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GUÍA DE IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS DE CONSUMO DE ENERGÍA / EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EQUIPOS DE USO

FINAL DE ENERGÍA OBJETO DEL RETIQ

PROYECTO GEF/PNUD/UPME 76979 Normalización y etiquetado de eficiencia energética

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GUÍA DE IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS DE CONSUMO DE ENERGÍA / EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EQUIPOS DE USO FINAL DE ENERGÍA OBJETO DEL RETIQ

PROYECTO GEF/PNUD UPME 76979

NORMALIZACIÓN Y ETIQUETADO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

2017

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CONTENIDO

Pág. 0. ANTECEDENTES ..................................................................................................... 9

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 10

1.1 Alcance ................................................................................................................... 11

2. SUBISTEMA NACIONAL DE CALIDAD “SICAL ................................................. 14

2.1 Normalización ........................................................................................................ 14

2.2 Reglamentación técnica ....................................................................................... 15

2.3 Evaluación de la conformidad ............................................................................. 15

2.4 Metrología ............................................................................................................... 22

2.5 Certificación de productos, procesos y servicios ............................................ 23

3. ORIENTACIONES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS ..................... 27

3.1 Acondicionadores de aire .................................................................................... 27

3.2 Calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador .......................................... 42

3.3 Calentadores de agua a gas, tipo acumulador .................................................. 52

3.4 Calentadores de agua a gas, tipo paso .............................................................. 68

3.5 Balastos para iluminación .................................................................................... 84

3.6 Refrigeradores y/o congeladores ........................................................................ 94

3.7 Lavadoras de ropa eléctricas de uso doméstico ........................................... 112

3.8 Gasodomésticos para la cocción de alimentos ............................................. 130

3.9 Motores ................................................................................................................ 146

4. DIRECTRICES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE PLANES DE CALIDAD .... 159

4.1 Alcance de medición de un laboratorio ........................................................... 161

4.2 Sistema de gestión de la calidad ...................................................................... 162

4.3 Personal ............................................................................................................... 163

4.4 Instalaciones y magnitudes de influencia ....................................................... 165

4.5 Métodos de ensayo ............................................................................................ 166

4.6 Equipos y trazabilidad metrológica ................................................................. 173

4.7 Manipulación de los ítems a ensayar............................................................... 175

4.8 Aseguramiento de la calidad de resultados.................................................... 176

4.9 Aspectos relevantes. Resumen del capítulo................................................... 177

5. EVALUACIÓN FINANCIERA PARA EL DESARROLLO DE LABORATORIOS 181

5.1 Presupuesto de inversión ................................................................................. 181

5.2 Costos de producción ....................................................................................... 184

4

5.3 Ingresos ............................................................................................................... 187

5.4 Evaluación financiera ........................................................................................ 189

5.5 Indicadores financieros de viabilidad del proyecto ....................................... 191

ANEXO A DEFINICIONES APLICABLES POR MÉTODO DE ENSAYO ................ 195

ANEXO B EJEMPLO DE CONFIRMACIÓN DE MÉTODOS (REFRIGERADORES) 202

ANEXO C EJEMPLO ASEGURAMIENTO DE CALIDAD (REFRIGERADORES) ... 207

ANEXO D BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 209

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Estructura del SICAL ................................................................................. 14

Figura 2.2 Normas de esquemas de acreditación .................................................... 17

Figura 2.3 Procedimiento de acreditación en forma esquemática ......................... 19

Figura 2.4 Criterios específicos de acreditación aplicables a los laboratorios .... 20

Figura 2.5 Proceso de la evaluación de la conformidad ......................................... 21

Figura 2.6 Alcance de certificación de producto ...................................................... 24

Figura 2.7 Alcance de evaluación de conformidad para laboratorios ................... 25

Figura 3.1.1 Diagrama de flujo acondicionadores de aire ....................................... 37

Figura 3.2.1 Diagrama de flujo ensayo Calentador eléctrico tipo acumulación ... 47

Figura 3.3.1 Diagramas de flujo ensayo Calentador a gas tipo acumulación ....... 60

Figura 3.4.1 Diagramas de flujo calentadores de agua a gas, tipo paso ............... 76

Figura 3.5.1 Diagramas de flujo ensayo balastos .................................................... 89

Figura 3.6.1 Diagramas de flujo ensayo refrigeradores para uso doméstico .... 102

Figura 3.6.2 Diagramas de flujo ensayo refrigeradores para uso comercial ..... 104

Figura 3.7.1 Diagramas de flujo ensayo lavadoras (IEC 60456:2010) ................. 119

Figura 3.7.2 Diagramas de flujo ensayo lavadoras (NTC 5913:2012) .................. 121

Figura 3.8.1 Diagramas de flujo ensayo gasodomésticos - cocción .................. 138

Figura 3.9.1 Diagrama de flujo ensayo de motores ............................................... 152

Figura 4.1 Plantilla base para definición del alcance de medición ..................... 161

Figura 4.2 Esquema funcional de un SGC bajo NTC/ISO/IEC 17025 ................... 162

Figura 4.3 Elementos relevantes para el éxito de un SGC .................................. 162

Figura 4.4 Ejemplo de estructura para un laboratorio .......................................... 163

Figura 4.5 Elementos básicos de requisitos del personal ................................... 164

Figura 4.6 Esquema conceptual de un procedimiento de ensayo ...................... 168

Figura 4.7 Ejemplo, Protocolo para toma de datos .............................................. 170

Figura 4.8 Ejemplo, Protocolo informe de resultados .......................................... 171

Figura 4.9 Esquema para la estimación de incertidumbre ................................... 172 Figura 4.10 Presentación matemática ..................................................................... 172

Figura 4.11 Documentos relevantes ....................................................................... 173

Figura 4.12 Elementos en la gestión de equipos y trazabilidad .......................... 174

Figura 4.13 Aspectos en la manipulación de los ítems por ensayar .................. 174

Figura 4.14 Esquema básico del aseguramiento de calidad de resultados ....... 175

Figura 4.15 Elementos para el aseguramiento de calidad ................................... 176

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LISTA DE TABLAS

Tabla 3.1.1 Equipos requeridos por el método de ensayo ...................................... 38

Tabla 3.1.1 Resumen incertidumbre consumo de energía ...................................... 39

Tabla 3.2.1 Mediciones de calentadores eléctricos ................................................. 43


Tabla 3.2.3 Resumen incertidumbre consumo de energía ...................................... 49

Tabla 3.3.1 Tolerancias exigidas en magnitudes del método de ensayo .............. 61


Tabla 3.3.3 Resumen incertidumbre combinada del consumo .............................. 63

Tabla 3.3.4 Cálculo del componente de incertidumbre - consumo volumétrico .. 63

Tabla 3.3.5 Componentes de incertidumbre de las mediciones de presión ......... 64

Tabla 3.3.6 Componentes de incertidumbre por la presión atmosférica .............. 64

Tabla 3.3.7 Componentes de incertidumbre por la medición de temperatura ...... 65

Tabla 3.4.1 Tolerancias exigidas por magnitud ........................................................ 77


Tabla 3.4.3 Resumen incertidumbre combinada del consumo .............................. 79

Tabla 3.4.4 Cálculo de incertidumbre dado por el consumo volumétrico ............ 79

Tabla 3.4.5 Incertidumbre de mediciones de presión de gas en el medidor ........ 80

Tabla 3.4.6 Incertidumbre por la medición de la presión atmosférica ................... 80

Tabla 3.4.7 Incertidumbre por la medición de temperatura del gas ....................... 81


Tabla 3.6.1 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia ..................... 105

Tabla 3.6.2 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia comercial ... 105

Tabla 3.6.3 Equipos requeridos por el método de ensayo NTC 5310:2004 ........ 107

Tabla 3.6.4 Equipos requeridos por el método de ensayo ................................... 107

Tabla 3.6.5 Resumen incertidumbre del consumo de energía ............................ 109

Tabla 3.7.1 Sistema de control de llenado ............................................................. 115

Tabla 3.7.2 Selección de temperatura ..................................................................... 115

Tabla 3.7.3 Mediciones por ensayo ......................................................................... 116

Tabla 3.7.4 Niveles y tamaño de la carga por número de ensayo ....................... 116

Tabla 3.7.5 Velocidad y temperaturas por número de ensayo ............................ 117

Tabla 3.7.6 Condiciones ambientales ..................................................................... 123

Tabla 3.7.7 Instrumentos de medición requeridos ................................................ 123

Tabla 3.7.8 Magnitudes de influencia ...................................................................... 123

Tabla 3.7.9 Equipos requeridos para el método de ensayo ................................. 125

7

Tabla 3.7.10 Incertidumbres típicas ........................................................................ 125


Tabla 3.9.1 Métodos de ensayo preferidos ............................................................ 146


Tabla 4.1 Ejemplo de responsabilidades para montaje del laboratorio ............. 159

Tabla 4.2 Cronograma de posibles actividades .................................................... 160

Tabla 4.3 Lista de equipos – ejemplo ...................................................................... 172

Tabla 5.1 Presupuesto .............................................................................................. 181

Tabla 5.2 Costos de producción .............................................................................. 183

Tabla 5.3 Costo de mano de obra ............................................................................ 184

Tabla 5.4 Capacidad instalada ................................................................................. 185

Tabla 5.5 Estructura de ingresos............................................................................. 186

Tabla 5.6 a) Determinación del precio de ventas por estructura de costos ...... 187

Tabla 5.6 b) Estructura de costos............................................................................ 187

Tabla 5.7 Ejercicio de evaluación financiera .......................................................... 187

Tabla 5.8 de amortización del crédito ..................................................................... 188

Tabla 5.9 Flujo de caja neto...................................................................................... 189

Tabla 5.10 Flujo de caja neto resuelto .................................................................... 191

Tabla B.1 Cronograma de actividades a realizar ................................................... 200

Tabla B.2 Descripción del desarrollo experimental .............................................. 201

Tabla B.3 Datos de ensayo. Muestra # 1 ................................................................ 202

Tabla B.4 ANOVA. Resultados para la muestra # 1 ............................................... 202

Tabla B.5 Datos de ensayo. Muestra # 2 ................................................................ 202

Tabla B.6 ANOVA. Resultados para la muestra # 2 ............................................... 202

Tabla B.7 Equipos utilizados y trazabilidad ........................................................... 203

Tabla B.8 Resultados del proceso de aseguramiento de la calidad ................... 205

Tabla C.1 Tabla de consumo de energía por año .................................................. 205

Tabla C.2 Resultados del proceso de aseguramiento de la calidad ................... 205

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GUÍA DE IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS DE CONSUMO DE ENERGÍA / EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EQUIPOS DE USO FINAL DE ENERGÍA OBJETO DEL

RETIQ 0. ANTECEDENTES El gobierno colombiano, a través de la Ley 697 de 2001, declaró el uso racional y eficiente de la energía como un asunto de interés social, público y de conveniencia nacional, fundamental para garantizar el abastecimiento energético pleno y oportuno, la competitividad de la economía colombiana, la protección al consumidor y la promoción del uso de fuentes no convencionales de energía. Esta Ley creó el Programa de Uso Racional y Eficiente de la Energía y fuentes no convencionales (PROURE). Dentro de los principales desarrollos normativos de esta Ley se cuenta la expedición de varios decretos reglamentarios y la Resolución 180919 de 2010, por medio de la cual el Ministerio de Minas y Energía, como ente rector en la materia, adoptó el Plan de Acción Indicativo 2010 – 2015 para desarrollar el PROURE. Dicho plan incluye como uno de sus programas transversales la protección al consumidor y el derecho a la información, dentro de la cual la estrategia de etiquetado de eficiencia energética para equipos de uso final ha sido considerada como fundamental. Es así como se inició la implementación del Proyecto GEF/PNUD/UPME 76979 “Normalización y Etiquetado de Eficiencia Energética en Colombia (N&E Colombia)”, cuyo organismo de ejecución es la Unidad de Planeación Minero-Energética (UPME), el cual pretende, por una parte, implementar un mecanismo que le permita a los usuarios, a la hora de realizar una compra, tener en cuenta el consumo de energía de los equipos y, por otro lado, eliminar las barreras claves para la comercialización masiva de equipos eficientes de uso final, como refrigeradores o congeladores, o ambos, (para uso doméstico y comercial), lámparas fluorescentes compactas, de vapor de sodio y mercurio, balastos, acondicionadores de aire, calentadores de agua, lavadoras, gasodomésticos y motores de inducción para uso industrial. Para ello se pondrán en marcha, entre otras, estrategias de fortalecimiento de la industria nacional, de la red de laboratorios, actualización y elaboración de nuevas normas técnicas y formación y capacitación a todos los agentes de la cadena. El Proyecto de Normalización y Etiquetado (N&E) de Eficiencia Energética en Colombia se basa en la iniciativa CONOCE (Programa Colombiano de Normalización, Acreditación, Certificación y Etiquetado de Equipos de Uso Final de Energía), programa preliminar de normas de eficiencia energética y etiquetado, el cual planteó el desarrollo de dos estrategias complementarias: la primera, una estrategia cultural, basada en las actividades de información y formación; la segunda, una estrategia de mercado, de cara a la implementación de mecanismos para lograr la transformación del mercado hacia tecnologías eficientes. Es importante resaltar además, la existencia del proyecto de Reglamento Técnico de Etiquetado (RETIQ) en Colombia, que tiene por objeto establecer medidas tendientes a fomentar el Uso Racional y Eficiente de la Energía (URE), en equipos que usan energía eléctrica y gas combustible, mediante el uso obligatorio de etiquetas que informen sobre el desempeño de los equipos, en términos de consumo energético e indicadores de eficiencia. Dicha etiqueta y su porte obligatorio buscan dar cumplimiento a objetivos legítimos del país, tales como la prevención de prácticas que puedan inducir a error a los consumidores, brindándoles oportunamente información útil relacionada con el desempeño energético de los equipos de uso final de energía que pretendan adquirir, promover la seguridad del abastecimiento energético, mediante uso de sistemas y

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productos que apliquen el Uso Racional de Energía y de forma complementaria, impulsar la utilización de tecnología eficiente en el país, así como orientar la preferencia de los usuarios hacia equipos de mejor desempeño energético e incrementar en el mercado la oferta y la demanda de equipos eficientes en uso final de energía. Actualmente, el Subsistema Nacional de Calidad (SNCA), liderado por el Ministerio de Comercio, Industria y Turismo, a través de su Dirección de Regulación, que forma parte del Sistema Nacional de Competitividad e Innovación, comprende las actividades de normalización, reglamentación técnica, evaluación de la conformidad (entendida como inspección, certificación y acreditación), metrología, así como, la vigilancia y el control. Por esta razón y en virtud de los objetivos del Proyecto de Normalización y Etiquetado (N&E) de eficiencia energética en Colombia, se realizó un estudio de línea base para establecer el nivel de las capacidades técnico–operativas actuales del SNCA y la red de laboratorios, con el objetivo de identificar oportunidades de mejora que respondan a los requerimientos de etiquetado de parámetros de eficiencia energética de equipos de uso final de energía, en especial refrigeradores y/o congeladores (para uso doméstico y comercial), lámparas fluorescentes compactas, de vapor de sodio y mercurio, acondicionadores de aire, calentadores de agua, lavadoras, gasodomésticos y motores de inducción para uso industrial. Los resultados del estudio, indican que es necesario desarrollar acciones para el fortalecimiento de los laboratorios que ofrecerán los servicios de ensayo. En este sentido se prestó asistencia técnica a los laboratorios evaluados, que incluyó capacitación, entrenamiento, materiales de apoyo y asesoría en la implementación de ensayos de consumo y eficiencia energética, así como orientación sobre los procedimientos necesarios para lograr la acreditación ante el Organismo Nacional de Acreditación. Es por esta razón que ésta guía se suma a los resultados que, en el marco de esta consultoría, persiguen el fortalecimiento de los laboratorios de calibración y ensayo de eficiencia energética en el país y busca ser un documento, no de tipo normativo, para su consulta, a menos que en el mismo se determine lo contrario. El contenido de esta guía es material propio y sus referencias son propiedad del proyecto que lo desarrolla, por tanto no se determinarán referencias puntuales. 1. INTRODUCCIÓN El Uso Racional de Energía (URE) es, hoy en día, una prioridad inaplazable, en cada una de las actividades industriales y domésticas inherentes al desarrollo y al comportamiento humano. Es indispensable tomar conciencia sobre el uso de la energía en la transformación industrial, la fabricación de productos, la prestación de servicios y su aplicación en equipos de uso final en las actividades cotidianas. El pensamiento generalizado hasta hace unos pocos años, cuando se creía que los recursos naturales eran inagotables, ha sido completamente revaluado, lo cual ha dado como consecuencia la aplicación de iniciativas por parte de los países industrializados y en vía de desarrollo, respecto de la responsabilidad ambiental. Colombia, no ajena a estas iniciativas, establece directrices respecto a la eficiencia energética y fomenta las fuentes de energías no convencionales renovables, mediante la Ley 1715 de 2014. Así como, resalta las estrategias que garanticen el derecho a la información de los consumidores en el momento de adquisición de equipos de uso final de energía. Por esto, la Resolución 41012 de 2015, Reglamento Técnico de Etiquetado (RETIQ) establece el uso obligatorio de etiquetas que informen sobre el desempeño de los

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equipos, en términos de consumo energético, indicadores de eficiencia y eficacia. 1.1 ALCANCE En virtud de lo anterior y dando respuesta a la necesidad de fortalecer las capacidades de los laboratorios de ensayo existentes y los que estén en desarrollo, se elabora la presente guía, con el fin de brindar orientaciones para aquellas organizaciones que estén interesadas en el montaje e implementación de ensayos de eficiencia energética para equipos de uso final objeto del RETIQ, como una herramienta práctica que facilite el desarrollo de este tipo de actividades. Esta guía tiene como campo de aplicación los equipos de uso final de energía eléctrica y gas combustible, establecidos en el RETIQ: acondicionadores de aire, refrigeradores y congeladores de uso doméstico y comercial, balastos electromagnéticos y electrónicos, motores eléctricos monofásicos y trifásicos de inducción, lavadoras de ropa eléctricas, calentadores de agua eléctricos, calentadores de agua a gas tipo acumulador y tipo paso y gasodomésticos para la cocción de alimentos. Es por tal motivo, que la guía se estructura de la siguiente manera:

− Evaluación de la conformidad asociada a los ensayos de consumo de energía en equipos de uso final de energía objeto del RETIQ;

− Implementación de los requisitos técnicos de la NTC/ISO/IEC 17025:2005,

− Competencia técnica del personal, instalaciones y condiciones ambientales, confirmación de métodos, estimación de incertidumbre, aseguramiento metrológico, manipulación de los ítems por ensayar, aseguramiento de calidad de resultados y protocolos de ensayo;

− Proceso de acreditación y cumplimiento de criterios específicos;

− Descripción de los ensayos y orientaciones para su implementación;

− Evaluación Financiera para la implementación de un laboratorio.

En este documento se contemplan aspectos relacionados con la evaluación de la conformidad, directrices a tener en cuenta dentro de la NTC/ISO/IEC 17025 y aspectos relacionados en la evaluación financiera aplicable a los diferentes laboratorios. Todos estos aspectos son fundamentales y transversales para que un laboratorio tenga las herramientas necesarias para poder implementar los diferentes métodos de ensayo y así garantizar una evolución en el Subsistema Nacional de Calidad, pero sobre todo en la seguridad y la calidad de los artefactos objeto del reglamento técnico. La descripción de los ensayos respectivos para cada equipo de uso final de energía, descritos en la presente guía, tienen como fundamento las normas referenciadas en el documento normativo “Anexo General del Reglamento Técnico de Etiquetado RETIQ bajo Resolución 41012 del 18 de Septiembre de 2015”. La presente guía no es una Guía Técnica Colombiana y tampoco recomienda el uso de un método de ensayo en particular. El contenido de esta guía debe interpretarse como una herramienta de orientación, por lo cual es responsabilidad del lector seleccionar y aplicar el procedimiento y método de ensayo que para efecto de su función, satisfaga las necesidades de sus clientes.

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Esta guía es una publicación desarrollada en el marco del Proyecto GEF/PNUD/UPME 76979 con fondos del Global Environment Facility (GEF), como documento de consulta para la generación de capacidades de los laboratorios de ensayo, la cual puede ser revisada por las partes interesadas para la construcción de otros documentos técnicos, como lo son guías teniendo en cuenta los procesos de normalización aplicables.

2. SUBSISTEMA NACIONAL DE CALIDAD

GUÍA

Implementación de ensayos de consumo de energía / eficiencia energética en equipos de uso final de energía

objeto del RETIQ

Aspectos esenciales

Subsistema Nacional de Calidad (SICAL) Proceso y alcance de evaluación de la conformidad Acreditación de laboratorios de calibración y ensayo

Introducción La economía de un país se fundamenta en la capacidad de garantizar la calidad de los productos, servicios y procesos que se comercializan, donde el Gobierno Nacional, por medio del sub-sistema nacional de calidad, hace oficial el cumplimiento de los objetivos legítimos, tales como: la inducción al error, protección al medio ambiente y seguridad, entre otros. De acuerdo con lo anterior, el Ministerio de Minas y Energía emitió el Reglamento Técnico de Etiquetado (RETIQ), con el propósito de establecer lineamientos y requisitos para equipos de uso final de energía y gas combustible, como desarrollo consistente con las políticas de Uso Racional de Energía y Eficiencia Energética. A continuación se ofrece un capítulo donde se relacionan principales aspectos para la evaluación de la conformidad en Colombia.

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SUBISTEMA NACIONAL DE CALIDAD “SICAL” Con el ánimo de fortalecer la política nacional de calidad que ha venido aplicándose durante los últimos años, el Gobierno Nacional y particularmente por medio del Ministerio de Comercio, Industria y Turismo que es quién administra el Subsistema Nacional de la Calidad (SNCA) y actualmente mejor conocido como “SICAL”, emitió el Decreto 1595 de 2015 en donde reorganizó el SNCA en aspectos relacionados con: normalización, reglamentación técnica, acreditación, evaluación de la conformidad, metrología y vigilancia y control. El SICAL tiene como objeto posicionar a Colombia en los mercados internacionales, con el ánimo de avanzar en la generación de productos, servicios y procesos, y generen valor agregado y así poder aumentar la competitividad nacional por medio de productos con calidad. Es por esto que el SICAL incentiva la productividad e innovación de las organizaciones, haciendo que el consumidor tenga confianza en los productos que adquiere en nuestro país. Para lograr esto, es necesario contar con la interacción de varios actores que al engranarse garantizan su funcionamiento y despliegue y es por lo cual a continuación se presentarán aquellos roles vitales para el funcionamiento del SICAL.

Figura 2.1 Estructura del SICAL Fuente: Elaboración propia

2.1 NORMALIZACIÓN Las normas técnicas se desarrollan a través del consenso en los organismos de normalización, y son quienes por medio de sus comités técnicos de normalización elaboran los diferentes documentos normativos que contienen requisitos de desempeño enfocados a garantizar la calidad de los productos, procesos o servicios. Actualmente las normas están supeditadas al alcance geográfico, político o económico, y es por lo cual, obedecen a diferentes niveles de normalización, como los son:

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− Normalización internacional: Los comités técnicos lo integran organismos de normalización de todos los países (ISO, IEC, ITU, CODEX);

− Normalización regional: Los comités técnicos lo integran organismos de un área geográfica, política o económica (CAN, CEN):

− Normalización nacional: Los comités técnicos lo integran organizaciones y expertos técnicos del país de origen (ICONTEC, AENOR, JIS).

Todos estos organismos desarrollan sus normas técnicas, que son de carácter voluntario, con el ánimo de eliminar los Obstáculos Técnicos al Comercio (OTC) que han sido establecidos por la Organización Mundial del Comercio (OMC). Es por esto, que a nivel nacional, el Gobierno Nacional ha ratificado su designación por medio del Decreto 1595 “Por la cual se dictan normas relativas al Subsistema Nacional de la Calidad” a ICONTEC como su asesor en aspectos relacionados con la normalización técnica y es quién tiene la responsabilidad en Colombia en promover, desarrollar y guiar la aplicación de las Normas Técnicas Colombianas (NTC) y demás documentos normativos que a su vez deben basarse en normas internacionales y así promover el comercio entre países. 2.2 REGLAMENTACIÓN TÉCNICA Actualmente el Gobierno Nacional es quien tiene la responsabilidad de formular e implementar políticas sectoriales de carácter obligatorio, por medio de reglamentos técnicos, dirigidos a productos, procesos y servicios. Es por esto que los reglamentos técnicos, que son de carácter obligatorio, son expedidos por los ministerios, comisiones reguladoras y autoridades descentralizadas.

Para la elaboración de los reglamentos técnicos, las entidades públicas deben cumplir con lo establecido en los acuerdos de Obstáculos Técnicos al Comercio establecidos por la Organización Mundial del Comercio (OMC), y que fueron adoptados en Colombia por la Ley 170 de 1994, y es por tal motivo, que los reglamentos técnicos deben ser basados en normas técnicas internacionales, así como, podrán basarse en normas técnicas nacionales, las cuales estén armonizadas con normas técnicas internacionales. Para poder emitir un reglamento técnico, éste debe defender los principios legítimos de la reglamentación técnica: seguridad nacional, prevención de prácticas que puedan inducir al error, protección de la salud o seguridad humana, de la vida, la salud animal o vegetal o del medio ambiente.

Actualmente en Colombia, es el Ministerio de Comercio, Industria y Turismo, quién: coordina la expedición de todos los reglamentos técnicos emitidos por las diferentes entidades, así como, administra el punto de contacto respecto a los Obstáculos Técnicos al Comercio, notificando los proyectos de reglamentación técnica ante la Organización Mundial del Comercio.

La actividad de vigilancia y control del cumplimiento de algunos de los reglamentos técnicos es gestionada por parte de la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC). 2.3 EVALUACIÓN DE LA CONFORMIDAD 2.3.1 Generalidades La evaluación de la conformidad tiene como objeto principal demostrar el cumplimiento de los requisitos establecidos en un referencial de certificación (norma técnica,

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reglamento técnico, entre otros) relacionados con un producto, proceso, sistema, persona u organismo. Es por tal motivo, que el campo de la evaluación de la conformidad incluye actividades tales como: ensayo/prueba, inspección, certificación, así como, la acreditación de organismos de evaluación de la conformidad. Siendo así, el desarrollo de la evaluación de la conformidad debe tener como base la existencia de un referencial que contenga requisitos, ya sea una norma técnica (NTC, ISO, IEC, entre otras) o un reglamento técnico, y así poder emitir una declaración de conformidad. Es por esto, que la evaluación de la conformidad esta soportado por la acreditación, certificación y metrología, en donde al integrarse genera confianza en las diferentes partes interesadas. El SICAL está fundamentado en la necesidad de demostrar la conformidad por medio de la evaluación de la conformidad. El cual consiste en demostrar el cumplimiento que debe tener un producto, proceso, sistema y persona con los requisitos establecidos en un referencial para así garantizar su calidad, seguridad y muchos más aspectos necesarios para generar confianza al consumidor final; y es aquí, donde surge otro aspecto a tener en cuenta y es la “denominación” de la evaluación de la conformidad: primera, segunda o tercera parte; esto con el ánimo de establecer las posibles opciones que pueden aplicarse, de acuerdo a quién realiza la declaración de conformidad frente a un referencial:

− Evaluación de la conformidad de primera parte: actividad que es gestionada por la persona o la organización quien provee el objeto

− Evaluación de la conformidad de segunda parte: actividad que es

gestionada por una persona u organización (Ejemplo: proveedores) que tiene interés como usuario del objeto.

− Evaluación de la conformidad de tercera parte: actividad que es gestionada

por una persona u organismo que es independiente de la persona u organización que provee el objeto y también de los intereses del usuario.

2.3.2 Acreditación La acreditación hace referencia a la emisión de una declaración de tercera parte, de que un organismo puede desarrollar actividades de evaluación de la conformidad, en donde tuvo la necesidad de demostrar el cumplimiento de los requisitos especificados en un referencial, basada claro está en la revisión de su competencia por parte del Organismo de Acreditación. Es por esto, que con el ánimo de obtener el reconocimiento entre los diferentes países en aspectos relacionados con la evaluación de la conformidad, los organismos de acreditación de cada uno de los países buscan adoptar normas internacionales de acreditación y así obtener Acuerdos de Reconocimiento Mutuo en donde por medio de evaluaciones de tercera parte, estarían demostrando su competencia para poder realizar acreditaciones en sus diferentes esquemas. Véase Figura 2.2.

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Figura 2.2 Normas de esquemas de acreditación

Fuente: Elaboración propia Al obtener los Organismos de Acreditación el reconocimiento mutuo, se estaría garantizando que todo lo que se despliega del subsistema nacional de calidad del país, como lo son las certificaciones, inspecciones, calibraciones, ensayos, entre otros, tendría reconocimiento internacional y no habría necesidad de repetir nuevamente las evaluaciones, para así demostrar en otro país que se cumple con un referencial. Por medio de Decreto 4738 de 2008 fue designado al Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC) como el único organismo en el territorio nacional quien puede realizar actividades de acreditación, el cual fue ratificado su condición de acreditador por medio del Decreto 1595 de 2015. Es por esto que el ONAC tiene como función representar al país en todo lo relacionado con la Comunidad Andina de Naciones y foros multilaterales en materia de acreditación y es por lo cual en el año 2014 recibió el reconocimiento internacional de la acreditación de laboratorios de ensayo y de calibración, así como, en el año 2015 recibió el reconocimiento multilateral (MLA) para la acreditación de organismos de certificación de producto y para los organismos de certificación de sistemas de gestión, por parte de la Cooperación Interamericana de Acreditación (IAAC). 2.3.2.1 Acreditación de laboratorios de calibración o ensayo Un laboratorio de calibración o ensayo que tome la decisión de acreditarse bajo la norma NTC/ISO/IEC 17025 con el Organismo de Acreditación, debe contar, como mínimo, con lo siguiente:

− Compromiso de la alta dirección; − Sistema de gestión de la calidad (SGC) documentado e implementado bajo la

NTC/ISO/IEC 17025;

− Personal competente técnicamente;

− Alcance de medición claramente definido;

− Instalaciones necesarias para cumplir los requisitos de la norma;

− Equipos de medición patrón y auxiliar;

− Validación o confirmación de los métodos;

− Estimación de la incertidumbre de medición;

• Organismos de certificacionde personas ISO/IEC 17024

• Organismos de certificacion de producto ISO/IEC 17065

• Organismos de certificacion de sistema de gestion ISO/IEC 17021

• Laboratorios de ensayo ISO/IEC 17025

• Laboratorios de calibracion ISO/IEC 17025

• Laboratorios medicos o clinicos ISO 15189

• Organismos de inspeccion ISO/IEC 17020

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− Trazabilidad metrológica;

− Participación en ensayos de aptitud, o en su defecto ejercicios de control de

calidad soportados estadísticamente;

− Auditoría interna, y

− Protocolo de ensayo. 2.3.2.1.1 Pasos para lograr la acreditación. La información a continuación corresponde a los requisitos establecidos mediante políticas del Organismo Nacional de Acreditación (ONAC). a) Diligenciamiento de formularios de solicitud. El laboratorio debe diligenciar los formularios de solicitud que el Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC) tiene para tal fin: FR-3.2-01 para laboratorios de ensayo y FR-3.2-02 para laboratorios de calibración. Estos formularios se pueden descargar en el sitio web de ONAC (www.onac.org.co enlace “Solicitud de Acreditación”). b) Envío o presentación del formulario de solicitud. Después, se deben presentar los formularios diligenciados en la oficina de ONAC, junto con los respectivos anexos solicitados en medio digital y copia de la consignación del costo de revisión de la solicitud (valor de medio día de evaluación + IVA en las tarifas de ONAC). c) Recepción de la solicitud. Recibida la solicitud de acreditación y constatado el pago por concepto de revisión inicial, ONAC revisará la documentación suministrada con el fin de comprobar que la actividad es susceptible de ser acreditada, corresponde al esquema de acreditación bajo el que se solicita y que se posee la capacidad para atender dicha solicitud. Si la solicitud no está completa, se pedirá al solicitante, mediante comunicación, el complemento de la misma. Se concederá al Organismo de Evaluación de la Conformidad (OEC) un plazo de diez (10) días hábiles, para dar respuesta a las observaciones. Si transcurrido dicho término, el OEC no da respuesta, se entenderá desistida la solicitud. Nota 1. Dentro de cualquiera de las fases del proceso de solicitud de la acreditación, si el OEC solicitante, no da respuesta a un requerimiento de información o complementación, dentro de los plazos señalados para cada caso en el documento P-SOL-01, ONAC considerará desistida la solicitud. Nota 2. Si la solicitud es viable, el valor cancelado por derechos de revisión del estudio inicial de la solicitud se abonará al pago del precio de la evaluación. Si la solicitud no es viable, o si el OEC desiste tácita o expresamente de la solicitud, el valor cancelado por derechos de revisión del formulario se causará a favor de ONAC y no habrá lugar a devolución alguna. d) Cotización. Cuando se ha validado la solicitud, se le asigna código y se envía cotización, con base en el número de días de evaluación estimados para llevar a cabo el proceso de acreditación, de acuerdo con el alcance solicitado. Esto incluye la etapa 1, de evaluación documental y la etapa 2, de evaluación en sitio (no está incluido el costo de una posible evaluación complementaria para evaluar cierre de no conformidades. Esta evaluación se cotizará en el momento específico, según el caso). e) Aceptación de la cotización y pago. Si el solicitante está de acuerdo con la cotización, debe realizar el pago correspondiente y devolver el acuerdo firmado.

http://www.onac.org.co/

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f) Designación de equipo evaluador y programación de la evaluación. El equipo evaluador estará conformado por un evaluador líder y tantos evaluadores y expertos técnicos como se requieran, de acuerdo con el alcance de acreditación solicitada. g) Proceso de evaluación

− Etapa 1, Revisión de la documentación y registros allegados;

− Etapa 2, Evaluación en sitio (reunión de apertura, verificación y reunión de cierre);

− Respuesta del laboratorio ante no conformidades;

− Evaluación complementaria, e

− Informe de evaluación.

h) Decisión sobre la acreditación. El comité de acreditación es quien analiza toda la información del proceso de evaluación y decide el otorgamiento, mantenimiento, ampliación o renovación de la acreditación. En la Figura 2.3 se establece el procedimiento de acreditación.

Figura 2.3 Procedimiento de acreditación en forma esquemática Fuente: Elaboración propia

2.3.2.1.2 Criterios específicos de acreditación (CEA). Adicionalmente, un laboratorio que quiera iniciar un proceso de acreditación debe acoger los siguientes Criterios Específicos de Acreditación (CEA) emitidos por ONAC. Véase Figura 2.4.

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Figura 2.4 Criterios específicos de acreditación aplicables a los laboratorios Fuente: Elaboración propia

2.3.2.1.3 CEA-4.1-02 (Anterior CEA-02). Criterios de aplicación de políticas de trazabilidad de las mediciones. Se debe asegurar que la calibración de instrumentos o equipos de medición utilizados en los servicios de calibración o ensayo se realicen en laboratorios de calibración competentes. De acuerdo con lo anterior, la trazabilidad metrológica al SI se garantiza a través de:

− Uso de materiales de referencia certificados MRC suministrados por proveedores acreditados por la Guía ISO 34:2009 o a través de institutos nacionales de metrología (INM, PTB, NIST, entre otros);

− Laboratorios de calibración acreditados por ONAC;

− Laboratorios de referencia pertenecientes a institutos nacionales de metrología

que estén acreditados o que tengan reportadas sus CMC, en el apéndice C del BIPM.

− Laboratorios de calibración acreditados por organismos de acreditación que

formen parte del acuerdo de reconocimiento multilateral (MLA) de ILAC. 2.3.2.1.4 CEA-04. Criterios de aplicación de políticas para la participación en actividades nacionales o internacionales de EA. El laboratorio debe asegurar lo siguiente:

− Al momento de la solicitud de acreditación o ampliación ha participado y obtenido resultados satisfactorios en un ensayo de aptitud en cada uno de los parámetros incluidos en el alcance de la acreditación;

− Participa por lo menos una (1) vez al año por área o sub-área de acreditación y

en cada técnica según el caso, de manera que se cubra todo el alcance de la acreditación, en cada período de acreditación;

− Hace uso de proveedores de ensayos de aptitud que demuestren competencia

en la norma ISO/IEC 17043;

− Al solicitar renovación de la acreditación debe haber participado y obtenido resultados satisfactorios en un ensayo de aptitud, en cada uno de los

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parámetros acreditados o sub-áreas principales de calibración referidos en el alcance de acreditación solicitado, cuando estén disponibles;

− En caso de que no haya disponibles programas de ensayo de aptitud en el país

o internacionalmente, para una matriz/producto dentro del alcance de la acreditación del laboratorio, podrá demostrar su competencia técnica, a través del control interno de calidad realizado en cumplimiento del numeral 5.9 de la NTC/ISO/IEC 17025;

− Informa a ONAC, de su participación en los ensayos de aptitud/comparaciones

interlaboratorios y de los resultados obtenidos. 2.3.3 Organismos de evaluación de la Conformidad Una de las partes interesadas necesarias para llevar a cabo la evaluación de la conformidad son los Organismos de Evaluación de la Conformidad, debido a la importancia, que exista un tercero que demuestre ser imparcial y pueda declarar la conformidad de un producto, proceso, servicio, sistema u personal, bajo los requisitos establecidos en un referencial de certificación; y es aquí en donde surge la necesidad de parte de los Organismos de Evaluación de la Conformidad en demostrar su competencia para declarar la conformidad, obteniendo el reconocimiento de un organismo, denominada “acreditación”.

Figura 2.5 Proceso de la evaluación de la conformidad

Fuente: (Presentación Dr. Alejandro Giraldo López – Superintendencia de Industria y Comercio) Actualmente los Organismos de Evaluación de la Conformidad se acreditan frente a un documento normativo en particular de acuerdo a la actividad que desean realizar (Véase Figura 2.2) y es en donde surgen los organismos que realizan actividades de certificación, inspección, realización de ensayos/prueba, calibración de equipos, ensayos de aptitud, entre otros. Producto de la confirmación del cumplimiento de los requisitos contemplados en un documento normativo (norma técnica o reglamento técnico), se debe emitir un documento que declare la conformidad que es más conocido como “certificado de conformidad”. Los Organismos de Evaluación de la Conformidad tienen como responsabilidad emitir un certificado o documento similar cuando confirman que el producto, proceso, servicio, personal o sistema cuenta con evidencias objetivas de la verificación de los

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requisitos establecidos en el referencial de certificación. Para el caso particular de los organismos de certificación producto, deben contar con documentación adicional que demuestre la conformidad del producto por medio de: métodos de ensayo, plan de muestreo, resultados de la evaluación, definición de los productos a certificar, vigencia de la certificación, tipo de esquema de certificación. Actualmente los organismos de certificación producto, procesos y servicios, deben acreditarse con el Organismos de Acreditación bajo la norma ISO/IEC 17065, en donde se establece, que para poder emitir un certificado de conformidad requieren contar con evidencias objetivas, que para el caso de los productos tangibles, es necesario realizar métodos de ensayos en laboratorios, sabiendo que es allí en donde se puede determinar una o más características del objeto de evaluación de la conformidad. A partir de este concepto, surge la necesidad de parte de los laboratorios de ensayos/pruebas en acreditarse en los métodos de ensayos particulares del referencial de certificación, con el ánimo de demostrar su competencia frente a la prueba a realizar, y así generar confianza al organismo de certificación y demás partes interesadas. Por lo tanto, para lograr ésta confianza, los laboratorios de ensayos/pruebas deben demostrar su competencia por medio de la acreditación con el Organismo de Acreditación bajo la norma ISO/IEC 17025, en donde en su alcance de acreditación debe estar los métodos de ensayo establecidos en el referencial de certificación. Es importante aclarar que el laboratorio de ensayos/pruebas tiene como responsabilidad realizar los métodos de ensayo y emitir un informe de resultados y es el organismo de certificación de producto quién toma la decisión de la conformidad del producto contra lo establecido en el referencial de certificación. 2.4 METROLOGIA Con el ánimo de garantizar la calidad de los productos que actualmente se fabrican, las diferentes partes interesadas del Subsistema Nacional de Calidad tienden a buscar medios de forma segura y confiable para medir sus desviaciones frente a lo diseñado y así poder controlar la producción y demostrar, en este caso por parte de las empresas fabricantes de productos, que lo hacen con calidad, y es aquí en donde surge la necesidad por parte de las organizaciones, de los países y de los gobiernos en unificar criterios en la medición de lo tangible, por medio de la metrología industrial y científica. Es por tal motivo, que en Colombia es la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) quien inicio como Organismo Nacional de Metrología (ONM) con funciones de metrología científica e industrial y a su vez como organización nacional de metrología legal. Pero es en el año 2011 se crea el Instituto Nacional de Metrología (INM) quien es la autoridad competente para administrar la metrología científica e industrial en donde proporciona materiales de referencia, calibración a los patrones de medición, entre otros. Mientras la metrología legal continua siendo coordinado por la Superintendencia de Industria y Comercio. Actualmente el INM está a cargo de la prestación de servicios metrológicos, el apoyo de las actividades de control metrológico, así como, la divulgación e implementación de mediciones trazables al Sistema Internacional de unidades. Es por esto que el INM apoya y aporta a los diferentes laboratorios quienes al final tienen como función unificar y demostrar su confiabilidad en las diferentes mediciones que se realizan en el país.

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2.5 CERTIFICACIÓN DE PRODUCTOS, PROCESOS Y SERVICIOS Para que un organismo de certificación de producto pueda emitir un certificado de conformidad bajo un documento normativo que contiene requisitos de un producto, proceso o servicio, debe implementar un sistema de gestión (sistema de certificación) de acuerdo a lo establecido en la norma ISO/IEC 17065 con el ánimo de implementar los diferentes esquemas de certificación aplicables y por ende lograr la acreditación con el Organismos de Acreditación y así prestar servicios de certificación producto. Esta norma contiene los requisitos particulares para la competencia, definición de actividades para el proceso de evaluación de la conformidad y la imparcialidad de los organismos de certificación de productos, procesos y servicios. Las etapas que un organismo de certificación de producto debe implementar para el desarrollo de una evaluación de la conformidad, son las siguientes:

− Selección: Actividades relacionadas con la planificación y preparación con el ánimo de recolectar o generar toda la información necesaria para poder prestar el servicio de evaluación de la conformidad.

− Determinación: Actividades relacionadas directamente con la evaluación de la

conformidad tales como ensayo, medición, inspección, valoración del diseño, evaluación de servicios y procesos, y auditoría para obtener información.

− Revisión: Actividad en donde se realiza la verificación de la idoneidad,

suficiencia y eficacia de las dos actividades relacionadas anteriormente (selección y determinación).

− Atestación: Actividad que implica la emisión de una declaración de conformidad, con base en una decisión después de la revisión.

− Vigilancia (cuando sea necesario): Actividad que implica la repetición

sistemática de las actividades de evaluación de la conformidad como base para mantener la validez de la declaración de conformidad.

Finalmente para que un organismo de certificación producto pueda diseñar su sistema de gestión (sistema de certificación) debe contemplar el uso de los diferentes esquemas de certificación establecidos en la norma ISO/IEC 17067 “Fundamentos de la certificación de productos y directrices para los esquemas de certificación de productos”, es por lo cual, a continuación se presenta algunos de los esquemas más utilizados o relacionados por parte de los organismos de certificación o reglamentación técnica:

− Esquema 1a (Certificación de Muestra): La certificación de una muestra confirma el cumplimiento de los requisitos de una muestra de un producto, mediante métodos de ensayos en laboratorios y análisis de los resultados, respecto a los requisitos establecidos en una norma técnica, reglamento técnico o especificación acordada entre el cliente y el proveedor. Los resultados obtenidos para la muestra probada no implican juicios sobre muestras diferentes a ésta, ni sobre lotes de producción que se fabriquen bajo el mismo proceso de producción. En el esquema 1a, no se realiza la actividad de vigilancia o mantenimiento del certificado de conformidad, debido a que el organismo de certificación producto declara la conformidad de una muestra en particular y no de un producto, proceso o servicio, fabricado o realizado durante un periodo de tiempo. Así como, no necesariamente se emite un certificado de

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conformidad para este esquema, pues es posible emitir un informe en donde contemple las conclusiones de la evaluación de la conformidad.

− Esquema 1b (Certificación de Lotes): La certificación de un lote confirma el cumplimiento de los requisitos de calidad en los productos que conforman particularmente un número de lotes de fabricación, mediante métodos de ensayos de laboratorio y análisis de los resultados, respecto a lo establecido en una norma técnica, reglamento técnico o especificación acordada entre el cliente y el proveedor, de acuerdo con un plan de muestreo previamente establecido. El esquema 1b no realiza la actividad de vigilancia o mantenimiento, debido a que, ésta hace relación a la certificación de lotes y no de un producto, proceso o servicio, fabricado o realizado durante un periodo de tiempo.

− Esquema 4 y 5: La certificación bajo un esquema 4 o 5, está fundamentada en entregar un certificado de conformidad de carácter “permanente” en donde contempla todo el producto, proceso o servicio que realiza una organización durante un periodo de tiempo establecido (Ejemplo: 1, 3, 6 años, entre otros). Para estos esquemas, el organismo de certificación de producto debe garantizar lo siguiente: Realizar periódicamente el mantenimiento o vigilancia del certificado de

conformidad;

Para el desarrollo de los ensayos o inspección, se debe tomar las muestras del producto, proveniente del mercado abierto o directamente de la fábrica;

Evaluar cómo la organización controla su producción, prestación del

servicio o la operación del proceso. Sin embargo, actualmente los esquemas 4 y 5 difieren en la evaluación del sistema de gestión que el organismo de certificación de producto debe realizar a la organización que desea la certificación. En el esquema 4, no hay necesidad de realizar una evaluación del sistema de gestión, como el de calidad u otro similar, para emitir un certificado de conformidad, mientras para el esquema 5, si lo debe realizar. Los alcances de la evaluación de la conformidad para los organismos de certificación de producto y los laboratorios de ensayo y calibración están establecidos bajo los parámetros de la Figura 2.6 y 2.7.

Figura 2.6 Alcance de certificación de producto

Fuente: Elaboración propia

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Figura 2.7 Alcance de evaluación de conformidad para laboratorios Fuente: Elaboración propia

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3. ORIENTACIONES PARA LA

IMPLEMENTACIÓN DE LOS ENSAYOS

Aspectos esenciales

Normas de ensayo relacionadas Equipos de uso final de energía objeto de ensayo Descripción del ensayo Estimación de incertidumbre de ensayo

Introducción Este capítulo establece aspectos que orientan la implementación de ensayos de eficiencia energética para acondicionadores de aire, refrigeradores y/o congeladores, balastos, gasodomésticos de cocción, calentadores de agua, lavadoras y motores de inducción de uso industrial. La descripción de los ensayos respectivos a cada equipo de uso final de energía descritos en el presente capítulo, tienen como fundamento las normas de ensayo referidas en el documento normativo “Anexo General del Reglamento Técnico de Etiquetado RETIQ bajo Resolución 41012 del 18 de Septiembre de 2015”. Las nuevas versiones de las normas de ensayo establecidas en documentos normativos estarán sujetas a la revisión por parte del lector, de acuerdo con las actualizaciones que se presenten en el RETIQ y en las normas de ensayo.

GUÍA


objeto del RETIQ

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ORIENTACIONES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS 3.1 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA ACONDICIONADORES DE AIRE 3.1.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los acondicionadores de aire se encuentran establecidos en los artículos 7.4 y 8.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma ISO 5151:2010 “Non-ducted Air Conditioners and Heat Pumps. Testing and Rating for Performance”. Adicionalmente, en los artículos 7.4.1 y 8.4.1 del anexo general del RETIQ se establecen las normas equivalentes para el desarrollo de los métodos de ensayo de los acondicionadores de aire, las cuales son:

− NTC 4295:2005. Método de ensayo para la clasificación de acondicionadores de aire para recinto.

− NTC 5115:2002. Eficiencia energética. acondicionadores de aire tipo unitario.

Método de ensayo.

− NTC 5380:2005. Acondicionadores de aire y bombas de calor sin conductos. Ensayo y determinación de características de desempeño.

− ANSI/ASHRAE 37:1988. Methods of testing for rating. Unitary air conditioning and

heat pump equipment. The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.

− ASHRAE Standard 58:1986. Methods of testing Room Air Conditioner Heating Capacity.

− ASHRAE 16:1988. Methods of testing of Rating Room Air Conditioners and Packaged Terminal Air Conditioners.

3.1.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los siguientes equipos:

− Equipos acondicionadores de aire para recintos con condensador enfriado por aire y capacidad de enfriamiento hasta 10.548 W (36.000 Btu/h) incluyendo equipos portátiles con capacidad superior a 1000 W; y

− Equipos acondicionadores de aire de tipo unitario con capacidad de enfriamiento

de 10.540 W hasta 17.580 W, con serpentín “enfriado por aire” o “enfriado por agua”.

3.1.3 Acondicionadores de aire

Los acondicionadores de aire cuentan con un proceso combinado en el cual se realizan varias funciones simultáneamente. Este proceso consiste en modificar las propiedades termodinámicas del aire, transportarlo e ingresarlo en un espacio acondicionado. Es por

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lo cual, el término HVAC&R (Heating, Ventilating, Air Conditioning and Refrigerating) es comúnmente usado para referirse al proceso de acondicionamiento de aire1. El proceso de acondicionamiento de aire es de gran importancia cuando se debe garantizar espacios altamente controlados en su temperatura y humedad relativa, como lo son laboratorios de calibración, de instrumentación y de metrología. Algunos ejemplos son: laboratorios de microbiología, biología molecular y fitopatología, en los cuales las condiciones de filtración del aire son críticas como lo puede ser para los hospitales y quirófanos en los que el aire debe ser altamente filtrado con el fin de garantizar asepsia en el espacio a acondicionar en casos en el que las condiciones ambientales y de confort térmico sean prioritarias. Para efectos de lo establecido en el RETIQ, se hace referencia al acondicionamiento de aire para lograr el “enfriamiento”, en este sentido el enfriamiento del aire implica también su deshumidificación. 3.1.3.1 Clasificación de los acondicionadores de aire Según los artículos 7 y 8 establecidos en el RETIQ, los sistemas de aire acondicionado se clasifican de la siguiente manera de acuerdo a sus características de fabricación y operación: a) Acondicionadores de aire para recintos:

− Tipo ventana; − Tipo mini split; − Tipo portátil.

b) Acondicionadores de aire en sistema central:

− Tipo cassete; − Tipo multi split; − Tipo paquete; − Tipo piso-techo.

3.1.3.2 Operación de los acondicionadores de aire Los equipos de acondicionamiento de aire están basados en el principio de funcionamiento del ciclo de refrigeración por compresión de vapor el cual está compuesto principalmente por los siguientes elementos:

− Evaporador; − Compresor; − Condensador; − Válvula de expansión.

