIALux evo 8.2, para desarrollar una propuesta del sistema de iluminación. Se comprueba, a través de Indicadores de productividad, un aumento del mismo en el orden de un 80% respecto a la producción y el costo de la energía eléctrica.
Palabras clave: Eficiencia energética, sistemas de iluminación, productividad.
Abstract:
INTRODUCTION. The increase in electricity prices, climate change, has driven the shift of the global lighting market towards more energy efficient light sources, through a lighting study for the industry in general. OBJECTIVE. Samples are taken and the procedure is applied, to establish its incidence on productivity in an industrial organization. METHOD. The research is developed under a mixed and bibliographic approach. In addition, it is supported by field work. RESULTS. The lighting levels found were contrasted with the European Standard (UNE-EN 12 464-1, 2003) (Lighting in workstations), with which it was found that they do not comply with the aforementioned standard, presenting 40% of non-compliance, for the area under study. DISCUSSION AND CONCLUSIONS. Likewise, the DIALux evo 8.2 design and simulation software was used to develop a proposal for the ideal lighting system. It is verified, through productivity indicators, an increase of the same in the order of 80% respectively to production over the cost of electricity.
Keywords: Energy efficiency, lighting systems, productivity.
Resumo:
INTRODUÇÃO. O aumento dos preços da eletricidade, as alterações climáticas, têm impulsionado a mudança no mercado global de iluminação para fontes de luz mais eficientes em termos energéticos, através de um estudo de iluminação para a indústria em geral. OBJETIVO. São retiradas amostras e aplicado o procedimento para estabelecer sua incidência na produtividade em uma organização industrial. METÓDO. Como hipótese, propõe-se determinar se o atual sistema de iluminação de uma determinada área afeta sua produtividade. RESULTADOS. Os níveis de iluminação encontrados foram contrastados com a Norma Europeia (UNE-EN 12 464-1, 2003) (Iluminação nos postos de trabalho), com a qual se constatou que não cumprem a referida norma, apresentando 40% de não conformidades, para a área em estudo. DISCUÇÃO E CONCLUSÕES. Da mesma forma, o software de design e simulação DIALux evo 8.2 foi usado para desenvolver uma proposta para o sistema de iluminação ideal. Verifica-se, por meio de indicadores de produtividade, um aumento da mesma na ordem de 80% respectivamente da produção sobre o custo da energia elétrica
Palavras-chave: Eficiência energética, sistemas de iluminação, produtividade.
INTRODUCCIÓN
Los
sistemas de iluminación, según estimaciones de la International Energy Agency
(IEA), representa casi el 20% del consumo mundial de energía eléctrica. Dados
estos niveles importantes de consumo por parte de los mismos; es fundamental aplicar
medidas de eficiencia energética en el mencionado sistema [1]. El análisis se
realiza, mediante la determinación de los niveles actuales de iluminación en
las áreas objeto de estudio y, su confrontación con los valores establecidos por
la norma dicha norma se tomó en consideración debido a que en el Ecuador existe
un decreto de seguridad que además de no estar actualizado posee datos muy
generales que no proporcionarían resultados óptimos por lo cual se aplicó la
Norma antes mencionada. La investigación, se encamina a minimizar los costos
económicos, como son: el consumo de energía eléctrica de luminarias existentes
en dicha área de trabajo, maximizar ganancias a través del mejoramiento de indicadores
de productividad y, reducción de la emisión de gases a la atmosfera que
producen el efecto invernadero. Lagua 2017, concluyó
que se debe tomar en cuenta normas y parámetros al realizar el diseño de los
sistemas de iluminación, con estos resultados se afirma que los sistemas de iluminación
adecuados son necesarios para brindar un ambiente óptimo de trabajo [2]. Williams 2017,
determinó que al realizar el cálculo teórico y la simulación con el programa
DIALux, con éste se afirma, que el mejor método para realizar un diseño del
sistema de iluminación es, a través del software DIALux y el uso de nueva
tecnología [3]. Yasmani 2018,
concluyó que la iluminación contribuye a que la actividad laboral se realice de
manera adecuada, a través de la rapidez y precisión del proceso visual aún en
circunstancias difíciles y durante largos períodos de tiempo, logrando así, el
máximo de productividad y calidad en las tareas que se desarrollan. Se afirma
que al incrementar los niveles de iluminación de 300 a 500 lux se eleva la
productividad en un 8% [4]. Se realizó un
estudio de iluminación dentro de una organización industrial, para establecer
su incidencia en la productividad de la misma.
