Índice

INTRODUCCIÓN

Capítulo I. Antecedentes

Capítulo II. Planteamiento de la investigación

Capítulo III. Estadísticas de consumos eléctricos del sector residencial

Capítulo IV. Energía, edificación y usuarios

Capítulo V. Caso de estudio

Capítulo VI. Consideraciones metodológicas

Capítulo VII. Resultados y discusión

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXO A1. ESTADÍSTICAS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS

ANEXO A2. ESTADÍSTICAS DEL CLIMA DE MEXICALI,1990-2000

ANEXO C1. CASO BAIKAL

ANEXO C2. MONITOREO DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA CASO BAIKAL

Gráficas diarias de consumos eléctricos, caso Baikal, julio 1999.

Gráficas diarias de consumos eléctricos, caso Baikal, agosto 1999.

LEGALES

Universidad Autónoma de Baja California

Ramona Alicia Romero Moreno

Vivienda y consumo de energía eléctrica en zonas áridas.

El caso de Mexicali

Selección Anual para el Libro Universitario

INTRODUCCIÓN

Ante el reto que implica para el país tener recursos energéticos disponibles para satisfacer la demanda eléctrica necesaria para su desarrollo, el estudio del sector residencial se torna significativo por la cantidad de usuarios que se ven afectados.

En México el impacto del sector residencial en el consumo eléctrico total ha variado entre 20 y a 25% en las últimas décadas. Por ejemplo, a los países de la Organización para la Cooperación y el Desarollo Económico (OCDE), el sector residencial representó 20% del consumo de energía final (Sheinbaum, 1996). Sin embargo, en zonas con clima cálido seco, el impacto es mayor, ya que el consumo eléctrico residencial ha oscilado de 38% a casi 50% (Romero, 2001).

Además, mientras que en algunos países desarrollados el consumo residencial ha tendido ha disminuir, en otros, como México, la tendencia es de crecimiento. De acuerdo con esta situación, en los próximos años no será suficiente la capacidad instalada para suministrar el servicio eléctrico en el país.

El consumo eléctrico es un indicador de un fenómeno complejo conformado por variables de diversa naturaleza. Este fenómeno es de carácter tecnológico y también de acciones humanas. Por un lado, están las características físicas de las viviendas y el equipo eléctrico con que cuentan —sobre todo el equipo de acondicionamiento ambiental utilizado— y por otro, el comportamiento de los usuarios con respecto al uso de la energía en su vivienda, asociado con el nivel de ingreso y estilo de vida de la familia.

Los estudios que existen actualmente, se han realizado desde una perspectiva técnica, como son el uso de simuladores térmicos-energéticos; otros estudios se han centrado sobre los hábitos de los usuarios, sin embargo, es importante una visión integral por la interacción que se da entre ambas perspectivas.

El objetivo del presente libro es mostrar el impacto relativo de las principales variables que influyen en los consumos eléctricos que se presentan en el sector residencial, ubicado en un contexto de clima cálido seco como Mexicali, Baja California; lo anterior tiene como fin establecer las bases para el planteamiento de las políticas de ahorro de energía y conocer en qué parte del fenómeno pueden incidir.

La aportación consiste en integrar la perspectiva ingenieril con la social-económica, con el fin de proponer acciones para la conservación de energía a partir de la propuesta de estudio en tres niveles o escalas.

Este estudio se enfoca en el sector residencial del municipio de Mexicali, y específicamente a la ciudad de Mexicali, ya que ahí se presenta con mayor impacto el efecto de los altos consumos eléctricos. Se estudia el comportamiento anual y mensual de los consumos eléctricos, con énfasis en el período de verano. El sector residencial agrupa todas las viviendas que cuentan con servicio eléctrico.

Entre los resultados obtenidos se observa que el consumo eléctrico tiene una relación con la temperatura. Sin embargo, el criterio de la temperatura no resulta suficiente para explicar el consumo eléctrico, ya que el factor que lo determina es la cantidad y tipo de equipo de acondicionamiento ambiental en el verano y la forma cómo se utiliza.

Existe relación directa entre el nivel de ingreso y el consumo eléctrico: a ingreso mayor, consumo mayor; en la medida que aumenta el nivel de ingresos es mayor la diferencia entre el consumo de verano e invierno; en cambio, en niveles bajos de ingreso, el consumo eléctrico se puede considerar similar durante el año.

El libro está organizado en siete capítulos:

El capítulo I se refiere a los antecedentes, se analizan en el ámbito internacional, nacional, regional y local; se presentan aquellos estudios sobre el uso de la energía eléctrica, programas que fomentan el ahorro de energía y aspectos de reglamentación energética que inciden en el sector residencial.

El capítulo II presenta el planteamiento de la investigación, se incluye el problema, la justificación, el objetivo general y los específicos, la hipótesis, metodología y alcances.

El capítulo III analiza el comportamiento estadístico del consumo eléctrico y usuarios residenciales de la escala nacional a la local.

En el capítulo IV se presenta el marco teórico y conceptual, que incluye conceptos sobre energía, modelos de comportamiento térmico, y consumo de energía eléctrica, y modelos desde la perspectiva de las ciencias sociales. Además, se estudian los factores determinantes del consumo eléctrico residencial y las formas de evaluación del uso de la energía en el sector residencial.

El capítulo V corresponde al marco de referencia y analiza la situación actual del caso de estudio (Mexicali), en términos del clima, las características físicas de la vivienda, los equipos de acondicionamiento ambiental mecánico y el contexto económico y social. Así como el análisis del comportamiento del consumo eléctrico mensual.

El capítulo VI presenta el planteamiento metodológico para abordar el estudio del sector residencial a partir de tres ámbitos: sector residencial, muestra de estudio y casos de evaluación térmica-energética.

El capítulo VII presenta los resultados de los modelos obtenidos y las relaciones entre factores y variables identificadas.

Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos. Se incluye un anexo estadístico, que concentra el comportamiento del consumo eléctrico en México, Baja California y municipio de Mexicali, durante el período 1990-2000, obtenido con el apoyo de Comisión Federal de Electricidad (CFE).

Atender y entender la problemática del sector residencial es significativo porque proporciona información básica para identificar las causas del comportamiento del consumo eléctrico para realizar predicciones de consumos y demandas eléctricos, y para evaluar los potenciales de ahorro de energía en el país.

En México estos estudios son necesarios para hacer una adecuada planeación de las políticas para la conservación de energía, sobre todo cuando los contextos geográficos corresponden a zonas de climas cálidos secos extremos.

CAPÍTULO I. ANTECEDENTES

Este capítulo muestra los antecedentes sobre el uso de la energía eléctrica en el sector residencial. Se identifican aquellos estudios, programas y normas que inciden en la interrelación de energía eléctrica y sector residencial y que marcan la necesidad prioritaria de estudios en esta perspectiva en México. Los antecedentes se analizan en los ámbitos internacional, nacional y regional, a fin de enmarcar el problema energético en un contexto donde el clima tiene un impacto determinante en el uso y consumo de la energía eléctrica.

ÁMBITO INTERNACIONAL

En general existe preocupación por el uso racional de la energía, la conservación de los recursos naturales y las consecuencias de la utilización inadecuada de los recursos energéticos. En el caso de las edificaciones, sean de tipo residencial o no, los energéticos de mayor demanda son la electricidad y el gas.

En Estados Unidos el consumo de energía del sector residencial representó casi 25% del consumo total (Cramer, 1984). Mientras que en la Unión Europea el consumo por los edificios ha representado hasta la mitad del consumo total de energía (Sheinbaum, 1996). Aunque existen estudios para disminuir el impacto energético de todo tipo de edificios, en esta investigación se analizan solamente los de edificios residenciales, es decir, viviendas. Se tienen estudios de usos finales en Hong Kong (Lam, 1996), Suiza (Westergren, 1999), Holanda (Raaij, 1983) y Estados Unidos (Cramer et al., 1984).

El estudio realizado en Hong Kong (Lam, 1996), encontró que los mayores consumos de electricidad se deben al sistema de aire acondicionado, a la iluminación y al refrigerador. Además, identificó una relación entre el consumo eléctrico y el tamaño de la vivienda, de donde se determinó que el promedio anual del consumo eléctrico es proporcional al área de construcción de la vivienda.

Lam desarrolló la investigación a partir de aplicar encuestas a 200 usuarios residenciales, seleccionados de los cinco tipos de viviendas representativas de acuerdo con los metros cuadrados de construcción. En este estudio se utilizaron los recibos mensuales de energía eléctrica, se registró el consumo eléctrico de los aparatos como el refrigerador, la televisión y luces, principalmente, y se realizaron mediciones en verano e invierno a fin de considerar los efectos estacionales.

Uno de los estudios más sofisticados sobre usos finales es el denominado barómetro de la energía desarrollado en Suiza (Westergren et al., 1999). Cabe señalar que las condiciones climáticas de dicho país hacen necesario el uso de la calefacción como sistema de acondicionamiento ambiental para mantener el confort térmico.

Entre las conclusiones obtenidas de dicho estudio, se encontró que el uso de la energía por calefacción depende principalmente de la diferencia de temperatura interior y exterior y de la radiación solar incidente en plano horizontal durante el año, y no del viento. Además, no resultó significativo el consumo generado por los aparatos electrodomésticos, porque éstos tienen un impacto menor en el uso de la energía comparada con el efecto de la temperatura ambiente y la radiación solar.

Lo novedoso de esta investigación fue que se realizó a través de internet y una caja instalada en las viviendas denominada E-box con sensores que registran el uso final de la energía y muestra el resultado por día. El estudio se realizó a gran escala, en 10 semanas, y se tuvo la información de 2 800 usuarios. Esto resulta factible en países o zonas donde todos los hogares tengan un equipo de cómputo conectado a internet. Posteriormente se validaron los resultados obtenidos con el monitoreo de cuatro viviendas representativas, para lo cual se consideró el tipo de sistema de calefacción, la cantidad de ocupantes y la proporción de adultos, jóvenes o niños y el tamaño de la vivienda.

En un estudio en Holanda, con 145 usuarios residenciales (Raaij et al., 1983), se encontró que no es posible separar el uso de la energía en la vivienda del comportamiento del usuario. Además, el consumo de la energía está determinado tanto por las características físicas y técnicas de la vivienda y del sistema de refrigeración o calentamiento, como por el comportamiento de los residentes. En síntesis, este autor considera básico lo siguiente: a) es más relevante el comportamiento que las actitudes del usuario; b) que las principales relaciones con la energía se presentan cuando compra los equipos, cuando los utiliza y con el mantenimiento; c) que son cruciales los conceptos de estilo de vida y el comportamiento rutinario, el nivel de ingreso, la estructura familiar (cantidad de personas, edad y nivel de educación) y el precio de la energía.

En resumen, se tienen efectos separados en el uso de la energía: las condiciones de la vivienda, por un lado, y por otro, el comportamiento de los usuarios; sin embargo, hay efectos interactivos entre ambos (viviendas con mayor aislamiento térmico tienen el punto del termostato más bajo). Además encontró que el comportamiento de los usuarios y las características de la vivienda son más determinantes en el uso de la energía que las actitudes.

En países europeos es factible realizar estudios comparativos, ya que se tienen viviendas con las mismas características físicas y lo que varía son los distintos comportamientos de los usuarios. Hicieron un estudio en 124 usuarios con condiciones similares de vivienda y tomando como referencia la temperatura y ventilación. Obtuvieron que había grupos o tipologías: la de los conservadores, gastadores, fríos, cálidos y el promedio.

Desde el punto de vista social y cultural, se estudian principalmente los patrones de consumo eléctrico como consecuencia del estilo de vida de los usuarios. Entre ellos están los de Dholakis, citado por Hitchcock (1993) sobre estilos de vida —forma de utilizar la energía en una familia en un contexto rural tradicional con respecto de una familia urbana— también sobre hogares donde está la mujer en casa todo el día y el tipo de trabajo de los residentes de la vivienda. Además, Lutzeinhiser, citado por Hitchcock (1993), menciona que los modelos culturales sobre el uso de la energía son los más completos, aunque no menciona el porqué.

Cabe mencionar que Hitchcock (1993) señaló la necesidad de una visión integrada entre la perspectiva ingenieril y social del consumo eléctrico residencial y lo consideró a través de la existencia de dos subsistemas: el físico y el humano. Destacó la interrelación entre ambos, ya que cambios en aspectos técnicos afectan aspectos sociales y los cambios sociales influyen en los físicos. Además, realizó una reseña de los distintos tipos de modelos que han abordado el estudio del uso de la energía en el sector residencial (modelos técnicos, sociales y culturales, demográficos y económicos y sicológicos).

Anteriormente, Cramer (1984), al explicar las determinantes del consumo eléctrico en verano en la comunidad de Davis, California, había intentado analizar la interrelación entre aspectos técnicos y sociales y su incidencia en el consumo eléctrico, para lo cual decidió estudiar cada aspecto por separado y luego integrarlos. Por lo que primeramente estudió las determinantes físicas del uso de la electricidad, a través de la relación entre: a) consumos eléctricos y equipos de enfriamiento (capacidad y frecuencia de uso) y; b) consumo eléctrico y aparatos electrodomésticos. El estudio lo realizó durante los meses de julio, agosto y septiembre. Obtuvo un modelo general que demostró que el consumo eléctrico del verano dependía del consumo del aparato de refrigeración y del consumo de los aparatos eléctricos, sin embargo, el modelo sólo explicó 41.3% (Cramer, 1984). Cuando pulió el modelo aumentó la precisión y llegó hasta 50% de la variación del consumo del verano.

En general, los modelos que incluyen casos específicos de usuarios con trabajos de encuestas, cuando más, han explicado alrededor de 60% o menos del fenómeno. Situación que no se presenta cuando los modelos consideran variables totales globales: consumos, usuarios y temperatura, entre otras.

Con respecto al modelado del consumo de energía eléctrica, entre los estudios publicados está el realizado en Delhi (Ranjan et al., 1999) en el que analizaron los patrones de consumo de energía durante un período de 9 años (1984-1993) en función de parámetros climáticos y de la población. Se obtuvieron modelos para las distintas épocas del año en la zona (período de invierno, verano, premonzón y posmonzón), ya que el consumo varía significativamente según dichas épocas.

Estos investigadores trabajaron con datos climáticos promedios mensuales: temperatura, humedad relativa, precipitación y horas de insolación, y con estimaciones de los datos de población. Los resultados fueron obtenidos a través de un análisis de regresión multivariable. Para el invierno obtuvieron un valor de R^2=0.97 y para el verano R^2=0.99 con las variables población y temperatura; para el posmonzón, las variables fueron población, temperatura y precipitación. En el premonzón los valores obtenidos más altos fueron con las variables horas de insolación y humedad relativa, sin embargo, se tuvo un nivel de relación muy bajo (R^2=0.38).