Los equipos de acondicionamiento utilizan el compresor para poder comprimir el gas, el cual pasa a estado líquido cuando la temperatura aumenta y así poder impulsar el refrigerante al condensador, lugar en donde se sub-enfría (extracción de calor), para así convertirse en una mezcla de gas líquido y gaseoso para dirigirse a la válvula de expansión. 1 SHAN K. WANG. Handbook of air conditioning and refrigeration, Second Edition

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En la válvula de expansión, se genera una pérdida de carga en el refrigerante, el cual produce una disminución de presión y de temperatura del gas, para efectos de continuar el proceso en el evaporador, el cual tiene como función aumentar la temperatura del gas. Es en esta etapa se completa la refrigeración de la habitación y a su vez, el aire caliente que contiene la habitación, calienta el refrigerante que se encuentra en el evaporador, y así iniciar nuevamente el ciclo de refrigeración. 3.1.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la ISO 5151:2010 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso los acondicionadores de aire para recintos y unidades terminales compactas, así como, los acondicionadores tipo unitario. Adicionalmente, para el caso de los acondicionadores de aire para recintos y unidades terminales compactas existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia cuatro (4) normas: La NTC 4295:2005, la cual no tiene documento de referencia, siendo elaborada por medio de la información del comité técnico de normalización de ICONTEC, así como las normas ASHRAE 58:1986, ANSI/ASHRAE 37:1988 y ASHRAE 16:1988. Para el caso de los acondicionadores tipo unitario, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia tres (3) normas: La NTC 5115:2002, la cual no tiene documento de referencia, siendo elaborada por medio de la información del comité técnico de normalización de ICONTEC. La NTC 5380:2005, es adopción idéntica por traducción de la ISO 5151:1994 y la ANSI/ASHRAE 37:1988. Por lo anterior, teniendo en cuenta que la norma técnica referenciada en el RETIQ como principal es la ISO 5151:2010, a continuación se presenta los detalles establecidos en la norma con el propósito de presentar los diferentes ensayos para determinar la capacidad de enfriamiento y así evaluar la eficiencia energética de aires acondicionados. La ISO 5151:2010 propone dos métodos de ensayo: por entalpía (entálpico) y por calorímetro de recinto (calorimétrico), los cuales son de amplia utilización a nivel mundial para la determinación de eficiencia energética de acondicionadores de aire. 3.1.4.1 Procedimiento de ensayo entálpico La entalpia es una función de estado representada por la letra H la cual tiene unidades de energía o energía por unidad de masa (h). La entalpia se define básicamente como la suma entre la energía interna (U) de un cuerpo (región o sistema) más la energía adicional que tiene el volumen (V) a una presión dada (P). En el método entálpico las potencias térmicas analizadas son determinadas a partir de la medición del flujo másico o caudal del fluido a la entrada y salida correspondientes al equipo de acondicionador de aire. El ensayo entálpico puede realizarse por medio de tres (3) tipos de ensayos: ensayo entálpico A (Air), ensayo de entalpia del refrigerante y Entálpico W (Water) o método de la entalpia del agua. 3.1.4.1.1 Procedimiento de ensayo entálpico A o de la entalpia del aire interior El procedimiento de ensayo de la entalpía del aire determina la potencia térmica del equipo a partir de la medición del caudal másico, mediante un flujómetro, y de las temperaturas de bulbo seco y húmedo del aire a la entrada y salida del equipo ensayado.

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El flujómetro es un dispositivo que sirve para medir la tasa de flujo de aire en metros cúbicos por segundo a través del evaporador del acondicionador. Está compuesto por una cámara de recepción y una cámara de descarga que están separadas en la que se encuentran una o más boquillas. El aire del equipo que se encuentra en prueba es transportado a través de un conducto a la cámara receptora, el cual pasa por medio de las boquillas, en donde la velocidad del aire puede medirse mediante un tubo Pitot, para así finalmente realizar la descarga a la cámara de prueba o se retorna a la entrada del equipo. Para caracterizar el movimiento del aire en las boquillas del flujómetro es necesario calcular el número de Reynold (Re), número adimensional, que es definido por la siguiente ecuación:

𝑅𝑒 =𝑣𝑎𝐷𝑛𝜇

Dónde: 𝑣𝑎 Velocidad media del flujo de aire en la garganta de la boquilla y se puede determinar con el tubo Pitot [m] 𝐷𝑛 Diámetro de la garganta de la boquilla [mm] 𝜇 Viscosidad cinemática del aire, puede encontrarse en tablas en función de la temperatura a la que se realiza el

ensayo [kg/ms] Para la medición del flujo volumétrico de aire (𝑞𝑣) se puede utilizar un flujómetro, el cual se determina por medio de la siguiente ecuación:

𝑞𝑣 = 𝐶𝑑 × 𝐴𝑛�2𝑝𝑣𝑣�́� Dónde: 𝐶𝑑 Coeficiente asociado a la descarga en la boquilla del flujómetro y puede calcularse con la siguiente

expresión:

𝐶𝑑 = 0,9986 −7,006�𝑅𝑒

+134,6𝑅𝑒

𝐴𝑛 Área de la boquilla [m], debe determinarse midiendo su diámetro con una precisión de ± 0,2% cuatro veces,

mediciones separadas aproximadamente 45° alrededor de la boquilla. 𝑝𝑣 Diferencia de presión estática a través de la boquilla 𝑣�́� Volumen especifico de vapor de una mezcla aire-agua en la boquilla [𝑚3/𝑘𝑔], éste se determina con la siguiente

ecuación:

𝑣𝑛 =́ 𝑣𝑛

1 +𝑊𝑛

En el método “entalpía del aire del interior” los datos de las pruebas son obtenidos considerando únicamente el lado interior a acondicionar, aun cuando se proponen equipos para medir también el lado exterior. En caso de implementarse el método en la unidad exterior ésta no debería alterar el funcionamiento del equipo ensayado en el lado interior. El método se determina conforme en el caso que los resultados de potencia térmica se encuentren dentro del 5% del valor declarado por el fabricante del equipo. Posteriormente es necesario calcular la capacidad de refrigeración total (∅𝑡𝑐𝑖) de la unidad bajo prueba, multiplicando el flujo de aire medido, por la relación, entre la diferencia de entalpías y el volumen específico del aire. Las entalpias y los volúmenes específicos tanto del aire seco como la mezcla de aire-agua son determinados a partir de las temperaturas de bulbo seco y húmedo, así como, con el uso de un software o la carta psicométrica.

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∅𝑡𝑐𝑖 =𝑞𝑣(ℎ𝑎1 − ℎ𝑎2)

𝑣𝑛=𝑞𝑣(ℎ𝑎1 − ℎ𝑎2)𝑣�́� (1 + 𝑊𝑛)

Dónde: ∅𝑡𝑐𝑖 Capacidad de refrigeración [W] 𝑞𝑣 Flujo volumétrico del aire [m3/s] (ℎ𝑎1 − ℎ𝑎2) Entalpias a la entrada y salida del evaporador [J/kg] 𝑣𝑛 Volumen específico de aire seco en la boquilla del flujómetro [m3 /kg] 𝑣�́� Volumen especifico de una mezcla aire-agua en la boquilla del flujómetro [m3 /kg] 𝑊𝑛 Humedad específica en la entrada de la boquilla [kg/kgaireseco] La capacidad de refrigeración sensible (∅𝑠𝑐𝑖) basada en el ensayo en el interior se calcula con la siguiente ecuación:

∅𝑠𝑐𝑖 =𝑞𝑣(𝑐𝑝𝑎1𝑡𝑎1 − 𝑐𝑝𝑎2𝑡𝑎2)

𝑣�́� (1 + 𝑊𝑛)

Dónde: ∅𝑠𝑐𝑖 Capacidad de refrigeración sensible [W] 𝑐𝑝 Calor específico del aire [J/kg °C]; 𝑡𝑎 Temperatura de bulbo seo [°C] 𝑣�́� Volumen especifico de una mezcla aire-agua en la boquilla del flujómetro [m3/kg] 𝑊𝑛 Humedad específica en la entrada de la boquilla [kgv/kgaireseco]

Otra característica de desempeño importante en éste procedimiento es la capacidad de refrigeración latente (∅𝑑) y se determina con la diferencia entre la capacidad de refrigeración total y la capacidad de refrigeración sensible, de acuerdo a la siguiente ecuación:

∅𝑑 = ∅𝑡𝑐𝑖 − ∅𝑠𝑐𝑖

Posterior de obtener la capacidad de refrigeración/enfriamiento (potencia térmica) es necesario utilizar estos resultados para poder calcular la Razón de Eficiencia Energética (RRE), para así, continuar con el cálculo de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.1.7.

3.1.4.1.2 Procedimiento de ensayo de entalpia del refrigerante El procedimiento de ensayo de la entalpia del refrigerante, determina la potencia térmica del equipo, donde consiste en realizar mediciones de temperatura y presión a la entrada y salida de la unidad a ensayar con el fin de determinar mediante tablas termodinámicas o un software especializado los valores de entalpias y el cambio de entalpia del refrigerante. La razón de flujo del refrigerante debe medirse con un caudalímetro de tipo integrador conectado en la línea de líquido aguas arriba del dispositivo de control de refrigerante. Este medidor debe dimensionarse de tal manera que su caída de presión no exceda el cambio de presión de vapor de un delta de temperatura de 2 °C. Para realizar las mediciones de temperatura y presión, los instrumentos de medida deben instalarse aguas abajo del caudalímetro para determinar si el refrigerante este sub-enfriado. El procedimiento no puede ser empleado en aquellos casos cuando el refrigerante a la salida del medidor de flujo se encuentre a temperaturas menores a 2 °C y en fase líquido comprimido (subenfriado), así como, sí la temperatura a la salida de la sección interior se encuentra a menos de 3 °C y en fase vapor sobrecalentado. Para este ensayo la potencia térmica de enfriamiento total (∅𝑡𝑐𝑖), es calculada en el evaporador con la siguiente ecuación:

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∅𝑡𝑐𝑖 = 𝑥𝑟𝑞𝑟𝑜(ℎ𝑟2 − ℎ𝑟1) − 𝑃𝑖

Dónde: ∅𝑡𝑐𝑖 Potencia térmica del refrigerante en el evaporador [W] 𝑥𝑟 Relación de masa refrigerante-aceite [-] 𝑞𝑟𝑜: Flujo volumétrico del refrigerante [m^3/s] (ℎ𝑟2 − ℎ𝑟1) Entalpias especificas del refrigerante a la entrada y salida del evaporador [J/kg] 𝑃𝑖 Potencia de entrada en el lado interno [W] Para éste procedimiento la capacidad de calentamiento total se calcula con base a la siguiente ecuación:

∅𝑡ℎ𝑖 = 𝑥𝑟𝑞𝑟𝑜(ℎ𝑟1 − ℎ𝑟2) + 𝑃𝑖 Posterior de obtener la capacidad de refrigeración/enfriamiento (potencia térmica) es necesario utilizar estos resultados para poder calcular la Razón de Eficiencia Energética (RRE), para así, continuar con el cálculo de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.1.7. 3.1.4.1.3 Procedimiento de ensayo entálpico W (Water) o de la entalpia del agua Otro procedimiento muy utilizado es el ensayo de la entalpia del agua, metodología propuesta en la norma técnica colombiana NTC 4295:2005 es el ensayo entálpico W (Water) o de la entalpia del agua, en donde la potencia térmica del equipo se determina mediante la medición de la temperatura del agua a la entrada y salida de la sección correspondiente y la medición del caudal másico del agua. Este procedimiento puede ser aplicado a aquellos equipos ensamblados tipo paquete y con el serpentín condensador remoto, en caso que éste esté aislado con material de fibra de vidrio o equivalente con un espesor mínimo de 25 mm. La tasa de flujo de agua del serpentín del condensador debe ser medida con una cantidad de líquido de acuerdo con la NTC 515. La unidad de ensayo debe ser instalada según los requerimientos estipulados por el fabricante y tanto la entrada como la salida deben ser conectados a una unidad de tratamiento de agua la cual garantizará las temperaturas de acuerdo a las condiciones del ensayo. Entre ambos, es necesario instalar un medidor de caudal másico para el agua, así como, es necesario instalar una unidad de acondicionamiento de aire que garantice las condiciones ambientales del ensayo. Este método solo puede ser implementado si el compresor está ventilado en el flujo de aire interior o se encuentra ubicado en un compartimiento interior encerrado el cual no se encuentre ventilado ni aislado térmicamente. La potencia térmica de enfriamiento se calcula según la siguiente ecuación:

𝑞𝑡𝑐𝑜 = 𝑤𝑤𝐶𝑝𝑤(𝑡𝑤4 − 𝑡𝑤3) − 𝐸𝑡 Dónde: 𝑤𝑤: Tasa de flujo de agua a través del condensador [kg/s] 𝐶𝑝𝑤: Calor especifico del agua [kJ/kg °C] (𝑡𝑤4 − 𝑡𝑤3): Temperaturas del agua a la entrada y salida del equipo a ensayar [°C] 𝐸𝑡: Energía total de potencia demandada por la unidad de ensayo [kJ/s]. Posterior de obtener la capacidad de refrigeración/enfriamiento (potencia térmica) es necesario utilizar estos resultados para poder calcular la Razón de Eficiencia Energética (RRE), para así, continuar con el cálculo de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.1.7.

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3.1.4.2 Procedimiento de ensayo por calorímetro En los procedimientos calorimétricos, la potencia térmica se calcula mediante un balance de la primera ley de la termodinámica a partir de la energía suministrada al equipo o extraída por la unidad de tratamiento de aire y los balances de calor transferido por las paredes de la cámara calorimétrica.

Las dimensiones recomendadas para el diseño de la cámara calorimétrica las cuales van en función de la capacidad máxima de enfriamiento se encuentran establecidas en las normas de ensayo relacionadas.

La cámara calorimétrica también llamada calorímetro, permite determinar la capacidad de refrigeración de un equipo bajo ensayo controlando las condiciones de acondicionamiento del aire (temperatura y humedad relativa) dentro de la cámara. El calorímetro tiene dos compartimientos, uno interno y otro externo. En el lado interno usualmente se realizan pruebas de refrigeración las cuales deben ser comparadas realizando balances de energía por separado con el lado externo. Los dos compartimientos están separados mediante un “tabique” de separación, el cual debe estar constituido por un material aislante térmicamente y evitar al máximo las fugas de calor entre un lado y otro. Entre los compartimientos interior y exterior debe existir un dispositivo que se encargue de mantener las presiones iguales con una diferencia de presión estática no mayor de 1,25 Pa y permita medir el nivel de filtración, escape y ventilación del aire. Los instrumentos de medición de presión, de caudal, de temperatura y otros no deben interferir en la entrada del aire al equipo de ensayo. Las dimensiones generales del calorímetro deben ser consideradas previamente por un equipo de diseño que justifique bajo criterios de costos y de ingeniería las medidas apropiadas para realizar sin contratiempos las pruebas. Es necesario evitar cualquier restricción con las aberturas de succión o descarga de aire del equipo a ensayar. La velocidad del aire dentro de la cámara no debe superar 0,5 m/s y deben instalarse rejillas o placas perforadas para evitar turbulencia. La distancia mínima estipulada en las normas de ensayo relacionadas, desde la unidad a ensayar hasta las paredes o el techo debe ser de 1 m. Tanto el compartimiento externo e interno del calorímetro deben tener equipos de precisión que garanticen reacondicionamiento de aire según las condiciones expuestas en las normas. Las superficies internas de la cámara deben ser de material sin poros con todas las juntas selladas contra la fuga de aire y de humedad. La puerta de entrada debe estar sellada herméticamente contra la fuga de aire y de humedad. Como parámetros básicos el compartimiento interno debe tener instalado como mínimo un equipo que genere calor sensible y un sistema de humidificación, así como, el compartimiento externo debe contar con una unidad de refrigeración y deshumidificación. En ambos casos, debe existir un sistema de ventilación que garantice: la circulación de aire como mínimo dos (2) veces la cantidad del aire utilizado por cada compartimiento, y la circulación de aire hasta por lo menos un cambio de aire por minuto, en donde debe vencer la resistencia del equipo sin presentarse sobrecargas. Los instrumentos de muestreo deben estar ubicados en tubos los cuales deben tener un diámetro interno de 75 mm y la velocidad sobre ellos debe ser aproximadamente 5 m/s. Los consumos eléctricos de los motores de los ventiladores y el calor generado deben ser

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tenidos en cuenta en el balance de energía realizado en el calorímetro. En general, los calorímetros se clasifican en: ambiente calibrado y tipo equilibrado.

3.1.4.2.1 Procedimiento de ensayo por calorímetro tipo ambiente calibrado El procedimiento consiste en probar el equipo acondicionador de aire siguiendo las especificaciones técnicas y condiciones declaradas por el fabricante para su uso normal en el calorímetro, el cual posee dos compartimentos denominados “lado interior” y “lado exterior”. Todos los calorímetros deben estar aislados térmicamente para disminuir las pérdidas por fugas de calor (incluyendo transferencia de calor por radiación). Las pérdidas de calor de la cámara no pueden ser mayores al 5%. Las condiciones de ensayo deben mantenerse dentro de las tolerancias establecidas en la ISO 5151:2010. Así como, las condiciones de humedad relativa de acuerdo al Manual de HVAC&R deben estar en un intervalo entre 48% y 58%. La cámara calorimétrica del lado del recinto frio (lado interno) debe tener equipos que generen calor (cargas térmicas) el cual será extraído por el equipo a ensayar. Usualmente los equipos que generan las cargas térmicas son equipos de resistencias eléctricas. Las condiciones de temperatura y humedad relativa en la cámara calorimétrica se regulan mediante el proceso de humectación del aire y el encendido y apagado de las resistencias eléctricas, también llamadas planchas. No es necesario cumplir los requisitos de temperatura de bulbo húmedo cuando se realizan pruebas en equipos condensadores refrigerados con aire los cuales no generan evaporación de condensados. Los equipos de ensayo sobre los cuales su fabricante declare funcionamiento en dos frecuencias nominales deben ser probados en un ensayo para cada una de ellas. Igualmente si el fabricante declara dos voltajes nominales, deben realizarse pruebas sobre cada voltaje y/o realizar pruebas sobre el voltaje más bajo. Se debe disponer de un dispositivo de compensación de presión en el tabique entre los compartimentos del interior y exterior, para mantener una presión equilibrada no mayor entre los compartimentos de 1,25 Pa y permitir la medición de la fuga, del aire de escape y de ventilación. Alternativamente al ensayo de refrigeración simultaneo del lado interno y externo de la cámara para determinar la relación de eficiencia energética de los equipos, es necesario realizar una prueba de desempeño de la cámara, como mínimo cada seis (6) meses, utilizando un equipo industrial de calibración de la capacidad de refrigeración el cual debe estar calibrado por un laboratorio acreditado. Posterior de obtener la capacidad de refrigeración/enfriamiento (potencia térmica) es necesario utilizar estos resultados para poder calcular la Razón de Eficiencia Energética (RRE), para así, continuar con el cálculo de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.1.7. 3.1.4.2.2 Procedimiento de ensayo por calorímetro tipo equilibrado El calorímetro tipo equilibrado está basado en la medición de las temperaturas de bulbo seco que rodean al compartimiento (anillo térmico) igual a las temperaturas de bulbo seco que se mantienen en el compartimiento interno. Si las temperaturas de bulbo húmedo también se mantienen iguales, no se requieren condiciones de hermeticidad.

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El piso, el techo y las paredes de ambos compartimientos (lado caliente y frio) del calorímetro deben estar separados a una distancia mínima de 300 mm del piso, techo y las paredes controladas (anillo térmico) con el fin de garantizar uniformidad en la medición de la temperatura del aire en el espacio que se interpone, así como, el aire contenido en éste espacio debe circular para evitar la estratificación. En éste procedimiento las condiciones de pérdida de calor por las paredes, techo y piso deben ser inferiores al 10% de la capacidad del equipo instalado con diferencia de temperaturas de 11 °C ó 300 W para la misma diferencia de temperatura. 3.1.4.3 Cálculo de la capacidad de refrigeración La capacidad de refrigeración total de la cámara en el interior, según sea el ensayo: por calorímetro tipo equilibrado o por el calorímetro tipo ambiente calibrado, se determina con la siguiente ecuación:

∅𝑡𝑐𝑖 = �𝑃𝑖𝑐 + (ℎ𝑤1 − ℎ𝑤2)𝑊𝑟 + ∅𝑙𝑝 + ∅𝑙𝑖 Dónde: ∅𝑡𝑐𝑖 Capacidad de refrigeración total de la cámara en el interior [W] ∑𝑃𝑖𝑐 Entradas de energía a la cámara interior, ejemplo iluminación, entrada de energía eléctrica y térmica al

dispositivo de humidificación [W] (ℎ𝑤1 − ℎ𝑤2) Diferencia entre la entalpia específica del agua o vapor suministrada al compartimiento del lado interior

y la entalpia especifica de la mezcla condensada que sale del compartimiento del lado interior [J/kg] 𝑊𝑟 Es el vapor de agua condensado por el equipo [g/s] ∅𝑙𝑝 Fuga de calor a través de la separación del lado interior y el exterior [W] ∅𝑙𝑖 Fugas de calor en el compartimiento del lado interior a través de las paredes, el piso y el techo [W] La capacidad de enfriamiento en el exterior (∅𝑡𝑐𝑜) según sea el ensayo: por calorímetro tipo equilibrado o por el calorímetro tipo ambiente calibrado, se determina con la siguiente ecuación:

∅𝑡𝑐𝑜 = ∅𝑐 −�𝑃𝑜𝑐 − 𝑃𝑡 + (ℎ𝑤3 − ℎ𝑤2)𝑊𝑟 + ∅𝑙𝑝 + ∅𝑙𝑜

Dónde: ∅𝑡𝑐𝑜 Capacidad de refrigeración total de la cámara en el exterior [W] ∑𝑃𝑜𝑐 Suma de toda la entrada de potencia al compartimiento exterior, sin incluir la potencia del equipo bajo

prueba [W] (ℎ𝑤3 − ℎ𝑤2) Diferencia entre la entalpia específica del condensado eliminada por el serpentín de tratamiento de aire

en el equipo de reacondicionamiento del compartimiento exterior y la entalpia específica de la mezcla condensada que sale del compartimiento del lado interior [J/kg]

𝑊𝑟 Es el vapor de agua condensado por el equipo [g/s] ∅𝑙𝑝 Fuga de calor a través de la separación del lado interior y el exterior [W] ∅𝑙𝑜 Fugas de calor en el compartimiento del lado exterior a través de las paredes, el piso y el techo [W] ∅𝑐 Calor extraído por el serpentín de enfriamiento en el lado exterior La capacidad de refrigeración latente (∅𝑑) se puede calcular con la siguiente ecuación:

∅𝑑 = 𝐾1𝑊𝑟 Dónde: 𝐾1 Calor latente de vaporización del agua (2500,4 J/g a 0 °C) La capacidad de refrigeración sensible (∅𝑠𝑐𝑖) se determina con la siguiente correlación:

∅𝑠𝑐𝑖 = ∅𝑡𝑐𝑖 − ∅𝑑

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Posterior de obtener la capacidad de refrigeración/enfriamiento (potencia térmica) es necesario utilizar estos resultados para poder calcular la Razón de Eficiencia Energética (RRE), para así, continuar con el cálculo de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.1.7. 3.1.4.4 Flujograma

Temperatura del aire que pemetra en el interior (°C)Bulbo seco: 27°CBulbo humedo: 19°C

Temperatura del aire que pemetra en el exterior (°C)Bulbo seco: 35°CBulbo humedo: 24°C

Temperatura del agua del condensador(°C)Bulbo seco: 30°CBulbo humedo: 35°C

Frecuencia eléctrica nominalTensión eléctrica nominal

Acondicionadores de aire tipo T1

Establecer las condiciones de ensayos para determina la capacidadde enfriamiento en el lado interior y en el lado exterior del calorimetro.

Revisión e identificación del artefacto.

Recepción del equipo

Instalar acondicionador de aire en el interior del calorimetro de recinto

acorde con las instrucciones del

Identificar tipo de acondicionador de aire T1, T2 o T3











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Figura 3.1.1 Diagrama de flujo acondicionadores de aire Fuente: Elaboración propia

3.1.4.5 Buenas Prácticas − En el momento de instalar los equipos e instrumentación para la instalación de un

calorímetro de recinto, se debe disponer de amplios espacios físicos, con el fin de facilitar un montaje adecuado.

− Durante el desarrollo de los ensayos es necesario que la temperatura circundante del lado exterior del equipo en prueba, sea la misma que la temperatura del aire de entrada en el lado exterior del equipo.

− En los casos en donde los equipos suministre la tubería de interconexión como parte

integral del acondicionador de aire se recomienda realizar el ensayo con la totalidad de la tubería suministrada.

− Para realizar las mediciones de temperaturas durante los ensayos se recomienda

utilizar: termómetros de vidrio con columna de mercurio, termopares o termómetros de resistencia eléctrica.

− Para realizar las mediciones de presión durante los ensayos se recomienda utilizar:

columna de mercurio, tubo bourdon o transductores electrónicos de presión.

Entrega de resultados

Mantener durante 1 hora mínimo antes de iniciar el registro de datos

Realizar la toma de datos cada 5 minutos durante 30 minutos de

ensayo (en total son 7 grupos de lecturas)

Los resultados obtenidos se llevan a los modelados matemáticos

establecidos en el RETIQ, Articulo 7.1 y 8.1

El resultado del ensayo de capacidad debe definir:

a) Capacidad de enfriamiento nominalb) Capacidad de enfriamiento sensiblec) capacidad de enfriamiento latente

e) Tasa de flujo de aire interiorf) resistencia externa al flujo de aire

internog) Suministro efectivo de energís para el equipo o siministros individuales de

energía para cada componente del equipamento eléctrico.

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− Para desarrollar los ensayos, se debería contar con uno o dos cuartos de prueba de

acuerdo al equipo a ser probado y de las instrucciones de instalación establecidas por el fabricante.

− No se debe hacer alteraciones a los equipos excepto para sujetar los artefactos e

instrumentos de prueba necesarios. 3.1.5 Infraestructura 3.1.5.1 Personal El personal mínimo requerido por un laboratorio para ejecutar el ensayo bajo condición de acreditado es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA. La necesidad de dos (2) analistas es con el fin de asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible contar con un solo analista. 3.1.5.2 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia Cualquiera que sea el método utilizado, el laboratorio debe cumplir las condiciones especificadas por las normas para su desarrollo:

− El acondicionador de aire debe ser ensayado en funcionamiento de su carga plena.

− Los valores de suministro eléctrico deben ser medidos durante el desarrollo de la prueba.

− Las normas relacionadas en el numeral 3.1.1 del presente capitulo establecen rangos de tolerancia y precisión para los valores de corriente, tensión eléctrica y frecuencia.

− El montaje de los acondicionadores de aire a los equipos de ensayo según el método utilizado, debe ser en la forma como lo recomienda el fabricante del ítem.

− El equipo de ensayo (calorímetro o medidor de flujo) y el ítem bajo prueba

(acondicionador de aire) deben estar en condiciones de equilibrio térmico al interior del laboratorio como mínimo una (1) hora antes de iniciar la toma de datos.

− La prueba debe suministrar información de la capacidad de enfriamiento total, sensible y latente en el lado interior del compartimento.

− La toma de datos debe realizarse cada cinco (5) minutos y se debe extender por una (1) hora hasta que se logre el grupo de datos y cumplimiento de las tolerancias en los valores definidos de control, normalmente obtenidos en la última media hora.

3.1.5.3 Equipos Para ejecutar el método de ensayo de acondicionadores de aire se requieren los equipos establecidos en la Tabla 3.1.1.

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Los laboratorios acreditados deben calibrar debidamente todos estos equipos, bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud y la incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica).

Equipo Especificaciones técnicas Precisión

Termómetros Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 50 °C Resolución: 0,1 °C ± 0,1 °C

Medidor de presión Intervalo de medición desde 0.2 m/s a 20 m/s Resolución: 0,1 m/s

Aire: ± 1,25 Pa Agua: ± 2%

Barómetro Intervalo de medición de 0 mbar a 1 100 mbar Resolución: 0,1 mbar ± 5 mbar

Medidor de energía o analizador de potencia

Intervalo de medición: 0 V a 240 V fase – fase 0 A a 100 A ± 0,5 %

Cronómetro Intervalo de 00 h 00 min 00,00 s a 9 h 59 min 59,99 s Resolución 0,01 s ± 0,2 %

RTD o termopar con indicador

Intervalo de medición: -100 °C a 600 °C Indicador con Resolución: 0,05 K ± 0,2 K

Caudalímetro Intervalo de medición: 0 m3/s a 0,5 m3/s Resolución: 0,01 m3/s ± 2 %

Balanza

Intervalo de medición de 0 kg a 120 kg Resolución (d): 10 g Reproducibilidad: 10 g Linealidad: ± 30 g Carga mínima: 20 g

± 0,05 %

Tabla 3.1.1 Equipos requeridos por el método de ensayo

Fuente: Elaboración propia 3.1.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capitulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo consultor quien elaboró el presente documento. 3.1.6.1 Modelo matemático

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 𝐿𝑖𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 Dónde: 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜: Consumo de energía 𝐿𝑖𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜: Lectura del instrumento patrón. 3.1.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el informe de calibración para el medidor de energía o analizador de potencia;

− Resolución del medidor de energía o analizador de potencia;

− Incertidumbre por deriva del instrumento de medición de energía.

𝑘𝑊ℎ = 𝐶𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 + 𝐶𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 + 𝐶𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎 + 𝐶𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜

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Dónde:

𝐶𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑: Contribución de incertidumbre estándar por repetibilidad, si aplica; 𝐶𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛: Contribución de incertidumbre estándar por resolución; 𝐶𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎: Contribución de incertidumbre estándar por deriva; 𝐶𝑐𝑒𝑟𝑡𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜: Contribución de incertidumbre estándar por certificado.

𝑊ℎ�� = 1𝑛�

𝑊ℎ𝑘

𝑛

𝑘=1

𝑆(𝑊ℎ) = �1

𝑛 − 1��𝑊ℎ𝑘 −𝑊ℎ��2

𝑛

𝑘=1

𝑢1(𝑊ℎ) = 𝑠�𝑊ℎ�� =𝑠(𝑊ℎ)√𝑛

Dónde: 𝑊ℎ��: Valor promedio de las mediciones; fuente de incertidumbre tipo A; 𝑊ℎ: Consumo de energía; 𝑆(𝑊ℎ): Desviación estándar (experimental); 𝑢1(𝑊ℎ): Repetibilidad. 3.1.6.3 Contribuciones

Fuente de incertidumbre Tipo Valor de incertidumbre Distribución k U

Incertidumbre repetibilidad A 𝑢1(𝑊ℎ) =

𝑠(𝑊ℎ)√𝑛

Normal √𝑛 𝑢1

Incertidumbre Equipo kW Certificado

B 𝑈𝑘 Normal 𝑈𝑐 𝑢2

Resolución kW B 0.0001

2√3 Rectangular 2√3 𝑢3

Error equipo (deriva) B

𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 − 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟2√3

Rectangular √3 𝑢4

Tabla 3.1.2 Resumen incertidumbre consumo de energía


3.1.6.4 Coeficientes de sensibilidad

𝐶1 =𝜕𝑊ℎ

𝜕𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 = 1

3.1.6.5 Incertidumbre combinada

𝑢𝑐 = �(𝑢1 ∙ 𝑐)2 + (𝑢2 ∙ 𝑐)2 + (𝑢3 ∙ 𝑐)2 + (𝑢4 ∙ 𝑐)2 3.1.6.6 Incertidumbre expandida

𝑈 = 𝑘 ∙ 𝑢𝑐 Dónde: 𝑢𝑐: Incertidumbre combinada; k: Valor de cobertura o de expansión. Este puede ser obtenido de la tabla t Student con base en la

determinación de los grados efectivos de libertad de la medición.

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3.1.7 Resultados Los resultados de capacidad de enfriamiento deben expresar cuantitativamente los efectos producidos en el aire por el acondicionador de aire sometido a ensayo. Los resultados deben incluir entre otros las siguientes cantidades:

− Capacidad de enfriamiento total en vatios. (W)

− Capacidad de enfriamiento sensible, en vatios.

− Capacidad de enfriamiento latente, en vatios.

− Tasa de flujo de aire interior, en metros cúbicos por segundo de aire normal.

− Resistencia externa al flujo de aire interno, en pascales.

− Suministro efectivo de energía para el equipo. (We) El RETIQ especifica que la Razón de Eficiencia Energética (RRE) representa la eficiencia del enfriamiento expresada, como la relación entre la capacidad de enfriamiento medida (potencia frigorífica) (Wt) y la potencia eléctrica absorbida medida en (We), (Wt/We), evaluadas en condición de operación nominal. El consumo de energía se debe evaluar con base en el resultado de ensayo y mediante cálculo matemático para un periodo de uso equivalente a 132 horas al mes de acuerdo con la siguiente ecuación:

Consumo energía (kWh/mes)= 132 (h/mes) x Resultado de ensayo de consumo de energía para 1 hora (kWh/h) 3.1.8 Otros elementos de relevancia 3.1.10.1 Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica de entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición. 3.1.10.2 Realizar control de calidad interno: Proceso periódico planificado que busca asegurar la calidad de los resultados que emite el laboratorio. Para el desarrollo correcto de esta actividad, es importante contar con: Ítems retenidos homogéneos y estables, de ser posible, materiales de referencia certificados y la aplicación de varias técnicas estadísticas. 3.1.10.3 Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud: Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al documento CEA-02 de ONAC, que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de aires acondicionados. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de calidad. 3.1.10.4 Mantener y mejorar la competencia técnica del personal. Capacitación y entrenamiento continuos por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

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3.2 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA CALENTADORES DE AGUA ELÉCTRICOS, TIPO ACUMULADOR

3.2.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador se encuentran establecidos en el artículo 14.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma IEC 60379:1987 Methods for measuring the performance of electric storage water-heaters for household purposes. Adicionalmente, en el artículo 14.4.1 del anexo general del RETIQ se establece la norma equivalente para el desarrollo de los métodos de ensayo de los calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador, es la NTC 4720:2002, métodos para definir el desempeño de los calentadores eléctricos para almacenamiento de agua para propósitos domésticos. 3.2.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los calentadores de agua eléctricos tipo almacenamiento, con una potencia de hasta 12 kW. 3.2.3 Calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador Un calentador de agua eléctrico tipo acumulador es un artefacto termodinámico, el cual tienen como función utilizar energía con el ánimo de poder aumentar la temperatura en este caso del agua contenida en un depósito. Actualmente este tipo de artefactos están integrados de varios elementos que ayudan a cumplir con su función, es por lo cual a continuación se presentan aquellas partes que están integrados los calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador:

− Tanque o depósito: Es el elemento en donde se acumula el agua para efectos de elevar su temperatura. El tanque o depósito debe tener la facultad de mantener la presión de acuerdo a la capacidad por la cual fue diseñado.

− Resistencia: Tiene como objeto convertir energía eléctrica en calor, el cual está fabricado de un alambre sin recubrimiento, el cual puede ser de dos tipos de resistencias: sumergida y en seco o cerámica.

− Termostato: Tiene como función principal controlar la temperatura del agua al interior del artefacto, en donde sus funciones se fundamentan en la interrupción de la alimentación de corriente hacia la resistencia del calentador el cual está en función de la temperatura, así como, permitir que la temperatura se pueda ajustar por el usuario.

− Válvulas de seguridad: Controla la presión del agua en el calentador. Adicionalmente, el calentador de agua eléctrico, tipo acumulador debe estar acompañado de un aislamiento térmico el cual aumenta la eficiencia del artefacto, al minimizar la transmisión de calor, garantizando que el agua tendrá la temperatura deseable en el mayor tiempo posible. El principio de funcionamiento de un calentador de agua eléctrico, tipo acumulador consiste en que el agua fría que contiene el tanque se ubica en el fondo del mismo, debido a que el agua al calentarse aumenta su densidad y tiende ubicarse en la parte

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superior del tanque, por lo tanto el agua se ubica por capas de acuerdo a su densidad, siendo el agua caliente, la primera en desocupar el recipiente. Los calentadores de agua eléctrico, tipo acumulador se pueden clasificar de acuerdo al número de servicios a prestar (baños, uso para la cocina, lavado de ropa, entre otros), capacidad del calentador, entre otros. Sin embargo, actualmente el RETIQ establece la clasificación de acuerdo al control de operación:

− Tipo I: Calentadores de agua en donde el control de operación primario es sobre la temperatura;

− Tipo II: Calentadores de agua en donde el control de operación primario es activado sobre el flujo.

3.2.4 Descripción de ensayo El RETIQ establece a través de la IEC 60379:1987 el método de ensayos que debe realizarse para el caso los calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador, sin embargo, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes por medio de la NTC 4720:2002, la cual es adopción modificada de la IEC 60379:1987. El comité técnico de normalización quién elaboró la NTC 4720:2002 tomó como base la norma IEC 60379:1987, sin embargo, realizó las siguientes dos modificaciones respecto a su documento de referencia: se incluyó el anexo A, de carácter normativo sobre eficiencia en calentadores, así como, modificó la Figura 3 de tal manera que las entradas y salidas del calentador están localizadas en la parte superior. La demás información contenida en la norma es adopción idéntica de su documento de referencia IEC 60379:1987, es por lo cual, los métodos de ensayo descritos en ambas normas son igualmente válidos para el RETIQ. Sin embargo, la descripción del ensayo se realizara acorde a lo establecido en la norma IEC 60379:1987. 3.2.4.1 Preparación de ensayo 3.2.4.1.1 Montaje Los calentadores que se encuentran en paredes deben estar instalados en un panel con una distancia de 150 mm como mínimo de cualquier pared estructural. Adicionalmente, es necesario que se encuentre ubicado con espacio libre de 250 mm en la parte superior e inferior, así como, 700 mm en los demás lados del calentador. Para aquellos calentadores que deben instalarse en las paredes, así como, en el piso, deben cumplir con las recomendaciones de instalación del fabricante. 3.2.4.1.2 Medición de temperatura del agua y consumo de energía Para realizar las mediciones de temperatura del agua que se encuentra al interior del calentador de agua eléctrico, se debe realizar por medio de una termocupla instalada en la parte superior del tanque. Para obtener la temperatura promedio del agua después de la desconexión del termostato (𝜃𝐴), que se registran después de cada desconexión, así como, la temperatura promedio registrada después de cada conexión (𝜃𝐸), se calculan por medio de las ecuaciones establecidas en el numeral 10.1 de la IEC 60379:1987. Para el caso de las mediciones de la temperatura del agua que se extrae del tanque, se deben realizar por medio de un flujo continuo, por lo cual es necesario realizar lecturas continuas e incluso se pueden realizar a periodos continuos de descarga para así calcular el valor de promedio (𝜃´𝑝), del agua.

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Para la medición de la energía eléctrica que se consume por parte del calentador de agua eléctrico, tipo acumulación, es necesario registrarla en kilowatios/hora. 3.2.4.2 Métodos de ensayo Los métodos para medir el desempeño de los calentadores eléctricos, tipo acumulación está determinado por las mediciones establecidas en la Tabla 3.2.1.

Verificación de la capacidad nominal Perdida estática por cada 24 h Salida de agua caliente Tiempo de recalentamiento Factor de Mezcla Desviación de la calibración del termostato de caratula Variación cíclica

Tabla 3.2.1 Mediciones de calentadores eléctricos

Fuente: Elaboración propia 3.2.4.2.1 Verificación de la capacidad nominal Para determinar la capacidad nominal del calentador de agua eléctrico es necesario que el tanque se encuentre lleno de agua como en su operación normal. Posterior, se debe desocupar preferiblemente por la entrada del agua y en caso que no se pueda, se puede realizar por la abertura del drenaje, y así garantizar la medición del agua, la cual se debe registrar en función de volumen, en este caso en litros. 3.2.4.2.2 Perdida estática por cada 24 horas Para calcular la perdida estática por cada 24 horas (Qpr) se debe ingresar agua fría al calentador de agua, con el ánimo de poner en funcionamiento el calentador y lograr condiciones estables de operación. Posterior, se debe calcular la perdida estática por cada 24 horas (expresado en kWh por 24 horas) por medio de la siguiente ecuación:

𝑄𝑝𝑟 = 45

𝜃𝑀 − 𝜃𝑎𝑚𝑏 𝑥 𝐸

Dónde: 𝜃𝑀: Temperatura promedio del agua sin extracción 𝜃𝑎𝑚𝑏: Temperatura ambiente durante los ensayos 𝐸: Consumo de energía por cada 24 h Donde el consumo de energía por cada 24 horas (E) se calcula de la energía acumulada consumida durante el tiempo que se mide en un periodo menor de 48 horas al inicio y finalización del corte del termostato, de acuerdo a lo establecido en el numeral 14 de la IEC 60379:1987. 3.2.4.2.3 Salida de agua caliente Después de realizar la medición de pérdida estática por cada 24 horas se debe apagar el calentador después de un corte del termostato, en donde se debe retirar, en una velocidad constante, una misma cantidad de agua a la capacidad nominal, suministrando agua fría. La velocidad (tasa de flujo) se debe ajustar de acuerdo a la capacidad nominal del calentador de agua eléctrico. La temperatura de salida del agua caliente 𝜃𝑝 se debe registrar como capacidad nominal,

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así como se debe calcular de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝜃𝑝 = 50 𝑥 𝜃´𝑝 − 𝜃𝑐𝜃𝐴 − 𝜃𝐶

+ 15

Dónde: 𝜃´𝑝: Temperatura promedio del agua para la determinación de 𝜃𝑝 𝜃𝑐: Temperatura del agua fría 𝜃𝐴: Temperatura promedio del agua después de desconectado el termostato 3.2.4.2.4 Tiempo de recalentamiento Posterior de calcular la temperatura de salida del agua caliente 𝜃𝑝 se debe conectar el calentador y así poder determinar el tiempo de calentamiento desde el momento que se prende el calentador hasta el primer corte del termostato. Para calcular el tiempo de recalentamiento del agua de 15 °C hasta 64 °C se realiza de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝑡𝑅.50 = 𝑡𝑅 𝑥 50

𝜃𝑅 − 𝜃𝐶

Dónde: 𝑡𝑅.50: Tiempo de recalentamiento para un aumento en la temperatura del agua a 50 K 𝑡𝑅: Tiempo de recalentamiento 𝜃𝑅: Temperatura del agua después del recalentamiento 𝜃𝑐: Temperatura del agua fría Posterior se debe apagar el calentador y no permitir el ingreso de agua al calentador, en donde se retira el agua del artefacto para medir la temperatura promedio de agua por extracción sin reponer el agua fría 𝜃𝑊. 3.2.4.2.5 Factor de mezcla Se debe comparar las temperaturas promedio del agua con y sin agua fría que se encuentra dentro del calentador de agua eléctrico, el cual se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝐹𝑀 = 𝜃𝑤 − 𝜃𝑝𝜃𝑤 𝑥 100

Dónde: 𝐹𝑀: Factor de mezcla 𝜃𝑤 Temperatura promedio del agua después de sacarla sin reponerla 𝜃𝑝: Temperatura promedio del agua al determinar la salida de agua caliente 3.2.4.2.6 Desviación de la calibración del termostato La medición es únicamente aplicable a termostatos que el usuario puede ajustar, así como, el termostato tiene una carátula expuesta. La desviación de la calibración del termostato se obtiene de acuerdo a la siguiente ecuación, realizando la comparación de la lectura de la carátula con la temperatura promedio del agua:

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𝐴 = 𝜃𝐴 − 𝜃𝐸 Dónde: 𝐴: Desviación de calibración del termostato 𝜃𝐴: Temperatura promedio del agua después de desconectado el termostato 𝜃𝐸: Temperatura promedio del agua después de la conexión del termostato 3.2.4.2.7 Variación cíclica de la temperatura Para determinar la variación cíclica se realiza de acuerdo a la siguiente ecuación:

∆𝜃 = 𝜃𝐴 − 𝜃𝐸 Dónde: 𝜃𝐴: Temperatura promedio del agua después de desconectado el termostato 𝜃𝐸: Temperatura promedio del agua después de la conexión del termostato Luego de realizar las diferentes mediciones establecidas en la Tabla 3.2.1 y de obtener todos los valores respectivos provenientes de los cálculos, se debe realizar el consolidado de los consumos de energía obtenidos para efectos de obtener el consumo mensual de energía de acuerdo al numeral 3.2.7. 3.2.4.3 Flujograma

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Figura 3.2.1 Diagrama de flujo ensayo calentador eléctrico tipo acumulación Fuente: Elaboración propia

3.2.4.4 Buenas prácticas

− Para la medición de la temperatura ambiente para el ensayo deben realizarse cuando se encuentre en condiciones estables, por lo cual no se puede realizar la medición cuando se extrae el agua caliente del calentador.

− En los casos en donde se realice mediciones a calentadores que por diseño se instalan en el piso, se recomienda que se ubiquen en un piso falso para que poder realizar más fácilmente las mediciones.

− Durante las mediciones es necesario que el termostato que se utiliza en el calentador de agua eléctrico se mantenga sin alteraciones. En caso que el termostato posea una carátula para relacionar la temperatura, se debe registrar la lectura equivalente en la carátula.

3.2.5 Infraestructura requerida 3.2.5.1 Personal

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El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de la calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.2.5.2 Instalaciones Para cumplir los requerimientos del método, es necesario instalar un depósito con un volumen mínimo de 200 litros de agua, con la capacidad de calentar o enfriar, según se requiera. El depósito tendrá un control electrónico que se encargará de mantener la temperatura en los límites establecidos. Cada puesto debe contar con sensores de termo resistencia, tomacorriente con tensión controlada y electroválvulas. Los sensores de termo resistencia se utilizan para medir las tres (3) temperaturas ambientes alrededor del calentador: temperatura interna, de entrada y salida de agua. El calentador se conecta a un tomacorriente de tensión variable, la cual se ajusta a diferentes valores, dependiendo del punto que se está ensayando. Las electroválvulas permiten la entrada y la salida del agua del calentador, de forma que se pueda realizar las diferentes etapas del ensayo. 3.2.5.3 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia Las condiciones ambientales y magnitudes de influencia que deben tener en cuenta para el ensayo de los calentadores de agua eléctricos tipo acumulador son las siguientes:

− El desarrollo del ensayo se debe realizar en un área el cual es necesario que se encuentre libre de corrientes de aire y dentro de un intervalo de temperatura de 20 °C ± 2 °C.

− Para calcular la temperatura ambiente se debe realizar en una humedad relativa del aire no mayor que 85%, así como, no es recomendable realizar las mediciones, en caso que la tensión para poder obtener la potencia nominal se desvía más de 5% de la tensión nominal

3.2.5.4 Equipos Para ejecutar el método de ensayo de los calentadores de agua eléctricos, tipo acumulador, es necesario contar con los equipos establecidos en la Tabla 3.2.2. Los laboratorios de calibración acreditados deben calibrar todos estos equipos, bajo norma NTC/ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica).

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Equipo Especificaciones técnicas Precisión Termocuplas y termoresistencias

Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 100 °C Resolución: 0,1 °C ± 1 °C

Manómetro Intervalo de medición desde 0 kPa a 700 kPa ± 1 %

Barómetro Intervalo de medición de 0 mbar a 1 100 mbar Resolución: 0,1 mbar ± 0,34 mbar


Intervalo de medición: 0 V a 240 V fase – fase 0 A a 100 A ± 1 %

Caudalímetro Intervalo de medición: 2 l/min a 40 l/min Resolución: 0,1 l/min Temperatura del medio: máxima 90 °C

± 1 %

Cronómetro Intervalo de 00 h 00 min 00,00 s a 9 h 59 min 59,99 s Resolución 0,01 s ± 0,5/h s



Balanza

Intervalo de medición de 0 kg a 1 200 kg Resolución (d): 0,1 kg Reproducibilidad: 0,200 kg Carga mínima: 0,500 kg

± 1 %


Fuente: Elaboración propia 3.2.6 Estimación de incertidumbre de ensayo Se recomienda que el laboratorio cuente dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM), teniendo en cuenta que lo descrito a continuación es un modelo aplicable y sugerido en cualquiera de los dos métodos pero será el laboratorio con su infraestructura y experiencia, quien determine la conveniencia del mismos. Para el desarrollo de esta temática, se plantea lo siguiente: 3.2.6.1 Modelo matemático

oinstrumentLConsumo = Consumo: Consumo de energía L instrumento: Lectura del instrumento patrón 3.2.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el certificado de calibración para el medidor de energía o analizador de potencia;

− Resolución del medidor de energía o analizador de potencia;


ocertificadderivaresolucióndadrepetibili CCCCkWh +++= Dónde: C Repetibilidad: Contribución incertidumbre estándar por repetibilidad C Resolución: Contribución incertidumbre estándar por resolución C deriva: Contribución incertidumbre estándar por deriva C certificado: Contribución incertidumbre estándar aportada por la calibración del instrumento

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∑=

=n

kkWh

nWh

1

1 : Valor medio de las mediciones, fuente de incertidumbre tipo

Wh; Consumo de energía ( ) ( )∑

=

−−

=n

kk WhWh

nWhS

1

2

11 : La desviación estándar (experimental)

( ) ( ) ( )n

WhsWhswhu ==1: Repetibilidad

3.2.6.3 Contribuciones a) Incertidumbres típicas

Fuente de incertidumbre Tipo Valor incertidumbre Distribución k U

Incertidumbre repetibilidad A ( ) ( )

nkWSTu =1

Normal n u1

Incertidumbre Equipo kW

Certificado

B kU

Normal Uc u2

Resolución kW B 32

0001.0 Rectangular 32 u3

Error equipo (deriva) B 32×

− iorerroranterlerroractua

Rectangular 3 u4

Tabla 3.2.3 Resumen incertidumbre consumo de energía

Fuente: Elaboración propia b) Coeficientes de sensibilidad

11 =∂∂

=lectura

whC


( ) ( ) ( ) ( )242

32

22

1 cucucucuuc ×+×+×+×=

3.2.6.5 Incertidumbre Expandida

cukU *= Dónde:

Cu ; es la incertidumbre combinada.

k ; es el valor de cobertura o de expansión. Este se puede obtener de la tabla t de Student, con base en

50

la determinación de los grados efectivos de la libertad de la medición. 3.2.7 Resultados Los resultados deben determinar como mínimo: la capacidad a la primera hora, valor de eficiencia de recuperación, consumo diario de energía, cantidades correctas de energía consumida y factor de energía (FE). El RETIQ establece como variables a declarar en el etiquetado de calentadores de agua eléctricos, tipo acumulación, la “eficiencia” expresada en porcentaje (%), así como el consumo de energía en kWh/mes, evaluados de acuerdo con el ensayo, estableciéndose los rangos de eficiencia para la clasificación, el método de prueba para su evaluación, los requisitos de muestreo mínimo y criterios de aceptación. La eficiencia para los calentadores de agua se determinará mediante ensayo en términos de un Factor de Energía (FE) y la capacidad de suministro de agua caliente en la primera hora de operación.

Consumo mensual de energía (kWh)= Energía total media consumida en una hora de ensayo (kWh)*45 (horas/mes)

3.2.8 Otros elementos de relevancia

− Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica para entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición.

− Realizar control de calidad interno. Proceso periódico planificado que busca

asegurar la calidad de los resultados que emite el laboratorio. Para el desarrollo correcto de esta actividad, es importante contar con: Ítems retenidos homogéneos y estables, de ser posible, materiales de referencia certificados y la aplicación de varias técnicas estadísticas.

− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud. Búsqueda

de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-04 de ONAC y que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.