MÉTODO
El proceso sistemático que se llevó a cabo para determinar que el sistema de iluminación incide en la productividad, dentro de una industria, se presenta en la Figura No 1.
Levantamiento de información. Se identifica el tipo de actividad que se realiza dentro del área de trabajo, medidas físicas, expresadas en metros y, se identifican los colores correspondientes a: piso, techo y paredes del local objeto de estudio.
Figura
No 1.
Diagrama de bloques
Figura No 2.
Área objeto de
estudio
Medición de niveles de iluminación. Con las medidas físicas del área de estudio establecida en metros (m), se calcula la constante de salón (IC), mediante la fórmula (EC 1), para determinar el número de puntos mínimos a realizar en cada sección de trabajo. Con la ayuda de un luxómetro se toman los niveles de iluminación correspondientes a la misma.
Donde:
Contrastación
de niveles de iluminación. En este análisis se comprueba el hecho
de que la iluminación en el área objeto de estudio, presenta irregularidades
entre el nivel luminoso actual y el establecido por la Norma Europea UNE
12464.1 (Iluminación para interiores).
Tabla No 1.
Relación del índice de área y el número de
zonas de medición
|
Índice de área
|
Número mínimo
de zonas a evaluar
|
|
IC ˂ 1
|
4
|
|
1 ≤ IC ˂ 2
|
9
|
|
2 ≤ IC ˂ 3
|
16
|
|
3 ≤ IC
|
25
|
Tabla No 2.
Tabla
comparativa de niveles de iluminación
|
Niveles mínimos recomendados
|
Porcentaje de incumplimiento
|
|
Norma Española UNE-EN 12 464-1
|
(%)
|
|
750 (lux)
|
73.63 %
|
|
750 (lux)
|
45.67 %
|
|
1000 (lux)
|
38.13 %
|
|
750 (lux)
|
41.04 %
|
Diseño y simulación de
la propuesta. Además, se realizan los cálculos para
determinar los parámetros que intervienen dentro de dicho sistema como son:
coeficiente de utilización, coeficiente de reflexión, coeficiente de
mantenimiento, flujo luminoso total, número de luminarias, altura de colocación
de luminarias y emplazamiento de luminarias. Por último, con la ayuda del
software DAILUX evo 8.2 se realizó el diseño y la simulación de la propuesta
del nuevo sistema de iluminación. Se propone el cambio de lámparas fluorescente
por unas de tipo LED (diodo emisor de luz), por ser más eficientes en su
funcionamiento.
Figura No 3.
Simulación
del ambiente de trabajo
Cálculo de indicadores de productividad.
- El cálculo de la productividad de este proyecto fue
realizado para un periodo de tres meses y calculado, a través de un solo factor
en base a la producción obtenida (número de prendas confeccionadas) sobre el
costo de la energía eléctrica ($), que se detalla en la fórmula (2):
RESULTADOS
Luego de ejecutar todo el proceso de análisis de los
niveles de iluminación establecido por la norma, antes mencionada; se procede
al cálculo de la productividad de un sistema de iluminación ideal para la
organización objeto de estudio.
Cálculo del
incremento en la productividad
Donde:
Tabla No 3.
Tabla
comparativa de indicadores de productividad
|
PRODUCTIVIDAD
|
|
Meses
|
Actual ( N.Pc / C.Ee )
|
Propuesta (N.Pc/C.Ee )
|
Incremento (%)
|
|
Junio
|
117.75
|
661.25
|
82.19
|
|
Julio
|
129.39
|
726.58
|
82.19
|
|
Agosto
|
144.60
|
811.86
|
82.18
|
Comparando los resultados obtenidos con anterioridad, que nos
proporciona la Tabla No 3, realizamos
un pequeño análisis de datos actuales con el uso de lámparas fluorescentes vs
la propuesta del investigador con el uso de tecnología led. A continuación, se
presenta la comparación de resultados:
Figura No 4.
Tabla comparativa de productividad por
meses.