Otro estudio fue realizado en Chipre (Egelioglu et al., 2001). En él se analizó la influencia de las variables económicas en el consumo anual de electricidad. El estudio realizado fue con datos estadísticos de 1988-1997 y análisis de regresión múltiple. Se encontró que el número de usuarios, el precio de la electricidad y el número de turistas influían significativamente en el consumo eléctrico anual, y el nivel de correlación fue de R^2=0.903.

En general, el comportamiento del consumo de energía eléctrica es el resultado de consideraciones técnicas y sociales. Esta doble naturaleza lo hace un fenómeno complejo de estudiar y de integrar la perspectiva ingenieril con la de las ciencias sociales (Hitchcock, 1993).

Hitchcock fue de los que plantearon la necesidad de estudios integrales. Realizó una revisión bibliográfica general sobre modelos técnicos, económicos, sociales, culturales y hasta sicológicos; enmarcó la importancia de integrar en lo posible los estudios, ya que los técnicos “cuantifican consumos eléctricos en kWh” y los otros se refieren a la forma: cómo y por qué resultan esos kWh y sus consecuencias.

Finalmente, Hitchcock sirvió como referencia en esta investigación para considerar la integración de aspectos técnicos con humanos en el estudio de la energía en el sector residencial.

Con respecto de la reglamentación en términos energéticos y relacionados con el sector residencial, se tienen entre otras, las normas o estándares de eficiencia para edificios residenciales y no residenciales (Comisión de Energía de California, 1999), y algunas de las normas publicadas por ASHRAE: NORMA 100-1995 sobre conservación de energía edificios existentes, NORMA 105-1984, referidos a los métodos de expresar el comportamiento energético de los edificios, y NORMA 90.2–93 sobre diseño eficiente de nuevos edificios residenciales.

ÁMBITO NACIONAL

En México existen varias investigaciones sobre el sector residencial, algunas analizan el consumo residencial en una perspectiva global, otros en casos significativos de usuarios, o en ambos (Campero, 1988, 1991; Masera, 1991; de Buen, 1993; Sheinbaum, 1996; Ramos, 1994,1998, 2001; Morales, 1998).

Campero (1988) dice que para analizar el uso de la energía en el sector residencial en México, es mejor hacerlo a través de definir los patrones de consumo con base en el crecimiento del producto interno bruto al precio de la energía, en el crecimiento de la población y las mejoras tecnológicas, ya que analizar el consumo de energía desde el lado del usuario se vuelve complicado porque están involucradas variables sociales, económicas, políticas y tecnológicas.

Sheinbaum (1996) expone que el uso de la energía en el país está definido por factores estructurales y económicos. Entre los primeros, se considera el tamaño del hogar, tamaño de la vivienda, el tiempo de estancia en el hogar, la estructura del uso de la electricidad y la saturación de los electrodomésticos. Y entre los segundos: el ingreso y el precio de la energía. Además destaca la necesidad urgente de una información detallada del uso de la energía y su integración en una base de datos nacional, apoyada en encuestas y mediciones periódicas de la demanda por usos finales.

Sobre los usos finales en el país, la iluminación representó 3%; la conservación de alimentos, 22%; el aire acondicionado, 20%; la televisión, 12% y otros equipos, 3% (Ramos, 1994). Dicho comportamiento es distinto en la parte norte y noroeste del país, en donde predomina el aire acondicionado.

En otro estudio realizado (Ramos, 1998) considera que el consumo de energía eléctrica está en función de muy diversos factores: el clima, la localización geográfica, el equipamiento, las costumbres y la estructura familiar. Plantea la necesidad de determinar los usos finales en función de la estructura familiar, el tipo de casa, los ingresos, la época del año y los hábitos, entre otros factores y no sólo a partir de estadísticas de consumos eléctricos. Por lo que es importante conocer los usos finales y su impacto en la curva de consumo para su modelado y poder incidir acertadamente en los programas de ahorro y uso eficiente de la energía.

En dicho estudio, realizado con registros de 1996 y basado en casos de usuarios residenciales de ciudades de Hermosillo, Son, y Mexicali, B.C., pudo inferir el consumo eléctrico de un usuario a través de su equipamiento, sobre todo el utilizado para el acondicionamiento térmico. El análisis lo realizó con base en las curvas de consumo y un año completo de mediciones. Obtuvo que con base en el equipamiento, había cinco tipos de usuarios: a) usuarios con un ventilador, consumo máximo en agosto 280 kWh; b) usuarios con un refrigerador y dos ventiladores, con consumo máximo en agosto de 697 kWh; c) usuarios con un enfriador evaporativo, un refrigerador y un ventilador, consumo de 587 kWh; d) usuario con un equipo de aire acondicionado tipo ventana 1.5 toneladas y un refrigerador, consumo de 1379 kWh; e) usuario con un equipo de aire acondicionado tipo central de 4 toneladas y un refrigerador, 1896 kWh (Ramos et al, 1998).

Entre algunos de los estudios realizados para el sector residencial de la ciudad de México, están los de Fernández (1991) y Morales (1998), enfocados a unidades habitacionales. Fernández, en un estudio de usos finales —a través de encuestas y mediciones directas en equipos— obtuvo como resultado que el uso más importante era la iluminación, luego el refrigerador y la televisión. Morales, en un estudio para el ahorro de energía en edificios, obtuvo información sobre los hábitos y necesidades de consumo de energía. Con apoyo del programa de simulación térmica (TRNSYS) se estudió el desempeño térmico de un edificio habitacional y la factibilidad de instalar colectores solares en la azotea.

En general, en México, dada la extensión del país y la diversidad de condiciones geográficas, económicas y sociales, son escasos los estudios que existen que consideren esas diversidades de usos finales y los de modelado de consumo eléctrico. Sobre todo con el enfoque de integrar la perspectiva técnica y social del consumo eléctrico. Además de ser necesarios en sitios de condiciones climáticas críticas, ya sea por efecto de altas o bajas temperaturas.

En México, tanto la Comisión Federal de Electricidad (CFE) como la Comisión para el Ahorro de Energía (CONAE) han implementado las principales acciones tendientes al uso racional o ahorro de la energía eléctrica; ya sea con programas de ahorro de energía o con la elaboración de normas de eficiencia energética para edificios residenciales y para determinados equipos que consumen electricidad.

Desde la perspectiva de CFE, a través del Programa de Ahorro de Energía del Sector Eléctrico, se ha buscado concientizar y orientar a los usuarios sobre el uso eficiente de la energía eléctrica; se cuenta con folletos sobre diseño bioclimático, sustitución de lámparas incandescentes por fluorescentes, la eficiencia y consumos de aparatos eléctricos, además de información que se publica a través de la página de internet.

Las principales acciones y programas para el ahorro de energía del sector residencial se han implementado primero en Mexicali, por lo que en la zona se está a la vanguardia en este tipo de programas, como lo fue el Programa de Apoyo a la Economía Familiar (1990) y el Programa de Ahorro Sistemático Integral (1997). Éste último ya se está aplicando en Mérida, Tampico y Veracruz (Ramos et al, 2001).

Entre las acciones que la CONAE ha realizado está el reglamentar o normalizar aspectos relacionados con el consumo de energía a través de las normas oficiales mexicanas de eficiencia energética.

Existen normas relacionadas con la eficiencia energética de aparatos eléctricos y la edificación. Entre las primeras, está en vigor la de refrigeradores electrodomésticos (NOM-015-ENER-1997), la de acondicionadores de aire tipo cuarto (NOM-073-SCFI-1994 o NOM-021-ENER), la de lavadoras de ropa electrodomésticas (NOM-005-ENER-2000), la de acondicionadores de aire tipo central (NOM-011-ENER-2001), la de lámparas fluorescentes compactas (NOM-017-ENER-1997) y la de sistemas de alumbrado en exteriores de edificios, (NOM-013-ENER-1996).

Entre las segundas, están las de aislamientos térmicos para muros y techos (NOM-018-ENER-1997). Sobre todo —aunque no está destinada directamente a atender el sector residencial— destaca la norma de eficiencia integral en edificios no residenciales (NOM-008-ENER-2001), la cual busca establecer los criterios que debe tener la envolvente de los edificios para lograr el uso eficiente de la energía. Finalmente está a nivel anteproyecto y en proceso de normalización de la eficiencia energética para edificaciones de uso habitacional (NOM-020-ENER).

En el ámbito nacional se observa la escasa presencia de casos de análisis del consumo de energía del lado del usuario, por lo que la presente investigación es importante por considerar la perspectiva del usuario residencial, también las implicaciones para la CFE y busca aportar información más detallada sobre los usos finales, y con base en los estudios de Ramos (1998) que considera los usos finales ligados a la estructura familiar, características de la vivienda u otros factores.

ÁMBITO REGIONAL

Con respecto de los estudios realizados en la región en los años noventa, destacan los de la Facultad de Arquitectura, Instituto de Investigaciones Sociales e Instituto de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Baja California (UABC) y de la Comisión para el Ahorro de Energía del Municipio de Mexicali (CAEMM).

Entre las investigaciones desarrolladas en la Facultad de Arquitectura, destacan las relacionadas con el diseño y adecuación ambiental de la vivienda de interés social y de la vivienda popular, con la propuesta de nuevos sistemas constructivos y la evaluación de comportamiento térmico de la vivienda por simulación térmica y /o monitoreo, con la evaluación de estrategias de ventilación natural y evaluación de la infiltración, entre otros.

En relación con las investigaciones sobre el consumo de energía en el sector residencial en la región, realizadas de 1990 a la fecha, se tienen dos investigaciones básicas: la primera, Encuesta sobre el grado de adecuación ambiental de la vivienda e impacto social derivado del consumo eléctrico en Mexicali, B.C., (XIII Ayuntamiento, IIS/UABC, 1992), presenta una caracterización física de la vivienda, y su asociación con el nivel de ingresos y el consumo eléctrico; en este estudio se muestra el panorama de 1990.

La segunda, realizada en 1996, Impacto del consumo eléctrico sobre la economía familiar en Mexicali (CFE, UABC y Gobierno del Estado de Baja California, 1996), actualiza el trabajo de 1990 y además recaba información más específica sobre la vivienda y sobre los estilos de vida de los usuarios residenciales.

De hecho, estos dos estudios están realizados bajo el mismo esquema general: trabajos de campo con encuestas, (muestra de 1 096 registros efectivos en el primer estudio y de 1 065 en el segundo). Con base en los estratos de consumos eléctricos del mes de agosto, se hizo una ponderación y se obtuvo el número de usuarios a investigar.

Dado que en términos generales, las tendencias se han mantenido estables en cuanto a las características físicas de la vivienda, a los consumos promedios del sector residencial y al impacto del consumo sobre la economía familiar, estas investigaciones han servido de referencia o punto de partida para entender y analizar con mayor profundidad aspectos específicos sobre la forma de cómo y por qué se utiliza la energía en determinada forma en la vivienda de la región.

La última investigación mencionada, forma parte de un convenio celebrado entre el gobierno del estado de Baja California, CFE y UABC en 1996, para realizar un estudio que buscara acciones para solucionar el problema de los altos consumos eléctricos en el verano en Mexicali. Para tal efecto se desarrollaron convenios específicos sobre: 1) análisis de las diferentes opciones para la generación de energía eléctrica, incluyendo sus costos; 2) evaluación de equipos de aire acondicionado, motores y refrigeradores; 3) estudio sobre eficiencia y calidad de los sistemas de iluminación; 4) estudio sobre elementos pasivos para el ahorro de energía eléctrica, incluyendo películas polarizantes, así como el sellado de puertas y ventanas; 5) impacto del consumo eléctrico en la economía familiar.

En algunas de las conclusiones generales, en dicho estudio, se encontró que: no son significativos los ahorros de energía eléctrica por el cambio de motores usados por nuevos en enfriadores evaporativos; es factible ahorrar energía con la sustitución de alumbrado por fluorescente, sin embargo, en relación con el ahorro generado, es de 5 a 10%; con el manejo de películas reflectivas en las ventanas, los ahorros no son significativos, sino al contrario, surge la necesidad de utilizar iluminación artificial en los espacios; el impacto social puede llegar en casos extremos hasta 40% de incidencia en el nivel de ingreso y que los consumos eléctricos, además varían significativamente con el nivel de ingreso (Sández, 1996).

Entre los principales programas desarrollados en la región está el de 1990, el Programa de Apoyo a la Economía Familiar y de Ahorro de Energía Eléctrica para Mexicali (CFE, 1990). De este programa se desprendió el Fideicomiso para el Aislamiento Térmico de Vivienda (FIPATERM), el cual se enfocó al aislamiento térmico del techo. Cabe mencionar que este programa continúa vigente, con más de 60 mil viviendas aisladas (Gutiérrez, 1999).

En 1997, CFE implementó el programa Ahorro Sistemático Integral (ASI), para financiamiento de adquisición de equipos de aire acondicionado de mayor eficiencia o cambio de compresor; adquisición de lámparas fluorescentes ahorradoras de energía, sellado de puertas y ventanas y realización de diagnósticos energéticos en las viviendas. Esto ha permitido el reemplazo de 2 617 unidades de aire acondicionado, la instalación de 49 415 lámparas fluorescentes compactas (26, 20 y 16 W) y la realización de 5 250 diagnósticos energéticos en la zona (Ramos et al, 2001).

En el Instituto de Investigaciones Eléctricas (Ramos et al, 2001), fue desarrollado el programa de cómputo para realizar los diagnósticos energéticos, el cual fue el primer sistema computarizado desarrollado y aplicado para las condiciones del sector residencial en México. Dicho programa estuvo basado en la versión DOE 2.1, y estructurado en 6 módulos (consumo eléctrico del equipo de aire acondicionado, modelación térmica de la vivienda, consumo eléctrico por iluminación, por el refrigerador, el congelador y otros equipos electrodomésticos. El programa está diseñado para mostrar el efecto de medidas de ahorro de energía que impulsa el programa ASI.

Además de dicho programa, se continuaron con otros ya existentes en la región, como: el de Interruptor de Aire Acondicionado (PLAN IDEAA) y el Plan Nivelado de Pagos.

En la Ley de Edificaciones del Estado de Baja California, se menciona en el Artículo 50, aspectos generales sobre bienestar térmico y ahorro de energía eléctrica, considera que los materiales de techos y muros exteriores deberán garantizar los niveles mínimos aceptables de bienestar térmico en sus espacios interiores y, por consecuencia, se obtengan ahorros en el consumo de energía eléctrica (Gobierno del Estado de Baja California, 1994). Sin embargo, cabe aclarar que aunque en la ley se mencione, en el reglamento no está escrito.