− Mantener y mejorar la competencia técnica del personal. Capacitación y

entrenamiento continúo por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

51

3.3 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA CALENTADORES DE AGUA A GAS, TIPO ACUMULADOR

3.3.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los calentadores de agua a gas, tipo acumulador se encuentran establecidos en el artículo 15.1.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la NTC 5042:2002, “Gasodomésticos. Calentadores tipo acumulador que emplean gas para la producción de agua caliente. Características constructivas, funcionales y de seguridad”, la cual es una adopción idéntica de la UNE EN 89:2000. La NTC 5042:2002 contiene los requisitos y procedimientos de ensayo relativos a la construcción, seguridad, el uso racional de la energía, el desempeño, el medio ambiente, la clasificación y el rotulado de los artefactos de producción de agua caliente por acumulación para usos sanitarios. El capítulo 8 de la NTC 5042:2002 establece las metodologías para el cálculo de la eficiencia y el consumo de mantenimiento. Adicionalmente, en el artículo 15.1.4.1 del anexo general del RETIQ se establece la norma equivalente para el desarrollo de los métodos de ensayo de los calentadores de agua a gas, tipo acumulador, EN 13203-2:2015, “Aparatos de uso doméstico que utilizan combustibles gaseosos para la producción de agua caliente sanitaria. Aparatos con un consumo calorífico inferior o igual a 70 kW y con una capacidad de almacenamiento de agua inferior o igual a 300 l. Parte 2: Evaluación del consumo energético”. 3.3.2 Alcance De acuerdo con lo definido en el numeral 1 de la NTC 5042:2002 y en el artículo 15.1.2.1 de la Resolución 41012 de 2015, estos requisitos aplican a los calentadores de acumulación que cumplan los siguientes criterios: a) Criterio 1. Clasificación por tipo. Incluye los artefactos que estén clasificados por tipo, es decir de acuerdo con la metodología para obtener el aire requerido para la combustión y el sistema para la extracción de los productos de la combustión en los siguientes grupos: A, B1, B11, B11BS, C1, C11, C12, C13, C2, C21, C3, C31, C32, C33, C4, C41, C42, C43, C5, C51, C52, C53, C6, C62, C63”, b) Criterio 2. Tipo de quemador principal. Solo aplica a los artefactos que tienen quemadores atmosféricos. Nota 1. Criterio exclusivo de la NTC 5042:2002 c) Criterio 3. Clasificación por categorías. Es decir, la capacidad del artefacto para operar con gases de la primera, segunda o tercera familia, según lo establecido en la NTC 3527. Nota 1. Criterio exclusivo de la NTC 5042:2002 d) Criterio 4. Por potencia del quemador. Aplica a calentadores de agua a gas tipo acumulador, de consumo calorífico nominal inferior o igual a 150 kW (sobre poder calorífico inferior). Nota 1. Criterio exclusivo de la NTC 5042:2002 e) Criterio 5. Uso de calor de los productos de la combustión. Aplica a los artefactos que utilizan el calor de condensación del agua, contenida en los productos de la combustión. Nota 1. Criterio exclusivo de la NTC 5042:2002

52

f) Criterio 6. Fuente y destino del agua caliente. Aplica a los artefactos que tienen toma de agua desde el sistema de suministro normal de la red de distribución de agua y artefactos de circuito abierto. Nota 1. Criterio exclusivo de la NTC 5042:2002 3.3.3 Calentadores de agua a gas, tipo acumulador El calentador de agua de acumulación, funciona buscando la mejor relación de dos sistemas independientes (combustión de gas y almacenamiento y conducción de agua), que interactúan para calentar el agua. El primer sistema es el de combustión de gas, el cual debe generar la mayor cantidad de energía en forma de calor para que éste sea transmitido al fluido que se encuentra almacenado en un sistema independiente y que busca absorber la mayor cantidad de energía térmica, todo esto en un intervalo de tiempo definido para que ocurra un intercambio energético. Los gasodomésticos o artefactos que funcionan con gas suministran energía calórica originada en la combustión. Esta energía puede ser transmitida por: conducción, convección o radiación, las cuales se resumen de la siguiente manera:

− La conducción se da entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura, sin que exista transferencia de materia entre ellos, por ejemplo: cuando la llama calienta el recipiente que contiene el agua que vamos a calentar, el calor fluye siempre de la zona de mayor temperatura a la de menor temperatura.

− La convección implica transmisión de calor de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura, a través de un gas o un líquido en movimiento que absorbe y transporta la energía de la llama, no de manera directa, sino a través del agua circulante. En este tipo de calentadores adicionalmente hay aprovechamiento del calor contenido en los productos de la combustión, el cual se aprovecha para que durante su tránsito de salida del artefacto precalienten el recipiente contenedor del agua a calentar.

− La radiación se percibe por el calor emitido por un cuerpo, debido a su mayor temperatura, sin que exista contacto entre estos.

En el calentador de acumulación en general operan los tres métodos de transmisión de calor: la conducción, por contacto de la llama del quemador principal con el recipiente contenedor del agua; la convección, por la absorción de energía térmica proveniente del quemador por la masa de agua en donde el medio es el recipiente contendor y la radiación, por la transferencia de calor al agua debida al calor radiado por la chimenea de extracción de los productos de la combustión. En general se trata de medir que tanta energía le entregamos al sistema y cuanta de energía térmica logramos aprovechar para el calentamiento del agua. 3.3.3.1 Criterios de clasificación de calentadores de agua a gas tipo acumulador Los calentadores de agua a gas tipo acumulador, se clasifican, de acuerdo a lo establecido en numeral 4 de la NTC 5042:2002, por dos criterios fundamentales:

1. Por categorías. Esta se realiza en función de la familia de gas combustible que emplee el artefacto. Si solo emplean gases de una familia, son clasificados como Categoría I, si pueden empelar gas de dos familias se clasifican como Categoría II

53

y si pueden emplear gas de las tres familias se clasifican como Categoría III. Para ello es importante recordar que, los gases se clasifican en tres grandes familias, y que en Colombia solo empleamos gases de la segunda familia (es decir gases de la segunda familia correspondientes al gas metano y sus variaciones) y de la tercera familia (es decir gases licuados del petróleo, fundamentalmente propano/butano y sus mezclas), de donde podemos inducir que los artefactos serán Categoría I o a lo máximo Categoría II.

2. Por tipos. Esta se realiza de acuerdo a la metodología empleada para la alimentación del aire comburente y a la metodología para la evacuación de los productos de la combustión, y se consideran tres tipos, a saber: Tipo A, si no requieren de ningún tipo de conexión para la evacuación de los productos de la combustión; Tipo B, son aquellos que requieren de instalación a un mecanismo para extraer los productos de la combustión, de manera que no exista contacto de los mismos con el recinto en donde está instalado el artefacto, y la toma de aire para la combustión se realiza del mismo sitio o recinto donde se encuentra instalado el artefacto; Tipo C, son aquellos que tanto la toma de aire para la combustión como la evacuación de los productos de la combustión se realiza externamente al sitio en que se encuentra instalado el artefacto. En general son sistemas aislados del ambiente del recinto donde está instalado el artefacto. En los artefactos Tipo A es indispensable considerar condiciones de seguridad adicionales a las características constructivas del artefacto, que el fabricante debe tener en cuenta y advertir al usuario, tales como: Condiciones de “confinamiento” del sitio donde se va a utilizar el artefacto, lo cual tiene que ver con la disposición de aire de dilución de los productos de la combustión generados por el artefacto y lógicamente la potencia del quemador del artefacto, ya que se debe asegurar que existe como mínimo 1 m3 de aire limpio disponible en el recinto de instalación por cada 4,2 kW de potencia del quemador con que esta equipados el artefacto y asegurando adicionalmente unas condiciones de combustión completa, (reglaje del artefacto) que asegure la higiene de la combustión y la no generación de monóxido de carbono que conlleven a la existencia de concentraciones peligrosas para los seres vivos que se encuentran en el recinto en el que se insta el artefacto. Adicionalmente, se debe tener en cuenta que cada una de las clasificaciones anteriormente explicadas tiene a su vez sub clasificaciones de acuerdo al funcionamiento de los artefactos y la aplicación específica. Por lo anteriormente expuesto, el numeral 15.1.2.1 del RETIQ, establece las siguientes clasificaciones para los calentadores de agua a gas tipo acumulación. “De los tipos A, B1, B11, B11BS, C1, C11, C12, C13, C2, C21, C3, C31, C32, C33, C4, C41, C42, C43, C5, C51, C52, C53, C6, C62, C63”, Clasificación por “Tipo” de acuerdo a si requieren sistema para extraer los productos de la combustión o toma del aire requerido para la combustión.

3.3.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la NTC 5042:2002 el método de ensayo que debe realizarse para el caso los calentadores de agua a gas, tipo acumulador, la cual es una adopción idéntica de la UNE EN 89:2000, sin embargo, se pueden aplicar ensayos equivalentes por medio de la EN 13203-2:2015. Es por lo cual los métodos de ensayo

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descritos en ambas normas son igualmente válidos para el RETIQ. A continuación se presenta el método de ensayo establecido en la norma NTC 5042. 3.3.4.1 Medición del consumo calorífico del quemador 3.3.4.1.1 Gases a emplear. El calentador se debe alimentar con cada uno de los gases de referencia correspondientes a su categoría y se ajusta a la presión normal de ensayo. Las características de los gases de ensayo deben cumplir lo establecido en el numeral 8.1.2.1 de la NTC 5042:2002. Es necesario ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1 de la NTC 5042:2002. En caso de requerirse, el artefacto debe estar alimentado con la energía indicada por el fabricante. 3.3.4.1.2 Quemadores a evaluar. Para el caso de los calentadores de acumulación, en general, se dispone de un único quemador principal el cual es objeto de la evaluación a realizar. 3.3.4.1.3 Mueble de ensayo. Los muebles empleados para hacer los ensayos deben cumplir con lo establecido en el numeral 7.6.2 de la NTC 5042:2002. 3.3.4.1.4 Procedimiento

− Realizar la evaluación de la hermeticidad de los circuitos de gas y agua del artefacto.

− Realizar la instalación del artefacto de acuerdo a lo definido por el fabricante en sus instrucciones de instalación y uso. Esto incluye circuitos de agua, circuitos de gas. Circuitos de toma de aire ara la combustión y circuitos de evacuación de los productos de la combustión, según sea aplicable al artefacto.

− Ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1 de la NTC 5042. El artefacto se alimenta con la energía indicada por el fabricante, si es aplicable.

− Alimentar el artefacto con el gas de referencia establecido a las presiones de operación del artefacto, lo cual incluye las correspondientes a los circuitos de suministro de gas y de suministro de agua.

− Configurar el artefacto acorde con las condiciones normales de evacuación de los

productos de la combustión, establecidos en el numeral 8.1.2.1 de la NTC 5042.

− Se ajustan los controles de manera que el termostato este en su máximo valor y las válvulas de ingreso de agua fría y salida del agua caliente para que la velocidad de vaciado del tanque sea aproximadamente 1/10 por minuto, de la capacidad del recipiente de acumulación de agua del artefacto.

− Realizar el encendido del quemador del artefacto con el gas de ensayo

anteriormente indicado, hasta que se complete el primer ciclo de calentamiento y se cierre el paso de gas por acción del elemento de control del flujo de gas al quemador.

− Realizar la toma de datos correspondientes a las temperaturas inmediatamente antes de la conexión de entrada y después de la salida del agua del calentador.

55

− Registrar en el formato definido para tal fin.

3.3.4.1.5 Condición de ensayo

− La temperatura del agua a la entrada del artefacto no debe superar nunca los 25 °C. Durante el ensayo, la variación de las mediciones de la temperatura de salida del agua no debe ser superior a ± 0,5 °C y la variación de las mediciones de la temperatura de entrada no debe variar en más de ± 0,5 °C.

− Velocidad de salida del agua caliente 1/10 por minuto de la capacidad del recipiente de acumulación del artefacto.

3.3.4.1.6 Ejecución de cálculos

− Con los datos obtenidos se realiza el cálculo de los consumos el cual puede ser

consumo volumétrico o el consumo másico, siguiendo una de las siguientes expresiones: Consumo volumétrico:

Q = 0.278 x Vr x Hi Consumo másico:

Q = 0.278 x M x Hi

Dónde:

Q: Consumo calorífico obtenido, en kilovatios (kW). Vr: Consumo volumétrico medido en las condiciones de referencia (15 °C, 1 013,25 mbar) y expresado en

metros cúbicos por hora de gas seco (m³/h). M: Consumo másico medido en kilogramos por hora de gas seco (kg/h). Hi: Poder calorífico inferior del gas utilizado para el ensayo, expresado como gas seco a 15 °C y 1 013,25

mbar, y referido, según el caso, a la unidad de volumen en megajulios por metro cúbico (MJ/m³) o a la unidad de masa en megajulios por kilogramo (MJ/kg).

− Durante los ensayos de verificación del consumo calorífico se determina, con

ayuda de las siguientes fórmulas, el consumo calorífico corregido Qc que habría sido obtenido, si el ensayo hubiera sido realizado en las condiciones de referencia (gas seco, 15 °C y 1 013,25 mbar).

Consumo volumétrico de gas V:

𝑄𝑐 = 𝐻𝑖𝑥103

3 600𝑥 𝑉�1 013,25 + 𝑃𝑔

1 013,25 𝑥 𝑃𝑎 + 𝑃𝑔

1 013,25 𝑥 288,15

273,15 + 𝑡𝑔 𝑥

𝑑𝑑𝑟

Dónde:

𝑄𝑐 =𝐻𝑖𝑥𝑉214,9

��1 013,25 + 𝑃𝑔� �𝑃𝑎 + 𝑃𝑔�

273,15 + 𝑡𝑔 𝑥

𝑑𝑑𝑟

Consumo másico de gas M:

56


3 600𝑥 𝑀�1 013,25 + 𝑃𝑔

𝑃𝑎 + 𝑃𝑔 𝑥

273,15 + 𝑡𝑔288,15 𝑥

𝑑𝑑𝑟

Dónde:

𝑄𝑐 =𝐻𝑖𝑥𝑀61,1

��1 013,25 + 𝑃𝑔� �273,15 + 𝑡𝑔�


𝑑𝑑𝑟

Qc: Consumo calorífico corregido, en kilovatios (kW). V: Consumo volumétrico de gas medido, expresado en las condiciones de humedad, de temperatura y de

presión en el contador, en metros cúbicos por hora (m³/h). M: Consumo másico de gas medido, en kilogramos por hora (kg/h). Hi: Poder calorífico inferior del gas de referencia seco referido, según el caso, a:

- la unidad de volumen, en megajulios por metro cúbico (MJ/m3), - la unidad de masa, en megajulios por kilogramo (MJ/kg).

Tg: Temperatura del gas en el contador, en grados Celsius (°C). d: Densidad del gas seco (o húmedo) de ensayo respecto al aire seco dr: Densidad del gas seco de referencia respecto al aire seco. Pg: Presión del gas en el contador, en milibar (mbar). Pa: Presión atmosférica en el momento del ensayo, en milibar (mbar).

3.3.4.2 Rendimiento para evaluar la eficiencia del calentador de agua tipo acumulación. Para el desarrollo del método de rendimiento para evaluar la eficiencia para los calentadores de agua a gas tipo acumulación se requiere contemplar los siguientes aspectos: 3.3.4.2.1 Gases a emplear. El calentador se debe alimentar con cada uno de los gases de referencia correspondientes a su categoría y se ajusta a la presión normal de ensayo. Es por tal motivo, que las características de los gases de ensayo deben estar acorde a lo establecido en el numeral 8.1.2.1 de la NTC 5042:2002. Es necesario ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1 de la NTC 5042:2002. En caso de requerirse, el artefacto debe estar alimentado con la energía indicada por el fabricante. 3.3.4.2.2 Quemadores a evaluar. Para el caso de los calentadores de acumulación, en general, se dispone de un único quemador principal el cual es objeto de la evaluación a realizar. 3.3.4.2.3 Mueble de ensayo. Los muebles empleados para hacer los ensayos deben cumplir con lo establecido en el numeral 7.6.2 de la NTC 5042:2002 3.3.4.2.4 Procedimiento

− Realizar la evaluación de la hermeticidad de los circuitos de gas y agua del artefacto.

− Realizar la instalación del artefacto de acuerdo a lo definido por el fabricante en sus instrucciones de instalación y uso. Esto incluye circuitos de agua, circuitos de gas. Circuitos de toma de aire para la combustión y circuitos de evacuación de los productos de la combustión, según sea aplicable al artefacto.

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− Ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1 de la NTC 5042. El artefacto se alimenta con la energía indicada por el fabricante, si es aplicable.

− Alimentar el artefacto con el gas de referencia establecido a las presiones de operación del artefacto, lo cual incluye las correspondientes a los circuitos de suministro de gas y de suministro de agua.


productos de la combustión, establecidos en el numeral 8.1.2.1 de la NTC 5042.

− Se ajustan los controles de manera que el termostato este en su máximo valor y las válvulas de ingreso de agua fría y salida del agua caliente para que la velocidad de vaciado del tanque sea aproximadamente 1/10 por minuto, de la capacidad del recipiente de acumulación de agua del artefacto.


anteriormente indicado, hasta que se complete el primer ciclo de calentamiento y se cierre el paso de gas por acción del elemento de control del flujo de gas al quemador.


− Registrar en el formato definido para tal fin. − Los ciclos requeridos por la NTC para obtener los datos se repiten realizando el

vaciado del artefacto y realizando nuevamente el llenado con agua fría y se mide la temperatura Tf, por lo cual es necesario encender el quemador, para mantener el funcionamiento, hasta que se cumpla el ciclo (el gas se corta por acción del termostato). Durante este nuevo calentamiento, se debe cerrar la entrada de agua fría y medir la cantidad de gas consumido, para así, recoger el agua evacuada por dilatación (en la válvula de seguridad y en la salida de agua caliente).

− Se vacía nuevamente el artefacto tomando diez medidas de la temperatura del agua que sale: la primera cuando sale una cantidad aproximadamente 1/20 de la capacidad nominal y las siguientes nueve, cada vez que sale una cantidad de volumen de agua aproximadamente igual a 1/10 de la capacidad, sabiendo que la cantidad total de agua vaciada se mide por peso o volumen.

3.3.4.2.5 Condición de ensayo


− Velocidad de salida del agua caliente 1/10 por minuto de la capacidad del recipiente de acumulación del artefacto.

3.3.4.2.6 Ejecución de cálculos

La eficiencia ƞu en porcentaje (%) se calcula mediante la siguiente ecuación:

58

𝜂𝑢 = 100 × 𝑚𝐶𝑝Δ𝑇𝑉𝜂𝐻𝑖

(Gases de la 1ª, 2ª y 3ª familias) o

𝜂𝑢 = 100 × 𝑚𝐶𝑝Δ𝑇𝑀𝜂𝐻𝑖

(Gases de la 3ª familia) Dónde: m: Masa de agua recogida durante el ensayo en kilogramos (kg); Cp Calor específico del agua recogida, igual a 4,186 x 10-3 MJ.kg-1.K-1; ΔT. Elevación de temperatura del agua recogida, en Kelvin (K) obtenida por diferencia entre la

media de las diez medidas de temperatura del agua caliente, en grados Celsius (°C) y la temperatura media del agua fría, en grados Celsius (°C);

Mƞ Masa de gas (gases de la 3ª familia) consumida por el artefacto durante el ensayo, expresada en kilogramos (kg)

H i . Poder calorífico del gas seco utilizado, referido según el caso a: - la unidad de volumen en MJ/m3; - la unidad de masa, en MJ/kg

Vƞ Volumen de gas seco consumido, en metros cúbicos (m3), determinado a partir del volumen medido, mediante la siguiente fórmula:

𝑉𝜂 = 𝑉𝑚𝑒𝑠 ×

𝑃𝑎 + 𝑃 − 𝑃𝑠1 013,25 ×

288,15273,15 + 𝑡𝑔

Dónde Vmes: Volumen de gas medido, en m3; Pa: Presión atmosférica, en mbar;

P: Presión de alimentación del gas en el punto de medición del consumo, en mbar; Ps: Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura tg, en mbar; Tg: Temperatura del gas en el punto de medida del consumo, en °C.

− El consumo de energía mensual se evaluará, con base en el indicador de 3,43 (horas/mes/persona) y cuatro (4) personas por hogar, así:

Consumo mensual de energía (kWh)= energía total media consumida en una hora

de ensayo (kWh) x 13,72 (horas/mes) Los valores obtenidos bien sea por la metodología descrita en el numeral 3.3.4.1 o en el numeral 3.3.4.2 son involucrados en la fórmula del numeral 3.3.8 de este capítulo y se obtiene el valor requerido para efectuar la declaración del desempeño del artefacto. 3.3.4.3 Flujograma

59

Figura 3.3.1 Diagramas de flujo ensayo calentador a gas tipo acumulación Fuente: Elaboración propia

60


− Controlar las condiciones de operación durante los ensayos y evitar corrientes de aire que provoquen distorsión de los ensayos y sus condiciones, ingreso y salida de personal del recinto donde se ejecutan los ensayos, mientras se estén realizando mediciones.

− Instalación de los sistemas de extracción de los productos de la combustión

acordes a lo requerido por el fabricante del artefacto, no hacer adaptaciones que generen problemas de funcionamiento de este sistema.

− Solo se debe permitir la ejecución de ensayos por parte de personal debidamente

calificado o bajo supervisión, cuando estén en proceso de formación.

− Registro inmediato de datos y situaciones que se presenten durante la ejecución de los ensayos.

− Las temperaturas de entrada se miden inmediatamente antes de la conexión de entrada de agua; salvo indicación contraria del fabricante del artefacto; Las temperaturas de salida se miden inmediatamente después de la conexión de salida, salvo indicación contraria del fabricante del artefacto.

− Las mediciones de las presiones de suministro de gas deben ser lo más cercanas posibles al ingreso al artefacto.

3.3.5 Infraestructura requerida 3.3.5.1 Personal El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.3.5.2 Instalaciones El entorno de ensayo debe estar de acuerdo con las instrucciones del fabricante del calentador. En particular, los artefactos murales se deben instalar sobre un panel de ensayos vertical de madera, o de un material de iguales características térmicas. Aquellos que se deben instalar en el suelo se instalan de pie sobre un soporte suministrado con el producto o una plataforma de fácil acceso, siguiendo siempre las instrucciones técnicas del fabricante. Los artefactos tipo B, se someten al tiro creado por una chimenea de ensayos de un (1) m de altura, cuyo diámetro interior corresponda con el menor diámetro indicado por el fabricante. Para el caso, de los artefactos tipo C, se ensayan con sus conductos de entrada de aire y evacuación de los productos de combustión y terminal ensamblados, según instrucciones de fabricante. 3.3.6.3 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia

61

En la Tabla 3.3.1 se establecen las tolerancias de medida exigidas para las diferentes magnitudes, así como, las condiciones ambientales necesarias para desarrollar el método de ensayo deben ser las siguientes:

− Temperatura ambiente de la sala de ensayo: 20 °C ± 5 °C;

− Velocidad del aire: inferior a 0,5 m/s;

− Presión de agua de alimentación del artefacto: se debe poder regular con una precisión del ±4 % de las presiones especificadas por el fabricante;

− Temperatura del agua a la entrada del artefacto: inferior o igual a 25 °C; y

− Cuando se mida la temperatura de salida del agua, la temperatura de entrada no puede variar en ± 0,5 °C.

Magnitud – Condición ambiental Error máximo permisible

Presión atmosférica ± 5 mbar Presión de gas ± 2 % Caudal de agua ± 1 % Consumo de gas ± 1 %

Tiempo ± 0,2 s hasta 1 h ± 0,1 % para más de 1 h

Temperaturas Ambiente

Agua Gas

± 1 K ± 2 K

± 0,5 K

CO, CO2 y O2 ± 6 % Poder calorífico del gas ± 1 %

Densidad del gas ± 0,5 % Masa ± 0,05 %

Tabla 3.3.1 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia del método de ensayo


3.3.6.4 Equipos Para ejecutar el método de ensayo es necesario contar con los equipos establecidos en la Tabla 3.3.2.

Equipo Especificaciones técnicas Precisión Termómetro ambiental Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 50 °C Resolución: 0,1 °C ± 1 °C

Anemómetro Intervalo de medición desde 0.2 m/s a 20 m/s - Resolución: 0,1 m/s ± 1 % Barómetro Intervalo de medición de 0 mbar a 1 100 mbar - Resolución: 0,1 mbar ± 5 mbar

Medidor de gas de cámara húmeda

Presión máxima 9,8 kPa - Qmáx: 2,4 m3/h Qmin: 0,016 m3/h

Volumen por revolución: 0,7 L/revolución ± 1 %

Cronómetro Intervalo de 00 h 00 min 00,00 s a 9 h 59 min 59,99 s Resolución 0,01 s ± 0,05 s


Intervalo de medición: -100 °C a 600 °C - Indicador con Resolución: 0,05 K ± 0,2 K

Balanza

Intervalo de medición de 0 kg a 120 kg - Resolución (d): 10 g Reproducibilidad: 10 g

Linealidad: ± 30 g Carga mínima: 20 g

± 0,05 %



62

Esto equipos deben calibrarse en laboratorios de calibración acreditados bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica). 3.3.7 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capitulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo consultor quien elaboró el presente documento. 3.3.7.1 Modelo matemático consumo calorífico

( )( )rg

gagic d

dt

pppHVQ ×

+

++×

×××=

15.27325.1013

36477015.2886

Donde Qc: Consumo calorífico corregido (kW) V: Consumo volumétrico de gas medido, expresado en las condiciones de humedad de temperatura y de presión en

el contador, en litros por minuto (L/min) Hi: Poder calorífico inferior del gas de referencia seco referido a la unidad de volumen, en megajulios por metro

cúbico (MJ/m3) tg: Temperatura del gas en el contador, en grados Celsius (°C) d: Densidad del gas de ensayo dr: Densidad del gas de referencia pg: Presión del gas en el contador, en milibar (mbar) pa: Presión atmosférica en el momento del ensayo, en milibar (mbar) 3.3.7.2 Fuentes de incertidumbre a) incertidumbre por medición del consumo volumétrico Obtener el flujo volumétrico utilizando un contador de gas y cronometro donde, dependiendo de la relación de estos, se obtiene la medida en litros, por minuto (L/min). Relación principal de donde se obtiene el consumo volumétrico

60×=tlV

Dónde: l: Cantidad de litros medidos en una revolución del contador t: Tiempo que demora dar una revolución el contador Consumo promedio, fuente de incertidumbre tipo A:

∑=

=n

kktn

t1

1

Desviación estándar

( ) ( )∑=

−−

=n

kk tt

ntS

1

2

11

63

Repetibilidad

( ) ( ) ( )ntStstU ==1

Derivadas parciales

( ) 601×=

∂∂

=tL

Vc lv Derivada con respecto a volumen

( ) 602 ×−=∂∂

=tL

tVcvt

Derivada con respecto a tiempo

Fuente de incertidumbre Tipo Valor

incertidumbre Distribución k u x c v

Repetibilidad tiempo A ( ) ( )

ntStU = Normal n u1 x cvt n-1

Resolución cronometro B

3005.0

Rectangular 3 u2 x cvt ∝

Error humano tiempo B

31.0


Incertidumbre cronometro (certificado)

B k

U E Normal k u4 x cvt veef (50)

Resolución contador B

321.0

Rectangular 3 u5 x cvl ∝

Tabla 3.3.3 Resumen incertidumbre combinada del consumo

Fuente: Elaboración propia Luego de realizar la estimación de incertidumbre en el contador volumétrico de gas se realiza un cálculo en el cual es combinada la incertidumbre obtenida para el contador con la declarada por el laboratorio donde se realizó la calibración.



Combinada B Uv Normal n u6 x cv veff

Incertidumbre equipo B

kU E Normal k u7 x cv veff

Tabla 3.3.4 Cálculo del componente de incertidumbre - consumo volumétrico


( ) ( ) ( )( )rg

gagiCv d

dt

pppHV

Qc ×

+

++×

××=

∂∂

=15.273

25.1013364770

15.2886

b) Incertidumbre por presión de gas en el medidor

64



Repetibilidad Presión A

( )n

PSPU g

g =)(8 Normal n u8 x cpg n-1

Resolución del equipo B

3201.0 Rectangular 3 u9 x cpg ∝

Linealidad repetibilidad histéresis

B 3

..100

6.0 SF× Rectangular 3

u10 x cpg ∝

Error térmico cero B

3

..100

06.0

gt

SF×

Rectangular 3

u11 x cpg ∝

Error Térmico Span B

3

..100

01.0

gt

SF×

Rectangular 3

u12 x cpg ∝

Incertidumbre equipo A

kU E Normal k u13 x

cpg vE

Tabla 3.3.5 Componentes de incertidumbre de las mediciones de presión de gas en el medidor

Fuente: Elaboración propia Se puede obtener el valor de Cpg, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo en la derivada parcial, con respecto a pg.

( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

iag

g

Cpg

dd

tppp

dt

VHdpppQ

c

×+

++××+×

×××++××=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273364770

225.101315.2883

c) Incertidumbre presión atmosférica del recinto

Fuente de incertidumbre Tipo Valor incertidumbre Probabilidad

de distribución k u x c v

Repetibilidad P atmosférica A ( ) ( )

nPS

PU atmatm =14

Normal n u14 x cpa n-1

Resolución B 321.0 Rectangular 3 u15 x cpa ∝

Exactitud Equipo B

3

.500100

25.0 mbar× Rectangular 3 u16 x cpa ∝

Estabilidad en el tiempo B

3

6500100

25.0 mesesmbar×

Rectangular 3 u17 x cpa ∝


kU E Normal k u18 x cpa vE

Tabla 3.3.6 Componentes de incertidumbre ocasionados por la medición de la presión atmosférica

Fuente: Elaboración propia Obtener el valor de Cpa, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo en la derivada parcial, con respecto a pa

65

( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

ig

a

Cpa

dd

tppp

dt

VHdppQ

c

×+

++××+×

×××+×=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273121590

25.101315.288

d) Incertidumbre temperatura de gas en el medidor



Repetibilidad Temperatura A ( ) ( )

ntStU =19 Normal n u19 x

ctg n-1

Resolución equipo B

3201.0

Rectangular 3 u20 x ctg ∝


kU E Normal k u21 x ctg ∝

Tabla 3.3.7 Componentes de incertidumbre ocasionados por la medición de temperatura del gas en el

contador Fuente: Elaboración propia

Se puede obtener el valor de ctg, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo, en la derivada parcial con respecto a tg.

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

igag

g

Ctg

dd

tppp

dt

VHdppptQ

c

×+

++××+×

×××+×+×−=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273121590

25.101315.288

2

3.3.7.3 Incertidumbre combinada del consumo calorífico

( ) ( ) ( ) ( )∑∑∑∑====

+++=21

19

218

14

213

8

27

6

2

ktgk

kpak

kpgk

kvkQ CuCuCuCuu

3.3.7.4 Incertidumbre expandida La incertidumbre expandida se expresa como:

cukU *= Dónde:

Cu : Incertidumbre combinada.

k : Valor de cobertura o de expansión. Este se puede obtener de la tabla t de Student, con base en la determinación de los grados efectivos de la libertad de la medición.

3.3.8 Resultados Para los calentadores a gas tipo acumulación, se declaran los valores correspondientes a:

66

Eficiencia, expresada en porcentaje, y consumo de energía equivalente mensual, expresado en kWh La eficiencia se determina con base en la relación existente entre la energía que es aprovechada por el flujo de agua que circula por el calentador y la energía consumida en condiciones nominales. El consumo mensual se calcula con base en factores que incluyen los tiempos de uso de los quemadores y el número de quemadores usualmente empleados con base en estudios de caracterización del sector. El consumo de energía mensual se evaluará con base en el indicador de 1,43 (horas/día/hogar), es decir, el consumo mensual de energía (kWh) se determina multiplicando la energía total media consumida en una hora (kWh)*43 (horas/mes) Ojo esto es para calentadores eléctricos. Por esto, la eficiencia se establece como la relación entre la energía útil entregada por el artefacto y la energía consumida, expresada en tanto por ciento (%), en condiciones nominales. 3.3.9 Otros elementos de relevancia

− Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica de entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado, cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición.


asegurar la calidad de los resultados que emite el laboratorio. Para el desarrollo correcto de esta actividad, es importante contar con: Ítems retenidos homogéneos y estables, de ser posible, materiales de referencia certificados y la aplicación de varias técnicas estadísticas.

− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud. Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC y que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de calentadores. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.


entrenamiento continuos, por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

67

3.4 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA CALENTADORES DE AGUA A GAS, TIPO PASO

3.4.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los calentadores de agua a gas, tipo paso se encuentran establecidos en el artículo 15.2.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la NTC 3531:2007, Artefactos domésticos que emplean gases combustibles para la producción instantánea de agua caliente para usos a nivel doméstico. Calentadores de paso continuo. Adicionalmente, en el artículo 15.2.4.1 del anexo general del RETIQ se establece la norma equivalente para el desarrollo de los métodos de ensayo de los calentadores de agua a gas, tipo paso, correspondiente a la norma UNE-EN 26:1997 “Aparatos de producción instantánea de agua caliente para usos sanitarios provistos de quemadores atmosféricos que utilizan combustibles gaseosos”, adenda A1:2000, adenda 2:2004 y adenda 3:2007. 3.4.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los siguientes equipos, dado que los calentadores de paso a gas se clasifican por tres criterios fundamentales, a saber:

1. Por categorías. Esta se realiza en función de la familia de gas combustible que emplee el artefacto. Si solo emplean gases de una familia, son clasificados como Categoría I, si pueden empelar gas de dos familias se clasifican como Categoría II y si pueden emplear gas de las tres familias se clasifican como Categoría III. Para ello es importante recordar que, los gases se clasifican en tres grandes familias, y que en Colombia solo empleamos gases de la segunda familia (es decir gases de la segunda familia correspondientes al gas metano y sus variaciones) y de la tercera familia (es decir gases licuados del petróleo, fundamentalmente propano/butano y sus mezclas), de donde podemos inducir que los artefactos serán Categoría I o a lo máximo Categoría II.

2. Por tipos. Esta se realiza de acuerdo a la metodología empleada para la alimentación del aire comburente y a la metodología para la evacuación de los productos de la combustión, y se consideran tres tipos, a saber: Tipo A, si no requieren de ningún tipo de conexión para la evacuación de los productos de la combustión; Tipo B, son aquellos que requieren de instalación a un mecanismo para extraer los productos de la combustión, de manera que no exista contacto de los mismos con el recinto en donde está instalado el artefacto, y la toma de aire para la combustión se realiza del mismo sitio o recinto donde se encuentra instalado el artefacto; Tipo C, son aquellos que tanto la toma de aire para la combustión como la evacuación de los productos de la combustión se realiza externamente al sitio en que se encuentra instalado el artefacto. En general son sistemas aislados del ambiente del recinto donde está instalado el artefacto. Nota: En los artefactos Tipo A es indispensable considerar condiciones de seguridad adicionales a las características constructivas del artefacto, que el fabricante debe tener en cuenta y advertir al usuario, tales como: Condiciones de “confinamiento” del sitio donde se va a utilizar el artefacto, lo cual tiene que ver con la disposición de aire de dilución de los productos de la combustión generados por el artefacto y lógicamente la potencia del quemador del artefacto, ya que se debe asegurar que existe como mínimo 1 m3 de aire limpio disponible en el recinto de instalación por cada

68

4,2 kW de potencia del quemador con que esta equipados el artefacto y asegurando adicionalmente unas condiciones de combustión completa, (reglaje del artefacto) que asegure la higiene de la combustión y la no generación de monóxido de carbono que conlleven a la existencia de concentraciones peligrosas para los seres vivos que se encuentran en el recinto en el que se insta el artefacto.

3. Por la presión máxima de servicio del agua. Esta clasificación se realiza de acuerdo con la presión del agua requerida para la operación del calentador de paso a gas y se definen como: Baja presión, con sistema de alimentación de agua de hasta 2,5 bar; presión normal, con sistemas de alimentación de agua hasta 10 bar, y de alta presión, con sistemas de alimentación de agua hasta 13 bar. Adicionalmente, se debe tener en cuenta que cada una de las clasificaciones anteriormente explicadas tiene a su vez sub clasificaciones de acuerdo al funcionamiento de los artefactos y la aplicación específica. Por lo anteriormente expuesto, cuando realicemos el análisis de la información contenida en el numeral 15.2.2.1 del RETIQ, hemos de interpretarla de la siguiente manera: “AAS, B11, B11BS, B12, B12BS, B13, B13BS, B14, B21, B22, B23, B31, B32, B33, B41, B42, B43, B44, B51, B52, B53, C1, C11, C12, C13, C2, C21, C22, C23, C3, C32, C33, C4, C42, C43, C5, C52, C53, C6, C62, C63, C7, C72, C73, C8, C82 y C83”, Clasificación por “Tipo” de acuerdo a si requieren sistema para extraer los productos de la combustión o toma del aire requerido para la combustión. “Los provistos de quemadores atmosféricos y/o con ventilador para la entrada de aire comburente o la evacuación de los productos de combustión, o de quemadores con premezclado total, conocidos como “calentadores de paso continuo de los tipos C con ventilador”, corresponde a la clasificación por “Tipo”, de acuerdo a si requieren sistema para toma del aire para la combustión o necesitan sistema para extraer los productos de la combustión.” “Los que utilizan uno o varios combustibles gaseosos, corresponde a la clasificación por “Categoría”, de acuerdo a si pueden usar uno o más tipos de gas combustible para su funcionamiento y operación.” “Los que dispongan de quemador de encendido, o con encendido directo del quemador principal”, este último criterio no obedece a ninguna de los criterios de clasificación, solo es una comodidad del artefacto, si tiene un piloto permanente que ayuda a encender el quemador principal del calentador para la operación o si el encendido de dicho quemador principal se realiza por medio de algún dispositivo eléctrico, electrónico o pieza-eléctrico que realice la función auxiliar cuando se requiere que entre en operación.

3.4.3 Calentadores de agua a gas, tipo paso El calentador de agua de paso, funciona buscando la mejor relación de dos sistemas independientes, pero que interactúan para logra el objetivo final que es disponer de agua caliente. El primer sistema es el de combustión de gas y el segundo sistema es el de conducción de agua. El primero debe generar la mayor cantidad de energía en forma de calor para que este sea transmitido al fluido que circula por un sistema independiente y absorbe la mayor cantidad de calor, todo esto en un intervalo de tiempo definido para que ocurra

69

este intercambio energético. Los gasodomésticos o artefactos que funcionan con gas suministran energía calórica originada en la combustión. Esta energía puede ser transmitida por: conducción, convección o radiación, las cuales se resumen de la siguiente manera.

− La conducción se da entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente temperatura, sin que exista transferencia de materia entre ellos, por ejemplo: cuando la llama calienta el recipiente que contiene el agua que vamos a calentar, el calor fluye siempre de la zona de mayor temperatura a la de menor temperatura.

− La convección implica transmisión de calor de un cuerpo de mayor temperatura a

otro de menor temperatura, a través de un gas o un líquido en movimiento que absorbe y transporta la energía de la llama, no de manera directa, sino a través del agua circulante. En este tipo de calentadores adicionalmente hay aprovechamiento del calor contenido en los productos de la combustión, el cual se aprovecha para que durante su tránsito de salida del artefacto precalienten el recipiente contenedor del agua a calentar.

− La radiación se percibe por el calor emitido por un cuerpo, debido a su mayor temperatura, sin que exista contacto entre los cuerpos, por ejemplo, el calor por radiación lo percibimos cuando acercamos muestras manos al mismo nivel de altura del sitio donde se encuentra instalado el quemador principal del calentador y no hay flujo de aire circundante. La llama del calentador en operación, sin tocarla físicamente sentimos el calor de dicha llama. En este caso también fluye de la de mayor temperatura hacia la de menor temperatura. En nuestro caso del calentador de paso en general operan los tres métodos de transmisión de calor. La conducción por contacto de la llama del quemador principal con el serpentín del sistema del intercambiador de calor que conduce el agua; la convección porque el agua absorbe la energía de dicho sistema a través del intercambiador del sistema, y la radiación porque el agua se precalienta con el calor radiado por la chimenea de extracción de los productos de la combustión, cuando se instalan dispositivos para aprovechar dicha energía y logra mejor eficiencia de los artefactos.

En general se trata de medir que tanta energía le entregamos al sistema de combustión y cuanta logramos volver calor en el agua que circula rápidamente por el intercambiador de calor instalado en el calentador. 3.4.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la NTC 3531:2007 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los calentadores de agua a gas, tipo paso, norma que tiene como documento de referencia la EN 26:1997. Sin embargo, la NTC 3531:2007 es una adopción modificada de la EN 26:1997. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia la UNE-EN 26:1997 elaborado por AENOR, Organismo de Normalización de España, la cual tuvo el mismo documento de referencia y versión de la NTC 3531:2007, pero con la diferencia que la adopción en este caso es de tipo idéntica. Por tal motivo los métodos de ensayo descritos en las normas NTC y EN

70

son igualmente válidos para el RETIQ, a continuación se presenta el método de ensayo establecido en la norma NTC 3531. 3.4.4.1 Consumo calorífico para evaluar el consumo de energía mensual Medición del consumo calorífico del quemador. Para evaluar el consumo de energía mensual para los calentadores de paso de agua a gas se debe contemplar lo siguiente: 3.4.4.1.1 Gases a emplear. El calentador se alimenta con cada uno de los gases de referencia correspondientes a su categoría, estos gases de ensayo deben estar acorde a lo establecido a la Tabla 2 de la NTC 3531:2007. 3.4.4.1.2 Ajuste del artefacto. El ajuste del artefacto se deber realizar de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1.5 de la NTC 3531:2007. De ser aplicable, el artefacto se alimenta a la tensión eléctrica nominal, o según instrucciones del fabricante. Igualmente es necesario asegurar que se cuenta con agua a una presión de mínimo 2 bar. 3.4.4.1.3 Quemadores a evaluar. Para el caso de los calentadores de paso, en general, se dispone de un único quemador principal el cual es objeto de la evaluación a realizar.

3.4.4.1.4 Mueble de ensayo. El mueble de ensayo en que se instala el artefacto ara realizar los ensayos debe corresponder al definido en el numeral 7.6.2 de la NTC 3531:2007 3.4.4.1.5 Procedimiento

− Realizar la evaluación de la hermeticidad de los circuitos de gas y de agua del artefacto.

− Realizar la instalación del artefacto de acuerdo a lo definido por el fabricante en sus instrucciones de instalación y uso. Esto incluye circuitos de agua, circuitos de gas circuitos de toma de aire para la combustión y circuitos de evacuación de los productos de la combustión, según sea aplicable al artefacto.

− Ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.6.2 de la NTC 3531. De ser indicado por el fabricante, el artefacto se conecta con la energía indicada.

− Alimentar el artefacto con el gas de referencia establecido a las presiones de operación del artefacto, y con agua a la presión mínima de suministro definida por el fabricante.


productos de la combustión.

− Se ajustan los controles entrada y salida del agua, de manera que el quemador esté en su consumo nominal y se obtengan la temperatura usual y la temperatura máxima. Posteriormente se ajusta a consumo mínimo y se logre obtener la temperatura usual y la temperatura máxima., de acuerdo con lo definido en el numeral 7.1.5.5.2 de la NTC 3531.


anteriormente indicado.

71

− Realizar la toma de datos correspondientes a las temperaturas inmediatamente

antes de la conexión de entrada y después de la salida del agua del calentador.

− Registrar en el formato definido para tal fin. 3.4.4.1.6 Condición de ensayo


− Las temperaturas de entrada se miden inmediatamente antes de la conexión de entrada de agua; salvo indicación contraria, las temperaturas de salida se miden inmediatamente después de la conexión de salida.

− Se recomienda llevar el gas de referencia hasta el artefacto y encender el

artefacto en posición de máximo consumo de gas ajustando una presión normal de ensayo. La presión en el medidor de gas será lo más parecida posible a la presión de entrada del artefacto.

− Es importante ajustar los controles de temperatura de salida del agua en la posición donde se logre obtener la mayor temperatura de salida, así el artefacto se enciende y se pone a régimen estable.

− Se considera que el artefacto está a régimen de temperatura cuando ha

funcionado durante el tiempo suficiente para que la variación de temperatura del agua a la salida del artefacto sea inferior a 1 K/min.

3.4.4.1.7 Ejecución de cálculos. Se inicia la captura de datos la cual se puede llevar a cabo, midiendo el consumo volumétrico o el consumo másico dado por una de las siguientes expresiones: 3.4.4.1.7.1 Consumo volumétrico:

Consumo volumétrico:

Q = 0.278 x Vr x Hi Consumo másico:

Q = 0.278 x M x Hi

Dónde:

Q: Consumo calorífico obtenido, en kilovatios (kW). Vr: Consumo volumétrico medido en las condiciones de referencia (15 °C, 1 013,25 mbar) y expresado en

metros cúbicos por hora de gas seco (m³/h). M: Consumo másico medido en kilogramos por hora de gas seco (kg/h). Hi: Poder calorífico inferior del gas utilizado para el ensayo, expresado como gas seco a 15 °C y 1 013,25

mbar, y referido, según el caso, a la unidad de volumen en megajulios por metro cúbico (MJ/m³) o a la unidad de masa en megajulios por kilogramo (MJ/kg).

− Durante los ensayos de verificación del consumo calorífico se determina, con ayuda de las

siguientes fórmulas, el consumo calorífico corregido Qc que habría sido obtenido, si el ensayo hubiera sido realizado en las condiciones de referencia (gas seco, 15 °C y 1

72

013,25 mbar).

Consumo volumétrico de gas V:


3 600𝑥 𝑉�1 013,25 + 𝑃𝑔

1 013,25 𝑥 𝑃𝑎 + 𝑃𝑔

1 013,25 𝑥 288,15

273,15 + 𝑡𝑔 𝑥

𝑑𝑑𝑟

En donde:

𝑄𝑐 =𝐻𝑖𝑥𝑉214,9

��1 013,25 + 𝑃𝑔� �𝑃𝑎 + 𝑃𝑔�

273,15 + 𝑡𝑔 𝑥

𝑑𝑑𝑟

Consumo másico de gas M:


3 600𝑥 𝑀�1 013,25 + 𝑃𝑔


273,15 + 𝑡𝑔288,15 𝑥

𝑑𝑑𝑟

En donde:

𝑄𝑐 =𝐻𝑖𝑥𝑀61,1

��1 013,25 + 𝑃𝑔� �273,15 + 𝑡𝑔�


𝑑𝑑𝑟

Qc: Consumo calorífico corregido, en kilovatios (kW). V: Consumo volumétrico de gas medido, expresado en las condiciones de humedad, de temperatura y de

presión en el contador, en metros cúbicos por hora (m³/h). M: Consumo másico de gas medido, en kilogramos por hora (kg/h). Hi: Poder calorífico inferior del gas de referencia seco referido, según el caso, a:

- la unidad de volumen, en megajulios por metro cúbico (MJ/m3), - la unidad de masa, en megajulios por kilogramo (MJ/kg).

Tg: Temperatura del gas en el contador, en grados Celsius (°C). d: Densidad del gas seco (o húmedo) de ensayo respecto al aire seco dr: Densidad del gas seco de referencia respecto al aire seco. Pg: Presión del gas en el contador, en milibar (mbar). Pa: Presión atmosférica en el momento del ensayo, en milibar (mbar).

3.4.4.1.7.2 Medición del rendimiento para evaluar la eficiencia. La medición del rendimiento contempla los siguientes aspectos: 3.4.4.1.7.2.1 Gases a emplear. El calentador se alimenta con cada uno de los gases de referencia correspondientes a su categoría, estos gases de ensayo deben estar acorde a lo establecido a la Tabla 2 de la NTC 3531:2007. 3.4.4.1.7.2.2 Ajuste del artefacto. El ajuste del artefacto se deber realizar de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.1.5 de la NTC 3531:2007. De ser aplicable, el artefacto se alimenta a la tensión eléctrica nominal, o según instrucciones del fabricante. Igualmente es necesario asegurar que se cuenta con agua a una presión de mínimo 2 bar. 3.4.4.1.7.2.3 Quemadores a evaluar. Para el caso de los calentadores de paso, en general, se dispone de un único quemador principal el cual es objeto de la evaluación a realizar.

73

3.4.4.1.7.2.4 Mueble de ensayo. El mueble de ensayo en que se instala el artefacto ara realizar los ensayos debe corresponder al definido en el numeral 7.6.2 de la NTC 3531:2007 3.4.4.1.7.2.5 Procedimiento

− Realizar la evaluación de la hermeticidad de los circuitos de gas y de agua del artefacto.

− Realizar la instalación del artefacto de acuerdo a lo definido por el fabricante en sus instrucciones de instalación y uso. Esto incluye circuitos de agua, circuitos de gas, circuitos de toma de aire para la combustión y circuitos de evacuación de los productos de la combustión, según sea aplicable al artefacto.

− Ajustar el artefacto de acuerdo a las condiciones generales de instalación, establecidas en el numeral 7.6.2 de la NTC 3531. De ser indicado por el fabricante, el artefacto se conecta con la energía indicada.

− Alimentar el artefacto con el gas de referencia establecido a las presiones de operación del artefacto, y con agua a la presión mínima de suministro definida por el fabricante.


productos de la combustión.

− Se ajustan los controles entrada y salida del agua, de manera que el quemador esté en su consumo nominal y se obtengan la temperatura usual y la temperatura máxima. Posteriormente se ajusta a consumo mínimo y se logre obtener la temperatura usual y la temperatura máxima., de acuerdo con lo definido en el numeral 7.1.5.5.2 de la NTC 3531.


anteriormente indicado.


− Registrar en el formato definido para tal fin.

3.4.4.1.7.3 Condición de ensayo


− Las temperaturas de entrada se miden inmediatamente antes de la conexión de entrada de agua; salvo indicación contraria, las temperaturas de salida se miden inmediatamente después de la conexión de salida.

− Se recomienda llevar el gas de referencia hasta el artefacto y encender el

artefacto en posición de máximo consumo de gas ajustando una presión normal

74

de ensayo. La presión en el medidor de gas será lo más parecida posible a la presión de entrada del artefacto.

− Es importante ajustar los controles de temperatura de salida del agua en la

posición donde se logre obtener la mayor temperatura de salida, así el artefacto se enciende y se pone a régimen estable.

− Se considera que el artefacto está a régimen de temperatura cuando ha

funcionado durante el tiempo suficiente para que la variación de temperatura del agua a la salida del artefacto sea inferior a 1 K/min.

3.4.4.1.7.4 Ejecución de cálculos. Se inicia la captura de datos la cual se puede llevar a cabo, midiendo el consumo volumétrico o el consumo másico dado por una de las siguientes expresiones: La eficiencia ƞu en porcentaje (%) se calcula con una de las siguientes fórmulas:

𝜂𝑢 = 100 × 𝑚𝐶𝑝Δ𝑇𝑉𝜂𝐻𝑖

(Gases de la 1ª, 2ª y 3ª familias) ó

𝜂𝑢 = 100 × 𝑚𝐶𝑝Δ𝑇𝑀𝜂𝐻𝑖

(Gases de la 3ª familia) Dónde:

m: Masa de agua recogida durante el ensayo en kilogramos (kg); Cp: Calor específico del agua recogida, igual a 4,186 x 10-3 MJ.kg-1.K-1; ΔT: Elevación de temperatura del agua recogida, en kelvin (K) obtenida por diferencia entre la temperatura

del agua caliente, en grados Celsius (°C) y la temperatura del agua fría, en grados Celsius (°C); Vƞ: Volumen de gas seco (gases de la 1a, 2a y 3a familias) consumido por el artefacto durante el ensayo,

corregido a las condiciones de referencia, en metros cúbicos (m³) Mƞ: Masa de gas (gases de la 3ª familia) consumida por el artefacto durante el ensayo, expresada en

kilogramos (kg) Hi: Poder calorífico inferior del gas seco utilizado, referido según el caso a:

- la unidad de volumen en MJ/m3 - la unidad de masa, en MJ/kg

Vƞ: Volumen de gas seco consumido, en metros cúbicos (m3), determinado, a partir del volumen medido, mediante la siguiente fórmula:

𝑉𝜂 = 𝑉𝑚𝑒𝑠 ×𝑃𝑎 + 𝑃 − 𝑃𝑠

1 013,25 ×288,15

273,15 + 𝑡𝑔

Dónde

Vmes: Volumen de gas medido, en m3; Pa: Presión atmosférica, en mbar;

P: Presión de alimentación del gas en el punto de medición del consumo, en mbar; Ps: Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura tg, en mbar; tg: Temperatura del gas en el punto de medida del consumo, en °C.

− La eficiencia de los calentadores de agua viene dada por la relación entre la energía útil entregada por el artefacto (aprovechada por el flujo de agua que circula por el calentador) y la energía consumida, expresada en porcentaje (%), en condiciones nominales.

− El consumo de energía mensual se evaluará, con base en el indicador de 3,43

(horas/mes/persona) y cuatro (4) personas por hogar, así:

Consumo mensual de energía (kWh)= energía total media consumida en una hora de ensayo (kWh) x 13,72 (horas/mes)

75

3.4.4.2 Flujograma

Figura 3.4.1 Diagramas de flujo calentadores de agua a gas, tipo paso

Fuente: Elaboración propia 3.4.4.3 Buenas prácticas

− Controlar de las condiciones de operación durante los ensayos y evitar corrientes de aire que provoquen distorsión de los ensayos y sus condiciones, ingreso y salida de personal del recinto donde se ejecutan los ensayos, mientras se estén realizando mediciones.

− Instalación de los sistemas de extracción de los productos de la combustión acordes a lo requerido por el fabricante del artefacto, no hacer adaptaciones que generen problemas de funcionamiento de este sistema.

Revisar Categoría del artefacto.