DISCUSIÓN
Y CONCLUSIONES
El diseño de una instalación de alumbrado en situación ideal mediante el software DIALux y el uso de tecnología LED (diodo emisor de luz), se aprecian los resultados en la Tablas No 3; indicando un aumento de la productividad. En los meses objeto de estudio: junio, julio y agosto (2019). Los datos al ser comparados con lo propuesto por [3], quien determina que al realizar el cálculo teórico y la simulación con el programa DIALux, se llega a la conclusión que los dos sistemas van de la mano, porque los dos métodos aportan igual número de lámparas, por lo que ambos son adecuados. A diferencia que la verificación del cumplimiento del nivel mínimo de iluminación requerido realizado en forma teórica, solamente se podrá verificar luego del montaje y puesta en operación del sistema de iluminación. Además, las lámparas led utilizan menos potencia de consumo, al hacerlas un 50% más eficiente y poseen una mayor vida útil aproximadamente de 50 000 horas en comparación con lámparas de tipo fluorescente. Una vez realizado el cálculo de la productividad parcial para los meses de: junio, julio y agosto se obtuvo como resultado, un aumento de dicho indicador del 80 %, como se muestra en la tabla No 3; relacionando el número de prendas confeccionadas versus el costo de la energía eléctrica en dólares $.
DECLARACIÓN DE CONFLICTO DE INTERÉS
No existe conflicto de intereses
APORTE DEL ARTÍCULO EN LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Este artículo aporta a la línea de investigación “Estudio de la relación entre el ser humano y la tecnología de su entorno”, de forma específica en lo concerniente a los sistemas de iluminación dentro de las industrias, en lo concerniente en cuanto a la aplicación en la práctica del software Di alux evo 8.2 para el diseño y simulación de un sistema de alumbrado interior a nivel industrial.
DECLARACIÓN DE CONTRIBUCIÓN DE CADA AUTOR
El autor Ing. Carlos Cachimuel fue el encargado de recolectar los datos primarios para su procesamiento y convertirlos en información. Además, la utilización del software Di alux evo 8.2 para la obtener el diseño de un sistema de iluminación en condiciones ideales. El autor Ing. Juan Joel Segura D´Rouville fue el encargado de realizar toda la asesoría técnica respecto al diseño de un sistema de iluminación; así como en la redacción del artículo. El autor Ing. Paúl Remache, fue el encargado de realizar la asesoría técnica para la implementación de la metodología de investigación.
NOTA BIOGRÁFICA
Ing. Carlos Cachimuel. ORCID iD https://orcid.org/0000-0003-4581-1854 Es investigador de la Universidad Tecnológica Indoamérica. Obtuvo su Ingeniería en el 2020. Su línea de investigación es en eficiencia energética. Actualmente es investigador en la Universidad Tecnológica Indoamérica, de la ciudad Quito, Ecuador.
Ing. Juan Joel Segura D´Rouville. ORCID iD https://orcid.org/0000-0002-0625-0719 Es investigador de la Universidad Tecnológica Indoamérica. Obtuvo su Ingeniería en 1988, tiene una maestría en Ingeniería Eléctrica. Su línea de investigación es en la eficiencia energética. Actualmente es investigador/docente en la Universidad Tecnológica Indoamérica, de la ciudad Quito, Ecuador.
Ing. Paúl Remache. ORCID iD https://orcid.org/0000-0001-5614-1994 Es investigador de la Universidad Tecnológica Indoamérica. Obtuvo su Ingeniería en 2010, tiene una maestría en Ingeniería Mecánica. Su línea de investigación es en la eficiencia energética. Actualmente es investigador/docente en la Universidad Tecnológica Indoamérica, de la ciudad Quito, Ecuador.
Agradecimientos
Expresamos nuestros más sinceros
agradecimientos al Msc. Ing. Hernán Espejo, por sus oportunas observaciones
para el desarrollo del presente trabajo.
REFERENCIAS
[1] C. Cachimuel, “Estudio de iluminación en el área de confección y su incidencia en la productividad de la empresa Royaltex S.A. de la ciudad de Quito,” Tesis de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Tecnología de la Información y la Comunicación, Universidad Tecnológica Indoamérica, UIO, Ecuador, 2020.
[2] W. Lagua, “Evaluación del riesgo lumínico en el área de aparado en la empresa calzado Gamo´s,” Tesis de Ingeniería, Facultad de ingeniería en sistemas, electrónica e industrial, Universidad Técnica de Ambato, ATF, Ecuador, 2017.
[3] C. Williams, “Análisis de los sistemas de iluminación y su incidencia en la seguridad e higiene ocupacional en la Universidad Tecnológica Indoamérica UTI, extensión Quito,” Tesis de grado de Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Tecnología de la Información y la Comunicación, Universidad Tecnológica Indoamérica, UIO, Ecuador, 2017.
[4] H. Yasmani, “Procedimiento para la mejora de la iluminación en la empresa GEOCUBA Oriente Norte,” Tesis de grado de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Industrial, Universidad de Holguín, Hl, Cuba, 2018.