En el caso de las construcciones realizadas en Mexicali, el Reglamento de Edificaciones (XV Ayuntamiento de Mexicali, 1998) no menciona ninguna acción en términos de adecuación ambiental o de reglamentación de las características térmicas de la envolvente de los edificios residenciales. Sólo menciona que por ventilación e iluminación, debe existir determinada superficie de abertura.

CONCLUSIONES PARCIALES

Independientemente de cuál forma se estudie, el consumo de energía eléctrica (sea por usos finales, por modelado, de la escala espacial: país, región, grupo de viviendas y de la escala temporal: anual, mensual o períodos) los patrones de uso que se hacen de la energía son resultado de consideraciones técnicas y sociales. Por esta doble naturaleza, el consumo eléctrico en el sector residencial es un fenómeno complejo y difícil de estudiar.

Se observa que entre los estudios realizados en todos aquellos países donde el clima tiene un impacto significativo en el confort térmico humano —sea por el impacto de altas o bajas temperaturas— el uso de la energía que predomina es el del equipo de acondicionamiento ambiental sin importar el nivel de desarrollo económico del país.

Los estudios realizados a partir de recibos de facturación eléctrica, monitoreo de los principales equipos que consumen electricidad y encuestas, son factibles de realizarse en México, aunque con un grado mayor de dificultad por la falta de uniformidad en el tipo de viviendas y equipos.

El estudio que no resulta factible de realizarse en México, es el de la conexión a través de internet, ya que esto implicaría que en cada hogar de estudio se tenga un equipo de cómputo y acceso a la red.

Se concluye que un estudio completo del uso de la energía en el sector residencial requiere de una estrategia interdisciplinaria y de trabajo intenso. Algunos estudios en México se dificultan por la falta de financiamiento y de uniformidad en tipos de viviendas o de equipos utilizados; aunque existen estimaciones globales a partir de datos estadísticos.

Dado que en México no se tiene el desarrollo tecnológico y económico de países como Estados Unidos o de la Comunidad Europea, pero sí el problema en cuanto al impacto del uso de la energía en los edificios, es necesario contar con el mejor aprovechamiento de los recursos, y para esto hay que cuantificarlo y conocer cómo se comporta.

En general, en México, dada la extensión del país y la diversidad de condiciones, son contados los estudios que existen de usos finales y los de modelado de consumo eléctrico, sobre todo, en los que se integre la perspectiva técnica y social del consumo eléctrico.

En México la reglamentación energética tiene que ser viable para que pueda aplicarse en el contexto de lo ya construido y no sólo referirse a las construcciones o equipos nuevos; ya que con esto queda un universo significativo sin atender, y que va continuar incrementando el uso de la energía, tanto por las condiciones de la envolvente de su edificio como por el tipo de equipos que utiliza. Además, en zonas climáticas en donde debería existir una reglamentación energética por el impacto del clima, no existen regulaciones en términos de adecuación ambiental o de conservación de energía.

A partir de los noventa, en la región se realizan los primeros estudios sobre las implicaciones de los consumos eléctricos del sector residencial. Éstos han significado un paso importante, pero no suficiente, hay que buscar la manera de cuantificar los fenómenos y buscar las causas que lo originan.

CAPÍTULO II. PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN

Este capítulo plantea la problemática generada por el consumo de la energía eléctrica en el sector residencial; presenta el problema, justificación, objetivos, hipótesis, metodología y los alcances de la investigación. Se toma el sector residencial de Mexicali, ubicado en un contexto de clima cálido seco, es el caso extremo de condiciones climáticas y de consumos eléctricos per cápita más altos en México.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El consumo de energía eléctrica en el sector residencial es un problema complejo de estudiar por la naturaleza distinta de las variables que influyen. Depende de variables climáticas, como la temperatura ambiente y humedad relativa; de la interacción de éstas con variables técnicas, como la envolvente arquitectónica de la vivienda y el uso de equipos mecánicos para mantener condiciones de confort térmico para los usuarios.

Además, el consumo eléctrico depende de variables sociales, económicas y culturales ligadas al estilo de vida que se refleja en las actividades que se realizan en la vivienda para mantener el confort térmico y la conservación de alimentos, así como de todas aquéllas otras que hacen uso de equipo eléctrico. El consumo eléctrico, en el sector residencial, es el resultado del funcionamiento de equipos que consumen electricidad para satisfacer necesidades humanas.

El consumo eléctrico, en un contexto de clima árido como Mexicali, representa un problema tanto para la empresa generadora y suministradora del servicio eléctrico, Comisión Federal de Electricidad (CFE), como para los usuarios residenciales.

Para CFE porque el incremento del consumo y demanda en verano, requiere ya sea de: a) tener una mayor capacidad instalada para cubrir la sobredemanda en verano, y subutilizada en el invierno, o b) importar energía en el verano para cubrir los picos de demanda; así como para los usuarios residenciales que ven afectada su economía.

Si el recurso eléctrico no fuera limitado, así como el nivel de ingreso de los usuarios, en ninguna de las dos esferas habría problemas. Sin embargo, esta situación no se presenta y además se manifiesta recurrente cada verano. De ahí la importancia de buscar acciones tendientes a disminuir el impacto de los consumos eléctricos residenciales.

El problema en Mexicali son los altos consumos eléctricos y no las tarifas eléctricas. Atribuible al uso excesivo de equipo electrodoméstico y uso de equipo para acondicionamiento ambiental ineficiente como resultado de la adquisición de equipo usado proveniente de Estados Unidos (de Buen, 1993).

Desde el punto de vista de los gobiernos estatal y municipal, el problema trasciende su ámbito y sólo han tenido ingerencia directa cuando se han otorgado subsidios a los usuarios residenciales de Mexicali.

En resumen, la problemática del sector residencial en Mexicali se concentra en lo siguiente:

- Contexto climático desfavorable al confort térmico en el verano por las altas temperaturas con promedios máximos de 41 ºC en julio y agosto (Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, 1982), y en la década de los noventa con promedios máximas de 42.3 ºC y 42.8 ºC (Departamento de Meteorología, 2001). Consecuencia de una alta incidencia de la radiación solar máxima de 1 100 W/m^2 en junio (Gallegos, 1998) y escasa nubosidad en verano (SARH, 1982).

- La existencia de la tarifa residencial 1E y 1F, la primera diseñada para condiciones de temperaturas medias de verano de 32 ºC, y la segunda, de 33 ºC; cuando en Mexicali la temperatura media del verano es superior a los 33 ºC, sin considerar que se tienen temperaturas extremas hasta de 52 ºC.

- El impacto del consumo eléctrico se agrava por el pago que realizan los usuarios, pues aunque se tiene una tarifa especial para zonas cálidas, no ha resultado suficiente para atenuar el impacto socioeconómico de los consumos eléctricos en el verano, aunado a un poder adquisitivo que ha ido disminuyendo.

- Problema social-económico de recurrencia anual por el pago de la facturación eléctrica, lo cual tiene consecuencias diferentes según el nivel de ingreso (Sández, 1998).

- El contexto socioeconómico de Mexicali lo ubica en una zona de nivel de ingreso alto comparado con el resto del país (zona A) y ubicado en frontera con Estados Unidos. Esta situación facilita la adquisición de mayor equipo eléctrico, y acceso a equipo usado, que a corto plazo tiene un costo inicial menor; aunque a mediano y largo plazo, el impacto es mayor por el consumo generado.

- Impacto significativo en el consumo eléctrico residencial en Mexicali durante el verano (agosto), tanto por el uso de los equipos de aire acondicionado en un tercio del total de vivienda, como por el uso de enfriadores evaporativos en las dos terceras partes restantes (Romero, 1994). Con base en lo anterior, se deduce que es igualmente importante atender al impacto de los equipos de aire acondicionado y a los enfriadores evaporativos.

- Construcción de vivienda con sistemas constructivos que favorecen mayor ganancia térmica. La mayor parte presenta problemas de adecuación ambiental, consecuencia del impacto de las condiciones climáticas ante la envolvente arquitectónica, que provoca condiciones no confortables en el interior de la vivienda. Sobre todo, cuando está construida con materiales como el concreto en cubiertas y el bloque de concreto en muros.

- Equipos de aire acondicionado que se utilizan en Mexicali, en general, funcionan a baja eficiencia y a temperatura ambiente alta para su diseño (Pérez, 1996).

- Realización de programas para disminuir los altos consumos eléctricos; sin embargo, éstos van dirigidos en promedio a 32.5% de los usuarios residenciales.

El efecto conjunto de todo lo anterior repercute en que en Mexicali tenga consumos de energía eléctrica per cápita de 3 a 4 veces mayor que el promedio nacional: 1.716 MWh/año comparado con 6.03 MWh/año en Mexicali durante el año 2000 (CFE; 2001), y también superiores a los usuarios residenciales de otras zonas áridas del país. Así como un consumo de verano de hasta 4 veces más que el de invierno.

Las preguntas fundamentales de investigación que se formularon, fueron:

¿Por qué el usuario residencial en Mexicali tiene el consumo eléctrico per cápita más alto del país?

¿Por qué el usuario residencial en Mexicali, no sólo consume más energía eléctrica en verano, sino también en invierno?

¿Será atribuible al clima, a los hábitos de los usuarios, a los niveles de ingreso, la causa de los niveles de consumo eléctrico que se presentan en la ciudad?

¿En qué medida el consumo eléctrico depende de condiciones técnicas, sociales o económicas?

¿Qué acciones resultan factibles de implementar en esta zona para que atenúen el problema?

Para entender el porqué de los consumos eléctricos que se presentan en la zona, se requiere buscar las causas, su impacto y hasta dónde se pueden tener alternativas viables. Por lo anterior la presente investigación busca determinar los factores que influyen en el comportamiento de los consumos eléctricos y su peso relativo a través de la integración de aspectos climáticos y físicos con sociales y económicos

Por lo tanto, el consumo eléctrico del sector residencial en Mexicali es un problema de impacto climático, técnico (tipos de equipos y viviendas), social y económico (cantidad de usuarios afectados, nivel de ingreso y hábitos).

JUSTIFICACIÓN

Para el año 2000 en el ámbito nacional, eran más de 21 millones de usuarios residenciales, lo cual indica que el consumo ha tendido ha incrementarse en vez de disminuir.

La relevancia del presente estudio radica en que analiza de forma integral la perspectiva de la empresa suministradora (CFE), así como la de los beneficiarios de este servicio: los usuarios residenciales.

Es importante que el problema se investigue sobre todo en sitios donde el clima tenga un impacto determinante y sea un condicionante significativo, como es en el caso de los usuarios que habitan en las zonas áridas del país. El tema tiene como objeto de estudio el caso crítico de zonas áridas, tanto por el impacto de altas temperaturas, como por los altos consumos eléctricos per cápita, ya que existe la necesidad que el consumo per cápita residencial tienda a disminuir y no a aumentar, como se presenta actualmente.

Son necesarios estudios que se enfoquen a cualquier zona geográfica, sin embargo, se vuelven significativos en los contextos de climas áridos y semiáridos, ya que estas áreas representan 52.5% del territorio nacional (Comisión de Zonas Áridas, 2001). Dadas las condiciones climáticas de las zonas áridas cálidas, resulta indispensable determinar si existen posibilidades de tener ahorros de energía sin afectar los niveles de confort térmico y en qué rangos de consumo es posible, para lograr el equilibrio entre consumo de energía y bienestar térmico.

El problema no es solamente cuantificar los kilowatt-hora de consumo eléctrico, sino determinar a qué se deben y cómo impactan, a fin de generar políticas o programas para la conservación de energía acordes a la realidad.

OBJETIVOS GENERAL Y ESPECÍFICOS

El objetivo general de la investigación es determinar el impacto relativo de las principales variables que influyen en los consumos eléctricos del sector residencial, con énfasis en el impacto del sistema de acondicionamiento térmico ambiental, en un contexto de clima cálido. Caso de estudio: Mexicali, Baja California, en el período 1990-2000.

Los objetivos específicos son:

A. Analizar el comportamiento del consumo residencial de energía eléctrica nacional, regional y enmarcar el caso Mexicali

B. Desarrollar un modelo general de comportamiento del consumo eléctrico residencial, que relacione y pondere el comportamiento de las principales variables que influyen en los consumos.

C. Establecer la relación existente entre el consumo eléctrico y la temperatura ambiente, con énfasis en el verano y con referencia al período 1990-2000 en Mexicali.

D. Determinar en qué medida el consumo de energía eléctrica se debe al impacto del clima, a las características de la vivienda (superficie y materiales de construcción), al equipo de aire acondicionado (tipo, capacidad, horas de uso, eficiencia), al uso de otros equipos eléctricos y/o al nivel de ingresos de los usuarios.

E. Identificar curvas de comportamiento de consumo de energía eléctrica, a partir del monitoreo en sitio.

F. Proponer lineamientos generales para reducir los consumos de energía eléctrica en el sector residencial en Mexicali, que puedan ser aplicables a las zonas áridas del país y establecer lineamientos para el sector residencial mexicano.

HIPÓTESIS

La hipótesis general es que el comportamiento de los consumos eléctricos en el sector residencial depende tanto de factores técnicos y del clima, como de sociales y económicos y, para tener una mejor aproximación al comportamiento mencionado, se tiene que estudiar integrados el aspecto técnico con el socioeconómico.

Esto significa que el consumo eléctrico en la vivienda depende del impacto del clima sobre el confort térmico de los usuarios, en términos del equipo utilizado para acondicionamiento térmico. El mayor o menor requerimiento de dicho equipo depende del tamaño, del material de construcción y del nivel de adecuación ambiental que presente la vivienda y, en menor proporción, de la cantidad de habitantes de la misma.

Además, desde el punto de vista socioeconómico, el consumo eléctrico depende del nivel de ingresos y poder adquisitivo de la familia y del estilo de vida de sus habitantes.

METODOLOGÍA

La metodología general consiste en la revisión bibliográfica, trabajo de gabinete, trabajo de campo, procesamiento de la información, obtención y discusión de resultados y formulación de conclusiones y recomendaciones.

Para la revisión bibliográfica se recabó información de estudios realizados internacional, nacional, regional y localmente. Se consultaron las revistas arbitradas y de divulgación en el manejo de la energía en los edificios, de la energía desde el punto de vista económico y sicológico. Se revisó de forma general la reglamentación y normas existentes relacionadas con la energía y las edificaciones, en términos de la envolvente o de los principales equipos que consumen electricidad en una vivienda.