Configurar el artefacto acorde con las condiciones normales de evacuación de los productos de la combustión descritas en el numeral

7.1.5 de la NTC 3531

Instalar el artefacto de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Alimentar el calentador con el gas de referencia correspondientes a su categoría. Regular el gas y ajustar el quemador para obtener la combustión requerida. Una vez reglado el artefacto se realiza la medición del consumo calorífico nominal.

Poner en operación el artefacto a las condiciones de régimen establecidas de temperatura de salida, temperatura de entrada y consumo de gas y consumo de

agua.

Recepción del artefacto

Medir la cantidad de gas consumido durante la operación indicada.

Para determinar la eficiencia del artefacto de acuerdo al modelo matemático establecido en el numeral 8.2 de la NTC 3531

Tomar datos y ejecutar cálculos de correcciones requeridas.


76

− Solo se debe permitir la ejecución de ensayos por parte de personal debidamente calificado o bajo supervisión, cuando estén en proceso de formación.

− Registro inmediato de datos y situaciones que se presenten durante la ejecución

de los ensayos. 3.4.5 Infraestructura requerida 3.4.5.1 Personal El personal mínimo requerido por un laboratorio para ejecutar el ensayo bajo condición de acreditado es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de la calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA Contar con dos (2) analistas tiene como fin, asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible contar con un solo analista. 3.4.5.2 Instalaciones Es necesario que el artefacto y sus demás partes (conductos, piezas de conexión y terminales) se instalen de acuerdo a las instrucciones del fabricante, así como éste suministre el calentador de paso provisto de todos los accesorios necesarios para los ensayos y acompañado de sus instrucciones de montaje. Los calentadores de paso se instalan en un banco de ensayos vertical de madera, o de un material que tenga similares características térmicas, según las instrucciones del fabricante. En donde el panel de madera debe tener un espesor de (25 ± 1) mm, y estará recubierto de pintura negra mate, así como, sus dimensiones serán tales que mida como mínimo 50 mm más que las dimensiones correspondientes del calentador de paso. 3.4.5.3 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia En la Tabla 3.4.1 se establecen las tolerancias de medida exigidas para las diferentes magnitudes, así como, las condiciones ambientales necesarias para desarrollar el método de ensayo, las cuales deben ser las siguientes:

− El artefacto se debe instalar en un local bien ventilado, exento de corrientes de aire (velocidad del viento inferior a 0,5 m/s), cuya temperatura ambiente sea de (20−0+7) °C;

− El artefacto estará protegido de la radiación solar directa;

− La presión de agua de alimentación del artefacto se debe poder regular con una

precisión del ±4 % de las presiones especificadas por el fabricante;

− La temperatura del agua a la entrada del artefacto debe ser inferior o igual a 25 °C y cuando se mida la temperatura de salida del agua, la temperatura de entrada no puede variar en ± 0,5 °C.

77

Magnitud – Condición ambiental Tolerancia Presión atmosférica ± 5 mbar

Presión de gas ± 2 % Caudal de agua ± 1 % Consumo de gas ± 1 %

Tiempo ± 0,2 s hasta 1 h ± 0,1 % para más de 1 h

Temperaturas Ambiente Agua

Gas

± 1 °C ± 2 °C

± 0,5 °C CO, CO2 y O2 ± 6 %

Poder calorífico del gas ± 1 % Densidad del gas ± 0,05 %

Masa ± 0,05 %

Tabla 3.4.1 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia del método de ensayo Fuente: Elaboración propia


Equipo Especificaciones técnicas Precisión Termómetro ambiental


Anemómetro Intervalo de medición desde 0.2 m/s a 20 m/s Resolución: 0,1 m/s ± 1 %

Barómetro Intervalo de medición de 0 mbar a 1 100 mbar Resolución: 0,1 mbar ± 5 mbar

Medidor de gas de cámara húmeda

Presión máxima 9,8 kPa Qmáx: 2,4 m3/h Qmin: 0,016 m3/h Volumen por revolución: 0,7 L/revolución

± 1 %

Cronómetro Intervalo de 00 h 00 min 00,00 s a 9 h 59 min 59,99 s Resolución 0,01 s ± 0,05 s/h



Balanza

Intervalo de medición de 0 kg a 120 kg Resolución (d): 10 g Reproducibilidad: 10 g Linealidad: ± 30 g Carga mínima: 20 g

± 0,05 %


Fuente: Elaboración propia Esto equipos deben calibrarse en laboratorios de calibración acreditados bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica). 3.4.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capitulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo

78

consultor quien elaboró el presente documento. 3.4.6.1 Modelo matemático consumo calorífico

( )( )rg

gagic d

dt

pppHVQ ×

+

++×

×××=

15.27325.1013

36477015.2886

Dónde: Qc: Consumo calorífico corregido (kW) V: Consumo volumétrico de gas medido, expresado en las condiciones de humedad de temperatura y de presión en

el contador, en litros por minuto (L/min) Hi: Poder calorífico inferior del gas de referencia seco referido a la unidad de volumen, en megajulios por metro

cúbico (MJ/m3) tg: Temperatura del gas en el contador, en grados Celsius (°C) d: Densidad del gas de ensayo dr: Densidad del gas de referencia pg: Presión del gas en el contador, en milibar (mbar) pa: Presión atmosférica en el momento del ensayo, en milibar (mbar) a) incertidumbre por medición del consumo volumétrico Obtener el flujo volumétrico utilizando un contador de gas y cronometro donde, dependiendo de la relación de estos, se obtiene la medida en litros, por minuto (L/min). Relación principal de donde se obtiene el consumo volumétrico

60×=tlV

Dónde: l: Cantidad de litros medidos en una revolución del contador t: Tiempo que demora dar una revolución el contador Consumo promedio, fuente de incertidumbre tipo A:

∑=

=n

kktn

t1

1

Desviación estándar

( ) ( )∑=

−−

=n

kk tt

ntS

1

2

11

Repetibilidad

( ) ( ) ( )ntStstU ==1

Derivadas parciales

( ) 601×=

∂∂

=tL

Vc lv Derivada con respecto a volumen

( ) 602 ×−=∂∂

=tL

tVcvt

Derivada con respecto a tiempo

79



Repetibilidad tiempo A ( ) ( )

ntStU = Normal n u1 x cvt n-1

Resolución cronometro B

3005.0


Error humano tiempo B

31.0


Incertidumbre cronometro (certificado)

B k

U E Normal k u4 x cvt veef (50)

Resolución contador B

321.0

Rectangular 3 u5 x cvl ∝

Tabla 3.4.3 Resumen incertidumbre combinada del consumo

Fuente: Elaboración propia Luego de realizar la estimación de incertidumbre en el contador volumétrico de gas se realiza un cálculo en el cual es combinada la incertidumbre obtenida para el contador con la declarada por el laboratorio donde se realizó la calibración.



Combinada B Uv Normal n u6 x cv veff

Incertidumbre equipo B

kU E Normal k u7 x cv veff

Tabla 3.4.4 Cálculo del componente de incertidumbre dado por el consumo volumétrico


( ) ( ) ( )( )rg

gagiCv d

dt

pppHV

Qc ×

+

++×

××=

∂∂

=15.273

25.1013364770

15.2886

b) Incertidumbre por presión de gas en el medidor



Repetibilidad Presión A

( )n

PSPU g

g =)(8 Normal n u8 x cpg n-1

Resolución del equipo B

3201.0 Rectangular 3 u9 x cpg ∝

Linealidad repetibilidad

histéresis B

3

..100

6.0 SF× Rectangular 3

u10 x cpg ∝

Error térmico cero B

3

..100

06.0

gt

SF×

Rectangular 3

u11 x cpg ∝

80



Error Térmico Span B

3

..100

01.0

gt

SF×

Rectangular 3

u12 x cpg ∝


kU E Normal k u13 x

cpg vE

Tabla 3.4.5 Componentes de incertidumbre de las mediciones de presión de gas en el medidor

Fuente: Elaboración propia Se puede obtener el valor de Cpg, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo en la derivada parcial, con respecto a pg.

( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

iag

g

Cpg

dd

tppp

dt

VHdpppQ

c

×+

++××+×

×××++××=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273364770

225.101315.2883

c) Incertidumbre presión atmosférica del recinto

Fuente de incertidumbre Tipo Valor incertidumbre

Probabilidad de distribución

k u x c v

Repetibilidad P atmosférica A ( ) ( )

nPS

PU atmatm =14

Normal n u14 x cpa n-1

Resolución B 321.0 Rectangular 3 u15 x cpa ∝

Exactitud Equipo B

3

.500100

25.0 mbar× Rectangular 3 u16 x cpa ∝

Estabilidad en el tiempo B

3

6500100

25.0 mesesmbar× Rectangular 3

u17 x cpa ∝


kU E Normal k u18 x cpa vE

Tabla 3.4.6 Componentes de incertidumbre ocasionados por la medición de la presión atmosférica

Fuente: Elaboración propia Obtener el valor de Cpa, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo en la derivada parcial, con respecto a pa.

( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

ig

a

Cpa

dd

tppp

dt

VHdppQ

c

×+

++××+×

×××+×=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273121590

25.101315.288

d) Incertidumbre temperatura de gas en el medidor

81



Repetibilidad Temperatura A ( ) ( )

ntStU =19 Normal n

u19 x ctg n-1

Resolución equipo B

3201.0

Rectangular 3 u20 x ctg ∝


kU E Normal k u21 xctg ∝

Tabla 3.4.7 Componentes de incertidumbre ocasionados por la medición de temperatura del

gas en el contador Fuente: Elaboración propia

Se puede obtener el valor de ctg, reemplazando los valores obtenidos en el ensayo, en la derivada parcial con respecto a tg.

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( )( )rg

gagrg

igag

g

Ctg

dd

tppp

dt

VHdppptQ

c

×+

++××+×

×××+×+×−=

∂∂

=

15.27325.1013

15.273121590

25.101315.288

2

3.4.6.4 Incertidumbre combinada del consumo calorífico

( ) ( ) ( ) ( )∑∑∑∑====

+++=21

19

218

14

213

8

27

6

2

ktgk

kpak

kpgk

kvkQ CuCuCuCuu


cukU *= Dónde:



3.4.7 Resultados Para los calentadores de paso a gas, se declaran los valores correspondientes a: eficiencia, expresada en porcentaje, y consumo de energía equivalente mensual, expresado en kWh La eficiencia se determina con base en la relación existente entre la energía que es aprovechada por el flujo de agua que circula por el calentador y la energía consumida en condiciones nominales. El consumo mensual se calcula con base en factores que incluyen los tiempos de uso de los quemadores y el número de quemadores usualmente empleados con base en estudios de caracterización del sector.

82

El consumo de energía mensual se evaluará con base en el indicador de 1,43 (horas/día/hogar), es decir, el consumo mensual de energía (kWh) se determina multiplicando la energía total media consumida en una hora (kWh)*43 (horas/mes). Por esto, la eficiencia se establece como la relación entre la energía útil entregada por el artefacto y la energía consumida, expresada en tanto por ciento (%), en condiciones nominales. 3.4.8 Otros elementos de relevancia

− Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica de entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición.


asegurar la calidad de los resultados que emite el laboratorio. Para el desarrollo correcto de esta actividad, es importante contar con: ítems retenidos homogéneos y estables, de ser posible, materiales de referencia certificados y la aplicación de varias técnicas estadísticas.

− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud. Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC, que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de calentadores de paso. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.

− Mantener y mejorar la competencia técnica del personal. Capacitación y entrenamiento continuos por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

83

3.5 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA BALASTOS DE TIPO ELECTROMAGNÉTICO Y ELECTRÓNICO PARA ILUMINACIÓN

3.5.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los balastos de tipo electromagnético y electrónico para iluminación se encuentran establecidos en los artículos 10.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma NTC 5112:2002. Eficiencia energética en balastos. Método de ensayo. Adicionalmente, en los artículos 10.4.1 del anexo general del RETIQ se establecen las normas equivalentes para el desarrollo de los métodos de ensayo de los balastos de tipo electromagnético y electrónico para iluminación, las cuales son:

− IEC 60921:2006. Ballasts for tubular fluorescent lamps – Performance requirements.

− IEC 60929:2011. AC and/or DC supplied electronic gear for tubular fluorescent lamps – Performance requirements.

− NMX-J-198-ANCE:2005. Iluminación. Balastos para lámparas fluorescentes.

Método de prueba.

3.5.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los balastos electromagnéticos y electrónicos con potencia nominal igual o superior a 15 vatios para uso de fuentes luminosas fluorescentes. 3.5.3 Balastos de tipo electromagnético y electrónico para iluminación Las lámparas fluorescentes son aquellas donde su funcionamiento está fundamentado en la necesidad de descarga de vapor de mercurio en una baja presión, la cual se convierte en luz cuando se genera radiación ultravioleta debido a que en el interior del tubo de vidrio de la lámpara se encuentra recubierto de sustancias fluorescentes, entre ellos denominados, fósforos. Debido a que este tipo de lámparas tienen una impedancia negativa y una falta de control del flujo de corriente debido al tener una corriente muy elevada, las lámparas pueden deteriorarse e incluso dejar de funcionar y es aquí en donde existe la necesidad y la importancia de los balastos que son los dispositivos que controlan la corriente y evitan su mal funcionamiento. Actualmente, existen una gran cantidad de balastos que se clasifican de acuerdo a su tecnología, funcionamiento, tensión de operación, sistema de instalación, cantidad de lámparas a alimentar, características, entre otras, sin embargo, en el RETIQ se establecen que los balastos aplicables a éste reglamento técnico son los balastos para iluminación y particularmente los balastos electromagnéticos y electrónicos para uso en conjuntos eléctricos de luminarias fluorescentes. Es importante tener en cuenta que en el RETIQ no es aplicable para aquellos balastos en donde se incorpore como parte integral de luminarias destinadas a automotores, navíos, aeronaves, electrodomésticos, equipos de electromedicina y demás aparatos, máquinas y herramientas distintos a alumbrado. 3.5.3.1 Balastos de tipo electromagnético

84

Los balastos de tipo electromagnético, son de los primeros balastos de tipo inductancia que se utilizaron en las lámparas fluorescentes, los cuales están integrados por un núcleo metálico (reactancia inductiva) que rodea un devanado de cobre o aluminio que se encuentra al interior de un recipiente metálico. Todo esto con el objeto de transformar la potencia eléctrica y así estabilizar y controlar la intensidad de la corriente en las lámparas fluorescentes. Adicionalmente, este tipo de balastos de tipo electromagnético está integrado por un capacitor el cual tiene como objeto optimizar el factor de potencia de la lámpara para así utilizar la energía más eficiente. La operación de un balasto, tiene como función tener la capacidad de generar el arco eléctrico que es necesario para que la lámpara funcione y así limitar la intensidad de corriente de la lámpara. 3.5.3.2 Balastos de tipo electrónico Este tipo de balastos se debe a la necesidad de evolucionar en los diferentes sistemas de iluminación fluorescente que existen en la actualidad y a pesar que pueden tener un funcionamiento similar en cuanto a la necesidad de limitar la corriente respecto al balasto electromagnético, el balasto electrónico tiene mejoras frente a la tecnología expuesta para los balastos electromagnéticos, en donde por ejemplo, permite regular las lámparas en altas frecuencias por medio componentes electrónicos, como lo son los diodos, circuitos integrados, capacitores, entre otros, en vez del mencionado anteriormente núcleo metálico y el devanado de cobre o aluminio. Adicionalmente, al estar integrado de componentes electrónicos permite convertir el voltaje de corriente alterna a corriente directa pasando por un convertidor de corriente el cual a su vez tiene como función de ser corrector de factor de potencia. Adicionalmente, este tipo de balastos permite eliminar el parpadeo de la lámpara durante el encendido, disminuir el consumo de energía, temperatura de operación, así como del ruido, prolongar la vida de la lámpara fluorescente, ser más livianos, entre otros. 3.5.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la NTC 5112:2002 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los balastos de tipo electromagnético y electrónico para iluminación con lámparas fluorescentes, norma que no tiene documento de referencia y fue basada en información de comité técnico de normalización. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia tres (3) normas, las cuales son dos (2) normas internacionales: IEC 60921:2006 e IEC 60929:2011 y una (1) norma mexicana NMX-J-198-ANCE:2005. Siendo ésta última una de las varias normas que se tomo como bibliografía para elaborar la NTC 5112:2002. Por tal motivo los ensayos descritos en la norma NTC 5112:2002, así como, en las IEC y NMX son igualmente válidos para el RETIQ, sin embargo, teniendo en cuenta que la norma técnica referenciada en el RETIQ como principal es la NTC 5112:2002, a continuación se presentara los detalles del ensayo. La NTC 5112:2002 establece el ensayo que debe ser utilizado para determinar el factor de balasto y el factor de eficacia de balasto, con el ánimo de cuantificar la eficiencia energética de los balastos, particularmente en los balastos electromagnéticos y electrónicos. Es por tal motivo que es importante tener en cuenta que el factor de balasto se establece como la relación que existe entre la salida de luz del bombillo la cual es operado con un balasto particular y la salida de luz del bombillo que es operado con un

85

balasto de referencia; así como, el factor de eficacia de balasto, es la relación entre el factor de balasto, como un porcentaje, y la potencia de línea. 3.5.4.1 Características de salida - factor de balasto La realización de las mediciones durante el ensayo se deben realizar con lámparas (tubos) fluorescentes y balastos denominados de referencia, así como, claro está con los tubos fluorescentes a ensayar, los cuales deben cumplir ciertas condiciones técnicas con el ánimo de garantizar un correcto ensayo y sobre todo resultados acordes a lo contemplado en la norma técnica. 3.5.4.2 Tubos fluorescentes de referencia. Los tubos de referencia que son utilizados para el ensayo deben cumplir con las características establecidas en la norma IEC 81 o aquella que la reemplace.

3.5.4.2.1 Estabilización del tubo fluorescente.

− Con el ánimo de poder realizar los ensayos fotométricos y eléctricos, los tubos utilizados deben ser envejecidos, durante un tiempo de 100 h, los cuales deben realizarse preferiblemente en posición base-arriba en caso que el fabricante no indique algo diferente.

− Antes de realizar la medición, se debe operar el tubo hasta que se encuentre estabilizado y su temperatura este equilibrada. Sin embargo, en el caso de presentarse un fenómeno de remolino u otro que sea anormal no se puede considerar que el tubo se encuentre estabilizado.

− El procedimiento de pre-estabilización debe ser durante 15 horas a una tensión nominal de ±5% en posición base-arriba, en donde la temperatura ambiente no debe ser superior a 40 °C.

− Posterior de la pre-estabilización el tubo fluorescente a ensayar se debe apagar con el ánimo de trasladarlo al circuito de ensayo, en donde se recomienda mantenerlo tal cual como se realizó la pre-estabilización.

− Los demás aspectos que deben tenerse en cuenta para la estabilización de los tubos deben estar acordes a lo establecido en el numeral 3.1.2.2 de la NTC 5112:2002.

3.5.4.3 Balastos de referencia. El balasto de referencia tiene como objeto suministrar valores normalizados de comparación para el ensayo de balastos y tubos, es por lo tanto que debe contar como mínimo con las siguientes especificaciones:

− El balasto debe estar dentro de una caja metálica con el ánimo de su protección mecánica;

− La impedancia a la corriente patrón del balasto no debe cambiar más de un 0,2%;

− La tensión nominal de alimentación, corriente patrón, impedancia y linealidad deben estar acorde a lo establecido en la Tabla 1 de la NTC 5112:2002.

− Para determinar la impedancia y el factor de potencia se debe usar los circuitos establecidos en la Figura B.1 y B.2 de la NTC 5112:2002. La impedancia se calcula con la relación de los valores de tensión y corriente obtenidas de las

86

lecturas.

− Las mediciones se deben realizar a la frecuencia nominal del balasto de referencia, así como, el balasto debe estar a una temperatura ambiente de 25 °C ± 2°C sin variación de ± 1°C.

− Después de realizar las mediciones para determinar la impedancia, se debe calcular con la relación de los valores de tensión y corrientes que se obtuvieron en el ensayo.

− Teniendo en cuenta que durante los ensayos se toman mediciones con instrumentos como lo son: voltímetros, amperímetros y vatímetros, se puede incluir impedancias adicionales producidas por éstos instrumentos, por lo cual es necesario realizar correcciones para compensar la presencia de instrumentos en los circuitos del tubo, es por tal motivo, que se debe tener en cuenta lo establecido en el Anexo A de la NTC 5112:2002.

3.5.4.4 Procedimiento de ensayo de factor de balasto 3.5.4.4.1 Balastos electromagnéticos

− El ensayo para los balastos de tipo electromagnéticos está fundamentado en la relación entre la potencia entregada a un tubo fluorescente de referencia y la potencia que entrega al mismo tubo de referencia por el balasto de referencia.

− Es necesario durante el ensayo que el tubo fluorescente de referencia opere de forma alternativa con el balasto bajo ensayo y el balasto de referencia.

− El circuito debe permitir que el tubo fluorescente pueda cambiar del balasto bajo ensayo al balasto de referencia o viceversa, sin extinguir el arco de transferencia.

3.5.4.4.2 Balastos electrónicos

− El ensayo para los balastos de tipo electrónicos está fundamentado en la relación entre la cantidad de luz producida por un tubo fluorescente de referencia en el momento que se opera por el balasto bajo ensayo y la cantidad de luz generada por el mismo tubo cuando es operada por el balasto de referencia.

− Durante el ensayo se requiere mediciones que comparen la intensidad luminosa de los tubos fluorescente.

− Es necesario que el tubo de referencia funcione inicialmente con el balasto de referencia alimentando su tensión y frecuencia nominal. En el momento que el tubo se encuentra estabilizado se debe proceder a medir la intensidad luminosa.

− Posterior el tubo debe ser transferido al balasto bajo ensayo sin que la luz se extinga, con el ánimo, de medir la intensidad luminosa.

− Finalmente, se vuelve a transferir de la misma manera el tubo fluorescente al balasto de referencia y así poder verificar los valores que se obtuvieron anteriormente.

− Durante la medición el luxómetro debe instalarse a una distancia del tubo

87

fluorescente como mínimo de 127 mm. Así como, el luxómetro se debe direccionar hacia la posición central del tubo, recibiendo la luz como mínimo a 152 mm de la longitud de la superficie expuesta del tubo fluorescente.

3.5.4.5 Ensayo de factor de eficacia de balasto El ensayo para determinar el factor de eficacia de balasto es aplicable para cualquier tipo de balasto, electromagnético y electrónico. Es por lo cual para poder realizar las mediciones de la potencia de línea es necesario contar con un vatímetro Es por lo cual el circuito a realizar es el establecido en la Figura 2 de la NTC 5112:2002, en donde con el vatímetro se realiza la medición de potencia de línea después de hacer las respectivas mediciones establecidas para determinar el factor de balasto. El factor de eficacia del balasto se determina por medio de la siguiente ecuación:

𝐹𝐸𝐵 =𝐹𝐵𝑃𝐿

FB: Factor de balasto en porcentaje PL: Potencia de línea medida 3.5.4.6 Flujograma

88

Figura 3.5.1 Diagramas de flujo ensayo balastos Fuente: Elaboración propia


− Es necesario que el balasto de referencia cuente con varias pruebas de repetibilidad con el ánimo de lograr homogeneidad de sus resultados;

− Para estabilizar tubos que operan hasta 800 mA pueden estar alrededor 15

Recepción artefacto (electrónico y electromagnético)

Medición de potencia total de entrada del circuto balasto-lámpara entre el balasto bajo ensayo y la lámpara de

referencia

Balasto electromagnético

o electrónico?

Resultadosde los

ensayos ejecutados


Electromagnetico Electrónico

La potencia total de entrada medida del circuito balasto-lámpara se mide con un balasto y una lámpara de referencia

La salida se especifica en términos de la relación entre el flujo luminoso

producido por la lámpara de referencia, cuando es operado por el

balasto bajo ensayo y el flujo luminoso producido por la lámpara de referencia

cuando es operado por el balasto de referencia.

Instalar el artefacto en el circuitoeléctrico de medición de potencia

La salida está referenciada por la relación entre la potencia entregada a la lámpara de

referencia y la potencia entregada a la misma lámpara de referencia por

el balasto de referencia

Los resultados obtenidos se llevan a los modelados matematicos

establecidos en el RETIQ, Articulo 10

89

minutos en operación para lograrlo;

− Cuando se presenten remolinos durante la estabilización del tubo, es posible apagar durante 15 segundos y luego encenderlo nuevamente en donde se puede remediar la anomalía;

− Existen algún tipo de tubos que no requieren para su pre-estabilización 15 horas de operación para su estabilización y así medirlo con el luxómetro. Es por lo cual pueden ser alrededor de 5 horas.

− Después de la pre-estabilización y al iniciar la transferencia del tubo fluorescente a ensayar al circuito, se recomienda no realizar movimientos bruscos, debido a que el mercurio salga de las zonas frías.

− Durante el procedimiento de la determinación de la impedancia en caso que el balasto de referencia no esté cubierto magnéticamente es necesario que durante el ensayo se realice fuera de objetos metálicos, con el ánimo de no alterar la impedancia máximo 0,2%.

3.5.5 Infraestructura 3.5.5.1 Personal El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el SGC y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA. La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.5.5.2 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia Se establece únicamente como magnitud de influencia a controlar la temperatura ambiente, la cual no debe superar los 40 °C. 3.5.5.3 Equipos Para ejecutar el método de ensayo de balastos de tipo electromagnético y electrónico para iluminación se requieren los equipos establecidos en la Tabla 3.5.1.

Los laboratorios acreditados deben calibrar debidamente todos estos equipos, bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud y la incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica).

90

Equipo Especificaciones técnicas Límites de error

Voltímetro 0 V a 240 V fase – fase Hasta 800 Hz ± 5 %

Amperímetro 0 A a 20 A Hasta 800 Hz ± 5 %

Vatímetro 0 W a 2 000 W Hasta 800 Hz ± 0,75 %

Osciloscopio

Sensibilidad: 5mV~20V/DIV,12 pasos en secuencias de 1-2-5 (X5 MAG: 1mV/DIV)

Ancho de banda: DC~20MHz (× 5MAG:DC~7MHz) / DC~40MHz (X5MAG: DC~15MHz)

Acoplamiento de AC: menor que la frecuencia límite de 10Hz. (Con referencia a 100KHz, 8DIV. Respuesta de Frecuencia a -

3dB.) Tiempo de subida: Aprox.17.5nS( × 5MAG:Aprox.50nS) /

Aprox. 9,5nS (X5MAG: Aprox. 25nS) Tiempo de barrido: 0,2 µSeg ~ 0.5Seg/DIV, 20 pasos en 1-2-5

secuencia; Exactitud del tiempo de barrido: ± 3 %;

Vernier de control del tiempo de barrido: = ½,5 del valor indicado;

Magnificación del barrido: diez veces;

± 0,05 % en el horizontal ± 3 % en el

vertical

Analizador de potencia

Este equipo reemplazaría los anteriores equipos: amperímetro, voltímetro, vatímetro y osciloscopio.

± 0,5 % hasta 100 kHz

Termómetro ambiental

Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 50 °C Resolución: 0,1 °C ± 0,5 °C


Fuente: Elaboración propia 3.5.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capitulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo consultor quien elaboró el presente documento. 3.5.6.1 Modelo matemático

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 �𝑘𝑊ℎ𝑎ñ𝑜� � = 𝑃𝑡𝑜𝑡. 𝑟𝑒𝑓.× 2 288

Donde 𝑃𝑡𝑜𝑡. 𝑟𝑒𝑓. = 𝑃𝑡𝑜𝑡.𝑚𝑒𝑑. �

𝑃𝐿𝑟𝑒𝑓.𝑚𝑒𝑑𝑃𝐿𝑚𝑒𝑑 � − (𝑃𝐿𝑟𝑒𝑓.𝑚𝑒𝑑 − 𝑃𝐿𝑛𝑜𝑚)

3.5.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el certificado de calibración para el vatímetro

− Resolución del vatímetro

− Incertidumbre del valor de referencia dado para la lámpara de referencia 3.5.6.3 Contribuciones a) Incertidumbres típicas Resolución del vatímetro. Se obtiene de la resolución de medición dada por el objeto de

91

prueba a calibrar asumiendo para esto, una distribución de tipo uniforme:

3resoluciónU resolución =

Teniendo en cuenta que en realidad la duda en la medida debido a la resolución es máximo por un 50 % del resultado medido, podemos tener en cuenta que la desviación máxima posible es la mitad del parámetro adoptado, es decir:

123*232 resoluciónresolución

resolución

U resolución ===

Incertidumbre MR (Lámpara de referencia). Se tiene en cuenta la incertidumbre expandida entregada en el certificado del material de referencia (Lámpara), como se presenta en la siguiente fórmula, considerando esta componente como una distribución de tipo normal:

ocertificad

andidaMR k

UU icertufucadexp

=

Incertidumbre de medición del vatímetro. Se obtiene del certificado de calibración del instrumento y corresponde a la incertidumbre expandida entregada en el certificado como se presenta en la siguiente fórmula considerando esta componente como una distribución de tipo normal:

ocertificad

andidavatímetro k

UU icertufucadexp=

b) Coeficientes de sensibilidad: C1: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎

𝛿𝑃𝑡𝑜𝑡.𝑟𝑒𝑓.= 2 288 × �𝑃𝐿𝑟𝑒𝑓.𝑚𝑒𝑑

𝑃𝐿𝑚𝑒𝑑�

C2: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝛿𝑃𝐿𝑟𝑒𝑓.𝑚𝑒𝑑.

= 2 288 × �𝑃𝑡𝑜𝑡.𝑚𝑒𝑑𝑃𝐿𝑚𝑒𝑑

− 1�

C3: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝛿𝑃𝐿𝑚𝑒𝑑

= 2 288 × �𝑃𝐿𝑟𝑒𝑓.𝑚𝑒𝑑×𝑃𝑡𝑜𝑡.𝑚𝑒𝑑.𝑃𝐿𝑚𝑒𝑑2

�

C4: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝛿𝑃𝐿𝑛𝑜𝑚

= 2 288 3.5.6.4 Incertidumbre combinada Viene dada por la siguiente ecuación:

24

23

23

22

22

21

21 )*()*()*()*()*()*()*( MRvatvatresvatvatresvatvatresc uCuCuCuCuCuCuCu ++++++= −−−


cukU *= Dónde:

Cu Incertidumbre combinada.

k Valor de cobertura o de expansión. Este se puede obtener de la tabla t de Student, con base en la determinación de los grados efectivos de la libertad de la medición.

92

3.5.7 Resultados Con el valor de potencia total de entrada del circuito balasto-tubo se calcula el consumo de energía, durante un período de 1 h y con este valor se hace la estimación de consumo de energía en kWh/año, multiplicando por 2 288 h como valor de referencia. Así mismo, con los datos obtenidos de relación de niveles de iluminación o de flujo luminoso, según corresponda, se calcula el factor de balasto (FB) en porcentaje. Finalmente se determina el Factor de Eficacia de Balasto (FEB) como la relación entre FB y la potencia activa de entrada del conjunto balasto–lámpara expresada en vatios (W). 3.5.8 Otros elementos de relevancia

− Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica para entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición

− Realizar control de calidad interno. Proceso periódico planificado, que busca


− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud. Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC y que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de balastos. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.



93

3.6 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA REFRIGERADORES Y CONGELADORES 3.6.1 Referencias normativas 3.6.1.1 Refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico Los métodos de ensayo para evaluar los refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico se encuentran establecidos en el artículo 9.1.3 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma IEC 62552:2007 “Household Refrigerating Appliances. Characteristics and Test Methods”. Adicionalmente, en el artículo 9.1.3.1 del anexo general del RETIQ se establece las normas equivalentes para el desarrollo de los métodos de ensayo de los refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico, la NTC 5891:2011 “Artefactos de refrigeración doméstico. Características y métodos de ensayo”. 3.6.1.2 Refrigeradores y/o congeladores para uso comercial Los métodos de ensayo para evaluar los refrigeradores y/o congeladores para uso comercial se encuentran establecidos en el artículo 9.2.3 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma ISO 1992-6:1974 “Commercial refrigerated cabinets - methods of test – Part 6 Electrical energy consumption test”, incluyendo la adenda de 1980. Adicionalmente, en el artículo 9.2.3.1 del anexo general del RETIQ se establecen las normas equivalentes para el desarrollo de los métodos de ensayo de los refrigeradores y/o congeladores para uso comercial, las cuales son:

− NTC 5310:2004. Eficiencia energética en equipos de refrigeración comercial rangos de eficiencia y etiquetado (Numeral 6); y

− NOM-022-ENER-SCFI: 2008. Eficiencia energética, requisitos de seguridad al usuario para aparatos de refrigeración comercial auto contenidos. Límites, métodos de prueba y etiquetado.

3.6.2 Alcance 3.6.2.1 Refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico: Refrigeradores, refrigeradores-congeladores con capacidad hasta 1104 litros y congeladores domésticos de hasta 850 litros operados por motocompresor hermético. 3.6.2.2 Refrigeradores y/o congeladores de uso comercial: Enfriadores verticales con una o más puertas frontales con capacidad de 50 litros o más; enfriadores horizontales con capacidad de 110 litros o más, congeladores horizontales con capacidad de 110 litros o más; congeladores verticales con capacidad de 50 litros o más y vitrinas cerradas con capacidad de 200 litros o más. 3.6.3 Refrigeradores y congeladores Los refrigeradores y congeladores son máquinas térmicas en donde el calor fluye de un sistema de menor temperatura a uno de mayor temperatura, esto significa que toma el calor del lado de baja temperatura y lo expulsa al exterior, en donde utiliza la ayuda de una fuente de energía externa para mantener el proceso. Es por esto, que este tipo de

94

artefactos funcionan con un sistema que opera con la ayuda de un gas refrigerante, en donde por medio de un proceso de compresión y de descompresión del gas refrigerante, el artefacto genera frio en su interior. La mayoría de artefactos de refrigeración y/o congelación están integrados en su interior por los siguientes componentes:

− Evaporador: Es quien absorbe el calor por medio del gas refrigerante que se encuentra en estado gaseoso;

− Compresor: Componente el cual por medio de un motor es quién comprime el

refrigerante, esto significa que logra disminuir el volumen y a su vez la temperatura;

− Condensador: Tiene como objeto que el gas refrigerante se condense, esto hace

referencia a que el gas pase de estado gaseoso a estado líquido;

− Tubo capilar: Componente que funciona como un intercambiador de calor y trasladan el refrigerante de un lugar a otro.

− Válvula de expansión, que es fundamentalmente para controlar y reducir la

presión del gas refrigerante, en este caso, en estado líquido. Actualmente en el mercado existe una gran cantidad de clases de refrigeradores y/o congeladores, sin embargo el RETIQ contempla particularmente las diferentes clases de artefactos cubiertos por el reglamento técnico, los cuales son: 3.6.3.1 Refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico 3.6.3.1.1 De acuerdo a tu tipo Actualmente los refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico se dividen de acuerdo a su tipo, los cuales son:

− Refrigerador con uno o más compartimentos de conservación de alimentos frescos

− Refrigerador - bodega, bodega y armarios para la conservación de vinos − Refrigerador - Helador y refrigerador con un compartimiento sin estrellas − Refrigerador con un compartimiento de una, dos o tres estrellas, − Refrigerador - congelador − Congelador tipo armario − Arcón congelador (congelador tipo horizontal) − Aparatos de refrigeración multiuso y de otro tipo

3.6.3.1.2 De acuerdo con su sistema de descongelación Los refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico se clasifican en tres tipos de sistemas de acuerdo a su sistema de descongelación:

− Manual − Semiautomático − Automático (No Frost)

3.6.3.2 Refrigeradores y/o congeladores para uso comercial

95

El RETIQ aplica particularmente a equipos cerrados con puertas y su clasificación se fundamenta de acuerdo a las características del producto por las cuales fueron diseñados. Para el caso de los refrigeradores y/o congeladores para uso comercial se incluyen enfriadores y vitrinas, a continuación se presenta la clasificación de artefactos para uso comercial:

− Enfriador vertical − Enfriador horizontal − Congelador vertical − Congelador Horizontal − Vitrina cerrada − Mixto (Enfriador y congelador)

3.6.4 Descripción del ensayo 3.6.4.1 Descripción del ensayo para refrigeradores y/o congeladores de uso doméstico El RETIQ establece a través de la IEC 62552:2007 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia la NTC 5891:2011, la cual tiene como documento de referencia la IEC 62552:2007, y a pesar que es una adopción modificada, no existe diferencias que afecte el método de ensayo, estructura y demás información contemplada en la norma, es por tal motivo, que el método de ensayo descrito en la norma IEC 62552:2007, así como, la NTC 5891:2011 son igualmente válidos para el RETIQ, a continuación se presenta el método de ensayo establecido en la IEC 62552:2007. 3.6.4.1.1 Montaje

− Al iniciar el ensayo se debe, para acondicionar la muestra a ensayar, retirar toda la unidad de empaque y ubicar en su sitio todos los accesorios necesarios para el correcto funcionamiento del refrigerador de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El refrigerador objeto de prueba, se debe ubicar en un cuarto de ensayo, en el cual la temperatura ambiente debe mantenerse con una variación de ± 0,5 °C de la temperatura ambiente especificada para el ensayo.

− Cada artefacto a evaluar, se debe montar sobre una plataforma de madera

pintada de color negro mate, ubicado a máximo 0,05 m por encima del piso del recinto de ensayo, con el ánimo de permitir la circulación libre del aire. Es necesario que exista una distancia entre las paredes laterales y el artefacto de mínimo 0,3 m, en su parte posterior hasta el tabique posterior.

− Para restringir el aire alrededor del artefacto, se deben colocar tabiques de

madera verticales con espesor de 16 mm a 30 mm a los laterales del mismo y en su parte posterior, garantizando que estos se prolonguen por lo menos 0,3 m por encima de la parte superior del objeto de prueba.

− En la Figura 3 de la IEC 62552:2007 se determinan las dimensiones de la cabina

climatizada, con los sensores de temperatura ambiente instalados. 3.6.4.1.2 Condiciones de ensayo

96

− La temperatura ambiente se debe medir en tres puntos ubicados alrededor del

artefacto: Punto 1: En el punto central del lateral derecho a 0,35 m del refrigerador; Punto 2: En el punto central del lateral izquierdo a 0,35 m del refrigerador; Punto 3: De 20 mm a 30 mm por debajo de la plataforma en el eje vertical

del centro geométrico del refrigerador. Estos puntos se miden utilizando sensores de temperatura en forma cilíndrica (diámetro y altura de 15,2 mm aproximadamente) en cobre o bronce. Las temperaturas medidas en los dos puntos laterales se promedian y este valor no debe variar más de ± 0,5 °C de la temperatura ambiente especificada para el ensayo y el punto por debajo de la plataforma debe estar a ± 1,0 ºC de la temperatura ambiente.

− La humedad relativa se mide en un punto representativo del cuarto de pruebas

garantizando que ésta no sobrepase el 75%, mientras la velocidad del aire se debe medir en tres puntos ubicados alrededor del artefacto antes de iniciar el ensayo de la siguiente forma: Punto 1: En el punto central del lateral derecho a 0,35 m del refrigerador; Punto 2: En el punto central del lateral izquierdo a 0,35 m del refrigerador; Punto 3: 0,30 m de la parte superior del artefacto.

3.6.4.1.3 Procedimiento de ensayo

− Para iniciar el ensayo, se debe aclimatar el artefacto instalado en el cuarto durante un periodo mínimo de 12 horas bajo las condiciones ambientales establecidas, ubicando los controles de temperatura en la posición de temperatura más baja.

− Cumplido el periodo de aclimatación es necesario conectar el artefacto a un

tomacorriente garantizando la tensión y frecuencia nominal con una variación de ± 1 %, haciendo funcionar el refrigerador vacío por lo menos 24 horas para alcanzar equilibrio. Después de que el artefacto haya alcanzado equilibrio, se deben cargar los compartimientos de baja temperatura con la carga térmica (paquetes de ensayo).

− El punto de congelación de este material es -1 ºC (sus características térmicas

corresponden a aquellas de la carne magra).

− El compartimiento para almacenar alimentos congelados se debe llenar con tantos paquetes de ensayo como pueda contener. Sobre cada superficie horizontal, se deben formar el mayor número posible de pilas de paquetes de ensayo de 1 kg. Las dimensiones y masa de los paquetes ensayo son las establecidas en la Tabla 3 de la IEC 62552:2007.

− Para medir las temperaturas de los compartimientos que almacenarán alimentos

frescos, se insertan en el centro de cilindros sólidos elaborados con bronce o cobre recubierto con latón, que tengan una masa de 25 g ± 5 % y con un área externa mínima (diámetro/altura aproximadamente de 15,2 mm).

97

− El artefacto cargado se estabiliza térmicamente poniéndolo a funcionar según las instrucciones del fabricante, sin ajustar el control de temperatura, durante dos periodos de por lo menos 24 h buscando que al comparar los resultados de las mediciones de la temperatura en los compartimientos, éstos no presenten una diferencia de más de 0,5 ºC, y las mediciones del consumo de energía eléctrica no presenten una diferencia mayor al 3 %.

− Si el aparato tiene termostatos y/u otros dispositivos de control de temperatura

diseñados para que el usuario los ajuste, los termostatos y los dispositivos se deben colocar, en principio, en la posición recomendada por el fabricante para la operación normal a la temperatura ambiente apropiada. Cuando el termostato o dispositivo no está destinado para que sea ajustado por parte del usuario, la medición se debe llevar a cabo con el artefacto en la condición en que se recibió.

− El consumo de energía se debe determinar mediante interpolación a partir de los

resultados de dos ensayos: uno que proporciona una temperatura más cálida y otro con una temperatura más fría que la temperatura objeto.

− Después de que el artefacto cargado se estabiliza térmicamente, el periodo de

ensayo empieza al inicio de un ciclo de funcionamiento, el cual debe ser por lo menos 24 h en donde se debe presentar un número entero de ciclos de funcionamiento. Posterior, el ensayo debe continuar hasta el final de dicho ciclo de funcionamiento.

− Al finalizar el ensayo se debe obtener el consumo de energía del artefacto para 24

horas y así calcular el consumo de energía de acuerdo al numeral 3.6.7 del presente capitulo.

3.6.4.2 Descripción del ensayo para refrigeradores y/o congeladores de uso comercial El RETIQ establece a través de la ISO 1992-6:1974 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los refrigeradores y/o congeladores para uso comercial, sin embargo, actualmente ésta norma se encuentra anulada por la ISO y es por tal motivo que, sabiendo que la NTC 4838:2002 “Equipos de refrigeración comercial” es adopción idéntica de la ISO 1992-6:1974, la cual se encuentra vigente por parte de ICONTEC, el presente capitulo se basará en lo establecido en la NTC 4838-6:2002. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia dos (2) normas, la primera es a nivel nacional: NTC 5310:2004, la cual fue basada en información de comité técnico; así como, la segunda es una norma mexicana NOM-022-ENER-SCFI:2008. Por tal motivo, los ensayos descritos en la norma NTC 4838-6:2000, así como, en la NTC 5310 y NOM-022-ENER-SCFI: 2008 son igualmente válidos para el RETIQ. La NTC 5310:2004 comparte similitudes en algunas condiciones generales del método de ensayo de la NTC 4838-6:2002, tales como, definiciones en el tamaño y composición de los paquetes que se utilizan en el desarrollo del ensayo. Es importante tener en cuenta que la NTC 5310:2004 es aplicable a: enfriadores verticales con una o más puertas frontales con capacidad de 50 L o más; enfriadores horizontales con capacidad de 110 L o más; congeladores horizontales con capacidad de 110 L o más; congeladores verticales con capacidad de 50 L o más y vitrinas cerradas con capacidad de 200 L o más. Mientras la NTC 4838-6:2002 tiene un objeto más general, debido a que es aplicable a equipos de refrigeración comercial diseñados para la venta y/o exhibición de productos alimenticios.

98

Para el desarrollo del método de ensayo establecido en la NTC 4838:2000 para los refrigeradores y/o congeladores para uso comercial se debe contemplar lo siguiente: 3.6.4.2.1 Montaje

− Para el acondicionamiento inicial de la muestra, el equipo de refrigeración debe ser ensamblado con todos sus componentes requeridos para el normal funcionamiento, de acuerdo a las indicaciones del fabricante.

− Los equipos diseñados para montarlos sobre una pared se deben instalar a la

distancia de la pared especificada por el fabricante, en caso que no exista alguna especificación particular, se debe montar a una distancia de 100 mm de la pared.

− Para equipos en donde la unidad condensadora es remota, el fabricante debe

indicar para las pruebas la siguiente información:

Número internacional del gas refrigerante (según norma ISO 817:1974) La presión de succión de operación actual, la cual es tomada a la salida

del equipo. La temperatura del líquido que está operando, tomándola a la entrada del

equipo. La especificación de la rata de extracción de calor necesaria (se puede

adoptar el método de medición especificado en la norma ISO/R916:1968). 3.6.4.2.2 Condiciones del ensayo

− Con el equipo desconectado la velocidad del aire medida debe ser 0,2 m/s ± 0,1 m/s. Para equipos cerrados la dirección del aire se debe proyectar de tal manera que el aire ingrese al equipo cuando se abren las puertas.

− El punto de medición de la temperatura ambiente y humedad relativa debe ser

aproximadamente a la mitad del largo del equipo, de acuerdo a lo establecido en las Figuras 2 a la 5 de la NTC 4838-2.

− Para equipos que tienen la unidad de condensación integrada, la temperatura ambiente y la humedad relativa se deben medir al lado opuesto de la ubicación de la unidad condensadora. Para equipos tipo góndola que no tienen la unidad de condensación integrada la temperatura ambiente se deben medir a ambos lados. Las temperaturas medidas en los diferentes puntos alrededor del equipo no deben ser inferiores a las especificadas para la clase de clima del cuarto de prueba.

− Se deben garantizar en el cuarto de ensayos las condiciones ambientales correspondientes a la categoría de clima para la cual está diseñado el equipo de refrigeración. La tensión eléctrica de suministro debe mantenerse a la tensión nominal ± 2 %. La frecuencia debe mantenerse a la frecuencia nominal ± 1 %.

3.6.4.2.3 Procedimiento de ensayo

− El equipo vacío se debe operar durante un periodo mínimo de 24 h, tiempo en

99

donde el sistema de refrigeración, controles y las operaciones de descongelación deben operar correctamente. Para los equipos con unidades de condensación remotas, las condiciones de operación deben completarse con las especificadas por el fabricante.

− Es necesario registrar el total del consumo de energía eléctrica durante el periodo entre el comienzo y el final del ciclo tiempo/temperatura, el cual no debe ser inferior a 24 h.

− Adicionalmente, el total de energía eléctrica consumida que se registra en cada uno de los ensayos debe corresponder a la sumatoria de toda la energía eléctrica consumida por el equipo durante el tiempo del ensayo.

− Los controles de temperatura se deben ajustar de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Si el fabricante suministra cubiertas nocturnas para los equipos abiertos, se deben realizar dos ensayos, uno utilizando las cubiertas y el otro sin utilizar las cubiertas.

− Los equipos que no contienen cubiertas nocturnas, pero que contienen otra clase de iluminación, es necesario que durante el ensayo se encuentre encendida.

− Al finalizar el ensayo se debe obtener el consumo de energía del artefacto para 24 horas y así calcular el consumo de energía de acuerdo al numeral 3.6.7 del presente capitulo.

3.6.4.3 Flujogramas 3.6.4.3.1 Refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico

100

Revisar Clasificación del artefacto.

Artefactoes Clase T?

Temperatura ambiente 32 °C

SI

NO

Temperatura ambiente 25 °C

Instalar artefacto sobre plataforma de madera segun el numeral 8.2 de la IEC 62552 , teniendo en cuenta las

recomendaciones del fabricante

Ingresar los sensores de temperatura a

cada compartimiento

Compartimiento Refigerador o

bodega?

SI

NO

Instrumentar los sensores segun las figuras 14 y 15 de la

IEC 62552 en cilindros de

Iniciar estabilización sin encender el artefacto

Temperatura ambiente Ta1 y Ta2 son constantes en un rango de ± 0,5 k ?

NO

SI

Temperatura debajo de la plataforma esta a la temperatura ambiente ± 1 k ?

SI

NO

Recepción del artefactro

101

Figura. 3.6.1 Diagramas de flujo ensayo refrigeradores y congeladores para uso domestico Fuente: Elaboración propia


Encender el artefacto

Dejar operar vacio durante un periodo de 24 h para alcanzar

equilibrio termico

Realizar plan de almacenamiento de acuerdo al númeral 13,2 de la IEC 62552

Cargar congelador de acuerdo al plan de almacenamieto,

utilizando paquetes de ensayo de acuerdo al numeral 8.5 de la

IEC 62552

Iniciar periodo de estabilización sin ajuste al control de temperatura

Evaluar estabilidad del artefacto durante dos periodos de por lo

menos 24 h

Temperatura en compartimientos varian en un rango no mayor a ± 0,5 k entre periodos de estabilización?

Consumo de energía esta en un intervalo del 3% entre periodos de estabilización?

SI

SI

NO

NO

Iniciar con el periodo de ensayo el cual debe ser como mínimo de 24 h y debe abarcar un número entero de ciclos de funcionamiento.

El valor del consumo de energía se debe calcular durante un periodo exacto de 24 h a partir del valor medido.

El consumo de energía del artefacto de refrigeración que funciona con electricidad se debe expresar en kilovatios hora para 24 h (kW h/24 h), hasta dos cifras decimales.

Los resultados obtenidos se llevan a los modelados matematicos establecidos en el RETIQ,

Articulo 9.1

Se determina "El rango para etiquetado" teniendo en cuenta el elvalor resultante del ensayo deconsumo de energía y el correspondiente cálculo del Ahorro Relativo (Ar).Se tiene en cuenta lo establecido en la tabla 9.1.2.1.a.

102

3.6.4.3.2 Refrigeradores y congeladores para uso comercial

Ensamblar el equipo con todos sus componentes acorde a las instrucciones del fabricante

Verificar los componentes eléctricos y mecánicos,correcto funcionamiento?

Instalar artefacto bajo las siguientes condiciones:- Velocidad del aire 0,2 m/s ± 0,1 m/s

- Las paredes, techos y paneles del cuarto de ensayos pintados de colores claros y las temperaturas se deben mantener a ± 2 ºC con

respecto a la temperatura del aire medido al mismo nivel.- Iluminación de luz fluorescente de 600 lx ± 100 lx medidos a una altura de 1 m arriba del piso. Debe mantenerse encendida durante

el periodo del ensayo.- La temperatura desde el piso hasta el techo no debe variar más

de 2 °C/m y la diferencia no debe ser mayor de 6 °C- La temperatura ambiente y la humedad relativa se deben medir

aproximadamente a la mitad del largo del equipo

Encender el artefacto

Dejar operar vacio durante un periodo de 24 h para alcanzar

equilibrio termico

Cargar congelador hasta el límite de carga, utilizando

paquetes de ensayo 200 mm x 100 mm x 50 mm ( 1 000 g),

seguidamente los de 100 mm x 100 mm x 50 mm (500 g) y

finalmente los de 100 mm x 50 mm x 25 mm (125 g),

Los paquetes deben cumplir la composición especificada

La tensión eléctrica debe ser la nominal ± 2 % y la frecuencia

nominal ± 1 %,

Recepción del artefactro

103

Figura. 3.6.2 Diagramas de flujo ensayo refrigeradores y congeladores para uso comercial

Fuente: Elaboración propia 3.6.4.4 Buenas prácticas 3.6.4.4.1 Refrigeradores y congeladores para uso domestico

− El artefacto debe estar protegido de fuentes de radiación como pueden ser sistemas de calefacción o sistemas de enfriamiento.


Fabricante suministra cubiertas nocturnas e iluminación interna?

SI

NO

Ensayo 1: Sin la cubierta y la iluminación encendida Ensayo 2: Sin la cubierta nocturna y con la iluminación encendida durante un periodo de 10 h, seguidamente con la cubierta nocturna y la iluminación apagada durante un periodo de 14 h.

Una vez alcance condiciones estables de operación, se deja operar durante 24 h y se expresa el consumo de energía eléctrica

en kilovatios hora para 24 h (kW h/24 h),

Los resultados obtenidos se llevan a los modelados matematicos establecidos en el RETIQ,

Articulo 9.2

Se determina "El rango para etiquetado" teniendo en cuenta el elvalor resultante del ensayo deconsumo de energía

La iluminación debe estar encendida durante el ensayo

Unidad de refrigeración incorporada?

SI

NOSe mide el consumo de energía eléctrica consumida por todos los componentes

que usan energía eléctrica y que se encuentren localizados en el equipo de manera permanente para el uso normal

Se mide el consumo de energía eléctrica total.

Determinación del volumen útil del refrigerador

El valor de consumo en W/h obtenido durante las 24 h, se divide por el volumen útil para obtener el consumo por litro y poder

determinar el índice de consumo específico por litro

104

− Se recomienda que la plataforma de madera sea pintada de negro mate y abierta para la circulación.

− Los entrepaños que se han considerado en su lugar al determinar el volumen de almacenamiento deben estar ubicados en su posición normal.

− Es importante que para el desarrollo del ensayo aquellos accesorios que no son necesarios para el funcionamiento normal del refrigerador deben encontrarse sin funcionar durante el ensayo.

3.6.4.4.1 Refrigeradores y congeladores para uso comercial

− En el desarrollo del ensayo de refrigeración y congeladores de uso comercial es necesario que se encuentre encendida una luz fluorescente de 600 lx con una tolerancia de ± 100 lx medida a una altura de 1 m arriba del piso.

− El desarrollo del ensayo se realiza con todos los accesorios con lo que fue diseñado y funcionando en condiciones estables.

− La etapa de estabilización y preparación puede realizarse en cualquier lugar desde que el compresor cumpla tres ciclos de operación y se verifique que todos los componentes eléctricos y mecánicos funcionan correctamente.

− En caso que existan variación durante el ensayo de la temperatura fuera de ± 1,3 °C y de la humedad fuera de ± 10%, debe realizarse nuevamente el ensayo.

3.6.5 Infraestructura 3.6.5.1 Personal El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el SGC y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA. La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.6.5.2 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia 3.6.5.2.1 Refrigeradores y/o congeladores para uso doméstico

− La temperatura del área de ensayo es de + 25°C para refrigeradores de clase SN, N y ST y + 32°C para refrigeradores de clase T. Así como, la velocidad del aire debe ser inferior a 0,25 m/s.

− El sistema de registro de datos debe tener la capacidad para registrar los valores

de temperatura, con intervalos de medición no superiores a 60 s.

− Suministro de energía eléctrica. El artefacto de refrigeración se debe ensayar con la tensión nominal o en el valor medio del rango de tensión nominal ± 1 %, y con la frecuencia nominal ± 1 %.

− Humedad. La humedad relativa se debe medir y registrar en un punto en el que

sea representativa. La precisión de los instrumentos de medición debe ser tal que

105

el resultado, expresado como el punto de condensación, debe tener una incertidumbre de medición total no superior a ± 0,3 K.

− Medidores de watts-hora. Estos medidores deben ser legibles hasta 0,001 kWh

y tener una exactitud en un rango de ± 1 % del consumo total de energía medido durante el periodo de ensayo (es decir, 1 % de la lectura). La calibración de los medidores vatios-hora se debe realizar en el rango utilizado en las mediciones. Adicionalmente, en la Tabla 3.6.1 se establecen las tolerancias de medida exigidas para las diferentes magnitudes.

Magnitud – Condición ambiental Tolerancia

Presión atmosférica ± 5 mbar Suministro Energía ± 1 %

Temperatura ambiente ± 0.5 K Humedad Relativa < 75 % Velocidad Viento < 0.25 m/s

Tabla 3.6.1 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia del método de ensayo doméstico

Fuente: Elaboración propia 3.6.5.2.2 Refrigeradores y congeladores para uso comercial

− Los ensayos deben realizare con las temperaturas de bulbo seco y humedad relativa establecida en la Tabla del numeral 4.1.6 de la NTC 4838-2.

− Durante el desarrollo del ensayo en el cuarto de prueba es necesario mantener valores de temperatura y humedad entre ± 1°C de la temperatura y ± 5 unidades del porcentaje de la humedad relativa.

− Las paredes, techos y paneles que se usan en el cuarto de ensayos deben estar pintados de colores claros. Así como, las temperaturas de mismas superficies deben mantener a ± 2 ºC con respecto a la temperatura del aire medido al mismo nivel.

− La temperatura desde el piso hasta el techo puede variar con un gradiente vertical

de la temperatura que no exceda de 2 ºC/m. La diferencia de la temperatura medida en el piso y en el techo no debe ser mayor de 6 ºC. La temperatura ambiente y la humedad relativa se deben medir aproximadamente a la mitad del largo del equipo.

− El suministro eléctrico debe estar acorde con la NTC 1340 “Electrotecnia. tensiones y frecuencias nominales en sistemas de energía eléctrica en redes de servicio público”.

− La temperatura del cuarto debe ser de 32 °C, así como, la humedad relativa debe ser de 65 %

Magnitud – Condición ambiental Tolerancia Suministro Energía a 120 V +5 y -10 % Suministro Energía a 240 V +5 y -10 %

Temperatura del cuarto ± 1,3 °C Humedad Relativa ± 10 %. Velocidad Viento < 0.25 m/s

Tabla 3.6.2 Tolerancias exigidas en las magnitudes de influencia del método de ensayo comercial


106

3.6.5.3 Equipos 3.6.5.3.1 Refrigeradores y congeladores para uso doméstico

− Cabina climatizada. La cabina donde se ejecutará los ensayos debe poder alcanzar temperaturas con un intervalo de 10 °C a 43 °C, de tal manera que se cubra todas las clases climáticas, la temperatura ambiente vertical a una altura de dos metros no debe exceder de 1 K/m, medido en el mismo eje vertical en el que se toma la medición de la temperatura ambiente.

− Medición temperatura ambiente. La medición de la temperatura ambiente se debe realizar antes de encender el artefacto de refrigeración, donde se mide en dos puntos: Ta1 y Ta2, ubicados en la línea central vertical y horizontal de las partes laterales del artefacto de refrigeración, la cual se encuentra a una distancia de 350 mm del artefacto de refrigeración. Para medir la temperatura del aire en plataforma se utilizan cilindros de cobre o de bronce de 20 mm a 30 mm, por debajo del fondo de la plataforma, el cual debe estar a la temperatura ambiente ± 1,0 K, así como, el punto de medición debe estar en el eje vertical a través del centro geométrico del artefacto de refrigeración. Los instrumentos de medición de la temperatura deben tener una incertidumbre de medición total no superior a ± 0,5 K. Esta precisión se debe conservar durante todo el circuito de medición de la temperatura, por lo cual se requiere la calibración regular del equipo de temperatura en el rango de temperatura de interés.

Cuando así se exige, el sistema de registro de datos debe tener la capacidad para registrar los valores de temperatura con intervalos de medición no superiores a 60 segundos.

− Plataforma de madera. La circulación del aire alrededor del artefacto de

refrigeración se debe restringir colocando alrededor de este, tres tabiques verticales de madera, con espesor de 16 mm a 30 mm, pintados de negro mate y dispuesto de la siguiente manera:

Uno de los tabiques debe estar paralelo a la parte posterior del artefacto

de refrigeración: para artefactos de refrigeración independientes, contra los topes; para artefactos de refrigeración empotrados, a la distancia que especifique el fabricante respecto al espacio total exigido. En la parte posterior de este tabique debe existir un espacio de aire suficiente hasta la pared del recinto (≥ 30 mm), con el fin de minimizar la influencia de las estructuras adyacentes.

Los otros dos tabiques deben estar paralelos a los lados del gabinete y se deben fijar sobre la plataforma a 0,3 m desde los lados del gabinete; deben tener un ancho de 0,3 m.

La totalidad de la estructura de tabiques debe tener la forma y las

dimensiones que se indican en el numeral 8.4 de la NTC 5891.

− Paquetes M. Algunos de los paquetes de 500 g (50 mm x 100 mm x 100 mm) deben estar equipados para la medición de la temperatura, con termopares u otro dispositivo para medir temperaturas que suministren una precisión equivalente,

107

los cuales se deben insertar en el centro geométrico de los paquetes, en contacto directo con el material de relleno. Los compartimientos de baja temperatura de los artefactos refrigeradores se deben cargar con paquetes de ensayo en un material relleno que contenga por cada 1000 g, los siguiente:

230 g de oxietilmetilcelulosa; 764,2 g de agua; 5,0 g de cloruro de sodio; 0,8 g de cloro-m-cresol.

Los paquetes deben envolverse y sellarse con una capa de polietileno de 120 μm de espesor y una capa exterior de polietilenotereftalato de 12,5 μm de espesor. Así como, los sensores de temperatura deben ser de 50 mm x 100 mm x 100 mm. Antes de cargar el equipo, los paquetes de ensayo deben haber sido enfriados previamente a una temperatura igual a la esperada durante el ensayo.

− Las características de los instrumentos para el desarrollo de los ensayos de

refrigeración y congeladores domestico se encuentra establecido en la Tabla 3.6.3.

Instrumento Magnitud a medir Exactitud del

instrumento Higrómetro Humedad relativa (%) ± 2 % Flexómetro Longitud (mm) ± 0,5 % Voltímetro Tensión (V) ± 0,5 % Wattmetro Potencia (W) ± 0,5 %

Watthorimetro Energía eléctrica (kWh) ± 2,0 % Balanza Masa (kg) ± 1,0 %

Termómetro - Termopares Temperatura (ºC) ± 0,4 ºC

Reloj sincrónico Tiempo (min) ± 1,0 % Anemómetro Velocidad del aire (m/s) ± 5,0 %

Tabla 3.6.3 Equipos requeridos por el método de ensayo NTC 5310:2004


3.6.5.3.2 Refrigeradores y congeladores para uso comercial Las características de los instrumentos para el desarrollo de los ensayos de refrigeración y congeladores comercial se encuentran establecido en la Tabla 3.6.4.

Instrumento Magnitud a medir Exactitud del instrumento

Higrómetro Humedad relativa (%) ± 3 unidades del porcentaje indicado

Luxómetro Flujo de iluminación ± 100 lx Manómetro Presión ± 2,0 %

Watthorimetro Energía eléctrica (kWh) ± 2,0 % Termómetro - Termopares Temperatura (ºC) ± 0,5 ºC

Reloj sincrónico Tiempo (min) ± 1,0 %

Tabla 3.6.4 Equipos requeridos por el método de ensayo Fuente: Elaboración propia

Estos equipos deben calibrarse en laboratorios de calibración acreditados, bajo norma

108

NTC/ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica). Paquetes de prueba

− En caso que se ensayen varios equipos en el cuarto de pruebas se pueden usar paneles divisores de tal manera que se garanticen las condiciones ambientales para cada una de las muestras que se esté ensayando.

− Las mediciones de temperatura que se realicen deben tener una corrección de ± 0,5 °C, en donde es necesario que exista sensores de temperatura del aire, lo cual es necesario que estén protegidos de radiación por inserción de metal, por medio de superficies reflectivas, teniendo una nada térmica equivalente a 25 g de cobre.

− El equipo que mida el flujo de iluminación por metro cuadrado debe ser medido con una exactitud de ± 100 lx.

− Los paquetes deben cumplir las dimensiones y masas establecidas en la Tabla

del numeral 4.2 de la NTC 4838-2:2000.

− La sustancia contenida en los paquetes de prueba debe ser compuesta por cada 1000 g, de la siguiente forma:

230 g de oxietilmetilcelulosa; 764,2 g de agua;

5,0 g de cloruro de sodio;

0,8 g de paraclorometacresol.

− El equipo de refrigeración se debe cargar hasta el límite de carga, usando

inicialmente los paquetes de dimensiones de 200 mm x 100 mm x 50 mm, seguidamente los de 100 mm x 100 mm x 50 mm, finalmente se usan los de 100 mm x 50 mm x 25 mm.

− Antes de realizar la carga del objeto de prueba, los paquetes deben estar a una

temperatura aproximada a la que se espera sea desarrollado el ensayo.

− Se recomienda que los paquetes se envuelvan con una capa de polietileno de alta densidad de 50 μm de espesor y posteriormente con una capa exterior de poliereptalate de aproximadamente 12,5 μm de espesor y sellarse.

− La emisividad de la superficie debe ser de 0,9 ºC ± 0,05 ºC a una temperatura de 25 ºC.

3.6.6 Estimación de incertidumbre de ensayo Se recomienda que el laboratorio cuente dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM), teniendo en cuenta que lo descrito a continuación es un modelo aplicable y sugerido en cualquiera de los dos métodos pero será el laboratorio

109

con su infraestructura y experiencia, quien determine la conveniencia del mismos. Para el desarrollo de esta temática, se plantea lo siguiente: 3.6.6.1 Modelo matemático

oinstrumentLConsumo =

Linstrumento: Lectura del instrumento patrón 3.6.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el certificado de calibración para el medidor de energía o

analizador de potencia; − Resolución del medidor de energía o analizador de potencia;


ocertificadderivaresolucióndadrepetibili CCCCkWh +++= Dónde: CRepetibilidad: Contribución incertidumbre estándar por repetibilidad CResolución: Contribución incertidumbre estándar por resolución CDeriva: Contribución incertidumbre estándar por Deriva CCertificado: Contribución incertidumbre estándar aportada por la calibración del instrumento

∑=

=n

kkWh

nWh

1

1 : Valor medio de las mediciones, fuente de incertidumbre tipo A

Wh: Consumo de energía ( ) ( )∑

=

−−

=n

kk WhWh

nWhS

1

2

11 : La desviación estándar (experimental)

( ) ( ) ( )n

WhsWhswhu ==1 : Repetibilidad

3.6.6.3 Contribuciones

a) Incertidumbres típicas

Fuente de incertidumbre Tipo Valor incertidumbre Distribución K U

Incertidumbre repetibilidad A ( ) ( )n

kWSTu =1 Normal n u1

Incertidumbre Equipo kW Certificado B

kU Normal Uc u2

Resolución kW B 32


Error equipo (deriva) B 32×− iorerroranterlerroractua

Rectangular 3 u4

Tabla 3.6.5 Resumen incertidumbre del consumo de energía


110

b) Coeficientes de sensibilidad 11 =

∂∂

=lectura

whC


( ) ( ) ( ) ( )242

32

22

1 cucucucuuc ×+×+×+×=

3.6.6.5 Incertidumbre Expandida

cukU *= Dónde:



3.6.7 Resultados El Consumo de energía expresado en kWh/mes se debe evaluar tomando como base el resultado de ensayo realizado, así como, mediante el cálculo matemático para un periodo de uso equivalente a 30 días al mes, de acuerdo a la siguiente ecuación:

Consumo energía (kWh/mes)= 30 (días/mes) * Resultado de ensayo de consumo de energía para 24 horas (kWh/día)



− Realizar control de la calidad interno. Proceso periódico planificado que busca


− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud:

Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC, que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de refrigeradores y congeladores de tipo doméstico. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.



111

3.7 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA LAVADORAS DE ROPA ELÉCTRICAS DE USO DOMÉSTICO

3.7.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar las lavadoras de ropa eléctricas de uso doméstico se encuentran establecidos en el artículo 13.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma IEC 60456:2010 Clothes washing machines for household use - Methods for measuring the performance, numeral 9.5, Evaluation of water and energy consumption and programme time. Como método de ensayo equivalente para el desarrollo de los ensayos de las lavadoras de ropa eléctricas de uso doméstico, el artículo 13.4.1 del anexo general del RETIQ, establece las siguientes normas:

− NTC 5913:2012, Aparatos electrodomésticos y similares. Lavadoras eléctricas de ropa. Métodos de prueba para el consumo de energía, el consumo de agua y la capacidad volumétrica;

− NMX-J-585-ANCE-2007, Aparatos electrodomésticos y similares. Lavadoras

eléctricas de ropa. Métodos de prueba para el consumo de energía, el consumo de agua y la capacidad volumétrica

3.7.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los siguientes equipos:

− Lavadora de ropa automática de eje vertical, con capacidad volumétrica del contenedor de ropa menor de 45,3 litros;

− Lavadora de ropa automática de eje vertical, con capacidad volumétrica del

contenedor de ropa igual o mayor de 45,3 litros;

− Lavadora de ropa automática de eje horizontal;

− Lavadora de ropa semi-automática;

− Lavadora de ropa manual.

3.7.3 Lavadoras de ropa eléctricas de uso doméstico Las lavadoras son artefactos electro-mecánicos que interactúan para lograr extraer de los textiles sustancias ajenas a su composición original, normalmente conocido como mugre. Los elementos eléctricos obran como elementos auxiliares para poder aprovechar los principios de la mecánica de Newton, beneficiándose del movimiento relativo entre el agua con jabón y la ropa, contenidos en un tambor, lo que genera el proceso de limpieza. Dicho movimiento relativo se genera por un motor eléctrico unido a un eje y un tambor el cual por medio de elementos mecánicos o eléctricos auxiliares genera diferentes sentidos de giro y velocidades de giro con lo cual se aprovechan las fuerzas centrípetas y centrifugas que aparecen al someter un cuerpo a movimientos circulares alrededor de un eje.

112

La diferencia en la duración de tales ciclos de giro y cambios de sentido, es lo que produce los denominados programas de lavado, los cuales se controlan por medios mecánicos o eléctricos auxiliares. Estos principios aplican tanto a los artefactos de eje vertical como a los de eje horizontal. 3.7.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la IEC 60456:2010 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de las lavadoras de ropa eléctricas de uso doméstico, sin embargo, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes por medio de dos (2) normas que tienen una gran relación: la primera es la NTC 5913:2012, la cual es adopción modificada de la norma NMX-J-585-ANCE-2007 y la segunda norma es la NMX-J-585-ANCE-2007. A pesar que la NTC 5913:2012 es una adopción modificada de la norma NMX contiene el mismo método de ensayo, estructura e información, con únicamente tres (3) diferencias las cuales están relacionadas con: la aplicación de las unidades del Sistema internacional, que las prendas para la prueba de energía deben hacer parte de un mismo lote en vez de un rollo de 450 m, así como, las tolerancias relacionado con la tensión de prueba. Es por tal motivo que el presente capitulo se presentará el método de ensayo de la IEC 60456:2010 pero a su vez lo establecido en la NTC 5913:2012. Es por lo cual los métodos de ensayo descritos en las tres normas son igualmente válidos para el RETIQ. Nota 1. La Norma NMX-J-585-ANCE-2007 no es equivalente a ninguna norma internacional. Nota 2. La Norma Internacional IEC 60456 corresponde en México a la NMX-J-528-ANCE y está enfocada a definir métodos de evaluación de la eficiencia del lavado, mientras que NMX-J-585-ANCE se enfoca sobre los métodos para determinar la cantidad de consumo de energía y consumo de agua para las lavadoras de ropa. 3.7.4.1 Ensayo bajo la norma IEC 60456:2010 El ensayo bajo este referencial está fundamentado en las operaciones típicas tales como lavado, enjuagado y centrifugado, así como, establece el método para determinar la duración de un programa completo y el consumo total de energía. Para poder iniciar la prueba, es importante conocer la capacidad nominal de la lavadora de ropa, la cual es normalmente entregada por el fabricante o el distribuidor. Antes de iniciar con la prueba, es necesario seleccionar los siguientes parámetros:

− Tipo de carga, el cual se encuentra relacionado con el material del que están compuestas las prendas a lavar; Por ejemplo: algodón o fibras sintéticas;

− Pruebas de desempeño requeridas, es decir saber si vamos a evaluar consumo

de agua, consumo de energía y tiempo del programa;

− Programa o Ciclo, es decir el tipo de lavado y programa a ser ensayado en la lavadora bajo prueba;

− Masa de la carga de prueba (la capacidad nominal o carga parcial);

El ensayo requiere de dos especímenes: Una lavadora especialmente construida y de desempeño conocido que se utiliza para aumentar la repetibilidad y la reproducibilidad de los resultados obtenidos, por tanto, corresponde a una “máquina de referencia” que será utilizada en las pruebas. La “máquina de referencia” se debe considerar como si también fuera una lavadora bajo prueba, con respecto a las condiciones, materiales y equipos especificados y requeridos; y otra, que corresponde a la lavadora bajo prueba o ensayo.

113

La prueba de desempeño debe estar acorde a lo establecido en el numeral 8.2 de la norma IEC 60456:2010, llevada a cabo en la “lavadora bajo prueba” y la “máquina de referencia”, de manera simultánea. Para ello es importante que previamente se hagan las respectivas conexiones de suministro de agua y energía, en condiciones controladas de laboratorio. De acuerdo con lo definido en los parámetros inicialmente definidos se realiza la selección en el artefacto del tipo de carga base y la masa de carga de prueba correspondiente para ser seleccionadas tanto en la “lavadora de prueba” como en la “máquina de referencia”, de acuerdo con lo especificado en el Anexo H de la norma IEC 60456:2010. Posteriormente, es necesario dosificar la cantidad de detergente de referencia que ha sido preparado previamente. Es importante que todas las tiras de prueba de manchas que conforman la carga de ensayo y el detergente (en su caso) que se utilizan en la lavadora de prueba y el equipo de referencia deben ser del mismo lote para todas las pruebas. El programa (ciclo) seleccionado en la lavadora de prueba y la configuración asociada se realiza de acuerdo con las instrucciones del fabricante. El programa seleccionado para el equipo de referencia será el recomendado en el Anexo F de la norma IEC 60456:2010. Para el caso de las lavadoras manuales, es necesario seguir las instrucciones del fabricante en cuanto a la configuración y el funcionamiento, en el caso, en donde no se proporcionen instrucciones específicas, se debe seguir el procedimiento de prueba para lavadoras manuales del Anexo M de la norma IEC 60456:2010. Se opera la “lavadora de prueba” y el “equipo de referencia” en paralelo en los programas predeterminados para garantizar que no hay retrasos, así como, se controla y se registran todos los parámetros necesarios durante el programa. El objetivo del ensayo es obtener datos reproducibles para el cálculo de los impactos ambientales y los costos de operación basados en el consumo de agua y energía. Cualquier indicador de advertencia adversa (por ejemplo, advertencias o fallos) debe tenerse en cuenta y considerarse al evaluar la validez realización de la prueba. Inmediatamente finalizado el programa (ciclo), se retira la carga de prueba hasta máximo 10 minutos después y se retiran cuidadosamente las tiras de prueba de la mancha, lo más rápido posible. Se procede a cumplir los requisitos pertinentes de cada prueba de desempeño, que se realizan en la serie de ensayos. La evaluación del desempeño del agua extraída y la alcalinidad, pueden verse afectada por retrasos en las mediciones subsiguientes, por lo que los requisitos específicos con respecto a la medición (y en caso necesario, de almacenamiento) de la carga base después de la finalización del programa (ciclo) y la medición del tiempo deben estar especificados para estas pruebas. Una “serie de ensayos” consiste en cinco pruebas completas, que se llevan a cabo utilizando el programa (ciclo) seleccionado en la “lavadora bajo prueba” y la “máquina de referencia”, en paralelo. La primera prueba de funcionamiento en una serie de ensayo se realiza con la carga base normalizada y condicionada. Durante las pruebas, la instrumentación para la medición del volumen de agua, temperatura del agua y la energía eléctrica, deben registrar, los correspondientes parámetros. Es recomendable que los datos para todos los parámetros se registren a intervalos regulares, durante toda la serie de ensayo, utilizando

114

un datalogger o computador. La recolección de datos debe comenzar mucho antes de que se inicie el programa (ciclo) y continuar después del final del programa. En las mediciones realizadas en una prueba, la carga base se seca en una secadora de tambor a un contenido de humedad restante de (0 ± 3) %. Después de la última prueba de la serie, la carga de base puede ser normalizada directamente sin necesidad de secados intermedios. En circunstancias en las que una de las cinco pruebas, ya sea en la “lavadora de prueba” o la “Máquina de referencia” no sea válida (por ejemplo, la “lavadora prueba” o la “máquina de referencia” no funcionan, la instrumentación o equipo de control fallan o hay averías en la alimentación), se permite llevar a cabo una sexta prueba en las lavadoras bajo prueba y de referencia en las condiciones idénticas de la serie de ensayos. Con la información correspondiente a las mediciones realizadas se realizan los siguientes cálculos, empleando las formulas indicadas en el respectivo referencial:

− Definición del consumo de agua caliente a la temperatura ponderada por ciclo, en función del nivel máximo de llenado

− Definición del consumo de energía generado por el consumo de agua caliente, en función del nivel máximo de llenado

− Calculo de energía total por consumo de agua.

− Realizar el cálculo de consumo de energía eléctrica por ciclo en función del nivel de llenado.

− Realizar el cálculo de consumo eléctrico total ponderado.

− Realizar el cálculo del consumo de energía eléctrica por ciclo para retirar la

humedad de la carga de prueba.

− Realizar el cálculo del consumo de agua a temperatura ponderada por ciclo.

− Realizar el cálculo del consumo total de agua ponderado por ciclo.

− Realizar el cálculo del Factor de consumo de agua. 3.7.4.2 Ensayo bajo la NTC 5913:2012 La NTC 5913:2012 es una adopción modificada de la norma NMX-J-585-ANCE-2007 contiene el mismo método de ensayo, estructura e información, con únicamente tres (3) diferencias las cuales están relacionadas con: la aplicación de las unidades del Sistema internacional, que las prendas para la prueba de energía deben hacer parte de un mismo lote en vez de un rollo de 450 m, así como, las tolerancias relacionado con la tensión de prueba. La norma presenta el procedimiento de mediciones que determinaran el factor de energía de las lavadoras de ropa electrodomésticas objeto del reglamento técnico RETIQ como lo son: medición del consumo de energía, el consumo de agua y la capacidad volumétrica. La muestra a evaluar se debe ubicar en el cuarto de ensayos bajo las instrucciones indicadas por el fabricante (nivelación, instalación de accesorios, instalación de mangueras de suministro y manguera desagüe), realizando antes de la prueba un

115

acondicionamiento el cual consiste en realizar un ciclo de enjuague con agua fría y un drenado posterior para asegurar que la manguera, la bomba y el sistema de drenaje estén llenos de agua. Para el desarrollo de la prueba, las prendas de ensayo, deben ser limpias y blanqueadas, fabricadas con 50% de algodón y de poliéster, y con dimensiones específicas que deben ser de 60 cm x 90 cm sin dobladillo. Después de hilvanar las prendas y antes del lavado, las dimensiones de las mismas deben reducirse a 55 cm x 85 cm. Adicionalmente se requieren prendas de relleno las cuales deben ser fabricadas con el mismo material de las prendas de prueba, cuyas dimensiones deben ser de 30 cm x 30 cm sin dobladillo. Después de hilvanar las prendas y antes del lavado las dimensiones de las mismas deben reducirse a 25 cm x 25 cm. Las prendas de prueba y las prendas de relleno se deben usar hasta un máximo de 60 pruebas (60 ensayos). Todas las prendas para la prueba de energía deben identificarse claramente con el número del lote del material. El fabricante de las prendas de prueba debe certificar para el lote de las prendas el cumplimiento de las características y tratamientos indicados en el numeral 4.6 de la NTC 5913:2012. Para realizar los ensayos se debe seleccionar el ciclo recomendado por el fabricante para el lavado de prendas de algodón o el ciclo normal. Así como, los ensayos se deben realizar bajo los sistemas de llenado de agua disponibles en la lavadora de ropa (manual y/o adaptativo).

Sistema de control de llenado de agua manual

Sistema de control de llenado de agua de la lavadora en donde el usuario puede seleccionar el nivel de llenado de agua.

Sistema de control de llenado de agua adaptativo

Sistema de control de llenado de agua de la lavadora que ajusta automáticamente el nivel de llenado de agua con base en el tamaño o masa de la carga de ropa.

Tabla 3.7.1 Sistema de control de llenado


En cuanto a la temperatura, se deben tener en cuenta lo establecido en los numerales 5.5 al 5.9 de la NTC 5913:2012 en los cuales se pueden determinar los parámetros de selección de la temperatura del agua de lavado (Véase Tabla 3.7.2). Los ensayos se deben realizar en cada una de las selecciones de temperatura de lavado disponibles en la lavadora de ropa.

Numeral del ensayo Selección de temperatura 5.5 Lavado Extra-caliente / enjuague Frío 5.6 Lavado Caliente / enjuague Frío 5.7 Lavado Tibio / enjuague Frío 5.8 Lavado Frío / enjuague Frío 5.9 Lavado Tibio / enjuague Tibio

Tabla 3.7.2 Selección de temperatura

Fuente: Elaboración propia Los tamaños de las cargas de prendas de prueba, (máximo, mínimo o promedio), así como, los tamaños de la carga que se deben usar bajo los sistemas de control manual y adaptativo de llenado de agua, se encuentran establecidos en la Tabla 3 y Tabla 4 de la NTC 5913:2012. Los cuales se determinan, para el caso de los tamaños de las cargas de prendas de prueba, después de obtener el resultado de la capacidad volumétrica del contenedor de ropa, medido de acuerdo a lo indicado en el numeral 5.1 de la norma.

116

Para el caso de los ensayos de medición de la capacidad del contenedor de ropa y capacidad del contenedor de centrifugado, necesarios para lograr la eficiencia energética requerida, el contenedor de ropa debe cubrirse con una película plástica de 50 µm de espesor para prevenir la entrada de agua desde el exterior hacia la tina del contenedor. La capacidad volumétrica (en litros) se obtiene midiendo la cantidad de agua requerida para llenar el contenedor de ropa hasta el límite superior máximo antes del desborde, utilizando un medidor de agua. Con el resultado de la medición de la capacidad del contenedor de ropa, y con la información contenida en la Tabla 3 de la NTC 5913:2012 se determina, la masa de las cargas de prueba mínima, promedio y máxima a utilizar en los respectivos ensayos. Es por tal motivo, que se debe tener en cuenta las mediciones contempladas en la Tabla 3.7.3 para cada tipo de ensayo.

Medición Magnitud Unidad de medida Consumo de agua caliente Capacidad L (Litros)

Consumo de agua fría Capacidad L (Litros) Consumo de energía eléctrica Energía eléctrica kWh

Tabla 3.7.3 Mediciones por ensayo


Para la opción de lavado en tibio/enjuague en tibio, los consumos de agua solo se miden para el proceso de enjuague, y el consumo de energía que se mide es solo el requerido para calentar el agua de enjuague. Así mismo, para el desarrollo del ensayo, se deben tener en cuenta las pruebas específicas que se deben realizar para cada selección de temperatura disponible, establecidos en la Tabla 3.7.4.

Sistema de llenado de agua adaptativo Ensayo

No. Tamaño de la carga de prueba Nivel de llenado del agua

1 Máxima Determinado automáticamente por la lavadora 2 Promedio

3 Mínima Sistema de llenado de agua manual

Ensayo No. Tamaño de la carga de prueba Nivel de llenado del agua

4 Máxima Ajuste de llenado máximo disponible 5 Mínima Ajuste de llenado mínimo disponible

Tabla 3.7.4 Niveles y tamaño de la carga por número de ensayo

Fuente: Elaboración propia Para el desarrollo del ensayo para la medición del contenido de humedad remanente, se debe utilizar la masa de la carga máxima en estado totalmente seco, establecida en la Tabla 3 de la NTC 5913:2012. En este caso, se selecciona el ciclo de prueba y la temperatura de lavado en frío/enjuague en frío, en el modo de sistema de control de llenado manual. Posterior se selecciona el nivel de llenado de agua máximo disponible para el modo de sistema de control de llenado adaptativo que ajuste automáticamente el sistema de control, e inmediatamente finalizado el ciclo de prueba, se retiran las prendas de prueba del contenedor de ropa, para así poder pesar su masa. Este procedimiento se repite para la selección de temperatura de lavado en tibio/enjuague en tibio, en caso que ésta opción se encuentra disponible en la lavadora de ropa. Así como, se debe seleccionar la velocidad de centrifugado máxima y mínima, en caso que éstas opciones también se encuentran disponibles en la lavadora de ropa.

117

Con la información correspondiente a las mediciones realizadas se realizan los siguientes cálculos, empleando las formulas indicadas en la NTC 5913:2012:

− Definición del consumo de agua caliente a la temperatura ponderada por ciclo, en función del nivel máximo de llenado, de acuerdo con lo definido en los numerales 6.1.1, para máximo, 6.1.2 para nivel promedio medio y 6.1.3 para el mínimo de la NTC 5913:2012.

− Definición del consumo de energía generado por el consumo de agua caliente, en función del nivel máximo de llenado, de acuerdo con lo definido en los numerales 6.2.1, para máximo, 6.2.2 para nivel promedio medio y 6.2.3 para el mínimo de la NTC 5913:2012.

− Calculo de energía total por consumo de agua, de acuerdo con lo indicado en el

numeral 6.3 de la NTC 5913:2012.

− Realizar el cálculo de consumo de energía eléctrica por ciclo en función del nivel de llenado de agua de acuerdo a lo definido en el numeral 6.4 de la NTC 5913:2012.

− Realizar el cálculo de consumo eléctrico total ponderado por ciclo de acuerdo a lo

definido en el numeral 6.5 de la NTC 5913:2012.

− Realizar el cálculo del consumo de energía eléctrica por ciclo para retirar la humedad de la carga de prueba. De acuerdo a lo definido en el numeral 6.6 de la NTC 5913:2012.

− Realizar el cálculo del consumo de agua a temperatura ponderada por ciclo, de

acuerdo a lo definido en el numeral 6.7 de la NTC 5913:2012. − Realizar el cálculo del consumo total de agua ponderado por ciclo, de acuerdo a lo

definido en el numeral 6.8 de la NTC 5913:2012. − Realizar el cálculo del Factor de consumo de agua de acuerdo con lo definido en

el numeral 6.9 de la NTC 5913:2012.

Sistema de llenado de agua adaptativo

Ensayo No.

Tamaño de la carga de prueba

Nivel de llenado de agua

Temperatura de lavado

Temperatura de enjuague

Velocidad de centrifugado

1

Máxima Determinado

automáticamente por la lavadora

Frío Frío Máxima 2 Mínima 3 Tibio Tibio Máxima 4 Mínima

Sistema de llenado de agua manual

Ensayo No.

Tamaño de la carga de prueba

Nivel de llenado de agua

Temperatura de lavado

Temperatura de enjuague

Velocidad de centrifugado

5

Máxima Ajuste de llenado máximo disponible

Frío Frío Máxima 6 Mínima 7 Tibio Tibio Máxima 8 Mínima

Tabla 3.7.5 Velocidad y temperaturas por número de ensayo


118

Con los resultados obtenidos en las mediciones de los ensayos descritos anteriormente, es necesario realizar los respectivos cálculos de acuerdo a los modelos matemáticos indicados en los numerales 6 y 8 de la NTC 5913:2012, para así obtener los valores del consumo de energía kWh/mes, el factor de energía en litros/kWh/ciclo, la capacidad volumétrica en litros y el consumo de agua en litros/ciclo, requeridos en el etiquetado del reglamento RETIQ. 3.7.4.3 Flujograma

Figura 3.7.1 Diagramas de flujo ensayo lavadoras de ropa eléctrica de uso doméstico (IEC 60456:2010) Fuente: Elaboración propia


Revisión e identificación de los artefactos. "Lavadora bajo prueba" y "Lavadora de referencia"


Instalar las lavadoras de acuerdo con las instrucciones del fabricante Asegurar el suministro de agua y

energía.

Alimentar con la tensión eléctrica nominal

NO

Lavadora manual SI

Parametrizar de acuerdo con el anexo M de la IEC 60456:2010.

Definir ciclo de acuerdo a instrucciones de fabricante

Determinar: tipo de carga, prueba a ejecutar, ciclo, y masa de carga de

Realizar las mediciones y registros de Volumen de agua, Temperatura de agua y energía eléctrica consumida.


establecidos en el RETIQ, Articulo 13.1

Conectar medidor de energía y registrar lectura inicial

Colocar carga de prueba

Ejecutar cinco ciclos de acuerdo a condiciones definidas de prueba.

Se debe incluir la energía requerida por ciclo para retirar la humedda de la carg de

El resultado del ensayo de consumo de energía viene dado por la suma del consumo de energía eléctirca total a la temperatura ponderada por ciclo y el consumo de energía eléctrica por ciclo para retirar la humedad de la

carga de prueba

119

Revisión e identificación del artefacto.


Instalar la lavadora acorde con las instrucciones del

fabricante

Alimentar con la tensión eléctrica nominal

NO

Lavadora manual SI

La temperatura ponderada de llenado se considera como 16

°C ± 3 °C

Determinar consumo de energía eléctrica a la temperatura ponderada

por ciclo a:

Determinar volumen del contenedor num 5.1 de la NTC 5913

Nivelmáximo de llenado de agua

Conectar medidor de energía y registrar lectura inicial

Colocar Carga de Prueba de acuerdo con Tabla 7 (NTC

5913)

Las prendas utilizadas como carga de prueba deben cumplir con lo establecido en 4.6.3 (NTC 5913)

Nivel mínimo de llenado de agua

120

Figura 3.7.2 Diagramas de flujo ensayo lavadoras de ropa eléctrica de uso doméstico (NTC 5913:2012)



− Antes de que inicie una serie de ensayos, la lavadora bajo prueba debe ser revisada, para confirmar que no tiene defectos de funcionamiento que pueden afectar la operación de la unidad.

− En caso que el ítem presenta dos entradas separadas para suministro el agua

caliente y fría, cada uno de ellas se conecta al sistema de suministro de agua respectivo del laboratorio.

− Controlar el registro de uso de prendas usadas en la carga del artefacto.

En cada caso es igual a la suma del consumo de energía para los ciclos de

lavado de agua:- extra-caliente

- caliente- tibio- frío

y el consumo de energía para el ciclo de enjuague tibio

NOTA. Teniendo en cuenta los factores de uso de temperatura dados en la tabla 7 (NTC 5913)

Sumar los consumos de energía electrica a la temperatura ponderada

para los tres niveles de llenado, multiplicando cada uno de ellos por los factores de uso de carga en cada caso (máxima, promedio y mínima)

dados en la Tabla 6 (NTC 5913)

Determinar consumo de energía eléctrica por ciclo para retirar la

humedad de la carga de prueba de acuerdo a la ecuación dada en

numeral 6.6 de la NTC 5913

NOTA. El consumo de energía viene dado por la lectura final del medidor de energía después de cada ciclo probado menos la

lectura inicial tomada antes del ciclo


establecidos en el RETIQ, Articulo 13.1


El resultado del ensayo de consumo de energía viene dado por la suma del consumo de energía eléctirca total a la temperatura ponderada por ciclo y el consumo de energía eléctrica por ciclo para retirar la humedad de la

carga de prueba

121

− Comprobar las condiciones de instalación definidas por el fabricante para el buen desempeño del artefacto.

− Ejecución de ensayos por personal calificado o en el caso de personal en formación, bajo estricta supervisión de personal competente.

− Realizar comprobación periódica del estado de calibración de los equipos de medición de variables que afectan los resultados de los ensayos.

− Ejecutar la toma de datos y registro de la información de forma directa durante la ejecución de los ensayos.

− Realizar control de la pertinencia de los resultados obtenidos y si se consideran fuera de rango realizar las revisiones correspondientes y activar el procedimiento de manejo de dicha información.

3.7.5 Infraestructura 3.7.5.1 Personal El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el SGC y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.7.5.2 Instalaciones Para el caso de la norma IEC 60456:2010, los requisitos de ensayo contemplan la preparación de la lavadora de ensayo y de un “equipo de referencia”. Adicionalmente, se debe contar con:

− La instalación del ítem de ensayo se debe realizar de acuerdo a las instrucciones de fábrica, considerando siempre una lavadora nueva (sin uso).

− Después de instalada la lavadora de prueba, se pone a funcionar con dos ciclos

de lavado completos en el “programa de algodón”, ajustada a la temperatura máxima de lavado y al máximo nivel de agua de lavado principal, si es aplicable. El primer ciclo sin carga y con 50 g del detergente de referencia y el segundo ciclo sin carga y sin detergente.

− Antes de que inicie una serie de ensayos, la lavadora bajo prueba debe ser

revisada para confirmar que no tiene defectos de funcionamiento que pueden afectar la operación de la unidad. En caso que el ítem presente dos entradas separadas para suministro el agua caliente y fría, cada una de ellas se conecta al sistema de suministro de agua respectivo del laboratorio.

− La lavadora de ensayo debe estar a temperatura ambiente del laboratorio para

comenzar cada prueba. Se acepta como conforme si la temperatura de la superficie interna del tambor de la lavadora de prueba está dentro de 2 °C respecto de la temperatura ambiente, o si la lavadora se ha dejado abierta y permanente en las condiciones de temperatura ambiente del laboratorio, de manera estable por 2 h como mínimo.

122

− La máquina de referencia debe ser verificada con anterioridad a la serie de

pruebas de acuerdo con los requisitos del Anexo E de la norma IEC. El programa de arranque de la máquina de referencia debe comenzar inmediatamente (no más de 30 minutos) antes del inicio de cualquier prueba.

El detergente utilizado para todas las pruebas debe estar acorde a lo establecido por la norma. Así como, la máquina de referencia y todas las lavadoras bajo prueba que arrancan en paralelo, deben utilizar el detergente del mismo lote para cada ensayo en una serie de pruebas. La misma carga base debe utilizarse para todas las series de pruebas y adicionalmente debe secarse en un secador entre cada prueba, dentro de una misma serie de pruebas, pero no tiene que ser acondicionada antes de la siguiente prueba. La carga de prueba corresponde a la carga base y las tiras de prueba de mancha. La masa de la carga de prueba se ajusta, de manera que corresponda a la masa requerida para el programa específico (ciclo) de la lavadora bajo prueba. Las tiras de prueba de manchas son fijadas en las prendas de la carga base especificados para cada tipo de carga de la siguiente manera:

− La carga base de algodón – las tiras de prueba de manchas están atadas a las toallas

− La carga base de mezclas sintéticas – las tiras de prueba de manchas están atadas a las fundas de almohada.

En el caso de la NTC 5913:2012, se requieren instalaciones con un espacio adecuado para que el objeto de prueba pueda ser conectado en los diversos ciclos de temperatura y el suministro y retiro de las prendas respectivas. 3.7.5.3 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia Las siguientes condiciones ambientales son las establecidas en cada norma para el desarrollo de la prueba: 3.7.5.3.1 IEC 60456:2010 a) Suministro de energía eléctrica. El artefacto se debe ensayar con la tensión nominal ± 2 % y con la frecuencia nominal ± 1 %. b) Temperatura del agua. Agua fría: (15 +/-2) °C [excepto para algodón de (20 +/-2) °C]. Agua caliente: (60 +/-2) °C o +/-2 K el indicado por el fabricante que éste cerca de 60 °C. c) Presión de suministro de agua. En la entrada del artefacto: (240 ± 50) kPa. d) Temperatura y humedad relativa ambiente para el ensayo. Temperatura ambiente del laboratorio: (23 ± 2) °C y humedad relativa no especificada. e) Temperatura y humedad relativa ambiente para las prendas de carga. Temperatura ambiente del laboratorio: (20 ± 2) °C y Humedad de (65 ± 5) %. 3.7.5.3.2 NTC 5913:2012

123

a) Condiciones ambientales

Tipo de lavadora T° ambiente Humedad relativa Lavadoras de ropa sin elemento calefactor de agua No requiere control No requiere control Lavadoras de ropa con elemento calefactor de agua 24 ºC ± 3 ºC

Tabla 3.7.6 Condiciones ambientales


b) Instrumentos de medición requeridos

Instrumento Magnitud a medir

Resolución del instrumento Exactitud del instrumento

Dispositivo para medir la temperatura

Temperatura (°C) ≤ 1 °C ± 0,5 °C sobre el intervalo a

medir Dispositivo para medir

la presión Presión (kPa) ≤ 7,0 kPa ± 5 % sobre el intervalo de 225 kPa a 260 kPa

Dispositivo para medir el volumen de agua

Volumen del agua (L) ≤ 0,5 L ± 2 % para todos los valores de

flujo de 4 L/min a 20 L/min Balanza Masa (kg) ≤ 5,0 g ± 0,3 % del valor medido

Medidor de consumo de energía

Energía eléctrica (kWh) ≤ 1 Wh

± 0,5 % del valor medido para cualquier valor medido mayor

que 50 Wh Cronómetro Tiempo 0,1 s N/A

Tabla 3.7.7 Instrumentos de medición requeridos


c) Magnitudes de influencia

Magnitudes de influencia Lavadoras con elemento calefactor de agua

Lavadoras sin elemento calefactor de agua

Temperatura del agua caliente de suministro ≤ 57 ºC 57 ºC ± 3 ºC

Temperatura del agua fría de suministro ≤ 16 ºC 16 ºC ± 3 ºC

Presión estática del agua caliente de suministro 240 kPa ± 15 kPa 240 kPa ± 15 kPa

Presión estática del agua fría de suministro 240 kPa ± 15 kPa 240 kPa ± 15 kPa

Tensión eléctrica de suministro 120 V ± 1% 120 V ± 1%

Tabla 3.7.8 Magnitudes de influencia


3.7.5.4 Equipos 3.7.5.4.1 Para ejecutar el método de ensayo establecido en la norma IEC 60456:2010, se requieren los siguientes materiales: a) Carga base (textiles)

− Algodón: sábanas, fundas y toallas, según especificación del Anexo C de la norma.

− Mezclas sintéticas: camisas de hombre y fundas de almohada, según especificación del Anexo C de la norma.

124

− Lana: piezas de poliéster de doble puntada, según Anexo C de la norma. Se hace mención de este material, pero no es común su uso en pruebas de consumo de energía y agua.

b) Tiras de prueba de manchas. Las tiras de prueba de manchas consisten en piezas cuadradas con tipos individuales de suciedad de (120 ± 5) mm × (120 ± 5) mm de medida cada una, que se unen entre sí, en una tira con los diferentes tipos de suciedad. Las tiras de prueba de manchas se atan a la carga base, antes de la prueba para evaluar el desempeño de lavado de una lavadora de prueba. c) Detergente. El detergente de referencia se distribuye en tres componentes separados:

− Polvo de base (con la enzima y el inhibidor de la espuma);

− Tetrahidrato de perborato de sodio;

− Activador del blanqueador (TAED). La mezcla de los componentes, la dosificación y la forma de aplicar el detergente se especifica en el numeral 6.3 de la IEC 60456:2010. 3.7.5.4.2 Para ejecutar el método de ensayo establecido en cualquiera de las normas, bien sea IEC o NTC, se requieren los siguientes equipos: a) Máquina de referencia. Las especificaciones se encuentran en el Anexo D de la norma. b) Otros equipos. Los laboratorios de calibración acreditados bajo norma NTC-ISO/IEC 17025, última versión, deben calibrar todos estos equipos. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica).


Termohigrómetro ambiental

Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 50 °C Resolución: 0,1 °C Intervalo de humedad relativa: 10 %hr a 95 %hr

± 1 °C ± 3 %hr

Sensores de temperatura

Intervalo de medición: -10 °C a 100 °C Resolución: 0,1 °C. ± 0.5 k

Medidores de vatios-hora o Vatímetros

La calibración de los medidores vatios-hora se debe realizar en el intervalo utilizado en las mediciones aproximadamente 50 W a 500 W. Resolución de 0,001 kWh

± 1 %

Balanza

Intervalo de medición de 0 kg a 25 kg Resolución (d): 5 g Reproducibilidad: 5 g Carga mínima: 20 g

± 0,5 %

Balanza 2

Intervalo de medición de 0 kg a 120 kg Resolución (d): 20 g Reproducibilidad: 20 g Carga mínima: 100 g

± 2 %


Intervalo de medición tensión eléctrica: 0 V a 240 V fase – fase corriente eléctrica: 0 A a 20 A Frecuencia: hasta 800 Hz

± 1 %

Manómetro Intervalo de medición desde 0 kPa a 500 kPa Resolución: ± 1 %

125

Equipo Especificaciones técnicas Precisión Cinta métrica o flexómetro

Intervalo de medición: 0 m a 3 m Resolución: 1 mm Clase II

Pie de rey Intervalo de medición: 0 mm a 300 mm Resolución: 0,01 mm ± 0,04 mm

Balón de vidrio Valores nominales de 500 mL, 1 L, 2 L y 5 L Clase B

Probeta Valor nominal de 10 mL, 20 mL, 50 mL, 100 mL y 200 mL Clase B

pH – metro Intervalo de medición: 0 pH a 14 pH Solución Buffer: 4,0 pH y 7,0 pH ± 0,1 pH


Kit de ensayo para medición de Dureza total

Intervalo de medición: 0,18 mmol/L a 1,78 mmol/L ± 0,06 mmol/L

Tabla 3.7.9 Equipos requeridos para el método de ensayo

Fuente: Elaboración propia 3.7.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de Calidad, con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capítulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo consultor quien elaboró el presente documento. 3.7.6.1 Modelo matemático

HCel WWWConsumo ++=

Dónde Consumo: Consumo de energía Wel: Energía eléctrica total medido durante la prueba, dada por la lectura del medidor de energía

en kWh WC: Corrección de la energía total de agua fría dada por la siguiente ecuación:

𝑊𝑐 =(𝑉𝑐𝑥(𝑡𝑐 − 15))

860

Dónde:

Wc: Corrección de la energía en kWh de agua fría para la operación; tc: Temperatura de entrada media medida del promedio de agua fría suministrada por el

laboratorio en grados Celsius, con base al volumen ponderado para cada operación; Vc: Volumen del agua fría utilizada durante una operación. Para el cálculo del volumen de agua

fría Vc se utilizará como registrado (precisión 0,1 l) 1/860: Equivalente de energía Wh: Energía del agua caliente total calculada, dada por la siguiente ecuación

𝑊ℎ =(𝑉ℎ𝑥(𝑡ℎ − 15))

860

Wh: Energía del agua caliente se calcula en kWh de la operación;

th: Temperatura media de admisión del suministro de agua caliente del laboratorio en grados Celsius promediada sobre una base del volumen ponderado para cada operación;

126

Vh: Volumen de agua caliente externo que se utiliza durante la operación. Para el cálculo del

volumen de agua caliente Vh se utiliza como registrado (precisión 0,1 l);

1/860: Equivalente de energía. 3.7.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el certificado de calibración para el medidor de energía o

analizador de potencia; − Resolución del medidor de energía o analizador de potencia;

− Clase del recipiente volumétrico;

− Resolución del recipiente volumétrico;

− Incertidumbre del sensor de temperatura;

− Resolución del sensor de temperatura.

3.7.6.3 Contribuciones

a) Incertidumbres típicas


incertidumbre Distribución k U

Incertidumbre Equipo kW Certificado

B kU

Normal Uc u1

Resolución kW B 32


Incertidumbre Clase Recipiente volumétrico (L)

B 3

Clase Rectangular 3 u3

Resolución L B 32

.ed Rectangular 32 u4

Incertidumbre Equipo °C Certificado

B kU

Normal Uc u5

Resolución °C B 321.0

Rectangular 32 u6

Tabla 3.7.10 Incertidumbres típicas

Fuente: Elaboración propia b) Coeficientes de sensibilidad

860)15(

1−

=∂∂

= c

c

C tVW

C

8602C

c

C Vt

WC =

∂∂

=

127

860)15(

3−

=∂∂

= H

H

H tVW

C

8604H

H

H Vt

WC =

∂∂

=

15 =∂

∂=

elWConsumoC


( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )246

245

226

225

234

233

214

213

252

251 cucucucucucucucucucuuc ×+×+×+×+×+×+×+×+×+×=

3.7.6.5 Incertidumbre expandida

cukU *= Dónde:

Cu : Incertidumbre combinada;


3.7.7 Resultados El cálculo del Factor de energía en L/kWh/Ciclo así como el consumo de energía mensual, para el etiquetado de las lavadoras de ropa de uso doméstico, se realiza de acuerdo a la siguiente ecuación:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 (𝑘𝑊ℎ) = 𝑅𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑢𝑛 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (𝑘𝑊ℎ) ∗ 14 (𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜𝑠 / 𝑚𝑒𝑠)





− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud: Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC, y que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de lavadoras de ropa eléctricas uso residencial. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.