Se llevó el seguimiento de artículos publicados en los periódicos de circulación nacional y local, referentes a la problemática del sector residencial.

Se recabó y procesó información estadística nacional y estatal proporcionada por CFE y CONAE, vía página electrónica en internet. Para la información estatal y municipal anual, mensual, ábacos e historiales de consumos se obtuvieron de lo publicado en las Estadísticas Básicas del Gobierno del Estado de Baja California y directamente de CFE División Baja California.

Respecto del planteamiento del trabajo de campo, se seleccionó una submuestra de la base de datos de la investigación no publicada: Impacto del consumo eléctrico en la economía familiar en Mexicali, (CFE, UABC, GOBIERNO DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA 1996).

El análisis de la problemática del consumo de energía eléctrica del sector residencial en Mexicali se abordó en tres escalas o niveles de estudio:

Primer nivel: Estudio longitudinal del consumo eléctrico residencial 1990-2000 y su relación con la cantidad del usuarios y el clima (temperatura ambiente).

Segundo nivel: Estudio puntual sobre una muestra de viviendas a través de la aplicación de encuestas a usuarios residenciales (1999-2000).

Tercer nivel: Evaluación energética de una vivienda a través del monitoreo de consumo de energía en sitio.

ALCANCES

Se estudia solamente el impacto del consumo de energía eléctrica en el sector residencial. El período de estudio se delimitó de 1990-2000, ya que es un fenómeno que se ha mantenido recurrente y que, en estos últimos años, se va agravando por el crecimiento de la población y aumento de viviendas.

La investigación se enfoca al período de verano en la zona (mayo a octubre). Se circunscribe a los usuarios residenciales de la ciudad de Mexicali, Baja California, ya que en ellos está 85% de los usuarios del municipio de Mexicali y es donde se presenta el problema de manera crítica.

Dado el perfil del programa en que se desarrolla la presente investigación, se enfoca a la perspectiva técnica y se consideran los aspectos sociales, económicos, culturales y sicológicos en sus connotaciones más relevantes. Sin embargo, no se hace un estudio profundo en cada categoría, ya que cada perspectiva puede ser un tema de investigación por sí misma.

CAPÍTULO III. ESTADÍSTICAS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS DEL SECTOR RESIDENCIAL

En este capítulo se muestran las estadísticas del consumo eléctrico del sector residencial en los ámbitos nacional, de los estados del norte y noroeste del país y se enmarca de manera especial el caso Mexicali. El período de estudio fue de 1990-2000.

SECTOR ELÉCTRICO NACIONAL

La energía que proporciona el sector eléctrico es fundamental para el desarrollo del país, tanto para satisfacer las necesidades de la población como de los distintos sectores productivos. En México, durante 1990-2000, se observa que la tendencia es de crecimiento tanto en la capacidad instalada, la generación bruta, como en las ventas y cantidad de usuarios.

El crecimiento de la capacidad instalada se presentó de 25 299 MW en 1990 a 36 268.5 MW en el año 2000. La generación bruta fue de 114 317 a 188 165.5 GWh; las ventas de 92 127 GWh a 155 349 y la cantidad de usuarios de 16 285 502 a 23 881 053 respectivamente (véase cuadro 1). Estas cifras indican que la capacidad instalada creció 4.2%, la generación bruta y las ventas 5.1% y los usuarios 3.9%. En cuanto a la fuente de generación de electricidad siguen predominando las termoeléctricas.

Esto significa que crecen a un mayor ritmo las ventas de energía o consumo eléctrico que la capacidad instalada, lo que indica que debe aumentarse esta última para satisfacer el crecimiento del consumo eléctrico.

Las ventas o el consumo eléctrico por año no crece a tasas uniformes; existen factores como el aumento de usuarios, la inflación y el precio de la energía que influyen para un desigual crecimiento. Las mayores tasas han sido 8.15% de 1993-1994, 7% de 1996-1997, y 5.3% de 1998-1999.

En el país, los principales consumidores de energía eléctrica son los sectores industrial y residencial, con predominio del primero; esta tendencia se ha mantenido desde la década de los ochenta. En 1990, el sector industrial representó 57.2% y el residencial 22.1%; para el año 2000, el industrial fue 60.7% y el residencial 23.1% (véase cuadro 3-A en Anexo A).

El sector industrial tiene un intensivo consumo eléctrico y corresponde 1% de los usuarios del sector eléctrico; mientras que el sector residencial, 88% de los usuarios, consume aproximadamente la cuarta parte del consumo eléctrico total. Dado que en el sector residencial está la mayor parte de usuarios afectados, la presente investigación se enfocó a este sector.

En el período de 1990-2000, la participación del sector residencial en el consumo eléctrico total, ha oscilado entre 22.1% (1990) a 25.3% (1994) y el promedio del período fue de 23.7%. Mientras que la proporción de usuarios se ha mantenido constante en 88% (véase cuadro 3-B en Anexo A).

SECTOR RESIDENCIAL EN MÉXICO

Consumos eléctricos del sector residencial

El comportamiento del consumo eléctrico y de los usuarios del sector residencial en el país (CFE,1991-2001) se muestra en el cuadro 2. Mientras que los consumos eléctricos se incrementaron de 20 398 GWh en 1990 a 36 128.34 GWh, en el año 2000 (tasa de crecimiento 5.05%) los usuarios residenciales crecieron de 14 316 889 a 21 055 344 (tasa de crecimiento 3.52%).

En este período el consumo residencial creció 77% y la capacidad instalada de servicio eléctrico 41%. Estos ritmos tan diferentes de crecimiento hacen que exista un desfase importante entre ambos que tenderá a acentuarse si no se atiende el problema del sector residencial e industrial.

Consumo eléctrico per cápita. El consumo per cápita nacional (cociente entre el monto total de consumo eléctrico y la cantidad de usuarios correspondientes) fue 1.425 MWh/año en 1990, de 1.716 MWh/año en el año 2000 y promedio del período de 1.570 MWh/año (véase cuadro 2 y figura 2).

Sin embargo, hasta 1995 se observó una tendencia de crecimiento del consumo per cápita; de 1996 a 1997, en cambio, se consumió menos energía por usuario promedio, y a partir de 1998 se vuelve a presentar una tendencia de crecimiento (véase figura 2).

Tarifas residenciales

Los consumos eléctricos totales están distribuidos en los 6 tipos de tarifas residenciales existentes en el periodo de estudio en México (1, 1A, 1B, 1C, 1D y 1E), las cuales están definididas con base en el criterio de la temperatura media mínima de verano y con rangos específicos para cada tipo de tarifa (véase cuadro 3-C en Anexo A).

Con respecto de las tarifas residenciales de 1990 alrededor de 60% de usuarios fueron de tarifa 1, 13% de 1A, 15% de 1B, 8% de 1C y 4% de 1D (lugares con temperaturas promedios de 30 ºC). Sin embargo, a partir de 1995 se extiende el criterio de temperatura para climas cálidos a 32 ºC con la entrada en vigor de la tarifa 1E (Gobierno Constitucional de los Estados Unidos Mexicanos, 1995). En la cuadro 3-D (Anexo A) se presenta el comportamiento de los distintos tipos de tarifas residenciales de 1990-1999. Con base en 1999, en el cuadro3. se observa el impacto de los distintos tipos de tarifas. En la tarifa 1 se encuentra 59.1% de los usuarios y éstos representan 46.5% del consumo; los usuarios de tarifas 1D y 1E, representaron 3.4% y 4.3% de los usuarios y 5.8% y 10.5% del consumo respectivamente (véase figura 3).

Esta situación, vista desde una perspectiva nacional, aparentemente representaría una mayor atención considerando el monto de usuarios afectados y volumen de consumo de tarifa 1 que a los de 1D o 1E.

Sin embargo, es necesario observar el comportamiento de las tarifas en climas cálidos, aunque en el ámbito nacional representan porcentajes bajos; son tan significativos como los primeros o más, ya que por sus condiciones naturales su consumo per cápita está por arriba del resto.

Al analizar el consumo por usuario según tipo de tarifa, existe un impacto significativo en las correspondientes a climas cálidos. En la figura 4 se observa que en México existen diferencias significativas en el consumo per cápita según el tipo de tarifa, lo que hace destacar que un usuario de la 1E, consume 3.13 veces más energía que uno de la tarifa 1.

Se observa que el criterio de temperatura media mínima que rige las tarifas es necesario, pero no debe ser el único criterio, ya que los usuarios en tarifa 1E, requieren un especial tratamiento por el alto nivel de sus consumos per cápita. Consecuencia principalmente por los efectos del clima y el uso de los equipos de acondicionamiento térmico ambiental (aire acondicionado y enfriadores evaporativos) utilizados para mantener condiciones confortables en las viviendas.

Precio de la tarifa residencial. El precio de la tarifa residencial hasta 1996 tenía un incremento en determinados períodos, por lo general, al finalizar el año. Sin embargo, a partir de esa fecha las tarifas residenciales han presentado un incremento mensual acumulativo (Gobierno Constitucional de los Estados Unidos Mexicano, 1996).

Para el caso de la tarifa 1E, en el mes de mayo de 2000, en el rango de consumo básico (0-300 kWh) tuvo un precio de $0.294 por kWh consumido; el consumo en los siguientes 900 kWh se incrementó 30% ($0.376 por kWh). Sin embargo, en el siguiente rango el kWh consumido costó $0.889, es decir, 2.4 veces más respecto al anterior. En los consumos que exceden a los 2 500 kWh, el precio de cada kWh fue de 1.405 pesos (CFE, 2000c).

Esta situación refleja que, además de los incrementos mensuales establecidos, el precio de kWh consumido aumenta significativamente de un rango a otro. El caso crítico es la situación que presentan los consumos que están en los rangos de 301-1 200 kWh de consumo en verano, ya que al rebasar el tope de los 1 200 kWh el costo del kWh es más del doble (véase cuadro 3-E en Anexo A)

CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA DEL SECTOR RESIDENCIAL POR ENTIDADES FEDERATIVAS, CON ÉNFASIS EN LOS ESTADOS DEL NORTE Y NOROESTE DE MÉXICO

CONSUMO ELÉCTRICO RESIDENCIAL EN ENTIDADES FEDERATIVAS

El consumo de energía eléctrica varía en el país, dependiendo, entre otros factores, de la ubicación geográfica y del contexto socio-económico.

Con respecto de las entidades federativas, en el país existen dos tipos de comportamiento de los consumos eléctricos: a) a mayor cantidad de usuarios, mayor consumo eléctrico; b) pequeña proporción de usuarios que generan un volumen considerable de consumo eléctrico. Estos últimos son los que tienen los consumos per cápita más altos del país y se refieren a los estados ubicados en zonas áridas.

Dentro del primer grupo están: el Distrito Federal, el Estado de México, Nuevo León y Jalisco; tienen un consumo alto, pero también gran cantidad de usuarios, es decir, presentan un consumo per cápita inferior. En el segundo grupo están entre otros: Sonora y Baja California, donde se tienen consumos eléctricos altos, pero una cantidad menor de usuarios.

Estados del norte y noroeste de México en zonas áridas. Los principales estados ubicados en esas zonas y en frontera con Estados Unidos, son: Baja California, Sonora, Coahuila, Chihuahua, Nuevo León y Tamaulipas; además de Baja California Sur y Sinaloa, que no están en la zona fronteriza. Estos estados han presentado altos consumos de energía; con referencia a 1999, Baja California tuvo un consumo anual de 2 107 GWh; Sonora 1 997 GWh; Sinaloa 1 630; Chihuahua 1 368 GWh; Coahuila 1 179 GWh; Baja California Sur 329 GWh (véase cuadro 3-F en Anexo A).

Los estados del norte y noroeste del país representan 25.7% del consumo residencial nacional, y los consumos más altos se presentan en el estado de Baja California.

Mientras que el consumo per cápita en Sonora fue de 3.56 MWh/año, en Baja California fue de 3.34 MWh/año, en Baja California Sur de 3.04 MWh/año, en Sinaloa de 2.82 MWh/año, en Nuevo León 2.47 MWh/año y en Tamaulipas de 2.47 MWh/año (véase cuadro 3-F en Anexo A). Todos estos valores están por arriba del promedio nacional de 1.568 MWh/año, del año mencionado. Cabe aclarar que los consumos por usuarios o per cápita aumentan notablemente en el período de verano (mayo a septiembre).

CONSUMO ELÉCTRICO RESIDENCIAL EN BAJA CALIFORNIA

En Baja California, 89% de los usuarios de energía eléctrica son residenciales. Con respecto de 1999 fueron 623 295 usuarios, de los cuales 65% está en la tarifa 1 y 35% restante en la tarifa 1E. Sin embargo, proporcionalmente, los de la tarifa 1 consumen 42% y los de la tarifa 1E, 58% restante. Es decir, que aunque en proporción son una tercera parte de usuarios, éstos consumen aproximadamente 60% del total del estado, y a que la tarifa 1E en Baja California, se aplica solamente en el municipio de Mexicali (véase cuadro 3-G en Anexo A).

Tiene gran importancia el sector residencial en el estado. Mientras en los municipios de Tijuana, Tecate y Ensenada la participación del sector residencial oscila alrededor de 25%, en Mexicali ha representado del 38 44% del consumo total (véase cuadro 3-H en Anexo A).

CONSUMO ELÉCTRICO RESIDENCIAL EN MEXICALI, B.C.

De 1990 a 1993 el sector residencial era el mayor consumidor de energía eléctrica en Mexicali; en 1994 tuvo una proporción igual que el sector industrial con 44% cada uno de ellos, y para 2000, el sector industrial representó 54% del consumo total y el residencial 35.7% (véase cuadro 3-I en Anexo A). Sin embargo, el sector residencial tiene 90% de los usuarios de electricidad, que en 2000 eran 224 276.

Con respecto al año 2000, se puede observar claramente un comportamiento estacional en el sector residencial y en menor proporción en el sector industrial. Esto implica que en los meses de verano, el consumo residencial crece notoriamente con respecto de los otros meses. Sin embargo, en el sector industrial, aunque presenta los consumos más altos, su comportamiento es más uniforme durante el año (véase figura 5).

En relación con el comportamiento del consumo eléctrico anual en Mexicali, se observa que ha crecido de 805.302 GWh en 1990 a 1 352 GWh en 2000, y los usuarios de 149 270 en 1990 a 224 176 en 2000. En relación con el comportamiento del consumo per cápita, fue en 1990 de 5.39 MWh/año, en 1999 de 5.62 MWh/año y en 2000 de 6.03 MWh/año; el promedio fue de 5.37 MWh/año (véase cuadro 4).