128

− Mantener y mejorar la competencia técnica del personal. Capacitación y entrenamiento continuos, por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

129

3.8 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA GASODOMÉSTICOS PARA LA COCCIÓN DE ALIMENTOS

3.8.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los gasodomésticos para la cocción de alimentos de uso doméstico se encuentran establecidos en el artículo 16.4 del anexo general del RETIQ, donde se referencia la NTC 2832-2:2011. Gasodomésticos para la cocción de alimentos. Parte 2: Uso racional de energía”. Adicionalmente, en el artículo 16.4.1 del anexo general del RETIQ se establece la norma equivalente para el desarrollo de los métodos de ensayo de los gasodomésticos para la cocción de alimentos de uso doméstico, la cual es la norma CEN EN 30-2-1:1998 “Domestic cooking appliances burning gas – Part 2-1: Rational use of energy - General”. 3.8.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los siguientes equipos:

− Clase 1 (Autosoportables) - Cocinas de sobremesa, Mesas de trabajo autosoportables, Cocinas autosoportables, Gratinadores autosoportables, Hornos autosoportables

− Clase 2 (Para instalar entre muebles) - Cocinas de sobremesa, Mesas de trabajo, Cocinas, Gratinadores, Hornos.

− Clase 3 (Empotrables) - Cocinas empotrables, Mesas de trabajo empotrables;

Gratinadores empotrables, Hornos empotrables 3.8.3 Gasodomésticos para la cocción de alimentos Los gasodomésticos o artefactos que funcionan con gas suministran energía calórica originada en la combustión. Esta energía puede ser transmitida por: conducción, convección o radiación.

− La combustión es un proceso químico de oxidación que desprende energía, la cual se manifiesta usualmente mediante incandescencia o llama.

− La conducción se da entre dos puntos de un cuerpo que se encuentran a diferente

temperatura, sin que exista transferencia de materia entre ellos, por ejemplo cuando tenemos la parrilla de cualquier cocina, la parte cercana a la llama se calienta y tiene mayor temperatura, que la parte alejada de la parrilla, es por lo cual ésta se va calentando con el tiempo por conducción del calor de la zona de mayor temperatura a la de menor temperatura.

− La convección implica transmisión de calor del cuerpo de mayor temperatura al de

menor temperatura, con la condición adicional que debe mediar un gas o un líquido en movimiento que absorbe la energía del cuerpo de mayor temperatura y la entrega al de menor temperatura. Por ejemplo, un horno en que el aire es calentado por la llama y dicho aire caliente circula por un alimento en cocción transfiriéndole la energía de la llama, no de manera directa, sino a través del aire circundante.

130

− La radiación se percibe por el calor emitido por un cuerpo, debido a su mayor temperatura, sin que exista contacto entre los cuerpos, por ejemplo, el calor por radiación lo percibimos cuando acercamos alguna parte del cuerpo a la llama de la cocina por el lado, sin tocar físicamente la llama, y al acercarnos sentimos el calor de dicha llama, fluyendo del cuerpo de mayor temperatura hacia la de menor temperatura.

Los artefactos a gas se categorizan de acuerdo con la familia de gas que pueden usar para realizar la combustión y por ello pueden ser de la primera, segunda o tercera familia. Usualmente en Colombia solo se emplean gases de la segunda familia que comprende gases del tipo metano y de la tercera familia que compren gases del tipo Propano/Butano. En general los gasodomésticos o artefactos a gas se componen de accesorios de conexión, elementos de control del flujo de gas, tuberías de conducción del gas, quemadores que son elementos donde ocurre la combustión y unos soportes para poder cumplir la función de aprovechamiento del calor, usualmente denominadas parrillas. 3.8.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la NTC 2832-2:2011 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los gasodomésticos para la cocción de alimentos, norma que tiene como documento de referencia la EN 30-2-1:1998 con adenda de 2003 y 2005. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia la norma CEN EN 30-2-1:1998. Siendo ésta el documento de referencia de la NTC 2832-2:2011 pero con la diferencia que en la elaboración de la NTC 2832-2:2011 se utilizaron adicionalmente las adendas posteriores a la aprobación de la norma CEN EN 30-2-1:1998 relacionada en el RETIQ. En la adenda de 2013 se incluyó las placas vitroceramicas con consumos caloríficos nominales superiores a 4,2 kW, así como, la modificación de la adenda de 2005, consistió en asegurar que el ensayo sea lo más similar al empleado para vitroceramicas con un único quemador con un consumo calorífico nominal superior a 4,2 kW. Durante el desarrollo del método de ensayo se menciona la NTC 2832-1:2015 “Gasodomésticos para la cocción de alimentos. Parte 1: Requisitos de seguridad”, la cual es una norma estrictamente complementaria en aspectos de montajes requeridos, gases a utilizar o utensilios para ejecución de los ensayos establecidos en la NTC 2832-2:2011. Por tal motivo los métodos de ensayo descritos en la norma NTC 2832-2:2011, así como, la CEN EN 30-2-1:1998 son igualmente válidos para el RETIQ. A continuación, se presenta el método de ensayo establecido en la NTC 2832-2:2011. 3.8.4.1 Método de ensayo para la determinación del rendimiento de los quemadores cubiertos y descubiertos de las mesas de trabajo. A continuación, se presenta el método de ensayo establecido en la NTC 2832-2:2011, para determinar el rendimiento de los quemadores, cubiertos y descubiertos, de las mesas de trabajo de los artefactos que utilizan combustibles gaseosos de la segunda familia del grupo H (gas natural) y/o gases de la tercera familia (GLP), para la cocción de alimentos. 3.8.4.1.1 Gases a emplear. Los gases a emplear, están establecidos en la NTC 2832-1:2015 y se conocen como los “gases de ensayos” o “Gases de referencia” porque contienen composiciones específicas. Para determinar el consumo calorífico y de rendimiento se debe emplear: el Gas de referencia G-20, en el caso de artefactos que

131

funciona con Gas Natural, y el Gas de referencia G30, en el caso de artefactos que funcionan con Gas Licuado del Petróleo. 3.8.4.1.2 Quemadores a evaluar. La NTC 2832-1:2015 establece en la Tabla 7 los quemadores de la mesa de trabajo que se ensayan con los gases de acuerdo con la categoría del artefacto. 3.8.4.1.3 Mueble de ensayo. La NTC 2832-1:2015 define las características de construcción y dimensiones generales del mueble de ensayo normalizado. 3.8.4.1.4 Procedimiento. A continuación se establece el procedimiento a realizar para el desarrollo del método de ensayo:

− Realizar el ensayo de hermeticidad al gasodoméstico de acuerdo con lo definido en la NTC 2832-1:2015.

− Conectar el gasodoméstico con el accesorio o racor adecuado (acople para conexión de manguera), garantizando que la rosca del accesorio sea compatible con la rosca de entrada de gas al gasodoméstico. Por tanto, es necesario verificar que el tipo de rosca corresponde a una de las alternativas de conexión establecidas en el numeral 5.1.6 de la NTC 2832-1:2015.

− Instalar el artefacto en el mueble de ensayo normalizado, en madera pintada de negro mate; teniendo en cuenta las dimensiones de instalación definidas por el fabricante en el manual de usuario.

− Realizar la operación de encendido del quemador (cubierto o descubierto, según

aplique), de acuerdo con las instrucciones del fabricante, con el fin de garantizar la alimentación del gas de ensayo a los puertos del quemador.

− Realizar la regulación de la presión de gas a la presión normal de ensayo, dependiendo del gas para el cual el gasodoméstico está ajustado previamente según lo establecido en la Tabla 9 de la NTC 2832-1:2015. Nota: Salvo que se indique lo contrario, los artefactos que requieren suministro de energía deberían tenerla instalada de acuerdo con las instrucciones del fabricante del artefacto.

− Realizar la rutina para obtener el consumo calorífico nominal por quemador establecido en la NTC 2832-1:2015, buscando determinar si cada quemador funciona a su consumo calorífico nominal. Esto se denomina “cálculo del rendimiento del quemador”. De acuerdo con las indicaciones establecidas en la Tabla 1 de la NTC 2832-2:2011, en el caso de quemadores descubiertos, se requiere verificar si hay necesidad de ajustar el consumo calorífico del quemador. Posteriormente, se ajusta la alimentación del quemador a su consumo calorífico nominal según el numeral 7.1.3.1.3 de la NTC 2832-1:2015 (reglaje al +/- 2 % del Qn).

− Realizar el calentamiento previo del quemador durante 10 minutos a su consumo calorífico nominal o al consumo ajustado, de acuerdo a la Tabla 1 de la NTC 2832-2:2011, en la posición de reglaje definida y marcada. Para el precalentamiento, independiente del consumo calorífico nominal del quemador, el quemador se cubre con un recipiente de 220 mm de diámetro que contenga 3,7 kg de agua. Al finalizar el procedimiento de precalentamiento, se retira el recipiente inicialmente dispuesto e inmediatamente se ubicar sobre el quemador

132

bajo ensayo el recipiente correspondiente para el ensayo de rendimiento de acuerdo con lo definido en la Tabla 1 de la NTC 2832-1.

− Los diámetros de los recipientes normalizados a utilizar y la cantidad de agua con

la que debe llenarse cada uno de ellos, se indica en la Tabla 1 de la NTC 2832-2:2011, en función del consumo calorífico nominal del quemador bajo ensayo.

− Para el ensayo de quemadores cubiertos, donde eventualmente existan

superficies restantes de la mesa de trabajo, sin cubrir, se ubica el número más pequeño de recipientes del mayor diámetro posible, elegidos en la Tabla 1 de la NTC 2832-2:2011, conteniendo las cantidades de agua correspondientes.

3.8.4.1.5 Condición de ensayo.

− La temperatura inicial del agua t1 debe ser de (20°C ±1) y la temperatura en el momento de la extinción de la llama del quemador, de (90°C ±1). En seguida se mide la temperatura máxima t2 después de la extinción de la llama del quemador (temperatura final expresada en grados Celsius (°C)), y se registra en el formato definido para tal fin, este será el valor a tener en cuenta para el cálculo del rendimiento del quemador bajo ensayo.

− Se realiza un primer ensayo de rendimiento comenzando a temperatura ambiente,

y el segundo ensayo comenzando a régimen de temperatura. El régimen de temperatura se considera cuando las condiciones de operación del artefacto se realizan a una condición estable de su temperatura de trabajo. Se considera que la mesa de trabajo está caliente cuando se lleva a ebullición el agua contenida en el recipiente principal utilizado para el ensayo de rendimiento.

− Cuando la mesa de trabajo está caliente se retiran los recipientes; se realiza

entonces el ensayo en las mismas condiciones que el ensayo a temperatura ambiente, ubicando en la mesa de trabajo los recipientes conteniendo agua a 20 °C ± 1 °C.

3.8.4.1.6 Ejecución de cálculos. El rendimiento se calcula por la ecuación:

𝑛 = 4,186 ∗ 10−3𝑚𝑒

𝑡2−𝑡1𝑉𝑐(𝑀𝑐)𝐻𝑠

*100

Dónde:

𝑛: Rendimiento, expresado en tanto por ciento (%); 𝑚𝑒: Masa equivalente del recipiente lleno, conforme a las indicaciones dadas en la Tabla 1;

La masa 𝑚𝑒 se obtiene como sigue, donde todas las masas se expresan en kilogramos (kg):

me = me1 + 0,213me2

Dónde:

𝑚𝑒1 Masa de agua introducida en el recipiente: 𝑚𝑒2 Masa del aluminio correspondiente al recipiente considerado, con su tapa (la masa 𝑚𝑒2 a tener en cuenta, será la

masa medida);

El volumen de gas seco consumido Vc, en metros cubicos (m3), determinado a partir del volumen medido, mediante la siguiente ecuación:

133

Vc = Vmes ∗Pa + P− Pw

1013,25 ∗288,15

273,15 + tg

Dónde: 𝑉𝑚𝑒𝑠 volumen de gas medido, en metros cubicos (m3) 𝑃𝑎 presión atmosférica, en milibar (mbar); 𝑃 presión de alimentación de gas en el punto de medición del consumo, en milibar (mbar); 𝑃𝑤 presión parcial del vapor de agua, en milibar (mbar). Vease el numeral 7.3.1.2.1.1 de la NTC 2832-1:2015; 𝑡𝑔 temperatura del gas en el punto de medida del consumo, en grados Celsius (°C); 𝑀𝑐 Masa de gas seco consumido, en kilogramos (kg); 𝐻𝑠 Poder calorífico superior del gas, tal como se define en el numeral 3.3.1.5 de la NTC 2832-1:2015. El consumo mensual de energía en kWh/mes se calcula con la siguiente fórmula:

Consumo Mensual de Energía (kWh) = 30 ∗ 4.6233 ∗ �(ΣConsumo calorifico medido de cada quemador en kW)

Número de quemadores � 3.8.4.2 Consumo de mantenimiento del horno o gratinador El concepto de “consumo de mantenimiento” es aquel que se da cuando el artefacto bajo ensayo realiza consumos que le ayudan a mantener sus condiciones de operación estables, cuando el consumo es controlado por elementos auxiliares como termopares y termostatos. En este sentido se debería tener claro que el consumo desde el encendido hasta el logro de condiciones estables de operación es diferente del consumo cuando el artefacto ha logrado sus condiciones estables de operación. Por ejemplo: en un horno al que le hemos graduado una temperatura determinada de operación, el artefacto realiza un consumo determinado de combustible hasta llegar a dicha temperatura establecida, pero una vez ésta ha sido lograda se enciende y apaga el quemador principal para mantener dicha condición alrededor de la temperatura definida, este es el que se denomina consumo de mantenimiento. 3.8.4.2.1 Gases a emplear. Los gases a emplear, están definidos en la NTC 2832-1:2015 y se conocen como los “gases de ensayos” o “Gases de referencia” porque contienen composiciones específicas. Para determinar el consumo calorífico y de rendimiento se debe emplear: el Gas de referencia G-20, en el caso de artefactos que funciona con Gas Natural, y el Gas de referencia G30, en el caso de artefactos que funcionan con Gas Licuado del Petróleo. 3.8.4.2.2 Quemadores a evaluar. Para el caso hornos y gratinadores el quemador es único y se ensayan con los gases de acuerdo con la categoría del artefacto. 3.8.4.2.3 Mueble de ensayo. La NTC 2832-1:2015 define las características de construcción y dimensiones generales del mueble de ensayo normalizado para la ubicación de los hornos y gratinadores. 3.8.4.2.4 Procedimiento. El consumo, aplicado a hornos y/o gratinadores autosoportables o empotrables, se determina calculando la cantidad de calor desprendido en la unidad de tiempo por la combustión del gas, de manera que se mantenga estable la temperatura del horno Ce medido en kW. Por lo tanto, se requiere realizar lo siguiente: 3.8.4.2.5 Condición de ensayo. Para calcular el consumo calorífico nominal de hornos con o sin termostato, las mediciones empiezan desde la ignición, con el termostato en la posición máxima y con la

134

puerta abierta. Terminándose al final del quinto minuto o cuando se hubieran realizado el número más alto de revoluciones completas del medidor de gas antes de terminar el quinto minuto.

− Para realizar el ensayo de consumo de mantenimiento del horno, se define el periodo de tiempo o duración del ensayo, entre uno (1) y cinco (5) minutos máximo para obtener el consumo calorífico nominal en el horno, iniciando la toma de datos cuando el horno alcance el equilibrio térmico (180 K) establecido en la NTC 2832-2:2011.

− Realizar la prueba de hermeticidad del artefacto.

− Instalar el artefacto en el mueble de ensayo normalizado, teniendo en cuenta las dimensiones de instalación definidas por el fabricante en el manual de usuario.

− Ejecutar el ensayo de obtención del consumo calorífico nominal establecido en la NTC 2832-1:2015, para determinar si el quemador del horno o gratinador funciona a su consumo calorífico nominal.

− Para definir el consumo calorífico nominal de los gratinadores, el quemador se enciende y funciona por 10 min, con el dispositivo de control en la posición máxima y con la puerta abierta. Las mediciones empiezan al final del décimo minuto y terminan al final del décimo tercer minuto o cuando se hubieran realizado el número más alto de revoluciones completas del medidor de gas antes de terminar el décimo tercer minuto.

− Después de enfriar el horno y estando vacío, el mando de accionamiento del

quemador se regula de manera que, cuando se alcanza el equilibrio térmico, la elevación media de temperatura, medida en el centro del horno como se establece en el numeral 3.4.3.9 de la NTC 2832-1:2015, con ayuda de un termopar con soldadura desnuda, sea de 180 K por encima de la temperatura ambiente.

− Teniendo en cuenta el método de ensayo descrito en el numeral 5.3 de la NTC

2832-2:2011, “estando el horno vacío”, se debe acondicionar la parrilla (accesorio del horno), la cual sirve de soporte para sujetar el termopar que debe quedar ubicado en el centro del horno.

− En caso que el laboratorio determine el consumo del horno en kg/h, se utilizará el

modelado matemático de “Valor medio medido del consumo de mantenimiento del horno” para expresar el valor en kW, en caso contrario, donde el laboratorio determine el consumo del horno con base en el consumo volumétrico de gas por hora y el resultado sea expresado en kW, este valor se reemplazará directamente en el modelado matemático establecido en el RETIQ, para determinar el “Índice de Ahorro en Consumo en hornos (IAC)” (Véase numeral 3.8.7 del presente capitulo).

3.8.4.2.6 Ejecución de cálculos. El consumo de mantenimiento del horno se calcula a con la fórmula:

𝑄𝑛 = 0,278 𝑀𝑛𝑥𝐻𝑠 Ó

135

𝑄𝑛 = 0,278 𝑉𝑛𝑥𝐻𝑠

Dónde: Qn: Se expresa en kilovatios (kW); Mn Tasa de masa de gas seco bajo las condiciones de referencia correspondiente al consumo calorífico nominal en

kilogramos por hora; Vn: Tasa de volumen de gas seco bajo las condiciones de referencia correspondiente al consumo calorífico nominal

en metros cúbicos por hora (m3/h); Hs: Poder calorífico bruto del gas de referencia expresado en megajulios por metro cúbico o megajulios por kilogramo

(MJ/m3 – MJ/kg).

− Calcular el consumo de mantenimiento del horno, con base en el consumo volumétrico del gas por hora, las entradas de masa (Mn y Mo) y el volumen (Vn y Vo) corresponden a una medición y flujo del gas de referencia, bajo las condiciones de referencia, es decir asumiendo un gas seco a 15 °C y bajo una presión de 1013,25 mbar. En la práctica, los valores que se obtienen durante los ensayos no corresponden a estas condiciones de referencia, por lo que deben ser corregidos para que alcancen los valores que se habrían obtenido si durante los ensayos se hubieran alcanzado dichas condiciones en la salida del inyector. La tasa de masa corregida se calcula con la siguiente fórmula, dependiendo de si se ha determinado por peso o con base en la tasa de volumen:

Se calcula con las ecuaciones:

𝑀𝑜 = 1,226 𝑉𝑜 𝑑𝑟

𝑀𝑜𝑀 = �

1013,25 + 𝑝𝑃𝑎 + 𝑃 𝑥

273,15 + 𝑡𝑔288,15 𝑥

𝑑𝑟𝑑

𝑉𝑜𝑉 = �

1013,25 + 𝑝1013,25 𝑥

𝑃𝑎 + 𝑃1013,25𝑥

288,15273,15 + 𝑡𝑔

𝑥𝑑𝑑𝑟

Dónde:

Mo: Tasa de masa de gas seco que se pudo haber obtenido bajo las condiciones de referencia en

kilogramos por hora. M: Tasa de masa que se obtiene bajo las condiciones de ensayo en kilogramos por hora. Vo: Tasa de volumen de gas seco que se pudo haber obtenido bajo las condiciones de referencia en

metros cúbicos por hora bajo las mismas condiciones V: Tasa de volumen que se obtiene y se expresa bajo las condiciones de ensayo en metros cúbicos por

hora Pa: Presión atmosférica en mbar; P: Presión de suministro del gas en el punto de medición, en mbar tg: Temperatura del gas en el punto de medición, en grados Celsius d: Densidad del gas seco (o húmedo) de ensayo respecto al aire seco dr: Densidad del gas seco de referencia respecto al aire seco

Estas fórmulas se deben usar para calcular, a partir de la entrada de masa “M” o de volumen “V” medidas durante el ensayo, las correspondientes tasas “Mo” y” Vo” que se habrían obtenido bajo las condiciones de referencia. Son estos valores Mo y Vo los que se comparan con los valores “Mn” y “Vn” calculados a partir del consumo calorífico nominal. Estas fórmulas son aplicables si el gas de ensayo que se usa es seco. Si se usa un medidor húmedo o si el gas que se usa es saturado, el valor “d” (densidad del gas seco en relación con el aire seco) se debe

136

reemplazar por el valor de la densidad del gas húmedo “dh” que se da en la siguiente fórmula:

𝑑𝑎 =

(𝑃𝑎 + 𝑃 − 𝑃𝑊)𝑑 + 0,622.𝑃𝑤𝑃𝑎 𝑃

Dónde:

Pw: Presión de vapor de agua (expresada en mbar) a la temperatura tg

La presión de saturación de vapor a tg se puede tomar como igual a:

𝑃𝑤𝑠 = 𝑒𝑥𝑝 �21,094−

5 262273,15 + 𝑡𝑔

�

Nota. En el caso de los gases de la segunda familia, esta corrección no se tiene en cuenta.

− Las mediciones se toman con el quemador funcionando bajo las siguientes

condiciones:

Medir el volumen útil del horno, según lo definido en el numeral 3.4.3.12 de la NTC 2832-1:2015. El método de medición queda sujeto a las políticas internas de cada laboratorio de ensayos.

− En las condiciones de ensayo establecido en el RETIQ, el consumo de

mantenimiento del horno (Ce) en kW no debe superar el valor obtenido mediante la fórmula:

Ce = 0,93 + 0,035 v

Siendo v el volumen útil del horno expresado en litros, definido como se indica en las condiciones de ensayo establecido en el reglamento. Por último se debe calcular el consumo mensual de energía de acuerdo a lo establecido en el numeral 3.8.7 del presente capitulo.

3.8.4.3 Flujograma

Recepción artefacto (Cocina, Mesa de trabajo,

Horno)

Aplicar metodo de ensayo "Obtención del consumo calorifico nominal", numeral 7.3.1.2.1 de la NTC 2832-1

Aplicar metodo de ensayo "Rendimiento y/o Consumo de mantenimiento del horno", numerales 5.2 y 5.3 de la NTC

2832-2

Instalar el artefacto segun el numeral 7.1.3.2 de la NTC 2832-1

Alimentar el arteracto con el gas de referencia de la familia a la que pertenesca, segun el numeral 7.1.1.1 de la NTC 2832-1

El quemador se ajusta segun el numeral 7.1.3 de la NTC 2832-1, a su consumo calorifico nominal o al consumo calorifico

regulado con ± 2 %

Garantizar la temperatura ambiente del lugar de ensayo (20 ±5 °C)

137

Figura 3.8.1 Diagramas de flujo ensayo gasodomésticos - cocción Fuente: Elaboración propia

3.8.4.4 Buenas prácticas. Las disposiciones a continuación establecidas aplican para todo tipo de gasodomésticos definidos en el alcance del capítulo:


Los quemadores tienen dispositivos de prerreglaje del consumo de gas

El consumo calorifico se mide con gas de referencia a presión

normal de ensayo, segun el numeral 7.3.1.2.1.2 de la NTC

2832-1

Resultadosde los

ensayos ejecutados

Para mesas de trabajo, se determina "El rango de clasificación para

etiquetado" teniendo en cuenta el "Redimiento medio" expresado en

porcentaje (%), asi como el "Consumo de energia mensual", expresado en

kilovatios hora (kWh). Aplicarmodelado matematico establecido en

el RETIQ, Articulo 16, numeral 16.1

SI

El consumo calorifico se mide aplicando el ensayo

N° 3, segun el numeral 7.3.1.2.1.2

de la NTC 2832-1

NO

El consumo de mantenimientodel

horno medido bajo las condiciones de

ensayo, no debe sobrepasar el

determinado con el modelado

matematico establecido en el

numeral 4.2 de la NTC

Quemadores descubiertos

El rendimiento para quemadores

cubiertos se determina segunel numeral 5.2.2de la NTC 2832-2

El rendimiento para quemadores descubiertos se

determina segunel numeral 5.2.1de la NTC 2832-2

NO

SI

Para determinar el consumo calorifico nominal se aplica el

modelado matematico establecido en el numeral

7.3.1.2.1.1 de la NTC 2832-1

Rendimiento quemadores mesa de trabajo

Consumo de mantenimientodel horno

Se aplica el modelado matematico establecido en el

numeral 5.2.1 de la NTC 2832-2

Los resultados obtenidos se llevan a los modelados matematicos

establecidos en el RETIQ, Articulo 16

Para hornos, se determina "El rango de clasificación para etiquetado"

calculando el "Indice de consumo" expresado en porcentaje (%), asi

como el "Consumo de energia mensual", expresado en kilovatios

hora (kWh). Aplicar modelado matematico establecido en el RETIQ,

Articulo 16, numeral 16.1

138

− Los recipientes de ensayo a utilizar para las mesas de trabajo, deben ser

preferiblemente de aluminio con fondo mate, tener paredes pulidas y sin asas, las tapas deben cumplir lo definido en la NTC 2832-1:2015.

− Para el ensayo para determinar los rendimientos de los quemadores cubiertos y descubiertos se requieren incluir las tapas y sus componentes.

− En aquellos casos en donde se ensayen quemadores descubiertos para determinar los rendimientos, es necesario tener en cuenta la masa de agua en función del consumo calorífico nominal del quemador, establecido en la Tabla 1 de la NTC 2832-2:2011.

− Para determinar los rendimientos de los quemadores descubiertos es necesario que antes del ensayo se realice un calentamiento previo del quemador, así como, debe ser cubierto durante esta etapa por un recipiente de 220 mm de diámetro con un contenido de 3,7 kg de agua.

− No es correcto realizar pre-calentamiento de ninguno de los quemadores con gases de consumo masivo o comercial, debido a que las características de composición del gas inciden en el resultado final del ensayo.

− Comprobar que la red de tuberías de suministro de gases de ensayo, tengan debidamente instalados los elementos de regulación, medición de la presión y medición del volumen de los gases de ensayo del respectivo gas de ensayo a emplear.

− Verificar el correcto ajuste o acople de conexiones realizadas con racores y mangueras, para eliminar posibles fugas de gas.

− El elemento con el que se realiza la medición de las condiciones de temperatura alcanzadas se debe colocar en el centro del volumen del contenedor y la temperatura se mide con ayuda de la sonda (termo-resistencia).

− Considerando que la NTC 2832-2:2011 no define características metrológicas de los equipos de medición en las diferentes magnitudes, cada laboratorio de ensayos debe garantizar las características definidas en la NTC 2832-1:2015 y estimar la incertidumbre de medición correspondiente.

3.8.5 Infraestructura requerida 3.8.5.1 Personal El personal mínimo requerido por un laboratorio para ejecutar el ensayo bajo condición de acreditado es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA. La necesidad de dos (2) analistas es con el fin de asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible contar con un solo analista. 3.8.5.2 Instalaciones 3.8.5.2.1 Cocinas

139

Se deben instalar paneles de forma vertical de 19 mm a 25 mm de espesor, recubiertos con pintura negra mate, en donde uno de los cuales se debe encontrar lo más cerca posible a la cara posterior del objeto a ensayar, otro a una distancia cercana a la cara posterior igual a la mínima dada por el fabricante (menor a 20 mm) y si es posible otro panel a igual distancia del otro lado del equipo a ensayar. El panel posterior debe tener como mínimo 1,80 m de alto. Los paneles laterales deben ser tan profundos que puedan aproximarse al menos 50 mm más allá del frente del artefacto. a) Cocinas de sobremesa con horno, mesas de trabajo independientes y hornos auto soportables La instalación para el ensayo es similar a la establecida en el numeral 3.8.5.2.1, con la diferencia que el equipo se ubica en un soporte horizontal contra el panel trasero a una altura que permita que los paneles laterales estén nivelados con la mesa de trabajo en el caso de las cocinas de sobremesa y mesas de trabajo independientes o con la parte superior del objeto de prueba en el caso de los hornos auto soportables. b) Gratinadores montados en la pared La instalación para el ensayo es similar a la establecida en el numeral 3.8.5.2.1, excepto que el equipo se fija a un panel posterior ubicado como mínimo a 150 mm de cada lado del artefacto, fijado a la distancia mínima de un panel horizontal de 600 mm de profundidad, extendido desde un panel lateral hasta el otro. Los paneles laterales de 600 mm de profundidad, se instalan a cada lado del artefacto a las distancias mínimas que indiquen las especificaciones del fabricante. 3.8.5.2.2 Artefactos de Clase 2 a) Artefactos de clase 2 subclase 1 La instalación es similar a la de cocinas, en donde el empotramiento se debe construir, según las instrucciones del fabricante contemplando el paso del aire con la parte exterior del mismo, buscando garantizar el adecuado desempeño del equipo. b) Artefactos de clase 2 subclase 2 Para realizar el ensayo el artefacto se debe encontrar empotrado, por ejemplo, una superficie de trabajo que enlaza dos gabinetes o una base y dos paneles laterales que representan las dos unidades de muebles del equipo. El mueble para empotrar debe cumplir con las dimensiones establecidas en las instrucciones del fabricante. La construcción del mueble para empotrar y la separación horizontal, si existe, deben ser conforme a las dimensiones críticas define en las instrucciones técnicas. La superficie de trabajo debe tener 30 mm ± 5 mm de espesor y llegar más allá del frente del horno siendo todos los demás paneles con al menos 15 mm de espesor. El panel posterior debe ser como mínimo tan ancho como el espacio entre los dos gabinetes y tener como minimo 1,80 m de altura, instalando el equipo tan cerca de la base del mueble en que va empotrado como permitan las instrucciones del fabricante. 3.8.5.2.3 Artefactos de clase 3 Los ensayos se realizan con el equipo instalado en el mueble de madera en que va empotrado. Si el fabricante permite varias opciones de ventilación, los ensayos se realizan para cada opción. El ensayo se realiza estando cerradas todas las puertas que posea el mueble en que está el objeto de prueba sellando con cinta adhesiva cualquier

140

espacio que pueda permitir el paso de aire entre los paneles laterales, teniendo en cuenta que el mueble de empotramiento cumpla con las disposiciones de ventilación dadas por el fabricante para utilizar el equipo en su forma adecuada de desempeño. a) Requisitos de construcción para el mueble en que van empotrados artefactos de clase 3 Según el tipo y el método de instalación del equipo la unidad instalada (equipo y mueble), deben cumplir con los siguientes requisitos mínimos según cada caso: Hornos con o sin gratinador destinados para instalarlos bajo el plano de trabajo. El mueble de empotramiento tiene cuatro paneles, uno superior, inferior y dos laterales. Como el mueble no tiene panel posterior se debe ubicar contra uno con dimensiones que tengan en cuenta las especificaciones mínimas del fabricante. Hornos con o sin gratinador diseñados para empotrarlos en un mueble de cocina alta. Se debe tener en cuenta en todo momento las especificaciones del fabricante en cuanto a las dimensiones requeridas, instalando el mueble con puertas según las máximas especificaciones posibles del fabricante. Mesas de trabajo. El mueble para empotrar consta de un mesón de trabajo que debe tener 30 mm ± 5 mm de espesor y una abertura del tamaño mínimo posible para instalar el artefacto con una distancia mínima entre este y la parte posterior del plano de trabajo. 3.8.5.3 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia

− La temperatura ambiente de la sala de ensayo debe ser de 20 °C ± 5 °C.

− Las presiones de ensayo, es decir las presiones estáticas que se apliquen a la conexión de entrada del gas del artefacto en operación, se indican en la Tabla 9 de la NTC 2832-1:2015.



Termocupla Tipo T (Temperatura del gas) 5 °C a 35 °C 0,1 °C

Manómetro diferencial (Presión en el artefacto) 0 mbar a 250 mbar 0,01 mbar

Cronómetro (Tiempo que tarda el contador volumétrico en dar una vuelta)

0 s a 9h: 59 min: 59,99 s 0,01 s

Bascula digital (Masa de agua en los recipientes) 0 kg a 25 kg 0,0002 kg

Medidor cámara húmeda (Volumen de gas) 0,067L/min a 20 L/min 0,005 L

Termopar tipo T (Temperatura ambiente) 15 °C a 35 °C 0,1 °C

Barómetro digital (Presión atmosférica) 600 mbar a 1100 mbar 0,1 mbar



141

Todos estos equipos deben calibrarse por parte de laboratorios de calibración acreditados bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud e incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica). 3.8.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capítulo, sin embargo será el laboratorio quien determine la conveniencia del mismo. 3.8.6.1 Modelo matemático

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑀𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 (𝑘𝑊) = 30 ∗ 4,6233 ∗ (∑𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑚𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑒𝑛 𝑘𝑊

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑒𝑚𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠)

3.8.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en el certificado de calibración para el medidor de gas de cámara húmeda,

− Resolución del medidor de gas de cámara húmeda;

− Incertidumbre del valor de poder calorífico del gas seco utilizado reportado en el certificado del gas.

− Incertidumbre del medidor de presión del gas

− Resolución del medidor de gas

− Incertidumbre del medidor de temperatura

− Resolución del medidor de temperatura

− Incertidumbre de medición de la masa (recipiente y agua)

− Resolución del medidor de masa.

− Incertidumbre del cronómetro.

− Resolución del cronómetro. 3.8.6.3 Contribuciones a) Incertidumbres típicas Resolución de los instrumentos de medición. Se obtiene de la resolución de medición dada por el objeto de prueba a calibrar asumiendo para esto una distribución de tipo uniforme.

142

3resoluciónUresolución =

Incertidumbre MR (Gas de referencia). Se tiene en cuenta la incertidumbre expandida entregada en el certificado del material de referencia (gas seco) como se muestra en la siguiente fórmula considerando esta componente como una distribución de tipo normal.

ocertificad

andidaMR k

UU icertufucadexp

=

Incertidumbre de medición del instrumento de medición. Se obtiene del certificado de calibración de cada instrumento y corresponde a la incertidumbre expandida entregada en el certificado como se muestra en la siguiente fórmula considerando esta componente como una distribución de tipo normal.

ocertificad

andidavatímetro k

UU icertufucadexp=

b) Coeficientes de sensibilidad:

C1: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎𝛿𝑉𝜂

= 11,944454 × 𝐻𝑖

C2: 𝛿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎

𝛿𝐻𝑖.= 11,944454 × 𝑉𝜂

3.8.6.4 Incertidumbre combinada La incertidumbre combinada está establecida por la siguiente ecuación:

22

21

21 )*()*()*( MRmedmedresc uCuCuCu ++= −

3.8.6.5 Incertidumbre expandida La incertidumbre expandida está establecida por la siguiente ecuación:

𝑈 = 𝑘 ∗ 𝑢𝑐

Dónde:



Para determinar el consumo calorífico medido de cada quemador en kW y poder realizar la sumatoria que indica el modelo matemático señalado en el RETIQ, se procede a determinar el cálculo del consumo calorífico corregido, de acuerdo a lo definido en el numeral 7.3.1.2.1.1 de la NTC 2832-1. 3.8.7 Resultados

143

El cálculo del rendimiento, expresado en porcentaje (%), de los quemadores de los gasodomésticos para la cocción de alimentos se determina en condiciones de consumo calorífico nominal mediante el ensayo, correspondiendo con la relación entre la energía consumida por el quemador y la energía útil entregada por el artefacto. Es por esto que el productor, proveedor o comercializador declarará en la etiqueta, el valor del rendimiento medio con base en la media ponderada por consumo calorífico, considerando todos los quemadores que componen la mesa de trabajo. El cálculo del consumo mensual de energía en kWh/mes para el caso de mesas de trabajo se realiza de acuerdo a la siguiente ecuación, en donde es necesario tomar valores medios de hornillas, así como, los tiempos para la preparación de comidas:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 = 30 𝑥 4,6233 �∑𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑚𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑒𝑛 𝑘𝑊

𝑁𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑒𝑚𝑎𝑑𝑜𝑟𝑒𝑠�

Para el caso del cálculo del Índice de Ahorro en Consumo para los hornos corresponde a la razón entre el valor medio del consumo de mantenimiento del horno en kW y el valor máximo normalizado para el consumo de mantenimiento en kW, calculado así:

𝐼𝑎𝑐 �1 − �𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑒𝑛 𝑘𝑊

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑧𝑖𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛 𝑘𝑊�� ∗ 100

Dónde: Valor medio medido del consumo de mantenimiento del horno en 𝑘𝑊 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛 𝑘𝑔/𝑔

0,0726. Este valor también podrá

determinarse con base en el consumo volumétrico de gas, por hora. .3.8.8 Otros elementos de relevancia

− Confirmar el método de ensayo. El ensayo se debe realizar de manera ordenada y de acuerdo con los procedimientos, preferiblemente documentados, que desarrolle el laboratorio para tal fin, dejando consignados los valores obtenidos durante la ejecución de las pruebas de manera que se asegure la fiabilidad de los registros y que adicionalmente sirven para demostrar que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica de entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Los métodos de ensayo deben confirmarse o ser comprobados cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de ensayo, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición.

− Realizar control de calidad interno: Establecer metodologías que permitan

mediante, procesos sistemáticos y planificados, asegurar la consistencia de los resultados que emite el laboratorio. Para el desarrollo correcto de esta actividad, es importante contar con: elementos testigo, homogéneos y estables, de ser posible, materiales de referencia certificados y la aplicación de varias técnicas estadísticas.

− Participar en comparaciones interlaboratorios o ensayos de aptitud: Mediante la participación en programas debidamente acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC, que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de gasodomésticos para la cocción de alimentos. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de calidad.

144

− Mantener y mejorar la competencia técnica del personal. Capacitar y entrenar de manera continua, por medio de programas planificados de formación que respondan a las necesidades actuales y futuras del laboratorio. Es conveniente iniciar los procesos de formación en estadística aplicada.

145

3.9 DESCRIPCIÓN DE ENSAYO PARA MOTORES ELÉCTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA

3.9.1 Referencias normativas Los métodos de ensayo para evaluar los motores eléctricos de corriente alterna monofásicos de inducción y los motores eléctricos de corriente alterna trifásico de inducción se encuentran establecidos en los artículos 11.4 y 12.4, respectivamente, del anexo general del RETIQ, donde se referencia la norma IEC 60034-2-1, Ed. 2.0. 2014-06 Rotating electrical machines – Part 2-1: Standard methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles). Adicionalmente, en los artículos 11.4.1 y 12.4.1, del anexo general del RETIQ se establece la NTC 3477:2008 Máquinas eléctricas rotatorias. Métodos para la determinación de las pérdidas y de la eficiencia, a partir de ensayos (excluyendo las máquinas para vehículos de tracción), como norma equivalente para el desarrollo de los métodos de ensayo. 3.9.2 Alcance Los métodos de ensayo establecidos en este capítulo son aplicables a los siguientes tipos de motores:

− Motores eléctricos de corriente alterna monofásicos de inducción, jaula de ardilla, de uso general, en potencia nominal de 0,18 kW hasta 1,5 kW, para frecuencia de 60 Hz, tensión nominal hasta 240 voltios (V), de 2, 4 y 6 polos, de fase dividida y con condensador, abiertos y cerrados, acorde con lo establecido en el artículo 11º del RETIQ.

− Motores eléctricos de corriente alterna trifásico de inducción, jaula de ardilla, con

potencias nominales desde 0,18 kW hasta 373 kW, tensión nominal de hasta 600 V, con frecuencia nominal 60 Hz, abiertos y cerrados; con posición de montaje horizontal o vertical, acorde con lo establecido en el artículo 12º del RETIQ.

3.9.3 Motores eléctricos de corriente alterna Los motores tipo inducción están integrados por una carcasa, eje, rodamientos, ventilador, entre otras partes, pero son dos (2), las fundamentales que aportan a su funcionamiento y objetivo de generar energía de salida como trabajo, los cuales son el estator y el rotor:

− El estator, el cual es una parte inmóvil en el motor, se encuentra integrado por una carcasa, unida a chapas de acero con ranuras (devanado inductor), donde el devanado trifásico se encuentra compuesto por tres (3) devanados, distribuido en ranuras a 120° los cuales se encuentras desfasados, generándose un campo magnético giratorio, donde su velocidad de giro se denomina velocidad de sincronismo.

− El rotor, es la parte móvil del motor el cual se encuentra ubicado dentro del estator y está integrado por un bobinado eléctrico. Actualmente existe varios tipos de rotores, sin embargo los más comunes son los tipo jaula de ardilla y bobinado.

Los motores de inducción funcionan por medio de campos magnéticos producidos por corrientes eléctricas que recorren el rotor, las cuales son generadas debido al fenómeno

146

de inducción electromagnético, ley de Faraday; esto significa que para generar una fuerza electromotriz es necesario que la corriente eléctrica genere un campo magnético por medio de un conductor. Particularmente, los motores de inducción tipo de jaula de ardilla están constituidos de un rotor con chapas de acero al silicio y a su vez de barras longitudinales de aluminio o cobre moldeado las cuales están conectadas a anillos; creando la sensación de ser una estructura como una jaula de una ardilla, siendo por ésta razón que el bobinado se denomina de ésta manera. 3.9.4 Descripción del ensayo El RETIQ establece a través de la IEC 60034-2-1:2014 los métodos de ensayos que deben realizarse para el caso de los motores eléctricos de corriente alterna monofásicos de inducción y los motores eléctricos de corriente alterna trifásico de inducción. Adicionalmente, existe la posibilidad de la aplicación de ensayos equivalentes y en este caso particular el RETIQ referencia para los dos (2) tipos de motores, la NTC 3477:2008, la cual tiene como documento de referencia la misma norma IEC referenciada como principal en el RETIQ pero en versión 2007. Es por tal motivo, los ensayos descritos en la norma IEC 60034-2-1:2014, así como, en la NTC 3477:2008 son igualmente válidos para el RETIQ, sin embargo, teniendo en cuenta que la norma técnica referenciada en el RETIQ como principal es la IEC 60034-2-1:2014, a continuación se presentara los detalles del ensayo. 3.9.4.1 Introducción La norma IEC 60034-2-1:2014 establece diferentes métodos de ensayo para determinar las perdidas y la eficiencia de máquinas eléctricas rotatorias, sin embargo, la aplicación de cada uno de éstos ensayos depende del tipo de información que se necesita, así como, de la exactitud que se necesite e incluso de las características del motor. La eficiencia de un motor se define como la relación que existe entre la potencia de salida (mecánica) y la potencia de entrada (eléctrico), es por lo cual la norma IEC 60034-2-1:2014 además de establecer los métodos de ensayo para determinar la eficiencia del motor, establece la forma determinar la potencia que absorbe el motor que es mejor conocida como perdidas que generalmente ocurre en el proceso de conversión de la energía eléctrica a mecánica. Las pérdidas más comunes son las generadas por los conductores del estator, en el hierro, conductor rotor, así como, las pérdidas de fricción y ventilación. La norma IEC 60034-2-1:2014 establece diferentes métodos de ensayo, sin embargo define, métodos de ensayo preferidos para los motores de inducción de acuerdo a su configuración, los cuales tiene baja incertidumbre. En la Tabla 3.9.1 se establece los métodos de ensayo preferidos relacionados en la norma IEC 60034-2-1:2014, los cuales deben ser aplicados de acuerdo al tipo o características nominales del motor a ensayar.

Método de ensayo Descripción Aplicación Medición directa: Entrada-salida

Medición del par de torsión

Todas las máquinas monofásicas

Suma de pérdidas: Pérdidas residuales

PLL determinadas de pérdida residual

Máquinas trifásicas con potencia de salida nominal hasta 2 MW

Tabla 3.9.1. Métodos de ensayo preferidos


147

Es por tal motivo, que a continuación se presentan los métodos de ensayo para determinar la eficiencia y pérdidas de un motor eléctrico de corriente alterna monofásico y trifásico establecidos en el RETIQ. 3.9.4.2 Medición directa de entrada y salida El método de ensayo de medición directa de entrada y salida, consiste en la medición directa de la potencia de entrada y de salida usando un dinamómetro, el cual es utilizado particularmente para motores monofásicos. El objetivo de este método es determinar la potencia mecánica que entrega el motor, mediante la medición del par y la velocidad del eje. La potencia eléctrica del estator en motores de corriente alterna se mide en el mismo ensayo, es por lo cual se debe tomar varias lecturas de todos los instrumentos en cada punto de carga, en periodos cortos de tiempo, con el ánimo de promediar los resultados para obtener un valor de ensayo más exacto. Las pruebas de medición de par pueden ejecutarse de dos formas: ensayo con torquímetro en donde se acopla el motor de ensayo a una máquina de carga con la carga requerida y el ensayo con dinamómetro en donde se acopla el motor de ensayo a un dinamómetro y se opera la máquina, con la carga requerida. Posterior del ensayo se procede al cálculo de la eficiencia de la siguiente manera:

η =P2P1

Las potencias de entrada y salida son las siguientes: En operación como motor: P1 = Pel; P2 = Pmech En operación como generador: P1 = Pmech; P2 = Pel

Pmech = 2π xT x n Dónde: P1 Potencia de entrada, excluyendo la excitación, Pel Potencia eléctrica, excluyendo la excitación P2 Potencia de salida Pmech Potencia mecánica T Par de torsión de la máquina n Velocidad de funcionamiento 3.9.4.3 Suma de pérdidas, pérdidas adicionales con carga de acuerdo con el método de pérdida residual El método de ensayo de suma de pérdidas separadas, consiste en establecer las pérdidas adicionales con carga determinadas por el método de pérdida residual, el cual es utilizado particularmente para los motores trifásicos con potencia de salida nominal de hasta 2 MW. Por tal motivo, el método consiste en la necesidad de realizar la sumatoria de las diferentes pérdidas que pueden existir en el motor, las cuales son:

− Pérdidas del cobre en el estator y el rotor

− pérdidas por fricción y por ventilación;

− pérdidas en el hierro; y

148

− pérdidas adicionales con carga.

Para realizar el método de ensayo, primero es necesario medir la temperatura y la resistencia del devanado del motor, donde necesariamente el motor debe encontrarse con temperatura ambiente. Posterior, se debe cargar el motor con potencia de salida nominal, hasta que el motor garantice el equilibrio térmico para así poder realizar las mediciones. 3.9.4.3.1 Perdidas con carga a) Pérdidas del devanado del estator y corrección de temperatura Para determinar las pérdidas del devanado del estator se realiza por medio de la resistencia del devanado estator del ensayo a carga nominal, de acuerdo con la siguiente ecuación:

Ps,θ = Ps × kθ Dónde: Ps Pérdidas del devanado del estator a carga nominal sin corregir, Ps =1,5× I2 × R kθ Corrección para el devanado del estator b) Pérdidas del devanado del rotor y corrección de temperatura Para determinar las pérdidas del devanado del rotor se debe realizar usando el valor corregido de las pérdidas del devanado del estator, de acuerdo a la siguiente ecuación:

( ) θθθ sPPPP fe,s,r x−−= 1

Dónde: P1 Potencia de entrada, excluyendo la excitación, Sθ s x kθ es el deslizamiento corregido a una temperatura de refrigerante de referencia de 25 °C Pfe Pérdidas en el hierro Ps,θ: Perdidas del devanado del estator c) Corrección de temperatura de la potencia de entrada

Al obtener las pérdidas del estator y del devanado corregidas, respectivamente, el cálculo de la potencia de entrada corregida se realiza de acuerdo con la siguiente ecuación:

( )θθ ,,10,1 rrss PPPPPP −+−−= Dónde: P1 Potencia de entrada, excluyendo la excitación, Pr,θ: Pérdidas del devanado del rotor Ps,θ: Perdidas del devanado del estator 3.9.4.3.2 Ensayo de curva de carga Posterior del desarrollo del ensayo a carga nominal se debe realizar el ensayo de curva de carga, donde es necesario, aplicar carga al motor en seis puntos: aproximadamente 125 %, 115 %, 100 %, 75 %, 50 % y 25 % de la carga nominal. Se debe medir R antes de la lectura de carga máxima y después de la lectura de carga mínima. La resistencia para la cargas mayores de 100 % debe ser el valor que se determina antes de la lectura de la

149

carga más alta. Para el caso de las cargas menos a 100 % es necesario determinar como una variación lineal con la carga, utilizando la lectura antes del ensayo para la carga más alta y después de la carga más baja para 25 % de carga. 3.9.4.3.3 Ensayo en vacío Para el desarrollo del ensayo de vacío es necesario realizarlo después del ensayo de curva de carga con el motor caliente, en donde se debe aplicar a los siguientes valores, incluyendo la tensión nominal 110 %, 100 %, 95 % y 90 %, aproximadamente, de la tensión nominal para la determinación de las pérdidas en el hierro, así como, a 60 %, 50 %, 40 % y 30 %, aproximadamente, de la tensión nominal para la determinación de las pérdidas por ventilación y fricción. Posterior, se debe determinar la resistencia R0 inmediatamente antes y después del ensayo en vacío, al finalizar se realiza las mediciones. 3.9.4.3.4 Pérdidas constantes Las perdidas constantes se determinan restando las perdidas el devanado en vacío de la potencia de entrada en vacío, las cuales son la suma de las perdidas por fricción, ventilación y del hierro.

fefwsc PPPPP +=−= 0

Dónde: P0 Potencia de entrada en vacío P fw Pérdidas por fricción y ventilación P fe Pérdidas en el hierro Siendo Ps

02051 ,IIs RI,P xx=

Dónde: RII,0 Resistencia del devanado interpolada en cada punto de tensión Para el cálculo de las perdidas por fricción y ventilación, así como las de hierro, deben ser calculadas de acuerdo a los diferentes puntos de perdida en vacío de la tensión establecidos en el numeral 6.1.3.2.5 de la IEC 60034-2-1, para efectos de trazar una curva de pérdidas y calcular las respectivas perdidas.

3.9.4.3.5 Pérdidas adicionales con carga PLL a) Pérdidas residuales PLr Para establecer las pérdidas residuales se debe realizar en cada punto de carga, restando:

− La potencia de entrada la potencia de salida,

− las pérdidas en el devanado del estator sin corregir en la resistencia del ensayo,

− las pérdidas en el hierro,

− las pérdidas por fricción y ventilación, y

− las pérdidas del devanado del rotor sin corregir correspondientes al valor de deslizamiento determinado.

150

fwfersLr PPPPPPP −−−−−= 21

Dónde: PLr Pérdidas residuales P1 Potencia de entrada, excluyendo la excitación P2 Potencia de salida P fw Pérdidas por fricción y ventilación P fe Pérdidas en el hierro Siendo P1 , P2 y Pfw

P2 = 2π.T.n para un motor y P1 = 2π.T.n para un generador

y

( )f

npssPP fwfwx

−=−⋅= 1con1 5,20

3.9.4.3.6 Calculo de las perdida totales y eficiencia Para establecer las pérdidas totales se debe realizar la sumatoria de las siguientes perdidas, las cuales fueron calculadas anteriormente:

− Pérdidas en el hierro ajustadas,

− pérdidas por fricción y ventilación corregidas,

− pérdidas con carga; y las

− pérdidas adicionales con carga.

LLrsfwfeT PPPPPP ++++= θθ

Siendo Pfw

( ) 520 1 ,

fwfw sPP θ−⋅=

Para el cálculo de la eficiencia se debe realizar de acuerdo a la siguiente ecuación, en donde la primera expresión se prefiere para un motor, la segunda para un generador

T,

T,PP

PP

PP+

=−

=2

2

1

1

θ

θη

Dónde P1,θ Potencia de entrada corregida para temperatura, del ensayo a carga nominal; P2 Potencia de salida del ensayo a carga nominal; 3.9.4.4 Flujograma del ensayo

151

Figura 3.9.1 Diagrama de flujo de ensayo de motores Fuente: Elaboración propia


− Inmediatamente después del ensayo con carga, se debería verificar la deriva del transductor del par de torsión. En caso de desviación por encima de la tolerancia permitida del transductor, ajústelo y repita las mediciones.

− Durante el ensayo de curva de carga y particularmente en la carga de los seis puntos, deben realizar lo más rápido posible para minimizar los cambios de temperatura en la máquina durante el ensayo.

− Para el ensayo de curva de carga las resistencias también se pueden determinar

midiendo la temperatura del devanado del estator instalado en el devanado.

152

Siendo así, las resistencias para cada punto de carga se pueden determinar a partir de la temperatura del devanado en ese punto con relación a la resistencia y la temperatura medidas antes de iniciar el ensayo.

− Las condiciones de la prueba deben ser iguales o similares a las condiciones de operación normal.

− Para el desarrollo de los métodos de ensayo se recomienda preferiblemente utilizar instrumentos digitales.

3.9.5 Infraestructura 3.9.5.1 Personal El personal con el que podría contar un laboratorio para ejecutar este ensayo es: un (1) director técnico, un (1) apoyo para el sistema de gestión de calidad y dos (2) analistas autorizados en la ejecución del ensayo. NOTA. La necesidad de dos (2) analistas puede asegurar la suplencia de los cargos claves. Sin embargo, si el director técnico ejecuta ensayos, es posible requerir de un solo analista. 3.9.5.2 Condiciones ambientales y magnitudes de influencia La temperatura ambiente debe estar en el intervalo de 15 ºC. a 30 ºC durante al menos la última hora del ensayo térmico de carga de lectura y todas las pruebas y mediciones posteriores. 3.9.5.3 Equipos De acuerdo al tipo de método de ensayo que se esté ejecutando, es necesario contar con un espacio para:

− Como mínimo dos frenos de potencia, para cubrir el rango de potencias consideradas,

− fuente(s) de tensión variable,

− equipos de maniobra de la(s) fuente(s) de tensión, y

− equipos de control y medida.

La consola con controladores de captura de datos debe ser ubicada de manera aislada del entorno donde se efectúa el montaje del ítem de ensayo, ya que los circuitos electrónicos se verían afectados por los efectos electromagnéticos propios de la prueba. Para ejecutar los diferentes métodos de ensayo de motores tipo inducción se requieren los equipos establecidos en la Tabla 3.9.2.

153

Equipo Especificaciones técnicas Precisión Termómetro ambiental



Intervalo de medición tensión eléctrica: 0 V a 240 V fase – fase Corriente eléctrica: 0 A a 20 A Frecuencia: hasta 800 Hz

± 0,5 %



Intervalo de medición: -100 °C a 600 °C Indicador con resolución: 0,1 K ± 0,1 K

Voltímetro 0 V a 240 V fase – fase Hasta 800 Hz ± 5 %

Amperímetro 0 A a 20 A Hasta 800 Hz ± 5 %

Vatímetro 0 W a 2 000 W Hasta 800 Hz ± 0,75 %

Óhmetro 0 Ω a 1 000 Ω ± 0,5 %

Osciloscopio

Sensibilidad: 5mV~20V/DIV,12 pasos en secuencias de 1-2-5 (X5 MAG: 1mV/DIV) Ancho de banda: DC~20MHz (× 5MAG:DC~7MHz) / DC~40MHz (X5MAG: DC~15MHz) Acoplamiento de AC: menor que la frecuencia límite de 10Hz. (Con referencia a 100KHz, 8DIV. Respuesta de Frecuencia a -3dB.) Tiempo de subida: Aprox.17.5nS( × 5MAG:Aprox.50nS) / Aprox. 9.5 nS (X5MAG: Aprox. 25nS) Tiempo de barrido: 0.2 µSeg ~ 0.5Seg/DIV, 20 pasos en 1-2-5 secuencia; Exactitud del tiempo de barrido: ± 3 %; Vernier de control del tiempo de barrido: = 1/2.5 del valor indicado; Magnificación del barrido: 10 veces

± 0,05 % en el horizontal ± 3 % en el vertical


Este equipo reemplazaría los anteriores equipos: amperímetro, voltímetro, vatímetro y osciloscopio.

± 0,5 % hasta 100 kHz

Tacómetro

Acople mecánico: 0 rpm a 20 000 rpm Acople óptico: 0 rpm a 99 999 rpm Resolución: 0,1 rpm (hasta 999 rpm) 1 rpm (por encima de 1 000 rpm)

± 0,05 %

Torquímetro 0 Nm a 2 800 Nm Calibrado del 20 % al 100 % de la escala Graduación: 50 Nm

± 4 %

Fuente de alimentación de tensión

Generador sincrónico con tensión regulable. Se requiere entonces un motor que accione este generador y un variador que controle su velocidad.

Equipo de manejo de carga Polipasto para ubicación en la mesa del freno

Frenos para simulación de carga

Freno de potencia hasta 300 HP Freno de potencia hasta 30 HP Mesa regulable para ubicación del motor bajo prueba



Los laboratorios acreditados deben calibrar debidamente todos estos equipos, bajo norma NTC-ISO/IEC 17025 última versión. Una vez calibrados, el laboratorio debe confirmar que los que equipos están en condiciones de lograr la exactitud y la incertidumbre requeridas por el método de ensayo (confirmación metrológica). 3.9.6 Estimación de incertidumbre de ensayo El laboratorio debe contar dentro de su Sistema de Gestión de la Calidad (SGC), con un procedimiento de estimación de incertidumbre basado en la Guía de Estimación de Incertidumbre (GUM); es por tal motivo, que a continuación se presenta una de las múltiple formas de estimar la incertidumbre de ensayo particularmente para el establecido en el presente capitulo, el cual tiene como base la experiencia y conocimiento del equipo

154

consultor quien elaboró el presente documento. 3.9.6.1 Modelo matemático

Consumo energía diario (kWh) = 24 ∗

(Potencia nominal en kW)Eficiencia en %

Dónde, para métodos directos, la eficiencia viene dada por:

η = P2 / P1 y para métodos indirectos por:

η = (P1 - PT) / P1 Dónde: PT Pérdidas totales del motor 3.9.6.2 Fuentes de incertidumbre

− Incertidumbre dada en los certificados de calibración de los equipos de medición

(torquímetro, vatímetro, sensores de temperatura, tacómetro, entre otros); − Resolución de las indicaciones de los equipos de medición;

− Incertidumbre por repetibilidad de la medición, en caso de realizar varias veces el

ensayo. 3.9.6.3 Coeficientes de sensibilidad De acuerdo al método de ensayo aplicado, se deben determinar los coeficientes de sensibilidad, obteniendo las derivadas parciales respectivas con la ecuación del método directo o indirecto. 3.9.6.4 Incertidumbre combinada

( ) ( ) ( ) ( )242

32

22

1 iiiic cucucucuu ×+×+×+×=

3.9.6.5 Incertidumbre expandida

cukU *= Dónde,

Cu Incertidumbre combinada.

k Valor de cobertura o de expansión. Este se puede obtener de la tabla t de Student, con base en la determinación de los grados efectivos de la libertad de la medición.

3.9.7 Resultados 3.9.7.1 Motores eléctricos monofásicos de corriente alterna El consumo de energía en kWh, se debe establecer de acuerdo con la clase de servicio principal para el cual está diseñado el motor de la siguiente manera:

155

− Para el caso de motores con clase de servicio S1 (servicio continuo), según

clasificación IEC:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 =(𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑒𝑛 kW

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 % 𝑥 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

− Para el caso de motores diferentes de clase de servicio S1, es necesario

establecer el tipo de ciclo de funcionamiento correspondiente al diseño, definiendo los periodos de funcionamiento para cada régimen: aceleración, carga constante, frenado eléctrico, vacío y reposo desconectado. Esto con el fin de determinar el total de horas de funcionamiento diario correspondiente:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = �𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛 𝑛 kW

𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 %

𝑅é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛𝑛

𝑅é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛1

𝑥 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑟é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛𝑛𝑎𝑙 𝑑í𝑎

3.9.7.2 Motores eléctricos trifásicos de corriente alterna El consumo de energía en kWh, se debe establecer de acuerdo con la clase de servicio principal para el cual está diseñado el motor de la siguiente manera:

− Para el caso de motores con clase de servicio S1 (servicio continuo), según clasificación IEC:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 =

(𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑒𝑛 kW 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 % 𝑥 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

− Para el caso de motores diferentes de clase de servicio S1, es necesario

establecer el tipo de ciclo de funcionamiento correspondiente al diseño, definiendo los periodos de funcionamiento para cada régimen: aceleración, carga constante, frenado eléctrico, vacío y reposo desconectado. Esto con el fin de determinar el total de horas de funcionamiento diario correspondiente:

𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = �

𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛 𝑛 kW𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛 %

.

𝑅é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛−

𝑥 𝐻𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑟é𝑔𝑖𝑚𝑒𝑛𝑛𝑎𝑙 𝑑í𝑎


− Confirmar el método de ensayo. Desarrollo ordenado y debidamente documentado (registros) que demuestra que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica para entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Debe realizarse o ser complementado cada vez que cambie algunos de los elementos involucrados en el proceso de confirmación, a saber: personal, equipos, instalaciones, condiciones ambientales o alcance de medición

− Realizar control de calidad interno. Proceso periódico planificado, que busca


− Participar en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud. Búsqueda de proveedores acreditados o que den cumplimiento al CEA-02 de ONAC y que ofrezcan programas de comparación en ensayos de consumo de energía de

156

balastos. En caso de no encontrar oferta, debe darse mayor importancia al control interno de la calidad.



4. DIRECTRICES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE PLANES DE CALIDAD

GUÍA


objeto del RETIQ

Aspectos esenciales

Personal del laboratorio Métodos de ensayo Protocolos de ensayo Equipos y trazabilidad metrológica Manipulación de los ítems a ensayar Aseguramiento de la calidad de resultados Confirmación de métodos

Introducción Con el ánimo de asegurar el cumplimiento de los requisitos de seguridad y de calidad, los productos deben garantizar ciertas disposiciones de tipo reglamentario y de normalización, por lo cual es necesario someterlos a métodos de ensayo, para establecer información clave y concluir si dicho producto cumple o no estas disposiciones. Por esto es importante implementar planes de calidad que permitan desarrollar sistemas de gestión que garanticen el cumplimiento de requisitos para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. En este capítulo no se profundiza sobre la NTC/ISO/IEC 17025:2005, pero sí busca brindar insumos para que los laboratorios puedan tener claridad en la aplicación de algunos numerales fundamentales de esta norma.

158

DIRECTRICES PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE PLANES DE CALIDAD Como una guía para el desarrollo e implementación de laboratorios de ensayo y de calibración, se propone el desarrollo de un plan de calidad inicial que permita, en forma de documento interno de la organización, detallar los pasos que garanticen la eficacia en la búsqueda de la acreditación, designando responsabilidades y acciones puntuales que deben cumplir quienes intervengan en el mismo proyecto. Un plan de calidad, permite visualizar el desarrollo de un proyecto antes, durante y después de la ejecución del mismo, proporcionando herramientas para corregir imprevistos, evitando así al máximo errores que incrementen costos o amplíen los tiempos en el logro de los proyectos, es decir, una adecuada planificación. Así mismo, se plantean pautas para que un laboratorio pueda tener un camino más claro para desarrollar algunas temáticas del aseguramiento metrológico de sus mediciones, tales como la confirmación del método, el aseguramiento de los resultados y demás temáticas, cuya sinergia produce al final servicios confiables de calibración y ensayo. Normativamente, la necesidad de elaborar un plan de calidad viene establecida en el documento NTC/ISO 9001:2015, donde se define el concepto de forma más específica. Es posible detallar la forma de diseñar un plan de calidad, siguiendo las directrices de la NTC/ISO 10005:2005 que establece los pasos a seguir para diseñar, revisar y aplicar un plan de calidad. El desarrollo de un plan de calidad parte desde identificar la necesidad del proyecto, los elementos necesarios para desarrollarlo, definir el alcance hacia lo que se quiere desarrollar y preparar la planificación del proceso. Evaluados los aspectos técnicos asociados, en este caso, a equipos de interés objeto del RETIQ se debe tomar la decisión de implementación del ensayo, comunicar a todo el personal del laboratorio y evaluar el real compromiso de la alta dirección. Es importante definir objetivos y alcance sobre las pruebas que se desean implementar al objeto de prueba, designar responsabilidades, especificar la metodología de implementación de este tipo de pruebas, el cronograma de actividades y las fechas y compromisos de asignación de recursos. Para lograr el cumplimiento de los objetivos, se debe realizar un seguimiento de las metas propuestas, establecer puntos de vigilancia y establecer parámetros con los cuales medir y evaluar la eficacia de las acciones detalladas definiendo entregables claros y específicos. El documento que soporte un plan de calidad es un informe que debe tener definidos los objetivos, el alcance, las responsabilidades, el cronograma de actividades y la metodología de implementación del proyecto. La alta dirección debe demostrar compromiso y para esto es importante el respaldo, que se demuestra además con la firma del documento por parte de quien elabora y especialmente aprueba el plan, en la asignación específica de recursos al proyecto. En este caso, es implementar el método de ensayo de consumo de energía, en objetos de prueba que están dentro del alcance del RETIQ, bajo los parámetros técnicos establecidos en la reglamentación y normativas técnicas, buscando montar el laboratorio en un plazo de un año. Se debe definir el alcance de las actividades a planificar, en este caso aplicado el ensayo de eficiencia energética a un objeto de prueba descrito en algún documento normativo, atendiendo lo establecido en el RETIQ. Antes de desarrollar la planificación es importante tener en cuenta aspectos como la necesidad de definir planes específicos para el ensayo identificado, la posibilidad de contratar una asesoría de un experto en el ensayo

https://www.isotools.org/normas/calidad/iso-9001/

159

específico, el despliegue de equipos de trabajo con responsabilidades específicas en cada una de las actividades identificadas, así como, la necesidad de trabajar en paralelo y de forma coordinada entre el área técnica y de calidad. Es por tal motivo, que se deben planificar los entregables, las fechas de inicio y cierre de las actividades, así como, los cargos responsables del desarrollo de éstas actividades con el ánimo de evitar contratiempos y poder controlar el avance de lo planificado. Para lograr un correcto desarrollo de lo planificado se recomienda: realizar reuniones periódicas de socialización de avances, problemas y logros y redefinición de tareas o actividades ya establecidas; implementar el desarrollo de capacitaciones respectivas y testificaciones en sitio; establecer la necesidad de coordinar la cantidad y tiempos del personal e instalaciones requeridas. Un ejemplo para este caso, sería definir una valor presupuestal y así mismo, describir la disponibilidad de un tiempo específico para todo el personal del laboratorio, acorde a sus responsabilidades definidas en el montaje de un plan así como la utilización de herramientas de hardware y software, es decir, objetivos puntuales y específicos. A través de un plan de calidad, se pueden obtener productos específicos tales como planes de capacitación, de obtención de un sistema nuevo de medición, así como los planes de confirmación de métodos, los cuales deben basarse en una adecuada planeación y estar definidos antes de la puesta en marcha del laboratorio o del inicio de un una nueva etapa. A continuación se referencia, a modo de ejemplo, la asignación de responsabilidades específicas en actividades necesarias para el montaje de un laboratorio de ensayos a equipos objeto del RETIQ, para lo cual adicionalmente se plantea un cronograma con las posibles actividades por desarrollar, como insumos mínimos para el desarrollo de un plan de calidad.

RESPONSABILIDADES N° Cargo Descripción

1 Director técnico laboratorio

Confirmación técnica del método Procedimiento de ensayo, estimación de incertidumbre

Alcance de medición definido Diseño experimental

Gestión de los recursos

2 Director de calidad

Definición, seguimiento y evaluación de planes Desarrollo de la documentación, ajuste, actualización e

implementación del SGC bajo NTC/ISO/IEC 17025 Acompañamiento a las actividades técnicas

3 Personal técnico, operativo y administrativo Ejecución de actividades específicas esbozadas en los plantes

4 Alta dirección Asignación de recursos

Monitores de compromisos Aprobación de planes, documentos, etc.

Tabla 4.1 Ejemplo de responsabilidades para montaje del laboratorio


160

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES N° Actividades por realizar Entregable Fecha inicio Fecha final

1

Estudio del método de ensayo involucrado. Identificar condiciones técnicas, parámetros por cumplir,

infraestructura requerida (instalaciones y equipos)

Matriz de brechas Plan de compra de equipos

Plan de construcción y/o adecuación de instalaciones

Plan de formación de personal

Plan de confirmación de método

2016-02-01 2016-02-28

2 Diagnóstico: evaluación de requisitos

exigidos vs. condiciones del laboratorio

2016-03-01 2016-03-20

3 Evaluación de tareas por ejecutar y disponibilidad de recursos: ajuste y

aprobación

Plan de acción - cierre de brechas 2016-03-21 2016-03-31

4

Adquisición, calibración y puesta en marcha de equipos, accesorios y elementos requeridos (software,

hardware, sistema de adquisición y procesamiento de datos)

Hoja de vida equipos Certificados de calibración Verificación metrológica

2016-04-01 2016-07-31

5 Construcción y adecuación de instalaciones

Planos de distribución física (áreas)

Documento: Descripción de infraestructura

2016-04-01 2016-07-10

6

Desarrollo del plan de confirmación del método: diseños experimentales, confirmación de parámetros (análisis

estadístico, seguimiento de magnitudes de influencia, etc.)

Informe de confirmación de método (resultados y

conclusiones) 2016-08-01 2016-11-15

7 Verificación de cumplimiento de plan de acción de cierre de brechas Documento de seguimiento 2016-11-16 2016-11-30

8 Acciones complementarias requeridas

Planes de acción Seguimiento de eficacia 2016-12-01 2017-01-15

Tabla 4.2 Cronograma de posibles actividades

Fuente: Elaboración propia A continuación se presentaran algunos puntos importantes para el desarrollo del aseguramiento metrológico de un laboratorio que desee demostrar su idoneidad para este tipo de actividades, con lo cual no se busca dar más que un planteamiento que oriente y en ningún caso un camino específico para lograr tal fin. 4.1 ALCANCE DE MEDICIÓN DE UN LABORATORIO Existen modelos específicos establecidos por el organismo de acreditación para definir el alcance de medición de un laboratorio para procesos de calibración o ensayo. Al aplicar la información contenida en la Figura 4.1 se podrá definir el alcance en el que desea implementar sus ensayos y/o en general cualquier tipo de prueba.

Figura 4.1 Plantilla base para definición del alcance de medición Fuente: Elaboración propia

161

4.2 SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD El Sistema de Gestión de Calidad de un laboratorio debe atender, como mínimo, la estructura establecida en la siguiente Figura, con el fin de asegurar el cumplimiento de los requisitos asociados y garantizar la competencia técnica en sus actuaciones.

Figura 4.2 Esquema funcional de un SGC bajo NTC/ISO/IEC 17025 Fuente: Elaboración propia

El Sistema de Gestión de la Calidad puede ser documentado e implementado, teniendo en cuenta cada uno de los requisitos de gestión establecidos en el numeral 4 de la NTC/ISO/IEC 17025, o puede estar integrado al SGC de la organización, por ejemplo, NTC/ISO 9001, facilitando así, la implementación del mismo. Al contar con un SGC robusto e implementado que apoya la labor técnica, se pueden abordar cada uno de los requisitos técnicos.

Figura 4.3 Elementos relevantes para el éxito de un SGC

Objetivos medibles y concretos

Compromiso Dirección

Estructura organizacional

funcional

Conocimiento y aplicación POLÍTICAS

Niveles adecuados de

Tarea, Autoridad y Responsabilidad

Documentación sencilla y suficiente

Adquisición bienes y servicios

Ciclo PHVA

Atención oportuna y

transparente al cliente

162

Fuente: Elaboración propia 4.3 PERSONAL El personal es el factor de mayor importancia dentro de un laboratorio, por esta razón, se requiere garantizar la competencia técnica de las actividades que este realice, entonces es importante contemplar principalmente los siguientes aspectos. 4.3.1 Perfiles, nivel de autoridad y responsabilidad De acuerdo con la estructura organizacional establecida por el laboratorio, se debe tener como mínimo lo definido en la siguiente Figura.

Figura 4.4 Ejemplo de estructura para un laboratorio Fuente: Elaboración propia

4.3.2 Etapas del proceso de competencia técnica del personal La competencia técnica del personal se asegura mediante el desarrollo de las siguientes etapas:

− Selección: basado en el perfil definido para el cargo respectivo establecido por el laboratorio.

− Formación y entrenamiento: formación complementaria y conjunto de

habilidades requeridas para la ocupación del cargo, la cual puede ser suministrada interna o externamente; o también aquella que la persona ya tiene.

Gerente

Director Técnico

Analista Auxliar

Director Calidad

Asistente Calidad

CargoResponsabilidades

Funciones

Formación y entrenamiento

163

− Evaluación y supervisión: determinar, mediante herramientas objetivas y criterios de valoración asociados (aceptación o rechazo), el nivel de competencia específico de cada persona.

− Autorización: reconocimiento formal y por escrito de la competencia técnica del

personal que ejecuta ensayos, opera equipos o realiza tareas técnicas especiales. La autorización asignada a una persona en particular se debe validar en el tiempo, por lo cual se debe contar como mínimo:

− Planes de capacitación y entrenamiento cíclicos que atiendan las necesidades de formación identificadas;

− Procesos de supervisión y evaluación periódicos, y

− Criterios objetivos de validación, restricción o retiro.

CARGO

Relaciona un perfil que atiende unos criterios mínimos de educación,

experiencia y competencias comportamentales preestablecidos

Responsabilidad y

funciones Niveles de tarea y autoridad.

Qué hace y la responsabilidad asociada

Formación y entrenamiento

Formación complementaria y conjunto de habilidades requeridas para la ocupación

continúa del cargo

Figura 4.5 Elementos básicos de requisitos del personal Fuente: Elaboración propia

4.4 INSTALACIONES Y MAGNITUDES DE INFLUENCIA Teniendo en cuenta el alcance de la medición definido y los métodos asociados a las pruebas que realizará el laboratorio, es necesario que se identifique la infraestructura

164

técnica requerida, con el fin de determinar la construcción, el acabado o la adecuación de espacios nuevos o ya existentes. Por tal motivo, es necesario cumplir los requisitos o las recomendaciones relacionadas con temas de salud y seguridad en el trabajo, establecidos al campo de acción. Es necesario que el laboratorio garantice y determine como mínimo en sus instalaciones lo siguiente:

− El área suficiente (m2) para el desarrollo de las actividades de ensayo y/o calibración;

− Acabados de pisos y paredes, niveles y tipos de iluminación (natural y/o artificial),

número de accesos y control de los mismos, altura (distancias piso–techo), entre otros;

− La separación de áreas que puedan generar contaminación cruzada entre sí o

que por requisito técnico establecido en una norma requieran condiciones ambientales con intervalos de medición muy exigentes;

− El suministro de las fuentes de energía o consumibles requeridos, como son la

energía eléctrica, el agua, el gas, el aire comprimido, las estructuras de red y la comunicación, entre otros;

− El control ambiental de la temperatura, la humedad relativa, la presión

atmosférica, los campos electromagnéticos, las corrientes de aire, la radiación solar, entre otros, si es requerido;

− Las magnitudes de influencia que afectan el ensayo, es decir, aquellas variables

que deben ser controladas, durante la realización del ensayo;

− Conocer los intervalos de medición y seguimiento de las magnitudes de interés;

− La periodicidad del registro, y

− Los equipos auxiliares requeridos para dicho registro y control.

4.5 MÉTODOS DE ENSAYO La selección del método para este caso, es necesario basarse en documentos normalizados que para el caso pueden estar descritos en una norma técnica voluntaria, reglamento técnico, publicación emitida por un organismo con alto reconocimiento técnico o por fabricantes. Para el caso particular del RETIQ, los métodos de ensayo están referenciados en las normas técnicas nacionales e internacionales, que describen los métodos de ensayo que deben aplicar los laboratorios para los diferentes equipos de uso final de energía. En este caso, los laboratorios basan sus métodos de medición en documentos normalizados, por lo tanto, se hace necesario realizar la confirmación de estos métodos. Con este fin, a continuación se plantea una propuesta metodológica para cumplir esta disposición. 4.5.1 Confirmación de métodos La confirmación de los métodos de ensayo y/o calibración permite garantizar la generación y la emisión de resultados de ensayo y/o calibración técnicamente válidos, es

165

decir, resultados veraces, precisos y trazables metrológicamente. Se les recomienda a los laboratorios en esta guía, realizar la siguiente metodología para cumplir con la confirmación de sus métodos: a) Identificación de los elementos de entrada

− Propiedad o característica por determinar – (mensurando);

− Intervalo de medición: valores extremo (mínimo y máximo) del mensurando que se va a determinar;

− Documento normativo y método de ensayo relacionado, para este caso, depende

de la referencia normativa seleccionada, la cual está establecida en el RETIQ. b) Estudio del método de ensayo – matriz de brechas El estudio del método, puede ser evidenciado mediante la elaboración de una lista de chequeo cruzada (matriz de brechas) que pondera la identificación de los requisitos del método y los elementos aportados por el laboratorio, para dar cumplimiento a cada uno de los requisitos el cual permite:

− Determinar el principio de medición rector – modelo matemático y físico;

− Identificar la competencia técnica requerida en el personal: capacitación, formación y entrenamiento;

− Identificar la infraestructura de equipos de medición patrón y auxiliares, así como,

de instalaciones y las magnitudes de influencia seguimiento e intervalos de control y seguimiento.

c) Identificación de los parámetros por confirmar La confirmación del método está encaminada a demostrar que un laboratorio cuenta con la competencia técnica necesaria para aplicar la metodología descrita por el documento normativo, y de esta forma, entregar resultados de ensayo técnicamente válidos. Con esto se garantiza la confiabilidad e idoneidad hacia el cliente, asegurando que dichos resultados posean:

− Repetibilidad y precisión intermedia;

− Incertidumbre adecuada a la característica o propiedad determinada, y

− Parámetros adicionales que dependerán del tipo de método seleccionado, por ejemplo: linealidad, selectividad, robustez, sensibilidad, entre otros.

d) Elaboración de un plan de confirmación Registro que plasma la planificación para ejecutar la confirmación del método, el cual debe contener como mínimo: un objetivo, alcance, responsabilidad, cronograma de actividades por desarrollar y recursos requeridos.

166

e) Definición del diseño experimental por aplicar, técnica estadística y criterios de aceptación / rechazo

El diseño y desarrollo del proceso de medición así como la toma de datos debe permitir estudiar la influencia de cada uno de los factores que pueden producir variación en los resultados de ensayo. Es importante cubrir los requisitos del método, clientes, reglamentación, incertidumbre establecida, metodología y técnica estadística seleccionada. f) Análisis estadístico de datos. Resultados y conclusiones El laboratorio debería garantizar la aplicación de la técnica estadística correspondiente para el análisis de los datos obtenidos. Así como, la obtención de los resultados y conclusiones correspondientes para cada uno de los parámetros identificados dentro del plan de confirmación, con base en el cumplimiento de los criterios de aceptación/rechazo establecidos en el diseño experimental. g) Informe de confirmación del método Este documento debería consolidar todas las etapas del proceso de confirmación, el cual como mínimo debería contener: objetivo, alcance, responsabilidad, definiciones y referencias, medios utilizados, descripción de la metodología y técnicas utilizadas, datos y resultados obtenidos (tablas, gráficos, imágenes), conclusiones, registros relacionados. h) Productos resultantes del proceso de confirmación del método

− Procedimiento de ensayo paso a paso;

− Incertidumbre de ensayo asociada;

− Alcance de ensayo definitivo;

− Esquema de presentación de los resultados de ensayo – PROTOCOLO;

− Requisitos mínimos de formación y entrenamiento del personal;

− Pautas para autorizar el personal técnico;

− Confirmación de criterios de aceptación de verificación metrológica de los equipos de medición patrón y auxiliares;

− Identificación y asignación del peso ponderado de las fuentes de incertidumbre

presentes dentro del modelo matemático;

− Insumos para estimación de tiempos de re – calibración de equipos;

− Adecuación o mejora de instalaciones;

− Medidas de control y seguimiento de las magnitudes de influencia, y

− Actividades de aseguramiento de calidad de resultados y su periodicidad.

167

4.5.2 Procedimiento de ensayo El procedimiento de ensayo establece el paso a paso para determinar la característica de ensayo correspondiente. Es decir, el procedimiento es el que permite obtener los resultados de ensayo objeto de la evaluación de la conformidad, partiendo del ítem que se va a ensayar (equipo de uso final de energía objeto del RETIQ), la aplicación del método, los equipos de medición, la toma de datos e informe de resultados (protocolo) y el procesamiento matemático y estadístico de estos. Por tal motivo, un procedimiento debe incluir como mínimo lo establecido en la siguiente Figura.

Figura 4.6 Esquema conceptual de un procedimiento de ensayo

Fuente: Elaboración propia 4.5.3 Protocolos de ensayo El protocolo de ensayo es un formato prediseñado, con el fin de registrar los datos requeridos por el método de ensayo y presentar los resultados de ensayo respectivos. Pautas de elaboración El diseño del formato debería estar acorde con el SGC del laboratorio, el cual permita dar cumplimiento al contenido mínimo exigido por la norma NTC/ISO 17025, facilitando la presentación de los resultados de forma clara, exacta y sin ambigüedades. Así mismo, se debe poder incluir los logos de la organización que otorga la acreditación, así como, la información básica del laboratorio que ejecuta el ensayo, incluyendo:

− Identificar de forma unívoca la muestra ensayada, los datos del cliente y los del laboratorio; esto último puede estar incluido dentro del formato diseñado o provenir de papel membretado.

− Describir, de forma concreta y sencilla, para el cliente el método de ensayo

aplicado, relacionando la(s) norma(s) técnicas respectivas. Si es posible, incluir una descripción del principio físico y/o químico seguido y ecuaciones y/o fórmulas para determinar el mensurando.

168

− Reportar los valores de las magnitudes de influencia que afectan el método, por ejemplo, temperatura ambiente, humedad relativa, presión y caudal, entre otros. La expresión de estos valores puede corresponder a un valor promedio de la magnitud respectiva, asociando la incertidumbre de medida correspondiente o a un intervalo en el que se garantiza estuvo el comportamiento de la variable respectiva.

− Identificar los equipos patrón utilizados en la realización del ensayo, asociando el

certificado de calibración respectivo. Asegurar y declarar que la trazabilidad metrológica es al Sistema Internacional de Unidades (SI).

− Plasmar los resultados obtenidos en el ensayo con el número de cifras

significativas respectivas, asegurando que el resultado entregado permita al cliente, interpretar y adoptar las decisiones correspondientes. En la medida de lo posible, incluir un gráfico que ayude a interpretar los resultados o complemente el resultado numérico, o ambos.

− Incluir las declaraciones de no reproducibilidad parcial del informe.

− La información sobre la incertidumbre de medida es necesaria cuando sea

pertinente para la validez o aplicación de los resultados del ensayo, cuando así lo requieran las instrucciones del cliente, o cuando la incertidumbre afecte al cumplimiento con los límites de una especificación.

− Incluir nombre y cargo del responsable del informe, por parte del laboratorio ante

el cliente, es decir, el director técnico o su suplente para la correspondiente firma.

− Relacionar todas las fechas asociadas a la ejecución del ensayo: recepción, realización y emisión del informe.

a) Protocolo para toma de datos Este registro permite la toma primaria de los datos obtenidos durante la ejecución del ensayo y su estructura puede estar dada, de acuerdo con la siguiente Figura.

− Datos generales del ensayo: fecha, # de prueba, cliente, nombres;

− Datos del equipo bajo ensayo: descripción, marca y serie, entre otros;

− Registro de las magnitudes de influencia durante el ensayo;

− Equipos y materiales utilizados;

− Datos primarios del ensayo, y

− Si es posible, cálculos de los resultados.

169

Figura 4.7 Ejemplo, Protocolo para toma de datos Fuente: Elaboración propia

b) Protocolo de informe de resultados Este registro permite la presentación de los resultados de ensayo obtenidos, el cual debe tener como estructura la siguiente:

− Datos generales del ensayo: fecha, # de prueba, cliente, dirección;

− Datos del equipo bajo ensayo: descripción, marca, serie, etc.;

− Descripción del método de ensayo;

− Registro de las magnitudes de influencia durante el ensayo;

− Equipos y materiales utilizados–trazabilidad;

− Resultados del ensayo, consumo de energía, clase energética e incertidumbre;

− Responsable que autoriza el informe;

− Fecha de emisión;

− Declaración de no reproducibilidad, y

FECHA DEL ENSAYO: ARTEFACTO / DISPOSITIVO:No. de PRUEBA MARCA / FABRICANTE: # SERIE:FECHA DE RECEPCIÓN: DATOS DE PLACA::EJECUTA ENSAYO:REVISA DATOS CLIENTE:OBSERVACIONES: SOLICITUD:

TEMPERATURA AMBIENTE: CódIgo:HUMEDAD RELATIVA:PRESIÓN ATMOSFÉRICA:XXXXXXXXXXXX:

DATOS OBTENIDOS DURANTE EL ENSAYOMax Tmin Tprom U

0,00 0,00 #¡DIV/0!

Hora Inicio Fecha Inicio

Hora Final Fecha Final

Diruei kljafk dljfli lsdfio

Técnico analista Director Técnico Laboratorio

DATOS GENERALES DATOS DEL EQUIPO BAJO ENSAYO

MAGNITUDES DE INFLUENCIA: EQUIPOS Y MR UTILIZADOS:Nombre

CIEARNM LDSAJFAE

Temperatura max, min y prom

Asdfdref kllirjej k

TOMA DE DATOS DE ENSAYO - CONSUMO DE ENERGÍA

Certificado

Reúne la información relacionada con los datos

del registro de ensayo

Presenta consolidados la información del equipo de uso

final de energía objeto del RETIQ

Presenta los valores de las condiciones ambientales

existentes durante el ensayo

170

− Marca de “fin del informe” y paginación.

Figura 4.8 Ejemplo, Protocolo informe de resultados Fuente: Elaboración propia

4.5.4 Estimación de incertidumbre La metodología de estimación y el valor de incertidumbre son vitales para garantizar la confiabilidad y la evaluación de la conformidad de los resultados de ensayo obtenidos. Es por esto, que en el momento de estimar la incertidumbre de medición, se debe tener en cuenta lo siguiente:

− El mensurando;

− El modelo físico y matemático de la medición;

− Todas las fuentes de incertidumbre asociadas al modelo matemático;

− Una metodología válida de estimación (se recomienda seguir la Guía de Estimación de Incertidumbre. JCGM 100: 2008 GUM 1995, con ligeras correcciones);

CLIENTE: ARTEFACTO / DISPOSITIVO:DIRECCIÓN MARCA / FABRICANTE: # SERIE:NIT: DATOS DE PLACA:No. de SOLICITUD:FECHA DE RECEPCIÓN: MÉTODO DE ENSAYO:FECHA DEL ENSAYO:

TEMPERATURA AMBIENTE: tt °C ± UU °C CódIgo:

HUMEDAD RELATIVA: hr % ± UU hr%PRESIÓN ATMOSFÉRICA: pp hPa ± UU hPa

RESULTADOS DEL ENSAYO

Energía consumida (kWh)

kWh/año

KWh/24h obtenidos en prueba

Incertidumbre Expandida

Factor de cobertura

kWh/24h declarado

Clase energética

Director Técnico LaboratorioFecha de emisión aaaa.mm.dd

INFORME DE RESULTADOS DE ENSAYO - CONSUMO DE ENERGÍALOGO ORGANIZACIÓN

AA-XYZ-##CODIGO:

La incertidum bre (±U) reportada es la incertidum bre estándar com ninada m ultiplicada por el factor de

cubrim iento k = 2,0; con el cual se logra un nivel de confianza del 95 %

aproxim adam ente.

Este inform e expresa fielm ente los resultados del ensayo realizado y se refieren al m om ento y condiciones en que

se realizaron. No podrá ser reproducido ni total ni parcialm ente, excepto cuando se haya obtenido

previam ente perm iso por escrito del laboratorio que lo em ite. El laboratoro que lo em ite no se resonsabiliza de

los perjuicios que puedan derivarse del uso indadecuado d l l d d

DATOS GENERALES DATOS DEL EQUIPO BAJO ENSAYO

MAGNITUDES DE INFLUENCIA: TRAZABILIDAD METROLÓGICA (equipos y MRC)

Descripción Certificado

171

− Un nivel de confianza2, y

− La expresión del valor de incertidumbre obtenido. Se recomienda utilizar dos (2) cifras significativas, y con base en el número de decimales resultantes, se reporta el resultado del mensurando.

En las siguientes Figuras se presenta la metodología de estimación de incertidumbre que se va a aplicar.

Figura 4.9 Esquema para la estimación de incertidumbre Fuente: Elaboración propia

Figura 4.10 Presentación matemática Fuente: Elaboración propia

4.6 EQUIPOS Y TRAZABILIDAD METROLÓGICA Acorde con el método seleccionado y la identificación de infraestructura requerida resultante del estudio del método, el laboratorio debe contar con los equipos de medición necesarios para llevar a cabo el(los) ensayo(s) establecidos, de forma tal que se asegure el intervalo de medición definido, alcanzar la exactitud requerida y cumplir las 2 Se acostumbra utilizar un nivel de confianza de al menos el 95,45 %.

172

especificaciones pertinentes para los ensayos. Para que un laboratorio pueda dar cumplimiento a los requisitos establecidos, es importante tener en cuenta lo siguiente: 4.6.1 Lista de equipos El laboratorio debe elaborar la lista de equipos, de acuerdo con la infraestructura adquirida o mantenida por el laboratorio.

Equipos de medición

# Descripción Intervalo de medición

Límites de error

permitidos Resolución

Calibración CMC

requerida

1 Termopares tipo T - 200 °C a 260 °C ± 0,1 K 0,1 °C o mejor 30 mK

2 Analizador de redes 0 V a 250 V

42,5 Hz a 69 Hz 0 A a 20 A

± 0,5 % 0,1 V

0,01 Hz 0,1 A

0,15 %

Tabla 4.3 Lista de equipos – ejemplo

Fuente: Elaboración propia 4.6.2 Documentación asociada

Figura 4.11 Documentos relevantes Fuente: Elaboración propia

173

Figura 4.12 Elementos en la gestión de equipos y trazabilidad Fuente: Elaboración propia

4.7 MANIPULACIÓN DE LOS ÍTEMS A ENSAYAR El laboratorio debe desarrollar un procedimiento que como mínimo contenga lo establecido en la siguiente Figura.

Figura 4.13 Aspectos en la manipulación de los ítems por ensayar Fuente: Elaboración propia

174

4.8 ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE RESULTADOS

Figura 4.14 Esquema básico del aseguramiento de calidad de resultados Fuente: Elaboración propia

El laboratorio debe garantizar que en todo momento emite resultados de ensayo técnicamente válidos, por tanto, debe diseñar y llevar a cabo actividades que permitan mantener bajo control los valores de precisión, veracidad e incertidumbre de medida asociados al resultado de ensayo. Por tal motivo, el laboratorio debe:

− Realizar una planificación estratégica que cubra todo su alcance de medición;

− Aplicar un procedimiento del sistema de gestión que involucre los diseños;

− Realizar experimentales y análisis estadístico respectivo, involucrando algunas de las siguientes metodologías y técnicas que brinda la estadística descriptiva y la de inferencia;

− Obtener las conclusiones pertinentes que conlleven a planes de acción

correctivos, preventivos o de mejora, o ambos. 4.8.1 Metodologías que se pueden aplicar

− Uso de materiales de referencia certificados;

− Retención de muestras;

− Reensayos;

− Estudios de repetibilidad, precisión intermedia y reproducibilidad;

− Estudios de homogeneidad y estabilidad, y

− Participación en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud.

175

4.8.2 Herramientas estadísticas útiles

− ANOVA de 1 factor y de 2 factores;

− R&R – MSA;

− K y h de Mandel;

− Coeficiente de variación;

− Error normalizado;

− Anom de Taylor;

− Gran media;

− Promedio y desviación robustas, y

− Pruebas de Grubbs y Cochran.

Figura 4.15 Elementos para el aseguramiento de calidad Fuente: Elaboración propia

4.9 ASPECTOS RELEVANTES. RESUMEN DEL CAPÍTULO 4.9.1 Volumen de trabajo de ensayos El laboratorio debe proyectar, con el mayor nivel de certeza, el volumen de trabajo que pretende cubrir en la prestación de servicios de ensayo. Para ello es importante

176

establecer tres (3) líneas de tiempo: a corto, mediano y largo plazo. Así mismo, debe evaluar constantemente el volumen de trabajo existente, con el fin de ajustar el tamaño de la infraestructura, el personal requerido y el nivel de inversión y presupuesto necesarios. 4.9.2 Capacitación y entrenamiento del personal Establecer planes de capacitación y entrenamiento cíclicos que soporten las necesidades de formación detectadas acordes con la realidad existente y futura del laboratorio. 4.9.3 Confirmación del método (Véase Anexo B: Ejemplo confirmación de métodos. Caso: refrigeradores) Desarrollar una metodología válida para llevar a cabo la confirmación técnica del método de ensayo y de esta forma, contar con el punto “0” (inicial) de aseguramiento de calidad de resultados. 4.9.4 Aseguramiento metrológico

− Asegurar la trazabilidad metrológica de los equipos de medición, utilizados en el ensayo.

− Diseñar planes de calibración, mantenimiento, verificación intermedia y

confirmación metrológica, correspondientes para cada equipo de medición, con el fin de asegurar el cumplimiento de los niveles de incertidumbre y exactitud requeridos.

4.9.5 Aseguramiento de calidad de resultados (Véase Anexo C: ejemplo aseguramiento de calidad de resultados. Caso: refrigeradores)

− Definición de un plan de aseguramiento de la calidad de resultados que cubra todo el alcance del laboratorio y cuya periodicidad permita el barrido completo del espectro de ensayos, con procedimientos internos de control de calidad, mediante el uso de técnicas estadísticas y la participación en comparaciones interlaboratorio o ensayos de aptitud avalados por el ONAC.

− De igual forma, implementar planes de mejora (acciones correctivas, preventivas)

que atiendan los resultados obtenidos en los procesos de aseguramiento de calidad de resultados realizados.

4.9.6 Auditorías internas Desarrollo de procesos de auditoría interna independientes con auditores calificados, competentes que respondan a un programa de auditorías periódico diseñado por el laboratorio y cuyos resultados sean insumo para la mejora continua del sistema de gestión de la calidad 4.9.7 Compromiso de la alta dirección Es clave contar, en todo momento, con el compromiso de la alta dirección, con la asignación de los recursos necesarios, con la participación continua por parte de ésta,

177

mediante la definición de políticas, la entrega de directrices, la revisión de actividades y resultados y la toma de decisiones constante.

5. ANÁLISIS FINANCIERO

GUÍA


objeto del RETIQ

Aspectos esenciales

Presupuesto de inversión Costos de producción Ingresos Evaluación financiera

Introducción En el presente capítulo se plantean dar herramientas para realizar una evaluación financiera de los proyectos individualmente, en la cual se identifique y comparen los diferentes costos y beneficios del montaje del mismo y así como tener una herramienta para la toma de decisiones a los posibles inversionistas de un proyecto de este tipo. Se deben establecer los criterios y/o indicadores que ayuden a formar una base estable y firme para la toma de decisiones cuyo objeto sea la de maximizar la utilidad de este proyecto. En cada etapa se identifican las diferentes variables relevantes de evaluación del proyecto, su intervención y finaliza con una simulación a través del tiempo de los diferentes escenarios que se pueden presentar en éste determinando la viabilidad del mismo. Este capítulo no busca sugerir la rentabilidad o no en el montaje de un laboratorio de este tipo, sin simplemente ser una herramienta objetiva. En algunos casos se plantean ejercicios con cifras que en ningún momento son camisas de fuerza al momento de este tipo de análisis.

179

EVALUACIÓN FINANCIERA PARA EL DESARROLLO DE UN LABORATORIO 5.1 PRESUPUESTO DE INVERSIÓN Es importante contemplar los diferentes flujos de dinero que se requieren para llevar a cabo el proyecto, indicando en el tiempo los requerimientos y objetivos a satisfacer. En este sentido, se desarrollan siete grupos discriminados de la siguiente manera:

− Adecuación en infraestructura;

− Muebles y equipos;

− Asesorías;

− Capacitación del personal interno;

− Sistema de Gestión de la Calidad;

− Acreditación;

− Otros. Inicialmente, se deben contemplar todas las inversiones en que se incurren para la adecuación de las instalaciones donde va a funcionar el laboratorio. En este orden, se deben detallar los desembolsos requeridos en la edificación, para generar las condiciones físicas y ambientales adecuadas para el desarrollo de la actividad a realizar. En este ítem, se debe contemplar la inversión en el sistema de climatización, condiciones eléctricas, del sistema de control de acceso, de sistema de seguridad industrial, entre otros. Estas son las condiciones mínimas que se deben tener en el espacio que se va utilizar para el laboratorio, indicando el tiempo que se demorarían para su instalación y así recibir los diferentes muebles y equipos para el laboratorio. En segundo lugar, en cuanto a la inversión en muebles y equipos, es necesario discriminar los diferentes muebles, cabinas y equipos (incluido el costo de calibración), que son necesarios para la prestación de los servicios del laboratorio. En este ítem se debe detallar en las especificaciones técnicas de los equipos, su forma de pago, nacionalidad y el tiempo de puesta en marcha. Es de mayor importancia tener la mayor información posible con referente a los tiempos de importación e instalación de equipos extranjeros, toda vez que hay equipos que se deben solicitar con antelación para su fabricación y puede generar un retraso en el proyecto. Estos dos primeros grupos de inversión se deben determinar en un cronograma de tiempo, especificando por separado las diferentes actividades por realizar para la adquisición y montaje de cada equipo; esto con el propósito que se maximicen los tiempos de entrega de cada actividad, sin llegar a tener tiempos muertos del proyecto, ahorrando costos innecesarios al proyecto. Para el tercer y cuarto ítem (asesorías y capacitación del personal), se discriminan las diferentes erogaciones que se deben incurrir para garantizar la idoneidad técnica necesaria para la implementación y puesta en marcha del laboratorio. Son diferentes las asesorías a las capacitaciones de entrenamiento del personal interno, toda vez que las

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primeras tienen relación con las personas externas o las entidades que se deben contratar para la implementación, guía y montaje de los diferentes requerimientos técnicos para la prestación de los servicios, e igualmente se debe contemplar un estudio de mercado detallado en el cual se de soporte a la prospectiva del laboratorio; en cambio la segunda, capacitaciones, tiene relación con los diferentes cursos y las capacitaciones que debe tener el personal interno, para demostrar la idoneidad técnica para la prestar los servicios del laboratorio. En este último, el personal interno debe tener como mínimo capacitación para demostrar la capacidad técnica en metrología, seguridad industrial y sistemas de gestión de la calidad; estas capacitaciones no tienen mayor oferta en el mercado, lo que puede incrementar sus costos y el tiempo para demostrar la eficacia de la capacitación. En el quinto grupo, Sistema de Gestión de la Calidad, se debe identificar la inversión que se lleva a cabo en su implementación, en el cual se realiza un análisis por etapas, según cada objetivo y con estos las diferentes actividades que se deben desarrollar. Se debe considerar la inversión en capacitación y sensibilización en el SGC, evaluando la eficacia y verificando los procesos, así como la correcta implementación del Sistema de Gestión de la Calidad. Cuando el proceso de implementación se lleve a cabo, se deben realizar auditorías internas necesarias, en búsqueda de verificar el establecimiento y la implementación adecuada, para así comenzar el proceso de acreditación. En el sexto grupo, acreditación, se deben contemplar las diferentes erogaciones que se realizan al organismo de acreditación, contemplando la radicación de los documentos, la revisión de los mismos y la visita de campo para la acreditación del laboratorio. Es importante contemplar que el resultado de la acreditación puede darse en un tiempo de cuatro (4) a seis (6) meses, y que anualmente se debe reconocer un costo de vigilancia del mismo organismo de acreditación. En el último grupo, otros, hace referencia a todos aquellos desembolsos de dinero que se deben realizar durante el montaje, la capacitación y la implementación del proyecto, los cuales se deben tener en cuenta para determinar el costo total del proyecto y que sean contemplados como imprevistos. En este ítem pueden incorporarse los viáticos del personal para capacitarse, costos de liquidez del laboratorio durante la etapa preliminar a su funcionamiento, y un porcentaje para los imprevistos, los cuales son de suma importancia, debido a que en diferentes circunstancias se puede paralizar el proyecto por falta de recursos para cubrir estos costos que no se tenían contemplados. Por consiguiente, toda la información de los costos se puede diferenciar en un cuadro como el establecido en la Tabla 5.1.

PRESUPUESTO

INVERSIÓN PRIMER AÑO

MES 1

MES 2

MES 3

MES 4

MES 5

MES 6

MES 7

MES 8

MES 9

MES 10

MES 11

MES 12

Adecuación de la infraestructura Climatización Adecuación condiciones ambientales

Infraestructura Remodelación o construcción del laboratorio

Control y acceso Control de incendios, acceso, seguridad industrial – otros

Muebles y equipos Sistemas de medición y patrones Adecuado según el objeto de prueba a analizar

Termo higrómetros Medición de condiciones ambientales Computador Según pruebas y personal Mobiliario Adecuado según pruebas y personal

Asesorías Estudios de mercado Determinación de oferta y demanda Asesorías Implementación del SGC

Capacitación de personal

Cursos 17025, metrología básica, estadística aplicada, estimación de incertidumbre, etc.

Estancias Pasantías prácticas en laboratorios Sistema de Gestión de la Calidad

Diagnóstico Definición de alcance y matriz de brechas Implementación Documentación y sensibilización Auditorías internas Desarrollo de auditorías internas

Acreditación

Acreditación Gastos para soportar el proceso ante el ente acreditador

Otros Imprevistos Salarios y tiempos muertos sin generar servicios COSTO TOTAL

Tabla 5.1 Presupuesto


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5.2 COSTOS DE PRODUCCIÓN Para el buen desarrollo de un proyecto, es muy importante definir una adecuada estructura de los costos de producción requeridos para desarrollar el ensayo. En este sentido, se debe tener claridad que un costo es toda erogación que se incurre para producir un bien o servicio (materia prima, mano de obra, etc.), incluyendo todo elemento y desembolso que termina siendo parte del producto final, los cuales se dividen a su vez en variables y fijos. Al respecto, se debe reconocer los diferentes costos de operación que se incurren en un laboratorio, los cuales se pueden separar de la siguiente manera:

− Costos de los equipos,

− Costos de mano de obra,

− Costos de los insumos, y

− Costos imprevistos. Igualmente, se debe identificar variables que pueden influenciar en la estructura del costo de cada laboratorio, dentro de las cuales se pueden definir como más relevantes:

− Capacidad instalada o de producción del laboratorio, y

− Tiempo en el desarrollo del proceso. Al tener identificadas cuáles variables pueden influir en la estructura del costo de cada laboratorio, se consolida el costo por prueba o ensayo; la cual se consolida de la siguiente manera: 5.2.1 Costo de equipo por prueba Para tal fin, se pueden considerar métodos contables de depreciación, los cuales determinan la vida útil del equipo y lo desagregan periódicamente como un valor para provisionar su cambio en el futuro, teniendo en cuenta que un equipo de laboratorio inicialmente tiene una vida útil esperada de diez (10) años, la cual significa que su vida útil contable es de 3.600 días. En este sentido, el equipo que trabaja los 360 días del año, para hallar el costo por hora de utilización se determina dividiendo su costo total de su adquisición por 10 años y a su vez por la cantidad de horas a trabajar al año. Por lo anteriormente señalado, se puede calcular el costo de los equipos por prueba, al multiplicar el factor por hora de utilización de la máquina o equipo y las cantidades de horas que se lleva hacer una prueba o ensayo. Igualmente, se puede calcular el valor utilización de un equipo por prueba o ensayo, calculando el valor del equipo por la cantidad de pruebas que el fabricante garantice que se pueden hacer con el equipo. Para mayor entendimiento en relación con el costo de utilización, se presenta un ejemplo con un sistema de medición cuyo valor en el mercado actual es de COP$ 100.000.000, depreciado en línea recta durante diez (10) años y con proyección a utilizar durante veinte (20) horas al día. ¿Cuál sería el valor de utilización del equipo, sí una prueba requiere tres horas?