Durante el período de estudio, el consumo creció a una tasa de 3.9% y los usuarios a 4.1. % Se observa que los consumos tienden a incrementarse de un año a otro. Sin embargo, entre 1990-1991, el consumo total disminuyó en 9.67 GWh. Al año siguiente, en términos absolutos el consumo total aumentó 107.9 GWh (tasa de 13.6%). De 1995-1996 se dio una tasa de crecimiento de 9.22% y de 1996-1997 fue de 2.87%. En 1998, el consumo absoluto se redujo en 8 GWh.

Como se observa, las tasas de crecimiento del consumo eléctrico varían notablemente, y el mayor crecimiento del consumo se dio entre 1995-96. Mientras que la de los usuarios ha presentado menos variaciones (véase cuadro 3-J en Anexo A).

CONCLUSIONES PARCIALES

En el ámbito nacional, el sector residencial tiene un crecimiento significativo, ya que en un período de 11 años creció en promedio 77%, no así la capacidad instalada. En relación con el consumo per cápita nacional durante el período, se ha mantenido entre 1.43 (1990) a 1.72 MWh/año (2000), mientras que en los estados ubicados en zonas desérticas y en frontera con Estados Unidos, está alrededor del doble; en Mexicali fue de 5.62 MWh/año en 1999 y 6.03 en el año 2000. Los estados del norte presentan consumos superiores al promedio nacional y, entre ellos, Baja California tiene los mayores consumos de energía.

El caso Mexicali representa una baja cantidad de usuarios y de consumo (5% y 3.45% del total nacional). Asumiendo que para quienes establecen las políticas energéticas en el país, este universo pudiera resultar poco significativo, es conveniente destacar que esa proporción de usuarios tiene los consumos eléctricos per cápita más altos del país.

Aunque el sector residencial en Mexicali ha crecido a una tasa de 3.9% anual menor que la nacional (5.7%), esto no significa que no se tengan problemas de consumo en la zona. Mientras que el promedio nacional de consumo diario fue de 4.236 kWh, en Mexicali fue de 14.712 kWh. Lo anterior es atribuible al impacto de los equipos de acondicionamiento térmico ambiental y a los de conservación de alimentos (refrigeradores). Además, al paso del tiempo, el usuario consume en promedio más energía eléctrica, ya sea por la adquisición de más equipos o por la ineficiencia de los que tiene.

El impacto que ha tenido el sector residencial en Mexicali, sobre todo durante el verano, es significativo, ya que en los meses de agosto y septiembre, su consumo eléctrico es más alto que el sector industrial.

CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA DEL SECTOR RESIDENCIAL

VARIACIONES MENSUALES DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

El consumo total del sector residencial del municipio de Mexicali manifiesta una tendencia creciente a partir de marzo hasta agosto o septiembre; es decir que enero y febrero presentan los menores consumos / temperaturas y julio y agosto los mayores. Tendencia que se ha presentado cíclicamente durante todos los años en la región (véase figura 6 y cuadro en Anexo A).

En 1995, los consumos oscilaron entre un mínimo de 40 304 MWh a un máximo de 174 319 MWh, con una diferencia de 4.33 veces, con temperaturas ambientes extremas de hasta 52 ºC. En cualquiera de los años, la diferencia es de 4 a 5 veces más entre el consumo máximo y mínimo mensual durante el año.

En la cuadro 5 se muestra el comportamiento del consumo durante verano e invierno y se observa cómo se ha mantenido una notoria diferencia entre el consumo, según la época del año.

En promedio mensual del período 1990-2000, se tiene un máximo de 164 677 MWh en agosto y un mínimo de 38 947.2 MWh en marzo. En promedio, el consumo de verano (mayo-octubre) fue de 121 567 y el promedio de invierno (noviembre-abril) fue 47 536.27 MWh. Lo que significa que, por concepto de acondicionamiento ambiental, se tiene 74 030.735 MWh; es decir, se consumen en promedio 2.5 veces más en verano que en invierno.

ÁBACOS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS EN VERANO

Con base en los rangos de la tarifa 1E en el consumo eléctrico del mes de agosto en Mexicali, en el rango de 200-1 000 kWh está 72% de los usuarios y 40% del consumo; en el de 1 001-2 000 kWh, está 21% de los usuarios y 33% del consumo; a partir de 2 000 kWh, está 8% de los usuarios y 27% del consumo.

De acuerdo con el criterio de rangos establecidos por la tarifa 1E, se observa que son críticos los que van de 301 a 1 200, porque ahí se tiene 43 % del consumo y 60% de los usuarios, y los de 1 201-2 500, porque ahí está 42% del consumo y 22% de los usuarios; es decir, en este grupo están los altos consumidores de energía.

El 84% de los usuarios tiene un consumo en agosto hasta los 1 500 kWh. En 1999, las proporciones se mantienen aproximadamente con la misma tendencia: entre 200-1 000 kWh está 65% de los usuarios y 37% del consumo; entre 1 001-2 000 está 26% de los usuarios y 39% del consumo, y 7% de los usuarios de más de 2 000 kWh de consumo representan 25% del consumo.

La participación de usuarios en el consumo de hasta 200-1 000 kWh tiende a disminuir ligeramente y la proporción de 1 001-2 000 tiende a aumentar. Se puede concluir que los usuarios, con el tiempo, tienden a aumentar su consumo por tener un mayor equipamiento.

Cabe aclarar que al comparar con los datos anuales, existen diferencias entre 5% y 7% en el total de consumo, ya que la estructura del ábaco de consumo fue estimada a partir de la cantidad de usuarios y el valor promedio del rango establecido, se consideró la misma cantidad de usuarios.

Desde la perspectiva de consumos eléctricos más altos, el problema se presenta en los rangos de 1 501-1 700 kWh, con 7.09% del consumo total; 1 701-1 900 kWh con 6.75% y de 1 901-2 100 kWh con 6.32%. Desde la perspectiva de usuarios afectados, los rangos son de 401-500 con 10.69% de los usuarios; de 301-400 con 9.85%; de 501-600 con 9.45% y de 601-700 con 7.5% (véase figura 7).

En definitiva, aunque Mexicali es la zona con los programas de ahorro de energía a la vanguardia en el ámbito nacional, éstos atienden sólo parte del problema del sector residencial.

El consumo de energía eléctrica es cuatro veces superior en verano con respecto del invierno, de ahí que las altas temperaturas del verano en Mexicali, B.C, sí sean determinantes en los altos consumos eléctricos; sin embargo, no son el único factor.

Se requiere considerar además, la cantidad de usuarios, el monto del consumo y el precio de la tarifa según el rango, ya que actúan los tres factores simultáneamente en el impacto económico.

De acuerdo con lo anterior, 60% de los usuarios residenciales están en los rangos de los 300-1 200 kWh y demandan 42% de consumo eléctrico en agosto, y 22% de los usuarios están entre los 1 201-2 500 kWh y demandan 41%; desde el punto de vista del precio, en el primer grupo se tiene 30% de incremento con respecto al consumo del rango básico de la tarifa 1, en cambio, el segundo rango mencionado (1 201-2 500 kWh) presenta un incremento de más de 200% de precio por kWh consumido.

CAPÍTULO IV. ENERGÍA, EDIFICACIÓN Y USUARIOS

En este capítulo se aborda el marco teórico y conceptual de la investigación, se presentan algunos conceptos básicos de energía; se analizan modelos sobre comportamiento térmico y su incidencia en el consumo de energía eléctrica, desde la perspectiva ingenieril, y modelos enfocados a los aspectos sociales, culturales y económicos del consumo de energía. Además, se presentan los principales factores determinantes del consumo eléctrico residencial.

CONCEPTOS BÁSICOS DE ENERGÍA

Se presentan los conceptos básicos relacionados con la energía, consumo y demanda, en términos de su connotación física, económica y social. Así como la forma en que se utiliza la energía o patrones de comportamiento.

La energía se concibe como la capacidad para realizar un trabajo. Existen distintas fuentes de energía que se pueden utilizar en la vivienda, entre las principales están el gas y la electricidad. La presente investigación se enfoca solamente al consumo de la energía eléctrica.

El consumo de energía, en términos generales, tiene diversas connotaciones:

a) Desde el punto de vista físico o técnico, se refiere al comportamiento energético o uso de equipos; en términos de kilowatt hora (kWh), indicados en los recibos de facturación eléctrica (ASHRAE,1999).

b) Desde el punto de vista económico, utilizar un bien para satisfacer las necesidades de las personas o gozar un bien de consumo, extraer la utilidad directa de que es capaz (Ricossa, 1990).

c) Desde el punto de vista social, empleo conjuntivo de bienes y servicios para la satisfacción de las necesidades humanas.

Desde el punto de vista técnico, se refiere al consumo eléctrico medible y cuantificable que se tiene por el uso de equipos que consumen electricidad registrado en el kilowattorímetro (medidor que proporciona CFE en México); es el resultado de la sumatoria de la potencia de los distintos equipos eléctricos (watts) por su tiempo de uso (horas).

La demanda de energía eléctrica se refiere a la potencia requerida por el funcionamiento de equipos (kW). Aunque la demanda tiene distintas connotaciones, entre ellas desde el punto de vista económico, es una función matemática de más variables, como el precio del bien demandado y el monto de los medios de pago que se dispone (ingreso).

El uso de la energía se refiere a la forma en que el usuario utiliza la energía para obtener determinados satisfactores y esto se refleja en consumo eléctrico. Por ejemplo, el uso de energía eléctrica para la iluminación, con el uso de focos; para la conservación de alimentos, con el refrigerador; para el acondicionamiento térmico ambiental, como equipos de refrigeración; para actividades de limpieza, o actividades de entretenimiento, como el uso de la televisión, video, entre otros; para actividades relacionadas con la preparación y cocción de alimentos.

Por lo general, los estudios sociales sobre la energía se hacen a través de los patrones de comportamiento y, en este caso, patrones de consumo de energía eléctrica, que son resultado de su forma o estilo de vida.

MODELOS DE COMPORTAMIENTO TÉRMICO Y CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

El consumo de energía eléctrica es un fenómeno técnico y social complejo, conformado por variables de distinta naturaleza, con aspectos físicos y humanos, que se han estudiado por lo general desde la perspectiva ingenieril o desde las ciencias sociales.

PERSPECTIVA INGENIERIL: MODELOS QUE EVALÚAN EL COMPORTAMIENTO TÉRMICO Y/O CONSUMO DE ENERGÍA EN LA EDIFICACIÓN

Existen varios modelos para estimar el comportamiento térmico y energético; los modelos, aunque varían en grado de complejidad, consideran la carga térmica del espacio y del equipo secundario y principal. La selección del método o métodos depende del objetivo del estudio, de la precisión requerida y de los recursos humanos, técnicos y financieros disponibles, ya que entre mayor precisión más costo.

El grado de complejidad se refleja cuando se decide seleccionar entre el método en estado estable, basado en los grados días, o el método dinámico, basado en las funciones de transferencia (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ASHRAE, 2001). El primero considera de forma estática las variaciones de transferencia de calor del exterior al interior de la vivienda, así como la generación interna. El segundo, considera las variaciones de lo anterior y el almacenamiento de energía.

El estado estable implica una menor complejidad en su estudio que el estado dinámico. Se considera que el primero es factible para estudios de consumos mensuales y anuales, para cuantificar de forma general requerimientos de aire acondicionado; y el segundo, para un mayor nivel de precisión, para estudios de uso de energía diarios u horarios.

Los modelos mencionados cuantifican los procesos de transferencia de calor y de generación interna. Esto se entiende en términos de la cantidad de energía que hay que agregar o extraer de un espacio para mantener condiciones de confort térmico y su reflejo en el equipo de acondicionamiento ambiental requerido para tal efecto.

El proceso se da a partir de la cuantificación de los efectos externos como el sol y el viento, de superficies y materiales de la envolvente de la vivienda, cantidad de habitantes, cantidad de equipos y horas de uso, entre otros aspectos.

Estos estudios son importantes porque cuantifican los aspectos físicos de la interacción del medio natural con las características físicas de las viviendas, con la cantidad de equipo y con el requerimiento de equipo de acondicionamiento térmico; en términos concretos, se reflejan en kilowatt horas consumidos, que finalmente son los que registran los medidores y sobre los que se cobran determinadas tarifas.

Los estudios del uso de energía en los edificios pueden servir para el análisis de medidas de ahorro de energía, para detectar fallas en el funcionamiento de los equipos, para determinar las eficiencias en la que están funcionando los equipos y para los estudios de administración de la demanda.

Es factible tener distintas aproximaciones al uso de la energía desde el punto de vista técnico, ya sea que se realicen los estudios sobre el uso de la energía en los edificios a partir de la modelación —con el uso de la simulación térmica— o con la evidencia empírica —inverso a la modelación (ASHRAE, 2001).

Existen en el mercado distintos tipos de simuladores de comportamiento térmico y energético; entre ellos están el TRNSYS, BLAST, Suncode, distintas versiones del DOE: Ezdoe, Doeplus, Power Doe, Energy Plus.

Entre los simuladores más completos para conocer el comportamiento térmico-energético están el DOE2.1E en la interface Doeplus y el Power Doe.

Las metodologías o protocolos utilizan la evidencia empírica y se aplican para construcciones existentes. Entre ellas están las desarrolladas por la American Society Testing Material (ASTM) y por la American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).

DOE 2.1 interface Doeplus

DOE es un programa de cómputo para modelar el comportamiento térmico de edificios y el consumo de energía en los sistemas de aire acondicionado. El simulador funciona a través de cuatro módulos principales: el de cargas, sistemas, plantas y económico. Entre los datos de entrada, requiere datos básicos, como la ubicación, propiedades termofísicas de los distintos materiales, conformación de sistemas constructivos, así como la programación de las cargas internas, de iluminación, ocupantes y equipos) entre otros aspectos.

Estudia el edificio por elementos, considera el análisis del espacio dividido en zonas y no sólo el perímetro o la envolvente del edificio y los efectos de sombreado de elementos externos (árboles, bardas y construcciones inmediatas).

Como resultado se pueden obtener flujos de calor a través de los distintos elementos de la construcción, comportamiento de cargas térmicas, uso de la energía por iluminación y sistemas de aire acondicionado (Heard, 1999). Los resultados pueden se horarios, diarios, mensuales y/o anuales.

Resulta útil por el grado de detalle en que presenta los resultados del comportamiento térmico y del consumo de energía.

Además como lo reportan varios autores, es conveniente que la evaluación térmica se apoye con un trabajo de campo, que incluya entrevista, encuestas y seguimiento al usuario residencial.

Metodología ASTM para la evaluación del uso de la energía en edificios residenciales

La metodología ASTM establece hacer mediciones del consumo de energía directamente de los equipos que consumen electricidad, sobre todo para evaluar el uso de la energía por aire acondicionado (sea por equipo de aire acondicionado o de calefacción) así como por el calentamiento de agua en edificios residenciales.

En el cuadro 7 se presenta un concentrado de los principales requerimientos para realizar la evaluación energética en función de lo establecido por las normas de ASTM y enfocado solamente al uso de equipos que consumen electricidad.

Las variaciones en la envolvente del edificio y las condiciones externas de temperatura, humedad y viento, las condiciones internas de temperatura, humedad y ventilación, el comportamiento de los usuarios y en el funcionamiento de los equipos pueden causar variaciones significativas en el comportamiento de la energía.

De acuerdo con la norma mencionada, se entrega el reporte de las condiciones del espacio (consumo de energía por refrigeración, por otros equipos, la temperatura interior, recibos de facturación), de las condiciones climáticas, la descripción del edificio, de los equipos y de los usuarios.

Para el monitoreo se requiere del sistema de enfriamiento los siguientes datos: consumo de energía por aire acondicionado y otros equipos, registros de temperatura interna, registros de velocidad de viento y temperatura ambiente provenientes de la estación meteorológica más cercana al sitio en donde se ubique la vivienda de estudio. Así como los datos de las áreas y características de la envolvente de la vivienda; de los equipos de aire acondicionado, los datos del equipo, provenientes de la placa; el uso exterior de la energía, número de ocupantes y los recibos de facturación eléctrica.

Metodología para medir el comportamiento energético, según ASHRAE

ASHRAE propone realizar el estudio a través de mediciones del comportamiento energético de un edificio existente, con base en los recibos de facturación de 12 meses consecutivos y el funcionamiento de los equipos (enfriamiento o calentamiento, iluminación y conservacion de los alimentos, entre otros).

Las metodologías propuestas por ASTM y ASHRAE, requieren de un trabajo de campo exhaustivo para conocer las características de las viviendas, las actividades de los usuarios, el tipo de equipamiento para acondicionar la vivienda y el uso de los equipos electrodomésticos. Estos estudios pueden definir usos finales basándose en un monitoreo a partir de las facturaciones mensuales. El cuadro 8 presenta algunas consideraciones para evaluar el uso de energía.

Por lo cual en la presente investigación la evaluación térmica energética será aplicada en la escala de caso de estudio con la integración de las metodologías de ASTM y ASHRAE, adaptadas de acuerdo con los recursos disponibles en la región.

PERSPECTIVA DE LAS CIENCIAS SOCIALES: MODELOS QUE EVALÚAN EL COMPORTAMIENTO DEL CONSUMO DE ENERGÍA EN LA EDIFICACIÓN

Desde la perspectiva de las ciencias sociales, se estudia el uso de la energía como un fenómeno basado en lo humano, inmerso en un contexto social, económico, cultural y sicológico; es decir, identifica a qué se debe el uso de la energía, en función de patrones de comportamiento y no solamente de kilowatt-horas consumidos.

El consumo residencial depende de los patrones de consumo eléctrico, consecuencia del estilo de vida de los usuarios, de sus hábitos, de las características del hogar y del ciclo de vida de la familia; de hecho, la mayor parte de los autores coinciden en esta afirmación (Dholakis, citado por Hitchcock,1993; Sández, 1996, entre otros).

Además se han identificado tres tipos de comportamientos relacionados con la forma de utilizar la energía: a) a la hora de adquisición de equipo electrodoméstico (si se toma en cuenta que sea ahorrador de energía); b) en relación con el mantenimiento de los equipos; y c) al uso diario y concientización sobre el ahorro de energía. Este último aspecto es el que se refiere a los patrones de comportamiento y hábitos de los usuarios al realizar las actividades de limpieza, dormir, cocinar y entretenimiento, entre otras. Como dijo Raaij (1983), en términos de consumo eléctrico es más determinante el comportamiento que la actitud del usuario.

En resumen, las condiciones físicas de la vivienda y el comportamiento de los usuarios tienen efectos separados en el uso de energía; sin embargo, hay efectos interactivos entre ambos (viviendas más aisladas tienen el punto del termostato más bajo).

Entre quienes estudian la naturaleza económica del consumo residencial, consideran la oferta y demanda de energía eléctrica, el impacto del precio de la energía, el nivel de ingreso y poder adquisitivo de los usuarios.

MODELOS INTEGRADOS

Los modelos integrados permiten en un mismo estudio considerar la distinta naturaleza de las variables que influyen en el consumo residencial, ya que cuantificando los aspectos físicos puede estimarse el uso de la energía de la vivienda y, considerando los aspectos sociales, ligados al estilo de vida reflejado en comportamientos, se puede conocer algunas de las causas y la explicación del consumo eléctrico. Tanto Cramer como Hitchcock planteaban la necesidad del manejo de modelos integrales.

Cramer (1984) analizó la interrelación entre todas las variables y el uso de la energía y entre las variables sociales y el uso del aire acondicionado; este autor consideró que se obtienen mejores resultados si primero se establece una ecuación o modelo para explicar los factores físicos y otra después para las variables sociales y no integrarlas en la misma ecuación de regresión. Con respecto de los factores físicos en el uso de la electricidad, Cramer estudió la relación de los consumos eléctricos con los equipos de enfriamiento —capacidad y frecuencia de uso—, y con los aparatos electrodomésticos.

El cuadro 9 presenta el modelo propuesto por Hitchcock (1993), en el que el autor considera un enfoque sistémico y la existencia de dos subsistemas: el físico y el humano.

Dado lo anterior se observó la necesidad de considerar tanto aspectos físicos como sociales y económicos, y analizar en distintos ámbitos o escalas de estudio el comportamiento del uso de la energía residencial.

FACTORES DETERMINANTES DEL CONSUMO ELÉCTRICO RESIDENCIAL

Con referencia a este apartado, se determinaron aquellos aspectos relevantes para el uso de la energía en el sector residencial y se agruparon con base en aspectos de naturaleza física y humana.

FACTORES DE NATURALEZA FÍSICA

Clima

El clima del lugar obliga al uso de determinados equipos de acondicionamiento ambiental, por el impacto sobre los niveles de confort térmico humano, principalmente por las variaciones de temperatura y humedad relativa.

Con base en los modelos inversos en estado estable (ASHRAE, 2001), se tiene un modelo simple del uso de la energía en el edificio, desarrollado a partir de un análisis de regresión de los consumos eléctricos mensuales reportados en los recibos de facturación y la temperatura promedio del período.

El método de regresión lineal simple considera solamente la temperatura diaria o mensual y tiene una menor precisión [1].

C: consumo eléctrico, kWh,

T: temperatura ambiente, ºC

Sin embargo, es factible considerar las variables de temperatura, humedad, radiación solar y viento, a través de un análisis lineal multivariable, como se muestra a continuación [2]:

C: consumo eléctrico

T: temperatura ambiente

H: humedad relativa

V: velocidad de viento

R: radiación solar

Un primer acercamiento a lo anterior, se encuentra en un estudio realizado en la región (Valdez et al., 1988), en donde se relacionaron los consumos eléctricos residenciales mensuales y la temperatura —a través de los grados día— en un período de cinco años (1982-1987); y dicho estudio reveló que las altas temperaturas del verano tienen gran influencia sobre el consumo de energía, sin embargo, no hay ningún planteamiento de modelos.

La envolvente arquitectónica y sistemas constructivos de la vivienda

La envolvente arquitectónica es el filtro para estudiar el impacto del clima en la temperatura interna de la vivienda. Este impacto dependerá del sistema constructivo de muros y techos, orientación de la vivienda, áreas expuestas, tamaño y orientación de las aberturas y presencia de aislamiento térmico, además de la influencia del microclima exterior, con vegetación y/o pórticos (áreas sombreadas). Las condiciones de adecuación ambiental que presenta la vivienda, favorecen menores requerimientos de los equipos mecánicos de acondicionamiento ambiental.

En la interrelación de las características de la vivienda con el uso de la energía, principalmente influyen los sistemas constructivos de la envolvente y el tamaño de la vivienda. Estas características del hogar pueden tener efectos positivos y/o negativos en el uso de la energía.

En México la CONAE ha trabajado en la reglamentación de la envolvente de la vivienda, con el fin de mejorar las condiciones de confort en el interior y propiciar el ahorro de energía.

Equipos de acondicionamiento ambiental

Los principales equipos de acondicionamiento ambiental mecánico son:

a) Equipo de refrigeración de paquete o central.

Se refiere a las unidades de aire acondicionado para uso residencial 19 kW (ASHRAE, 2000).

b) Equipo de refrigeración tipo cuarto.

Equipo cuya función es proveer confort térmico, deshumidificación, filtrar o limpiar el aire y promover la circulación del aire en un espacio.

c) Equipo tipo enfriador evaporativo.

Este equipo funciona de acuerdo con la temperatura de bulbo húmedo. A bajas temperaturas de bulbo húmedo, el enfriamiento evaporativo es efectivo en términos de confort.

Es importante subrayar que la máxima reducción de temperatura de bulbo seco que se puede obtener con el enfriamiento evaporativo, es la diferencia entre el aire seco y la temperatura de bulbo húmedo. Si el aire es enfriado a la temperatura de bulbo húmedo, el proceso sería 100% efectivo; sin embargo, la efectividad es 85 a 95% (ASHRAE, 2000).

Otros equipos que consumen electricidad

Se refiere al consumo generado por el funcionamiento de equipos que consumen electricidad en la vivienda, como el refrigerador, lavadora, plancha y el televisor, entre otros.

Cabe señalar que, a pesar de la potencia que indica la placa del equipo, en algunas ocasiones los aparatos funcionan a menos de la eficiencia indicada porque se ven afectados por la temperatura ambiente, tiempo de uso o falta de mantenimiento. Son pocos los estudios acerca de la potencia o eficiencia real con que operan los equipos.

FACTORES DE NATURALEZA HUMANA

Se refiere al uso de la energía que hace el usuario, en función de su estilo de vida. La forma cómo el usuario responde ante el impacto del clima y las necesidades de confort, el tipo de vivienda en la que habita, el equipo de acondicionamiento ambiental mecánico y otros equipos que utiliza; es decir, las actividades que realiza en la vivienda y que requieren del uso de energía para realizarlas y satisfacer necesidades. Además, la adquisición, el cambio de equipos nuevos por usados y el mayor o menor uso de equipos electrodomésticos depende del nivel de ingreso y del poder adquisitivo del usuario.

FACTORES DE NATURALEZA ECONÓMICA

La demanda de energía (el mayor o menor uso de energía) está en función del precio [3]

D: es la demanda de energía

P: precio del bien, en este caso, precio de la tarifa eléctrica del sector residencial

En México el precio de la energía está definido en las tarifas residenciales, cuyo costo varía por rango de consumo eléctrico. De acuerdo con ley de la demanda, en regiones de mayores consumos se deben tener tarifas de menores costos. Por lo que, desde el punto de vista económico, bajar tarifas representaría un aumento del consumo eléctrico; es decir, se estaría estimulando el consumo eléctrico al costar menos el recurso. Sin embargo, tampoco es conveniente aumentar tarifas para disminuir los consumos eléctricos, ya que se tendrán fuertes repercusiones en el nivel de ingreso y poder adquisitivo de los usuarios.

Por lo que resulta conveniente que se realicen estudios formales que analicen la viabilidad de aumentar o disminuir el precio de la tarifa, como una acción que ahorre energía o disminuya el consumo eléctrico, sin afectar la calidad de vida de los habitantes de las zonas áridas. Así como identificar los consumos óptimos necesarios para el sector residencial en dichas zonas.

CONCLUSIONES PARCIALES

Se concluye que es más conveniente desarrollar modelos simples que relacionen las distintas variables con el consumo eléctrico, dada la complejidad del comportamiento de estos consumos y la naturaleza de las variables que influyen.

En términos generales y de comportamiento anual del consumo eléctrico, se pueden tener modelos que expliquen alrededor de 90% del fenómeno; sin embargo, en modelos que proporcionan información más detallada, los modelos no responden a más de 60% de la explicación del fenómeno.

Existen distintas herramientas para abordar el uso de la energía en el sector residencial; en cualquiera de ellas se requieren conocimientos especializados, entre ellas está el uso de simuladores térmico-energéticos, sobre todo los que permitan la descomposición de la curva de consumo, o determinar el impacto de cada componente.

Además se podrán realizar evaluaciones energéticas en campo o monitoreos como resultado de mediciones, y con el equipo necesario para tener un mayor grado de precisión.

Con base en los antecedentes y en el marco de referencia en la presente investigación, se asume que una propuesta integrada para el estudio del consumo de energía eléctrica debe considerar por lo menos los siguientes aspectos:

- Aspectos técnicos: El clima, las características de la vivienda, de los equipos de acondicionamiento ambiental y de los otros equipos que consumen electricidad, ya que el mayor o menor uso de dicho equipo está ligado al comportamiento térmico de la construcción, el cual, dependiendo de las características físicas de la vivienda, generará diferentes ganancias térmicas en el interior del espacio, que repercutirán en el confort térmico de los habitantes de la vivienda.

- Aspectos sociales relacionados con técnicos: Forma cómo los usuarios utilizan los equipos (cantidades, horas y estado en que se encuentra el equipo); es decir, a los hábitos de consumo de los usuarios y que, a su vez, son un reflejo de su estilo de vida.

- Aspectos económicos: Precio de la energía, así como del nivel de ingreso del usuario y de la proporción que implica el pago de la facturación eléctrica.

En resumen, la cantidad de energía consumida puede ser cuantificada con los aspectos físicos y el comportamiento de los usuarios. En el uso de la energía eléctrica es determinante la participación del usuario; aunque los que consumen directamente la energía eléctrica son los aparatos cuando están funcionando, sin embargo, la cantidad de consumo depende de la forma en que el usuario utiliza la energía.

Para efecto de conformar la metodología de la presente investigación que considere aspectos físicos y ambientales, sociales y económicos, se retomó parte de las investigaciones realizadas por distintos autores, cuyos enfoques diferían en el peso que le daban a determinadas variables y en la escala de estudio.

Algunos estudiaban el consumo eléctrico solamente con las variables económicas, otros con variables climáticas, otros con ambas o con factores de comportamiento y hábitos de los usuarios. La escala de estudio varió según se tratara de países, grandes regiones o de determinadas comunidades. Además, cabe mencionar que en los análisis anuales, predominaron los períodos de estudio de 10 años.