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Costo del sistema de medición por ensayo de eficiencia energética Costo del equipo: COP$ 100 000 000

Vida útil del equipo (10 a) Costo de utilización del sistema de medición

Año 1 2 3 4 5 Depreciación anual (COP$) 10 000 000 10 000 000 10 000 000 10 000 000 10 000 000 Mensual (COP$) 833 333 833 333 833 333 833 333 833 333 Diario (30 d) (COP$) 27 778 27 778 27 778 27 778 27 778 Por hora (24 h) (COP$) 1 157 1 157 1 157 1 157 1 157 Costo por hora equipo (proporcional a 20 horas diarias 24 h/20 h: 20 % adicional) (COP$)

1 389 1 389 1 389 1 389 1 389

Valor por prueba de 3 h (COP$) 4 167 4 167 4 167 4 167 4 167

Tabla 5.2 Costos de producción Fuente: Elaboración propia

En este ejemplo se puede determinar que para realizar una prueba o ensayo que requiere tres (3) horas de equipo, por tanto su costo por utilización del sistema de medición es de COP$4167. 5.2.2 Costo de mano de obra por prueba Para calcular el costo de una prueba con referente al factor Mano de Obra (MO) operativa, se debe reconocer que en cada laboratorio de ensayo se debe contar con un personal idóneo y competente para realizar una prueba de ensayo. La intervención del personal en una prueba varía de acuerdo, con el grado de responsabilidad en la prueba. En este sentido y de manera didáctica, se considera un laboratorio que lo conforme un jefe de laboratorio, un jefe de calidad y dos analistas técnicos, a los cuales, de acuerdo con su grado de responsabilidad en la prueba, se le asignará un porcentaje de sueldo, como participación en la prueba. Por consiguiente, el costo de realizar una prueba o ensayo en mano de obra operativa se distribuye así:

− El jefe de laboratorio tiene un sueldo de $4.000.000, trabaja 40 h a la semana y la

participación de su tiempo laboral en las pruebas es de 30 %.

− El jefe de calidad tiene un sueldo de $3.000.000, trabaja 40 h a la semana y su participación en la prueba es controlar periódicamente que se sigan los debidos procedimientos y diligenciar los formatos correctamente, por lo que se su aporte en la prueba es del 5 %.

− Por último, están los dos (2) analistas técnicos, cuyo sueldo mensual es de

$1.600.000 cada uno. Ellos dedican el mayor tiempo a la semana, a estar al pendiente de las pruebas, por lo que se considera que dedican el 65 % del sueldo a realizar pruebas.

Con esta relación sueldo-prueba y de manera didáctica, se determina el valor de únala prueba que requiere tres (3) horas de Mano de obra directa, la cual se establece en la Tabla 5.3.

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M.O operativa Sueldo

mensual Participación en la prueba

Horas labores

Valor hora

Valor prueba

Valor participación

Jefe de laboratorio (COP$) 4 000 000 30 % 160 25 000 75 000 22 500

Jefe de calidad (COP$) 3 000 000 5 % 160 18 750 56 250 2 813

Analistas técnicos (2) (COP$) 3 200 000 65 % 160 20 000 60 000 39 000

COSTO TOTAL POR PRUEBA MANO DE OBRA DIRECTA 64 313

Tabla 5.3 Costo de mano de obra Fuente: Elaboración propia

En este sentido, se puede indicar que el costo de mano de obra para realizar una prueba es de COP$64313 pesos. 5.2.3 Costos de los insumos En este ítem, se debe incorporar todos los insumos que intervienen directamente para realizar una prueba de ensayo que sean imprescindibles. Para mayor claridad, se debe contemplar los gases, insumos químicos, etiquetas, materiales en general y otros insumos, los cuales se deben dividir de manera proporcional a cada prueba en el caso en que sean requeridos. 5.2.4 Capacidad instalada o de producción El poder determinar la capacidad instalada de cada laboratorio o de cada equipo, tiene como propósito contrastar con el análisis de oferta y demanda del estudio de mercado que se ha realizado para el laboratorio. En este sentido, conocer la capacidad instalada del laboratorio puede determinar el valor máximo de los ingresos y el desarrollo de una actividad por tiempo. De acuerdo con lo anterior, se puede calcular la capacidad instalada del laboratorio teniendo como referencia la cantidad de horas que se pueden laborar al año y el tiempo que se demora la realización de cada prueba. Es así, que teniendo como referencia los ejercicios anteriores, en un laboratorio que trabajan veinte (20) horas los 360 días al año, su capacidad en horas de producción es de 7.200 h al año. Lo que determina que la capacidad instalada del laboratorio es de 2.400 pruebas al año. Se debe señalar que esta capacidad es la máxima instalada, lo que significa que nunca es viable superar este indicador. Es importante descontar un porcentaje al año para el mantenimiento de los equipos, por lo que en el ejercicio se recomienda que su capacidad de producción llegue al 96 %. Igualmente, al realizar las diferentes proyecciones para los futuros cinco (5) años del laboratorio, se debe contemplar que en particular la capacidad instalada llegará a niveles óptimos, entre el tercer y cuarto año del proyecto, mientras se realizan las diferentes adecuaciones y acreditaciones respectivas, lo que genera que al simular las proyecciones de servicios prestadas, se cuente con prudencia la optimización de los recursos y no se debe generar mayores expectativas a los posibles inversionistas. En este sentido para el ejercicio práctico de la guía, se considera que el proyecto va tener una proyección de servicios prestados relacionados en la Tabla 5.4.

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CAPACIDAD INSTALADA EQUIPO Días al año 360 Tiempo en prueba 3 h Horas laborales 20 Capacidad máxima 2400 pruebas al año Horas al año 7200

Año 1 2 3 4 5 Incremento en la producción (%) 0 85 58 28 3 % de la capacidad instalada 25 46 73 94 96 Proyección de pruebas al año 600 1110 1754 2245 2312

Tabla 5.4 Capacidad instalada

Fuente: Elaboración propia 5.2.5 Otros costos imprevistos variables Al realizar una evaluación de la etapa de producción, se debe considerar un margen de error en los costos variables, los cuales generan mayor confiabilidad al inversionista. Se contempla un margen de error del 5 % de la suma de los costos variables, para los cuales a mayor desarrollo del negocio irán disminuyendo hasta el quinto año. Igualmente se puede generalizar que este marguen de error contempla cambios en costos de servicios públicos, los insumos o así mismo, elementos que inicialmente no se tenían contemplados en el desarrollo de la operación. 5.2.6 Costos fijos operativos En esta de etapa de la evaluación financiera del proyecto, se deben contemplar todos aquellos costos fijos que intervienen en la operación del laboratorio, los cuales independientemente a la producción, se deben cancelar periodo tras periodo. En esta casilla es donde se deben incorporar los costos por vigilancia, arriendos y seguros, entre otros. Estos valores deben ser proporcionales al área de trabajo del laboratorio y a la producción, con el propósito de tener claridad al desarrollar la simulación. 5.2.7 Costo medio total de producción Al desarrollar la segunda etapa de los costos de producción, se pueden determinar los costos medios producción, los cuales se pueden comparar con los precios del mercado y determinar en qué momento el proyecto empieza a ser productivo el laboratorio. Este costo medio total se determina sumando los costos totales variables y los costos totales fijos, y se divide en la cantidad de pruebas o ensayos que se realizan al año. Este valor ayudará a determinar los valores mínimos en que se puede ingresar al mercado y el punto de equilibrio del proyecto, considerando que el proyecto adquiere madurez entre el año 3 y 4 de la evaluación. 5.3 INGRESOS En la tercera etapa de la evaluación financiera del proyecto, se deben tener en cuenta los diferentes flujos de ingresos del laboratorio, teniendo como base el posible precio que determina el mercado. Este es discriminado por el estudio de mercado inicial. El precio del mercado se debe comparar con la estructura del costo por prueba del laboratorio, el cual se determinó en la etapa anterior y debe ser menor al del mercado. Igualmente, en proyectos nuevos como estos se puede presentar que no hay un valor determinado por el mercado, por lo que se debe tener claro la estructura del precio propia

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para establecer el valor a cobrar por servicio prestada. En este orden, se debe identificar y definir el costo total medio por prueba o ensayo y estructurar los posibles precios de venta para el servicio a prestar. Es así como se identifica la estructura del precio ideal en los tres parámetros del costo, los cuales pueden variar de acuerdo con cada empresa y por lo cual se presenta un ejemplo en la Tabla 5.5

Estructura de la empresa para el precio de venta Costo total medio por prueba 28 % Gasto de administración y de ventas 18 % Utilidad 54 % Prueba de la estructura de la empresa 100 %

Tabla 5.5 Estructura de ingresos

Fuente: Elaboración prueba Estos porcentajes pueden variar y se pueden modificar de conformidad con la estructura organizacional de la empresa y del producto. La empresa inicialmente conoce la estructura del costo medio del bien o servicio a ofrecer, por lo que es el parámetro que se puede modificar para estructurar el precio. En este orden y con el ánimo de buscar el valor a vender, en este servicio, se puede establecer que el costo total medio por prueba pese el 28 % del posible precio del cobrar el mercado. De esa manera, la otra variable que se puede modificar es la proporción equivalente a los gastos administrativos y de ventas de la empresa. Por la naturaleza empresarial del laboratorio, es aconsejable que esta proporción se mueva entre el 18 % y 22 %. Se debe señalar que una proporción superior a las desarrolladas en esta guía sería una excepción y no sería aconsejable a largo plazo para la sostenibilidad de la empresa. Establecidos los dos parámetros anteriores, la proporción equivalente a la utilidad operacional es la de mayor interés para los diferentes inversionistas del proyecto. Es donde se le indica a cada inversionista que por cada peso recibido de la operación del laboratorio, 54 centavos van a ser utilidad operacional, generando desde el comienzo una mayor expectativa en el proyecto. Igualmente, en el ejercicio práctico se puede señalar que al comienzo, los costos totales medios son más altos mientras el negocio de desarrolla y alcanza los niveles óptimos de ventas. En este orden, se puede generar un precio posible para el mercado y esperar cuál sería la percepción de la demanda con referente al mismo. De esta manera, se plantea un ejercicio donde los costos fijos y los costos variables están dados para los siguientes cinco años futuros del negocio. Igualmente se proyecta la cantidad de servicios que ofrece el laboratorio, para así determinar los posibles precios por cobrar por el servicio ofrecido, los cuales se desarrollan de acuerdo a lo establecido en la Tabla 5.6. En este orden, el precio a cobrar por cada servicio o prueba realizada es equivalente al dividir el costo total medio por prueba en la proporción que se decida que va pesar el costo de producción del servicio. Es así que al dividir COP$ 226 010 (Costo total medio por prueba del primer año) entre el 28 %, el valor sugerido a cobrar es de $807.176. Igualmente, se aconseja que se planteen diferentes precios sugeridos al 25 %, 35 % y 45 %, para que los directivos de la empresa tomen una decisión en relación con el precio para ingresar en el mercado. De acuerdo con lo señalado anteriormente, la empresa puede proyectar los diferentes flujos de ingresos acorde con el precio determinado y la

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cantidad de servicios ofrecidos por año.

Total de costos fijos (COP$) 38 400 000 40 320 000 42 336 000 44 452 800 46 675 440

Total de costos variables (COP$) 97 205 500 185 021 090 300 979 369 396 807 864 421 166 557

Cantidad de servicios

proyectados 600 1 110 1 754 2 245 2 312

Costo total medio por prueba (COP$) 226 010 203 010 195 733 196 553 202 354

Tabla 5.6 a) Determinación del precio de ventas por estructura de costos


Porcentaje del costo de la prueba en el precio (estructura de la empresa) Porcentaje escogido de costos x prueba 28 Valor sugerido COP$ 807 175,60

Precio sugerido 45 % 502 243 451 133 35 % 645 740 580 029 25 % 904 037 812 040

Tabla 5.6 b) Estructura de costos3.

Fuente: Elaboración propia 5.4 EVALUACIÓN FINANCIERA Al desarrollar las etapas anteriores, se pueden proyectar los diferentes estados de resultados para el proyecto, con el propósito de determinar su rentabilidad o la viabilidad de la inversión, sensibilizando los diferentes escenarios a cambios de cualquier variable del proyecto, y compararlos a tasa de oportunidad ofrecidas en otros negocios o por la banca de inversión. En este sentido, los dos indicadores financieros en los que se basa la presente guía es el valor presente neto de la inversión y la tasa interna de retorno de los posibles flujos de caja neto del proyecto. De esta manera, se puede empezar a construir el estado de resultado para el proyecto, de acuerdo a lo contemplado en la Tabla 5.7.

EJERCICIO EVALUACIÓN FINANCIERA DE PROYECTOS Estado de pérdidas y ganancias

CUENTAS Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Ingresos (+)

Costos variables (-) Costos fijos (-)

Utilidad operacional (=) Gastos de administración y de ventas

(-)

Interés (-) Depreciación (-)

Utilidad neta antes de impuestos (=) Impuestos (-)

Utilidad neta (=)

Tabla 5.7 Ejercicio de evaluación financiera Fuente: Elaboración propia

Inicialmente, se discriminan todos los posibles ingresos del proyecto en relación con la 3 Los datos aquí incluidos son datos ejemplo y no corresponden a datos del mercado de pruebas.

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operación, que consiguen multiplicando el precio sugerido seleccionado por las cantidades proyectadas por año. En cuanto a todos los costos fijos y variables del proyecto, se consignan de conformidad con lo establecido en la etapa dos de la presente guía financiera. Estos dos valores se descontarán de los posibles ingresos proyectados anteriormente, para generar inicialmente el índice de utilidad operacional por año proyectado. Posteriormente, se deben establecer los gastos de administración y de ventas, que determinan la proporción de conformidad a los ingresos proyectados y que se desarrollaron en la etapa de los ingresos. Adicionalmente y de conformidad con la estructura del estado de resultados, se puede descontar los intereses pagados por el tipo de financiación del proyecto. En este sentido se debe señalar que el tipo de apalancamiento utilizado en cada proyecto puede ser diferente y varía el tipo de tasa de interés efectivo cobrado por la entidad financiera. Para poder determinar el monto a descontar en el estado de resultado, se debe realizar un cuadro de amortización del crédito, en el cual podemos determinar el valor de intereses pagados por año y el comportamiento del mismo.

AÑO 0 1 2 3 4 5 Monto del préstamo

Abono a capital Interés Cuota

Saldo del préstamo

Tabla 5.8 de amortización del crédito Fuente: Elaboración propia

Esta figura netamente tributaria, es la forma de poder incentivar el apalancamiento financiero, toda vez que se puede descontar de la utilidad operacional el valor de esos intereses pagados para pagar menos impuestos. Otra figura netamente contable y que ayuda a descontar la utilidad neta para pagar impuestos, es la depreciación de los bienes del periodo. Esta alternativa incentiva a las empresas para aprovisionarse de los recursos para renovar los bienes que por su tiempo y su utilización se van desgastando. Al final de estos descuentos, se genera la utilidad neta antes de impuestos, la cual se reporta para generar el pago del impuesto de renta para cada periodo. Es así, como se construye los respectivos estados resultados de los periodos del proyecto, siendo importante aclarar que en esta guía se da un ejemplo tentativo a cinco (5) años, pero cada empresa puede generar un análisis hasta por diez (10) años que es la vida útil de los patrones o equipos para realizar las pruebas. Teniendo como base las proyecciones anteriores, se debe construir los respectivos flujos de caja neto, los cuales van a transferir la información económica con el que se realiza el análisis de sensibilidad; se determina el punto de equilibrio y se aplican los diferentes indicadores financieros para establecer la rentabilidad proyectada del proyecto. En este sentido, se toma como referencia el flujo del estado de resultados y se le

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revierten las depreciaciones del periodo y adicionando el valor abonado a capital del periodo, de acuerdo a la Tabla 5.9.

FLUJO DE CAJA NETO

CUENTAS AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 Ingresos Ventas (+) Egresos Costos variables (-) Costos fijos (-) Utilidad operacional (=) Gastos de administración y de ventas (-) Interés (-) Depreciación (-) Utilidad neta antes de impuestos (=) Impuestos (-) Utilidad neta (=) Depreciación (+) Abono a capital (-) Flujo de caja neto

Tabla 5.9 Flujo de caja neto Fuente: Elaboración propia

Esta reversión se realiza con el propósito de establecer los verdaderos movimientos de caja del laboratorio, retirando los conceptos contables y procurando establecer una base sólida para sustentar el requerimiento de créditos. 5.5 INDICADORES FINANCIEROS DE VIABILIDAD DEL PROYECTO Este último paso con el cual se verifica la viabilidad del proyecto, se ilustrará en este caso por medio de dos indicadores financieros de ayudarán a determinar la rentabilidad del proyecto y la tasa máxima de interés que puede pagarse por el capital empleado en la inversión, sin que el proyecto genere pérdidas. Estos indicadores respetivamente son el Valor Presente Neto (VPN) y la Tasa Interna De Retorno (TIR). Se aclara que el usuario de esta guía está en la posibilidad de analizar otro tipo de herramientas para analizar dicha viabilidad, dependiendo de su interés y grado de conocimiento en análisis de proyectos. Para calcular el VPN, se deben traer todos los flujos de dineros a valor presente, con referente a una tasa de oportunidad que el mercado esté ofreciendo. Es decir, a una tasa de interés en la cual el inversionista pueda tomar una decisión clara y específica. Es aquel valor o utilidad que se sacrifica por elegir una alternativa y despreciar otra. De conformidad con lo anterior, se establece que el proyecto es viable cuando su valor presente neto de los flujos de los años futuros es positivo descontado el valor de la inversión inicial contemplado en la etapa del presupuesto de la inversión. Igualmente, se puede buscar la tasa interna de retorno (TIR), la cual determina la tasa efectiva anual que hace que el valor actual neto de todos los flujos de efectivo (positivos como negativos) descontando una tasa de oportunidad, dé una determinada inversión igual a cero. En este sentido, se debe procurar que la TIR sea lo más alta posible para generar mayor beneficio a los inversionistas. En caso de ejemplo y determinando los flujos de caja neto de un proyecto cuyo valor de

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Inversión es de COP$ 551 000 000, financiando COP$ 431 000 000 a una tasa de interés del 17,45 % efectivo anual y un plazo de cinco (5) años, donde sus ingresos están determinados por el precio del mercado de COP$ 1 300 000 por cada ensayo realizado, incrementándose adicionalmente el mismo por una inflación del 5 % anual. El sistema de medición que se adquiere, tiene un costo de COP$ 100 000 000, y se proyecta a depreciar en cinco (5) años, calculando que el tiempo incurrido por prueba es de 3 horas. Los costos variables y los costos fijos están relacionados en la Tabla 5.10 para establecer la estructura del precio por prueba de la Etapa Anterior. El costo de oportunidad del mercado es del 21 % efectivo anual. De manera didáctica y en aras de ayudar a establecer el flujo de caja neto en un ejercicio, se plantea la siguiente plantilla para su desarrollo futuro y evaluación financiera del mismo.

FLUJO DE CAJA NETO

AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 Ingresos

Ventas - 780 000 000 1 515 150 000 2 513 920 500 3 378 528 563 3 653 325 585

Total de ingresos - 780 000 000 1 515 150 000 2 513 920 500 3 378 528 563 3 653 325 585

Egresos

Costos variables (-) - 97 205 500 185 021 090 300 979 369 396 807 865 421 166 558

Costos fijos (-) - 38 400 000 40 320 000 42 336 000 44 452 800 46 675 440

Gastos de adm. Y de ventas (-) - 140 400 000 272 727 000 452 505 690 608 135 141 657 598 605

Pagos de intereses - 75 209 500 64 582 183 52 100 398 37 440 542 20 222 542

Impuesto de renta - 153 771 800 343 063 484 593 181 325 811 951 659 886 273 093

Pago a capital - 60 901 533 71 528 850 84 010 635 98 670 491 115 888 491

Total de egresos - 565 888 333 977 242 607 1 525 113 417 1 997 458 499 2 147 824 729

I-e - 214 111 667 537 907 393 988 807 083 1 381 070 064 1 505 500 856

Crédito (431 000 000) Capital de socios (120 000 000) Flujos netos (=) (551 000 000) 214 111 667 537 907 393 988 807 083 1 381 070 064 1 505 500 856

TASA DE OPORTUNIDAD 21 %

VPN (COP$) 1 776 220 729 TIR 92,7 %

Tabla 5.10 Flujo de caja neto resuelto4


4 Los datos incluidos aquí son ejemplos y no corresponden a datos del mercado de pruebas.

GUÍA


objeto del RETIQ

ANEXOS

193

ANEXO A

DEFINICIONES APLICABLES POR METODO DE ENSAYO A.1 ACONDICIONADORES DE AIRE A.1.1 Acondicionador de aire para recintos. Conjunto ensamblado y protegido en una caja, diseñado como una unidad para instalar en una ventana, a través de una pared o como consola. Se diseña principalmente, para proporcionar un caudal libre de aire acondicionado en un espacio, una zona o un cuarto cerrado. Incluye una unidad de enfriamiento, la cual enfría y deshumecta el aire, y los medios para circulación o purificación de aire. Adicionalmente puede incluir medios para ventilación y calefacción. A.1.2 Capacidad de enfriamiento. Medida de la cantidad de calor extraído por un acondicionador de aire de un espacio, una zona o un cuarto cerrado. A.1.3 Eficiencia Energética (E.E). Valor que representa la eficiencia eléctrica relativa de un acondicionador de aire. Tal proporción se obtiene dividiendo la capacidad de enfriamiento entre la potencial eléctrica promedio durante la determinación de la capacidad de enfriamiento. A.1.4 Equipo tipo dividido. Equipo de aire acondicionado tipo central en el cual uno o más de los componentes principales son separados unos de otros, y que son diseñados para trabajar en conjunto. A.1.5 Equipo tipo paquete. Equipo de aire acondicionado tipo central, en el cual todos los componentes principales son acoplados en un solo gabinete. A.1.6 Promedio de Entrada a la Unidad. Valor promedio, de las mediciones de la potencia eléctrica de entrada durante el ensayo para la determinación de la capacidad de enfriamiento.

A.2 CALENTADORES DE AGUA ELÉCTRICOS, TIPO ACUMULADOR A.2.1 Calentador para almacenamiento de agua. Artefacto destinado para calentar agua en un contenedor térmicamente aislado, para almacenamiento a largo plazo del agua calentada y provisto de un dispositivo para controlar la temperatura del agua. A.2.2 Capacidad nominal. Capacidad de agua que el fabricante asigna al calentador. A.2.3 Potencia nominal. Potencia eléctrica que el fabricante asigna al calentador de agua. A.2.4 Pérdidas estáticas por cada 24 h. Consumo de energía de un calentador lleno, después de haber alcanzado condiciones estables, durante 24 h, sin extraerle agua. A.2.5 Calentador de agua cerrado. Calentador de agua diseñado para trabajar bajo la presión de la red de suministro de agua, con el flujo de agua controlado por una o más válvulas en el sistema de salida. A.2.6 Calentador de agua alimentado desde un tanque. Calentador de agua

194

alimentado desde un tanque en que el flujo de agua se controla mediante una o más válvulas en el sistema de salida y el cual dispone de un orificio abierto a la atmósfera y dispuesto de manera que el agua expandida pueda volver al tanque de alimentación. A.2.7 Calentador de agua con salida abierta. Calentador de agua en el cual el flujo de agua se controla, mediante una válvula en el tubo de entrada y dispuesto de manera que el agua expandida pueda salir, a través del tubo de salida. A.2.8 Calentador de agua abierto. Calentador de agua abierto a la atmósfera, de manera que bajo ninguna circunstancia de uso, la presión en la superficie del agua pueda ser diferente de la atmosférica. A.2.9 Calentador de agua tipo tanque. Calentador de agua alimentado por un tanque que forma parte integral del artefacto. A.3 CALENTADORES DE AGUA A GAS, TIPO ACUMULADOR A.3.1 Artefacto de producción de agua caliente por acumulación. Artefacto destinado a calentar y almacenar agua contenida en un recipiente, por medio de un elemento de calentamiento incorporado, hasta alcanzar una temperatura determinada. A.3.2 Gases de ensayo. Gases de referencia y límites, destinados a verificar las características de funcionamiento de los artefactos que utilizan combustibles gaseosos. A.3.3 Gas de referencia. Gases de ensayo representativos de las variaciones extremas de las características de los gases para cuya utilización han sido diseñados los artefactos. A.3.4 Poder calorífico. Cantidad de calor producido por la combustión completa, a un presión constante de 103,25 mbar, de la unidad de volumen o de masa de gas, estando formados los componentes de la mezcla combustible en las condiciones de referencia y siendo conducidos los productos de la combustión en las mismas condiciones. Existen dos tipos de poder calorífico: poder calorífico superior y poder calorífico inferior. A.3.5 Poder calorífico superior. Agua producida por la combustión está supuestamente condensada. Símbolo: Hs. A.3.6 Poder calorífico inferior. Agua producida por la combustión permanece supuestamente en estado de vapor. Símbolo: Hi. A.4 CALENTADORES DE AGUA A GAS, TIPO PASO A.4.1 Artefacto de producción instantánea de agua caliente. Artefacto donde el calentamiento del agua está directamente relacionado con el caudal de paso. A.4.2 Presiones de ensayo. Presiones normales y límite, de gas destinadas a verificar las características de funcionamiento de los artefactos que utilizan combustibles gaseosos.

A.4.3 Consumo volumétrico. Volumen de gas consumido por el artefacto en funcionamiento continúo durante la unidad de tiempo.

195

A.4.4 Consumo nominal de gas. Valor del consumo de gas indicado por el fabricante, correspondiente a las condiciones nominales de funcionamiento, expresado en las condiciones de referencia. A.4.5 Consumo calorífico. Producto del consumo volumétrico, o másico, por el poder calorífico inferior del gas conducido a las mismas condiciones de referencia. A.4.6 Consumo calorífico nominal. Valor máximo del consumo calorífico declarado por el fabricante. A.4.7 Consumo calorífico corregido. Consumo calorífico que se obtendría si el artefacto estuviese alimentado con el gas de referencia seco a la presión de alimentación normal y a la temperatura de 15 °C, cuando la presión atmosférica es de 1 013,25 mbar. A.4.8 Potencia útil. Cantidad de calor transmitida al agua por unidad de tiempo. A.4.9 Potencia útil nominal. Potencia útil declarada por el fabricante que se obtiene cuando el artefacto funciona al consumo calorífico nominal y a la temperatura de agua especificada. A.4.10 Rendimiento. Cociente de la potencia útil por el consumo calorífico, expresado en tanto por ciento (%). A.5 BALASTOS A.5.1 Balasto. Dispositivo electromagnético, electrónico o híbrido que, por medio de inductancias, capacitores, resistencias, y/o elementos electrónicos (transistores, tiristores, etc.), solos o en combinación, limita la corriente de lámpara y, cuando es necesario, la tensión y corriente de encendido. Los balastos electromagnéticos e híbridos tienen una frecuencia de salida de 50 ó 60 Hz. Los balastos electrónicos son aquellos que internamente tienen al menos un convertidor de frecuencia. A.5.2 Circuito balasto-lámpara. Circuito eléctrico, o parte del mismo, normalmente incorporado a una luminaria. Consta de balasto y lámpara(s). A.5.3 Balasto de referencia. Balasto especial, diseñado con el fin de proporcionar patrones de comparación para el ensayo de balastos y seleccionar lámparas de referencia. Se caracteriza por el hecho de que a su frecuencia nominal tiene una relación tensión/corriente estable y poco sensible a variaciones de corriente, temperatura y entornos magnéticos. A.5.4 Lámpara de referencia. Lámpara seleccionada para ensayar balastos que, cuando es alimentada por un balasto de referencia, tiene características eléctricas próximas a los valores nominales establecidos en la norma de la lámpara correspondiente. A.6 REFRIGERADORES Y CONGELADORES A.6.1 Refrigerador. Artefacto de refrigeración destinado a la preservación de alimentos, uno de cuyos compartimentos es adecuado para el almacenamiento de alimentos frescos. A.6.2 Refrigerador Congelador. Artefacto de refrigeración que tiene por lo menos un

196

compartimiento adecuado para el almacenamiento de alimentos frescos, y otro compartimento congelador de alimentos, adecuado para congelar alimentos en condiciones de almacenamiento de tres estrellas. A.6.3 Congelador de alimentos. Artefacto de refrigeración que tienen uno o más compartimientos adecuados para congelar alimentos por disminución de temperatura ambiental a menos de -18 °C, en condiciones de almacenamiento de tres estrellas. A.6.4 Compartimiento de una estrella. Compartimiento para almacenar alimentos congelados en el cual la temperatura no excede -6 °C. A.6.5 Compartimiento de dos estrellas. Compartimiento para almacenar alimentos congelados en el cual la temperatura no excede -12 °C. A.6.6 Compartimiento de tres estrellas. Compartimiento para almacenar alimentos congelados en el cual la temperatura no excede -18 °C A.6.7 Paquete de ensayo. Simulador de alimento utilizado como carga cuando se someten a ensayo los compartimientos de alimentos congelados y de enfriamiento. A.6.8 Paquete M. Paquete de ensayo equipado con un sensor de temperatura en su centro geométrico. A.7 LAVADORAS A.7.1 Capacidad nominal. Máxima capacidad, en kilogramos, de un tipo particular de textiles secos que el fabricante declara que puede ser tratado en la lavadora en un ciclo seleccionado. A.7.2 Corrida de prueba. Evaluación de desempeño sencilla y básica. A.7.3 Serie de pruebas (ensayos). Grupo de corridas de prueba en una lavadora bajo ensayo. Se usan colectivamente para evaluar el desempeño de la lavadora. A.7.4 Operación. Cada desarrollo de una función que ocurre durante el programa de una lavadora como: prelavado, lavado, enjuague, exprimido y secado. A.7.5 Programa. Serie de operaciones que están predefinidas en la lavadora y que se declaran por el fabricante para determinado tipo de prenda o textil. A.7.6 Ciclo. Proceso de lavado completo, tal como el definido por el programa seleccionado, pero que eventualmente puede tener operaciones adicionales una vez se complete dicho programa. A.7.8 Carga base. Grupo de prendas textiles utilizadas para los ensayos sin las tiras de prueba de manchas. A.7.9 Carga de prueba. Carga base utilizando las tiras de prueba de manchas. A.7.10 Máquina de referencia. Lavadora de ropa especialmente construida, caracterizada y de desempeño conocido que se utiliza en paralelo, con el ítem bajo prueba durante el desarrollo de los ensayos para aumentar la repetibilidad y la

197

reproducibilidad de los resultados obtenidos. A.8 GASODOMÉSTICOS PARA LA COCCIÓN DE ALIMENTOS A.8.1 Consumo calorífico. Cantidad de energía consumida por unidad de tiempo, correspondiente a las tasas de volumen o masa, siendo el poder calorífico que se tiene en cuenta en esta norma el poder calorífico superior. Se denota como: Q. Unidad: kilovatio (kW). A.8.2 Consumo calorífico nominal de un quemador. El valor del consumo calorífico tal como lo declara el fabricante. Se denota como: Qn.

Nota. Condiciones de referencia: 15 °C, 1 013,25 mbar. A.8.3 Artefacto autosoportable. Artefacto que normalmente no tiene contacto directo con muebles o paredes adyacentes. A.8.4 Artefacto para empotrar entre dos muebles de muebles. Artefacto que puede tener sus paneles laterales en contacto con unidades de muebles adyacentes. NOTA. Después de la instalación, este artefacto puede eventualmente estar en contacto solo con un mueble. A.8.5 Artefacto para empotrar dentro de una unidad de muebles. Artefacto diseñado para ser instalado en un gabinete o unidad de muebles de cocina o en un alojamiento ubicado en una pared o bajo condiciones similares. NOTA. Por esta razón, el artefacto no tiene que tener necesariamente una cubierta en todos sus lados. A.8.6 Artefacto doméstico para cocción. Artefacto para uso privado en viviendas. A.8.7 Mesa de trabajo independiente. Artefacto para cocción que consiste sólo en una mesa, con uno o varios quemadores. A.8.8 Mesa de trabajo y gratinador. Artefacto para cocción que consiste en una mesa de trabajo y un gratinador. A.8.9 Gases de ensayo. Gases que se emplean para verificar las características de funcionamiento de los artefactos de cocción a gas. Incluyen gases de referencia y gases límite. A.8.10 Gases de referencia. Gases de ensayo con los cuales funcionan los artefactos bajo condiciones nominales cuando están alimentados a la presión normal correspondiente. A.8.11 Gases límite. Gases de ensayo representativos de las variaciones extremas en las características de los gases que los artefactos están destinados para usar. A.8.12 Poder calorífico. Cantidad de calor producido por la combustión a una presión constante de 1 013,25 mbar, de un mueble de volumen o masa de gas, cuando los constituyentes de la mezcla de combustión están bajo condiciones de referencia. Existen dos tipos de poder calorífico: poder calorífico superior y poder calorífico inferior. NOTA 1. El poder calorífico se expresa en Megajulios por metro cúbico de gas seco bajo condiciones de

198

referencia (MJ/m3) o Megajulios por kilogramo de gas seco (MJ/kg) NOTA 2. En la norma tomada como base en este guía sólo se usa el poder calorífico superior. A.8.13 Poder calorífico superior. El agua producida por la combustión se considera condensada. Se denota como Hs. A.8.14 Poder calorífico inferior. El agua producida por la combustión se considera en estado de vapor. Se denota como Hi. A.8.15 Índice de Wobbe. La proporción entre el poder calorífico de un gas por unidad de volumen y la raíz cuadrada de su densidad bajo las mismas condiciones de referencia. Se dice que el índice de Wobbe es superior o inferior dependiendo de si el poder calorífico empleado es superior o inferior. NOTA. El índice de Wobbe se expresa en Megajulios por metro cúbico de gas seco bajo condiciones de referencia (MJ/m3) o Megajulios por kilogramo de gas seco (MJ/kg) A.8.16 Quemadores. Dispositivo que permite la combustión del gas. NOTA 1. Pueden ser de uno de los siguientes tipos:

No aireados, en los que el aire para combustión se toma completamente en la salida del quemador. Aireados, en los que parte del aire para la combustión al que se llama “aire primario”, se arrastra por el flujo de gas y se mezcla con gas antes de la salida del quemador. El resto del aire, conocido como “aire secundario” se toma después de la salida del quemador.

NOTA 2. Los quemadores constan de un inyector de gas, un cuerpo que forma el tubo de mezcla y una cabeza equipada con puertos para la mezcla aire-gas. A.8.17 Quemadores cubiertos. Quemadores de mesa de trabajo en los que los recipientes para calentar están protegidos del contacto con la llama directa por interposición de una superficie sobre la que reposa. NOTA. Se distinguen dos tipos de quemador cubierto: quemador cubierto sin cerrar y quemador cubierto cerrado. A.8.18 Quemador cubierto cerrado. Quemador cubierto en el que todos los productos de la combustión se evacuan a la atmósfera indirectamente, a través de un circuito de combustión diseñado para tal fin. NOTA. El quemador puede estar cerrado de forma que las llamas pueden no ser visibles durante el funcionamiento normal. A.8.19 Inyector. Parte componente que admite la entrada del gas en un quemador. NOTA. Hay dos tipos de inyectores: calibrados, en los que el tamaño del orificio de salida es fijo y ajustables, en los que el tamaño del orificio de salida es variable. A.8.20 Orificio calibrado. Dispositivo con uno o más orificios que se coloca en el circuito de gas para crear una pérdida de presión y llevar la presión de gas en el quemador a un valor predeterminado, para una presión de suministro y un consumo dados. A.8.21 Soporte para los recipientes (Parrilla). Elemento colocado por encima de un quemador de mesa de trabajo descubierto, que soporta el recipiente que se va a calentar.

199

A.8.22 Gratinador por radiación. Artefacto o parte de él que permite cocinar por el calor que irradia una superficie que se eleva a una temperatura alta. A.9 MOTORES A.9.1 Motor abierto. Motor que tiene aberturas para ventilación que permiten el paso del aire exterior de enfriamiento, sobre y a través del embobinado del motor. A.9.2 Motor cerrado. Motor cuya carcasa impide el intercambio libre de aire entre el interior y el exterior de éste, sin llegar a ser hermético. Dentro de esta clasificación se incluyen los motores a prueba de explosión. A.9.3 Motor con condensador. Motor monofásico cuyo embobinado principal se conecta directamente a la fuente de energía y su embobinado auxiliar, desplazado 90° eléctricos respecto al embobinado principal, se conecta en serie con un condensador. A.9.4 Motor tipo jaula de ardilla. Motor de inducción, en el cual los conductores del rotor son barras colocadas en las ranuras del núcleo secundario, que se conectan en cortocircuito por medio de anillos en sus extremos semejando una jaula de ardilla. A.9.5 Pérdidas en el núcleo. Alternaciones del campo magnético en el material activo del estator y el rotor por efectos de histéresis y corrientes parásitas. A.9.6 Pérdidas adicionales. Porción de pérdidas que no se incluyen en la suma de las pérdidas por efecto joule en el estator y en el rotor, las pérdidas en el núcleo, y las pérdidas por fricción y ventilación. A.9.7 Pérdidas por efecto joule. Pérdidas debidas a la circulación de corriente eléctrica por los conductores del estator y rotor y se manifiestan en forma de calor. A.9.8 Pérdidas por fricción y ventilación. Debidas a la oposición que presentan los dispositivos tales como ventiladores y rodamientos al movimiento mecánico. A.9.9 Pérdidas totales. Diferencia de la potencia de entrada y la potencia de salida del motor.

200

ANEXO B

EJEMPLO DE CONFIRMACIÓN DE MÉTODOS CASO: REFRIGERADORES

B.1 PLAN DE CONFIRMACIÓN Fecha: aaaa.mm.dd Realiza: Director técnico del laboratorio Ensayo: Consumo de energía Norma técnica: NTC 5891:2011, Artefactos de refrigeración domésticos.

Características y métodos de ensayo Objetivo: Demostrar que el laboratorio cuenta con la capacidad técnica para

la ejecución de los métodos normalizados y entregar así, resultados técnicamente válidos.

Alcance: Refrigeradores para uso doméstico con sistema de enfriamiento por

convección natural interna o por circulación de aire forzado. Cronograma:

# Descripción Fecha inicio Fecha fin

1 Revisión del documento normativo de referencia (Norma NTC 5891). Establecer aspectos y criterios. Matriz de brechas

aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

2 Identificación de la infraestructura requerida para el método: Equipos, materiales de referencia, condiciones ambientales, instalación, materiales y herramientas.

aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

3 Seguimiento a magnitudes de influencia aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

4 Toma de datos primarios de ensayo para ejecutar el diseño experimental definido en la lista de chequeo aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

5 Aplicación de herramientas estadísticas y análisis aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

6 Informe de confirmación de métodos (resultados y conclusiones) aaaa.mm.dd aaaa.mm.dd

Tabla B.1 Cronograma de actividades a realizar


Figura B.1 Diagrama de Gantt de actividades Fuente: Elaboración propia

201

Parámetros por confirmar:

Parámetro Diseño experimental Técnica estadística

Criterio de aceptación

Precisión intermedia

Obtención de 2 promedios (3 datos cada uno) por analista autorizado para ejecutar el

ensayo en dos refrigeradores retenidos como muestras de

referencia

ANOVA de un factor

Fcalc<Ftab o r&R´sea <=30%

Incertidumbre

Ejecución del ensayo y toma de datos obtenidos por un analista

autorizado en uno de los refrigeradores retenidos

Modelo de estimación de

incertidumbre del laboratorio

U <20% mensurando

Tabla B.2 Descripción del desarrollo experimental

Fuente: Elaboración propia Recursos:

− Tiempo acorde al cronograma de actividades − Disponibilidad de ítems de ensayo retenidos

B.2 SEGUIMIENTO DE MAGNITUDES DE INFLUENCIA Seguimiento programado de las diferentes condiciones ambientales y magnitudes de influencia por períodos de tiempo representativos que permita establecer el cumplimiento de los límites establecidos por el método normalizado. Uso de gráficos de control (promedios y rangos, promedios y desviaciones o datos individuales y rango móvil) u otro tipo de herramientas gráficas que faciliten interpretar el comportamiento de las magnitudes que afectan el método. B.3 EJECUCIÓN DE MEDICIONES – DISEÑO EXPERIMENTAL5 Sobre dos muestras retenidas, a saber:

− Muestra # 1: Refrigerador–congelador clase ST 4 estrellas sin escarcha, volumen útil de 360 L

− Muestra # 2: Refrigerador convencional clase ST 2 estrellas sin escarcha, volumen útil de 210 L.

El primer analista autorizado ejecuta el ensayo de consumo de energía tres (3) veces, para obtener un primer promedio y luego repite el mismo procedimiento para obtener un segundo promedio. Lo anterior se realiza para ambas muestras retenidas y de igual forma es realizado por el segundo analista autorizado. Aplicando el análisis de varianza respectivo se tiene: Muestra # 1 5 Los datos aquí incluidos son datos de ejemplo

202

H0: Las varianzas son iguales H1: Alguna de las varianzas es diferente

PROMEDIO Analista Analista 1 Analista 2

1 403,9 kWh/año 398,2 kWh/año


Tabla B.3 Datos de ensayo. Muestra # 1


Fuente de variación SS gl MS FCalculado Ftabulado

Analista 39,0625 1 39,0625 5,73 18,51 Error 13,625 2 6,8125

Total 52,6875 3

Tabla B.4 ANOVA. Resultados para la muestra # 1 Fuente: Elaboración propia

Muestra # 2

H0: Las varianzas son iguales H1: Alguna de las varianzas es diferente

PROMEDIO Analista

Analista 1 Analista 2



Tabla B.5 Datos de ensayo. Muestra # 2 Fuente: Elaboración propia

Fuente de variación SS gl MS FCalculado Ftabulado

Analista 7,5625 1 7,5625 0,78 18,51

Error 19,325 2 9,6625 Total 26,8875 3

Tabla B.6 ANOVA. Resultados para la muestra # 2

Fuente: Elaboración propia Estimación de incertidumbre6 Aplicando el procedimiento de estimación de incertidumbre del laboratorio, se obtuvo: MUESTRA # 1: 402,9 kWh/año ± 14,7 kWh/año MUESTRA # 2: 341,8 kWh/año ± 9,2 kWh/año B.4 INFORME DE CONFIRMACIÓN Fecha: aaaa.mm.dd Elabora: Director Técnico del Laboratorio Ensayo: Consumo de energía

6 Los datos incluidos aquí son datos de ejemplo.

203

Norma técnica: NTC 5891:2011, Artefactos de refrigeración doméstico. Características y métodos de ensayo

Objetivo: Presentar los resultados y las conclusiones obtenidas del proceso

de confirmación desarrollado para demostrar que el laboratorio cuenta con la capacidad y competencia técnica necesaria para entregar resultados de ensayo técnicamente válidos.

Alcance: Refrigeradores de uso doméstico con sistema de enfriamiento por

convección natural interna o por circulación de aire forzado. Metodología: Ejecución del ensayo acorde con el procedimiento de ensayo P-CE-

R-XX del laboratorio.

Desarrollo ordenado del diseño experimental definido para la obtención de datos independientes, aleatorios y representativos utilizados para evaluar los parámetros de precisión e incertidumbre.

Medios utilizados: Paquetes M, de 500 g (50 mm x 100 mm x 100 mm)

Equipo Identificación Especificaciones técnicas Fecha de calibración Trazabilidad

Termómetro ambiental LAB-TA-001

Intervalo de temperatura ambiente: 10 °C a 50 °C. Resolución: 0,1 °C

aaaa.mm.dd Laboratorio XXX

Anemómetro LAB-AN-001 Intervalo de medición desde 0.1 m/s a 20 m/s. Resolución: 0,1 m/s


Barómetro LAB-BA-001 Intervalo de medición de 0 mbar a 1 100 mbar. Resolución: 0,1 mbar


Sensores de temperatura

LAB-TE-001 al LAB-TE-100

Intervalo de medición: -50 °C a 15 °C Resolución: 0,1 °C.


Medidores de vatios-hora o Vatímetros

LAB-POT-001 Resolución de 0,001 kWh aaaa.mm.dd Laboratorio XXX

Tabla B.7 Equipos utilizados y trazabilidad

Fuente: Elaboración propia B.5 SEGUIMIENTO DE MAGNITUDES DE INFLUENCIA Se observa que durante el período estudiado (24 horas continuas) la variación de la temperatura ambiente está dentrÑ8o del valor de referencia y el límite permitido por la NTC 5891, 25 °C ± 0,5 °C – véase Figura C.2.

204

Figura B.2 Gráfico de control. Seguimiento de temperatura ambiente Fuente: Elaboración propia

B.6 RESULTADOS Y CONCLUSIONES Con base en los resultados obtenidos para ambas muestras, se puede aceptar la hipótesis nula de que las varianzas son iguales, debido a que el Fcalculado es menor al Ftabulado. Por tanto, se cumple el criterio de aceptación definido para confirmar el parámetro de PRECISIÓN. Por otra parte, se puede afirmar que el valor estimado de INCERTIDUMBRE del ensayo es aproximadamente el 3,5 % del valor del mensurando, valor que permite tomar decisiones confiables sobre el resultado del mensurando. En atención a lo anterior y a los parámetros de control y cumplimiento establecidos por el método de ensayo dado en la NTC 5891: 2011, se ha podido corroborar el cumplimiento de los criterios de aceptación dados en el plan de confirmación, así como el cumplimiento de los límites y los valores de referencia descritos para cada una de las magnitudes de influencia asociadas al método y por tanto, el laboratorio tiene la capacidad técnica de reportar resultados de ensayo de consumo de energía en refrigerados y congeladores domésticos, técnicamente válidos. B.7 REGISTROS RELACIONADOS

− Plan de confirmación de método − Lista de chequeo − Registros primarios de toma de datos de consumo de energía − Registros de precisión y estimación de incertidumbre − Registros de gráficos de control de seguimiento de magnitudes de influencia

205

ANEXO C

EJEMPLO ASEGURAMIENTO DE CALIDAD DE RESULTADOS CASO: REFRIGERADORES

C.1 PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD DE RESULTADOS Fecha: aaaa.mm.dd Elabora: Director Técnico del Laboratorio Año: XXXX

ENSAYO EN FE MA AB MA JN JL AG SE OC NO DI Consumo de

energía - refrigeradores

1A 2

Tabla C.1 Tabla de consumo de energía por año

Fuente: Elaboración propia 1. Control interno de calidad

A. Repetición de ensayos: Zgriego y CV% B. Anova. C. k y h de Mandel. D. Anom de Taylor. E. r&R MSA

2. Ensayo de aptitud C.2 EJECUCIÓN DEL EJERCICIO DE CONTROL INTERNO DE CALIDAD Sobre una muestra retenida, a saber la cual debe demostrarse sea estable y homogénea:

− Muestra # 1: Refrigerador–congelador clase ST 4 estrellas sin escarcha, volumen útil de 360 L

Simulando un laboratorio con dos analistas, el primer analista autorizado ejecuta el ensayo de consumo de energía tres (3) veces sobre la muestra retenida. Lo anterior es repetido por el segundo analista autorizado. Datos de ensayo obtenidos:

Analista 1 Analista 2

Dato 1 (kWh/año) 389,5 402,4 Dato 2 (kWh/año) 393,1 392,3 Dato 3 (kWh/año) 404,6 411,7

Promedio consumo de energía (kWh/año) 396 402 Desviación típica (kWh/año) 7,887 9,703

Incertidumbre de ensayo (kWh/año) 14 15 Coeficiente de variación (%) 2,2%

Zgriego 0,62

Tabla C.2 Resultados del proceso de aseguramiento de la calidad Fuente: Elaboración propia

206

Siendo el Zgriego la relación existente entre la diferencia entre los valores de consumo dados por cada analista y la raíz cuadrada de la suma cuadrática de las incertidumbres combinadas en cada caso. NOTA 1. El criterio de aceptación para el % CV es que sea inferior al 10 %. NOTA 2. El criterio de aceptación para Zgriego es que sea menor o igual a 1. C.3 CONCLUSIONES Teniendo en cuenta los resultados obtenidos y los estadísticos desarrollados para la metodología de aseguramiento de la calidad seleccionada, se determina que se cumplen con suficiencia los criterios de aceptación definidos. Con base en lo anterior, se puede concluir que el laboratorio mantiene las condiciones técnicas del método de ensayo que fueron confirmadas, la comparabilidad de resultados bajo condiciones diferentes de ejecución y por lo tanto, la validez técnica de los resultados que se emiten en el ensayo de consumo de energía en refrigeradores domésticos. C.4 REGISTROS RELACIONADOS

− Programa de aseguramiento de calidad año: AAAA

− Registros primarios de toma de datos del ensayo de consumo de energía

207

ANEXO D

BIBLIOGRAFÍA

D.1 NORMAS TÉNICAS IEC 60034-2-1:2014. Rotating electrical machines – Part 2-1: Standard methods for determining losses and efficiency from tests (excluding machines for traction vehicles). IEC 60379:1987. Methods for measuring the performance of electric storage water-heaters for household purposes. IEC 60456:2010. Clothes washing machines for household use – Methods for measuring the performance. IEC 62552:2007. Household Refrigerating Appliances. Characteristics and Test Methods. International Electrical Committee. ISO 5151:2010. Non-ducted Air Conditioners and Heat Pumps. Testing and Rating for Performance NTC 2832-2:2011. Gasodomésticos para la cocción de alimentos. Parte 2. Uso racional de energía. NTC 3531:2007. Artefactos domésticos que emplean gases combustibles para la producción instantánea de agua caliente para usos a nivel doméstico. Calentadores de paso continuo. NTC 4720.2002. Métodos para definir el desempeño de los calentadores eléctricos para almacenamiento de agua para propósitos domésticos. NTC 5042:2002. Gasodomésticos. Calentadores tipo acumulador que emplean gas para la producción de agua caliente. Características constructivas, funcionales y de seguridad. NTC 5112:2002. Eficiencia energética en Balastos. Método de Ensayo. NTC 5891:2011. Artefactos de refrigeración doméstico. Características y métodos de ensayo. NTC/ISO/IEC 17000:2005. Evaluación de la conformidad. Vocabulario y principios generales. NTC/ISO/IEC 17025:2005. Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibración. NTC/ISO/IEC 17043:2010. Evaluación de la conformidad. Requisitos generales para los ensayos de aptitud. NTC 3477:2008. Máquinas eléctricas rotatorias. Métodos para la determinación de las pérdidas y de la eficiencia, a partir de ensayos (excluyendo las máquinas para vehículos de tracción.

208

NTC 4720:2002. Métodos para definir el desempeño de los calentadores eléctricos para almacenamiento de agua para propósitos domésticos. NTC 5380:2005. Acondicionadores de aire y bombas de calor sin conductos. Ensayo y determinación de características de desempeño. D.2 DOCUMENTOS DE ONAC ONAC (2012). CEA 04- Criterios de aplicación de política para la participación en Actividades Nacionales o Internacionales de Ensayos de Aptitud - Versión 02. Extraído el 8 de enero de 2016 desde http://www.onac.org.co/anexos/documentos/DOCUMENTOSONAC/. ONAC (2012). Reglas del Servicio de Acreditación R-AC-01 - Versión 07. Extraído el 8 de enero de 2016 desde http://www.onac.org.co/anexos/documentos/DOCUMENTOSONAC/ ONAC (2013). CEA-4.1-02, Criterios específicos de acreditación - Trazabilidad metrológica - Versión 04. Extraído el 8 de enero de 2016 desde http://www.onac.org.co/anexos/documentos/DOCUMENTOSONAC/. D.3 OTROS DOCUMENTOS Charles and Hudson. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://charlesandhudson.com Documento JCGM 100(2008) – GUM 1995 with minor corrections: Evaluation of measurement data – Guide to the expression of uncertainty in measurement. BIPM Documento JCGM 200(2009): Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM). BIPM / IEC / ISO/ IFCC / OIML / IUPAP / ILAC. Fernández, N. Á. (23 de mayo de 2016). Análisis de diferentes procedimientos y ensayos para determinar el rendimiento de motores de inducción trifásicos. Bogotá. gzlans. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://www.gzlans.com Programación y Control Automático S.L. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://proconingenieros.com/ Resumos e trabalhos. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://www.resumosetrabalhos.com.br Satakeasia. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://www.satakeasia.com TUVRheinland. (23 de mayo de 2016). Obtenido de http://www.tuv.com

http://www.onac.org.co/anexos/documentos/DOCUMENTOSONAC/



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