Se retoma de Sheinbaum (1996), la clasificación de variables estructurales, de población, climáticas y económicas y se aplican en períodos anuales. De Ranjan (1999), se consideró la necesidad de identificar comportamientos estacionales. De Cramer (1996) y Sández (1996), la caracterización del universo de usuarios residenciales. Finalmente, de ASTM (1999) y ASHRAE (1999 y 2001) se retoman estudios de simulación térmica y/o monitoreo del consumo de energía en sitio.

Se revisaron dos puntos distintos para establecer los modelos de consumo de energía: el de Cramer (1996) y el de Ranjan (1999). El primero plantea el análisis de cada variable que influye en el consumo por separado y luego las integra. El segundo, manifiesta que no importa la naturaleza de las variables siempre que se integren en un solo modelo. Cabe mencionar que, para la presente investigación, se utilizó el planteamiento de Cramer.

Para conformar la metodología de la presente investigación se planteó el estudio en tres niveles sólo con aquellas variables que influyen directamente por nivel, que pueden ser cuantificadas y exista información disponible cuyo alcance temporal considerara tanto 10 años, como períodos cortos mensuales o diarios.

Es importante marcar esta subdivisión por niveles, ya que en el primero —que corresponde a todo el sector residencial— con el análisis anual del consumo de energía eléctrica, no es factible detectar comportamientos estacionales, situación que se presenta sobre todo para las zonas de clima extremoso.

El segundo nivel —grupo del sector residencial— fue importante para descubrir la heterogeneidad que presenta el sector residencial y por la posibilidad de integrar aspectos específicos sobre las características físicas de las viviendas, comportamiento de los usuarios y características de los equipos de acondicionamiento ambiental, principalmente. A medida en que se desciende en la escala de estudio, aumenta el nivel de especificidad de los resultados.

CAPÍTULO V. CASO DE ESTUDIO

En este capítulo se presenta el marco de referencia del caso de estudio, y muestra la situación del sector residencial en Mexicali; considera el contexto natural y su impacto en el confort térmico; el contexto social y económico: tamaño de la población, nivel de ingreso; los aspectos técnicos: las principales características físicas de las viviendas, los equipos de acondicionamiento ambiental mecánico y otros equipos que consumen electricidad. Además, se presenta el comportamiento mensual del consumo eléctrico durante el período 1990-2000 en Mexicali y la estructura de los ábacos por rangos de consumo eléctrico.

CONTEXTO NATURAL DE MEXICALI Y CONFORT TÉRMICO

Se presenta el análisis climático del período de estudio 1990-2000, y se enfatiza el comportamiento de la temperatura ambiente. Sin embargo, de los registros de humedad relativa solamente se tienen disponibles los últimos tres años de dicho período.

CONTEXTO CLIMÁTICO

La ubicación geográfica de Mexicali (latitud 32º 40’ y longitud de 115º 27’), lo sitúa dentro de las zonas áridas del noroeste de México; está en un valle, presenta una topografía plana y altitud de 4 metros sobre el nivel del mar. Le corresponde un clima tipo BW (h’)hs (x’) (e’): clima cálido seco, muy árido, con régimen de lluvias en invierno y con una oscilación anual de temperaturas medias mensuales muy extremosas (García, 1981).

Esta ubicación genera una alta incidencia de radiación solar, 1 100 W/m^2 en julio al mediodía solar (Gallegos, 1998); aunado a que se tiene un régimen de lluvias en diciembre y enero, durante los meses de verano se tienen cielos despejados la mayor parte del tiempo (mayo, 91.9% de los días del mes; en junio, 95%; en julio, 75%; en agosto, 74%; en septiembre 83% y en octubre 87.1%, SARH, 1982).

Con base en los promedios presentados en las normales climatológicas, se tiene que Mexicali presenta temperaturas promedio de máximas de 41.8 ºC en julio; 40.9 ºC en agosto y promedio de máxima anual de 31.3 ºC; media anual de 22.4 ºC, y máxima extrema de hasta 54.3 ºC (SARH, 1982).

De acuerdo con los registros del Departamento de Meteorología (UABC, 2001), en la figura 8 se muestra el comportamiento de la temperatura ambiente de 1990 a 2000 (véase cuadro 5-A en Anexo B) y de la precipitación pluvial (véase cuadro 5-B en Anexo B).

Se observa que se han presentado temperaturas medias máximas en agosto que oscilan de los 40.3 ºC a los 44.4 ºC, y que en los años de 1990, 1991, 1995, 1996 y 1997, se presentaron las temperaturas más altas del período. El comportamiento de la temperatura ambiente presenta un incremento a partir de mayo a septiembre, con el valor máximo en julio o agosto. Esta tendencia se manifiesta durante todo el período de estudio.

En el cuadro 10 se presentan los valores promedio del período.

Como se observa, los valores promedio de la década de los noventa son superiores a los reportados en los promedios de las normales climatológicas.

Lo mencionado en este apartado nos señala que, por la situación geográfica de Mexicali, se han presentado y se seguirán presentando temperaturas ambientes por arriba de los 40 ºC en el verano, además de un alto potencial de energía solar que incide en la zona, el cielo está la mayor parte despejado, ya que el periodo de lluvias es en invierno.

Con respecto del año 2000, se presentaron humedades relativas máximas en los meses de verano entre 44.7% en mayo a las 5 horas a 65.9%; en agosto a las 6 horas; y mínimas de 16.3% en mayo a 26.9% en agosto.

CLIMA Y CONFORT TÉRMICO EN MEXICALI

En el cuadro 11 se muestra el comportamiento de la temperatura ambiente y la diferencia existente con respecto de una temperatura de confort de 25 ºC. Con este indicador se está fuera de confort durante todo el verano. Con referencia a los 25 ºC, se observa cómo por las condiciones climáticas naturales, se requiere que baje la temperatura interna aproximadamente de 8.4 ºC en mayo y octubre, 15 ºC en junio y septiembre y 17.8 ºC en agosto.

TEMPERATURA AMBIENTE, CONFORT TÉRMICO Y SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL NATURAL O MECÁNICO

En el cuadro 12 se presentan los resultados del análisis de los datos de temperatura ambiente y humedad relativa (mayo a octubre del año 2000) en el diagrama bioclimático de Givoni.

En general, se observa (véase figura 10) que, dadas las condiciones del verano en Mexicali (mayo-octubre), con respecto de las condiciones críticas (temperatura promedio máxima), sólo 4% del período se está en confort; en 5% se requiere de ventilación natural, en 16% de los días se requiere enfriamiento evaporativo, en 11% se requiere de alta masa térmica y en 36% de alta masa térmica junto con ventilación nocturna y, considerando que estas condiciones no se presentan en la vivienda de la región, tanto este 36% como 27% requieren de un sistema de aire acondicionado.

Esto significa que si la vivienda estuviera construida con alta masa térmica y se contara con ventilación nocturna, se puede asumir que habría menos requerimientos de aire acondicionado en la vivienda de Mexicali.

CONTEXTO SOCIAL Y ECONÓMICO EN MEXICALI, SU RELACIÓN CON EL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

La población del municipio de Mexicali era en 1990 de 601 938 habitantes, con 31 515 viviendas y una densidad de 4.58 personas por vivienda. Para 1995, era de 696 034 habitantes. En el cuadro 13 se presenta un concentrado de las relaciones existentes entre el crecimiento de la población, viviendas, consumos y usuarios residenciales.

Con base en lo anterior se observa una mayor tasa de crecimiento del consumo eléctrico en relación con las otras variables.

De acuerdo con estudios realizados el nivel de ingresos de la población era de 21% con 3.5-5 veces salario mínimo, 18.4% con 2-3.5 vsm, 16.5% con 5-7.5 vsm, 14% menos de 2 vsm, 9% de 7.5 a 10 y el resto con más de 10 vsm. En los tres primeros mencionados se encuentra 56% de la población económicamente activa de Mexicali.

Mientras mayores son los ingresos el impacto del consumo eléctrico en la economía familiar es menor y viceversa, el promedio es de 12%. (Sández, 1996).

El nivel de ingresos influye en los consumos eléctricos. El 90 % de los usuarios que tienen ingresos de menos 1 vsm, cuando más su rango de consumo es de 501-1 000 kWh. Sin embargo, en los niveles de ingreso de hasta 5 vsm más de 80 % de los mismos, llega a niveles de consumo eléctrico de 1 001-1 500 kWh en un mes de verano.

Para disminuir consumos eléctricos, es factible, entre otros aspectos, adquirir equipos de aire acondicionado de alta eficiencia.

LA VIVIENDA Y LOS EQUIPOS ELECTRODOMÉSTICOS

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA VIVIENDA EN MEXICALI

Según estudios realizados sobre la vivienda representativa de Mexicali, se encontró que 33.8% está construida con techos de madera y muros de ladrillo; 28.2% con concreto y bloque de concreto; 17.4% con madera y adobe; 11.3% con concreto y ladrillo y 9.3% con madera y bloque de concreto. Los dos primeros constituyen 62% de la vivienda representativa, con consumos eléctricos promedio en agosto de 719 kWh en las viviendas construidas con muros de ladrillo y techos de madera; y de 840 kWh en las de muros de bloque de concreto y losas de concreto (Romero, 1994).

En términos generales, las características de la vivienda son:

a) Predominio del uso de la madera y el concreto en techos.b) Predominio del bloque de concreto y el ladrillo en muros.c) Escasa presencia de aislamiento térmico en techos y muros.d) Techos de dos aguas con orientación este-oeste.e) Viviendas con fachadas principales al norte o al sur, en tanto que la mayor área de exposición está al oeste y este (véase cuadro 14).

Es importante aclarar que en una investigación sobre los niveles de bienestar de la población (XV Ayuntamiento Mexicali, IIS/UABC, 1998), en lo que respecta a vivienda y a los materiales de construcción, coincide con la tendencia mencionada anteriormente, con excepción de los últimos años, ya que han surgido otros sistemas constructivos.

En general, la vivienda es de tipo unifamiliar y predomina la construcción de un nivel. Hay vivienda de tipo residencial, medio, popular y precario, en función de sus condiciones físicas.

La vivienda de tipo residencial se caracteriza por tener mayores superficies de construcción y lote, espacios de vegetación y corresponde a los niveles económicos de mayores ingresos (véase figura 11).

Las viviendas media y popular, que incluye a la de interés social, tienen menores superficies de construcción y lote. Éstas se caracterizan por la utilización de losas de concreto o casetones en los techos, muros de bloque de concreto, superficies de construcción de 40 a 60 m^2, lotes con dimensiones cada vez menores y pueden estar en uno o dos niveles. Corresponden a viviendas construidas en serie, ya sea por el sector público o la iniciativa privada (véanse figuras 12 y 13).

Dentro de la vivienda popular se encuentra la de autoconstrucción, con techos dos aguas, que está construida con muros de ladrillo, techos de madera con ático, pórtico, presencia de vegetación importante. Por lo general, son viviendas propias y los habitantes tienen más de 15 años viviendo en ellas; están construidas con techos de madera, muros de ladrillo y vegetación con grandes árboles (véase figura 14).

La vivienda precaria se caracteriza por la utilización de materiales como cartón o lámina o adobe parado, tamaño reducido de la vivienda, escasez de árboles y pueden contar un ventilador para el verano (véase figura 15).

Según un estudio realizado en la localidad (Romero y Chan, 1995), sobre la utilización de estrategias de adecuación ambiental por parte de la población o de estrategias empíricas, se encontró que 49% de los usuarios utilizó alguna estrategia de adecuación y, la que predominó fue el aislamiento de techos y en menor proporción la plantación de árboles (véase figura 16), el uso de colores claros y la construcción de un espacio sombreado o pórtico (véase figura 17). Mientras que 51% restante no realizó acciones de adecuación por: a) falta de recursos económicos; b) no sabía qué realizarle a la vivienda o porque su casa ya estaba adecuada al medio, que fueron los menos casos.

La vivienda en el municipio de Mexicali presenta una problemática térmica ambiental diferente en la zona rural (valle de Mexicali) y en la urbana. En el primer caso la vivienda presenta mayor grado de adecuación ambiental por el uso del ladrillo y la madera como sistema constructivo y por el manejo de la vegetación que crea un microclima que favorece mejores condiciones térmicas.

Sin embargo, la vivienda de la zona urbana de Mexicali, con respecto al grado de adecuación ambiental, se observa que la mayor parte presenta problemas de adecuación ambiental, principalmente por el uso no adecuado de materiales de construcción que favorecen una mayor ganancia térmica en el interior.

Esto se vuelve problema, ya que por medios mecánicos bajar 1º C de temperatura tiene varias implicaciones, dependiendo del tipo de equipo utilizado y de las condiciones físicas de la vivienda. Cabe señalar que no es lo mismo bajar 5 ºC de temperatura en una vivienda de ladrillo con techo de madera que en una de bloque de cemento y losa de concreto. En el segundo caso, se requiere una mayor cantidad de energía y de capacidad en el equipo de aire acondicionado que en el primero.

Las condiciones constructivas actuales de la vivienda en la zona, aunado al clima, no favorecen mantener una temperatura de confort. Por lo que se requiere de un gasto extra en energía para buscar tener condiciones térmicas confortables en la vivienda.

EQUIPOS DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL MECÁNICO

En relación con el sistema de aire acondicionado, dos terceras partes utilizan enfriadores evaporativos (véase figura 18) y una tercera parte de equipos de aire acondicionado —paquete o ventana— (véase figura 19). De acuerdo con estimaciones realizadas, en el ámbito de todo el sector residencial se observó que en el verano, sobre todo en agosto, era tan significativo el impacto de las viviendas con enfriador evaporativo —por la cantidad de equipos, aunque el consumo por unidad es menor—, como en las que tenían aire acondicionado, que aunque es menor la proporción de equipos, su consumo unitario es mayor (Romero, 1994).

La capacidad de los enfriadores evaporativos fue de 6 000 pies cúbicos y más de 70% fueron adquiridos nuevos y se les da mantenimiento cada año. Con respecto a los equipos de aire acondicionado, más de 80% lo utilizan nueve horas o más durante el verano; 53% fueron adquiridos con no menos de cinco años de uso, 73.1% fue comprado nuevo y 24.2% no; la mayoría de los equipos reciben mantenimiento anual; 22% de las viviendas cuenta con un equipo de ventana (Pérez, 1996).

Como se mencionó anteriormente, en Mexicali predomina el uso de enfriadores evaporativos con respecto de los de refrigeración. Y de entre los equipos de aire acondicionado, predomina el tipo de ventana en relación con el de paquete, atribuible esto al costo de adquisición del equipo. En relación con la capacidad de los equipos de refrigeración, en los de paquete predominan los de 3 a 5 toneladas de refrigeración y entre los equipos de ventana, de 1 a 1.5.

Según estimaciones realizadas (Pérez, 1996), se encontró una relación de eficiencia energética estacional (REEE) de 7.5 kBTU/kWh; sin embargo, en las unidades reemplazadas en el Programa ASI, la media REEE fue de 5.62 (Ramos, 2001). En ambos casos, las eficiencias de los equipos están por debajo de las normas mexicanas, ya que la REEE mínima deberá ser de 8 a 9 y una eficiencia alta será de alrededor de 13 kBTU/kWh.

En Mexicali se tiene un impacto significativo en el consumo de energía eléctrica, tanto por el uso de los equipos de enfriamiento evaporativo como por los de aire acondicionado.

El uso de equipos de baja eficiencia, el estado físico de la vivienda y la falta de mantenimiento de los equipos, favorecen un mayor consumo eléctrico en la zona. Así como una disminución de la eficiencia de los equipos cuando funcionan a altas temperaturas, situación que se presenta en Mexicali.

OTROS EQUIPOS

Según estudios realizados en Mexicali (Sández, 1996), se puede afirmar que en todas las viviendas hay por lo menos un refrigerador, televisor y radio. Los refrigeradores en promedio, tienen una capacidad 18 pies cúbicos, son del tipo refrigerador /congelador dúplex, funcionan con refrigerante R12; la duración media es de 14 años y consumo aproximado es de 1 500 kWh anuales (Pérez, 1996).

Con respecto de los equipos electrodomésticos, si no se cuenta con equipo de aire acondicionado, el consumo del refrigerador se vuelve el aparato de mayor consumo de energía en la vivienda de Mexicali.

Las condiciones físicas de los refrigeradores en Mexicali —equipos con varios años de funcionamiento y escaso o nulo mantenimiento— favorecen un mayor consumo de electricidad; sobre todo si está instalado en un espacio con condiciones de temperatura no confortables.

En Mexicali también es significativo el consumo de energía eléctrica del televisor, por la cantidad existente, las horas de uso y que están siempre conectadas.

CAPÍTULO VI. CONSIDERACIONES METODOLÓGICAS

Este capítulo presenta las principales consideraciones metodológicas para abordar el estudio del consumo de energía eléctrica en el sector residencial, bajo una perspectiva integral (técnica, climática y social), con el fin de determinar el comportamiento y la ponderación de las principales variables que influyen en el consumo de energía eléctrica (véase cuadro 16).

Se utilizó el planteamiento deductivo, tanto en la escala espacial como temporal. En la primera se definieron tres niveles de estudio: global (todo el sector residencial); grupo (representativo de condiciones críticas); y casos de estudio específicos. Así mismo, se utilizó la escala temporal anual, mensual o por determinados períodos.

PRIMER NIVEL: SECTOR RESIDENCIAL DE MEXICALI, PERÍODO 1990-2000

En este punto se analizaron los patrones de consumo de energía eléctrica del sector residencial en un período determinado en función de variables estructurales (cantidad de usuarios), climáticas (temperatura) y económicas (precio de la energía: tarifa).

El universo de estudio fue todo el sector residencial de Mexicali. Se consideraron los consumos eléctricos totales y su relación con la cantidad de usuarios, la temperatura promedio y el precio de la energía mensual.

El modelo de consumo de energía en este nivel está definido por las siguientes variables:

Donde:

YN1 = consumo eléctrico anual o mensual (GWh).

x_1 = población (habitantes).

x_2 = usuarios residenciales (personas que habitan una vivienda).

x_3 = temperatura ambiente: promedio anual (ºC).

x_4 = precio promedio por rango de consumo de tarifa residencial ($ por rango de kWh).

Con la técnica de análisis de regresión univariable, se obtuvieron modelos por separado del impacto de cada variable sobre el consumo eléctrico. Se utilizó el comportamiento anual del consumo eléctrico (GWh) y de los usuarios, como un todo; el indicador utilizado fue consumo per cápita (MWh/año) y el consumo per cápita por ºC de temperatura (MWh/año/ºC).

VARIABLES: CONSUMO ANUAL DE ENERGÍA Y CANTIDAD DE USUARIOS

Se realizó un análisis de regresión entre las variables consumo eléctrico anual de todo el sector residencial y total de usuarios por año. Cabe mencionar que la información de consumos eléctricos y usuarios se tomó de los registros mensuales reportados de CFE División Baja California. Inicialmente, el trabajo de recopilación se había realizado a partir de lo publicado en estadísticas del gobierno estatal (Secretaría de Desarrollo), sin embargo, se encontraron errores en la información publicada al respecto, por lo que se retomó la información directa proporcionada por el Departamento de Estadística de CFE.

VARIABLES: CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, CANTIDAD DE USUARIOS Y TEMPERATURA PROMEDIO (NIVEL ANUAL Y MENSUAL)

De acuerdo con estudios realizados (Ranjan, 1999), identificaron comportamientos estacionales del consumo eléctrico según la época del año, sobre todo, marcado por períodos de variaciones significativas de temperatura o el nivel de precipitación.

El análisis de regresión se realizó con base en el comportamiento anual de temperatura media anual y consumo eléctrico per cápita (cociente del consumo anual y cantidad de usuarios). Durante este período se estudiaron cuatro alternativas viables para abordar el comportamiento del consumo eléctrico por mes, sea en períodos de 12 o 6 meses.

Estas alternativas fueron:

a) Considerar el comportamiento de todos los meses del año durante el período de estudio.

b) Sólo los meses de verano (mayo-octubre).

c) Sólo los meses de invierno (noviembre-abril).

d) Período crítico de incremento del consumo mínimo al máximo (marzo-agosto).

Además se estableció la interrelación entre el consumo eléctrico y la temperatura, en términos del incremento de GWh o kWh por incremento de ºC de temperatura ambiente.

SEGUNDO NIVEL: GRUPO DE ESTUDIO DEL SECTOR RESIDENCIAL

GENERALIDADES

El modelo de consumo de energía en este nivel está definido por las siguientes variables:

Donde:

YN2 = consumo eléctrico mensual (kWh).

VIV = vivienda (tamaño –número de habitaciones, sistema constructivo).

HAB = habitantes (cantidad, edad, horas de estancia en el hogar, actividades).

EAA = equipo de acondicionamiento ambiental (tipo, cantidad, capacidad y horas de uso).

ACT = Actividades de la familia en la vivienda.

OEQ = otros equipos que consumen electricidad (cantidad y horas de uso al mes).

NIF = nivel de ingreso familiar.

En este nivel el indicador es el consumo eléctrico mensual (kWh) por vivienda o usuario residencial, obtenido del recibo de facturación eléctrica, y se relaciona con las características físicas de la vivienda, con el comportamiento del usuario, con las características del equipo que consume electricidad, sobre todo el utilizado para acondicionamiento ambiental con el fin de identificar cómo inciden estos factores en el consumo eléctrico.

El estudio se aplicó a una cantidad determinada de viviendas; la selección se obtuvo a partir de una muestra representativa de la investigación base: Impacto del consumo de energía eléctrica sobre la economía familiar en Mexicali, B.C., ICEEFM95 (Instituto de Investigaciones Sociales, UABC, 1996).

Bajo tres criterios de inclusión, la muestra quedó constituida por 80 casos, de los cuales se hizo una descripción de las características físicas de la vivienda, cantidad de habitantes y sus actividades, equipo de aire acondicionado y su relación con el consumo eléctrico. La selección de los casos se realizó a partir de las encuestas que ya existían aplicadas en 1996 en el municipio de Mexicali.

Para efecto de profundizar en los casos seleccionados, con apoyo de CFE, se actualizó el historial de consumos eléctricos mensuales hasta el año 2000. Sin embargo, solamente en 71 casos se pudo obtener la información actualizada, ya que en los otros se tuvo problemas porque no coincidían con la encuesta base, con el número del medidor actual, ni con el nombre o domicilio del usuario.

En este segundo nivel, el trabajo de campo se le denominó Consumo de energía en la vivienda de Mexicali 2000, y consistió en aplicar una nueva encuesta a los usuarios identificados y localizados, de acuerdo con los objetivos de la presente investigación.

El objetivo del trabajo fue determinar en qué medida el consumo de energía eléctrica se debe a las características físicas de la vivienda (superficie y materiales de construcción), al equipo de aire acondicionado (tipo, capacidad, horas de uso, eficiencia), al uso de otros equipos eléctricos y/o al nivel de ingresos de los usuarios.

La hipótesis planteada es que en cuanto a la vivienda, el consumo eléctrico depende directamente del tipo de equipo mecánico de acondicionamiento térmico con que cuenta, del tamaño de la misma y del sistema constructivo, y no tanto de la cantidad de habitantes, sobre todo si se cuenta con equipo de aire acondicionado; y si no se tiene dicho equipo, entonces de acuerdo con nuestro planteamiento el mayor consumo se deberá al uso del refrigerador.

La variable dependiente fue el consumo eléctrico mensual (agosto, kWh) y las independientes fueron superficie de construcción de la vivienda (m^2), material de construcción de muros y techos, aislamiento térmico de techos, equipo de acondicionamiento ambiental, habitantes de la vivienda y nivel de ingreso.

INVESTIGACIÓN BASE: IMPACTO DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA SOBRE LA ECONOMÍA FAMILIAR EN MEXICALI, B.C. ICEEFM95

La investigación base fue la encuesta: Impacto del consumo de energía eléctrica sobre la economía familiar en Mexicali, B.C., ICEEFM95 (Instituto de Investigaciones Sociales, UABC, 1996), ya que era el trabajo regional más reciente que incluía a todo el sector residencial.

Como lo mencionan los autores en dicha investigación, fue un trabajo de una etapa, en la cual el marco muestral fue el archivo maestro de consumidores domésticos proporcionado por CFE; se estratificaron en cinco rangos de consumo (200-500; 501-1 000; 1 001-1 500;1 501-2 000 y más de 2 000 kWh); se tomaron como referencia los consumos del mes de agosto de 1995 y se determinaron, de acuerdo con las cinco agencias de CFE, la cantidad y porcentaje de usuarios por rangos de consumo y agencia determinada. Con un diseño muestral probabilístico de 1 200 viviendas, repartidas 240 viviendas por estrato de consumo eléctrico, se realizó el trabajo de campo de mayo a julio de 1996 y se obtuvieron 1 065 registros de calidad, los cuales fueron relacionados con el archivo histórico de CFE.

A fin de corroborar la pertinencia de dicha investigación aplicada en 1996 como referencia para la presente investigación —ya que la primera fue representativa de todo el sector residencial de Mexicali— se verificó y se obtuvo que las curvas de consumo eléctrico promedio obtenidas del trabajo de campo mencionado tenía la misma tendencia que la correspondiente a la de todo el sector residencial reportada por CFE (véase figura 20).

Por lo que se procedió a identificar las encuestas originales existentes en el Instituto de Investigaciones Sociales UABC. Se retomó información de dicha encuesta y se procedió a actualizar la información, pero ya de acuerdo con los objetivos de la presente investigación.

CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN LA VIVIENDA DE MEXICALI, 2000 (CEEVM)

Para fines de la presente encuesta, se diseñó una submuestra a partir de la investigación ICEEFM95, se tomaron en cuenta la mayor parte de las características predominantes en viviendas y usuarios de Mexicali, y con base en los registros de consumo, proporcionados (CFE, 1996 o 2000), se hizo una agrupación de usuarios por rangos en el mes de agosto: de 0 a 500; 501-1 000; 1 001-1 500; 1 501-2 000 y 2 001-3 000 kWh.

Para el diseño de la submuestra mencionada, se utilizaron los siguientes criterios de inclusión:

• Rangos de consumo críticos desde la perspectiva de usuarios afectados y/o consumos generados. En los 300-1 200 kWh está 44% del consumo y 56% de los usuarios y de los 1 200-2 500 kWh está 40% del consumo generado por 23% de los usuarios. Además, específicamente entre los rangos de 300-700 kWh, se tiene la mayor cantidad de usuarios afectados, en tanto que de 1 500-2 000 se tiene el mayor volumen de consumo eléctrico en el verano. Lo anterior se obtuvo a partir de los ábacos de consumo de CFE División Baja California, con base en el de 1995. Cabe aclarar que se reviraron los ábacos de 1997,1998 y 1999 y las tendencias por rangos de consumo se mantenían aproximadamente constantes (ver en ábacos de consumo).

• Familias de 4 a 5 miembros, ya que 60% de los hogares en Mexicali están constituidos por esa cantidad de habitantes (XV Ayuntamiento de Mexicali, 1997).

• Viviendas construidas con los sistemas constructivos predominantes en la región: muros de bloque de cemento y ladrillo, así como techos de madera y concreto, ya que estos representan 70% de la vivienda construida en la zona (Romero, 1994).

• Viviendas de 2 a 3 recámaras, ya que constituyen 60% (XV Ayuntamiento de Mexicali).

• Tenencia propia, incluyendo la que está en proceso de financiamiento, ya que constituye 85% de los usuarios (XV Ayuntamiento de Mexicali).

Como éstas son algunas de las características predominantes, se buscó que los casos seleccionados las tuvieran, para, en lo posible, tener las condiciones representativas de las viviendas de la región. No se incluyó el ingreso familiar como condicionante, ya que el predominante está entre los rangos de 3 a 5 vsm, sino se prefirió que éste fuera un resultado de los casos seleccionados, así como el equipo de acondicionamiento ambiental utilizado.

Con esta información se solicitó al Instituto de Investigaciones Sociales de la UABC que, de la base de datos de su encuesta, seleccionara aquellos casos que reunieran lo mejor posible las características mencionadas, con lo cual se obtuvo una submuestra constituida por 80 casos.

Se solicitó a CFE, el archivo histórico de consumos eléctricos mensuales de los usuarios seleccionados, por lo menos de un año; la información que se proporcionó fue del mes de agosto de 1999 a julio de 2000.

El objetivo de la encuesta: Consumo de energía en la vivienda de Mexicali, 2000, fue profundizar y actualizar la información del usuario, que había proporcionado en 1996. Esta encuesta se estructuró en seis partes, que abarcan las características físicas de la vivienda, la estructura familiar y estilo de vida, el equipo para acondicionamiento ambiental, equipos electrodomésticos, consumos de energía eléctrica y croquis de la vivienda (véase en Anexo).

I. Características físicas de la vivienda: Material en muros y techos de la vivienda, tamaño de la misma (en términos de número de cuartos), si cuenta con aislamiento térmico en techos y muros, y el tipo de ventanas, orientación y tamaño. Esta información se complementó con los croquis de la vivienda del punto VI.

II. Estructura familiar y estilo de vida: Número de habitantes, la edad, el nivel de estudios, su ocupación. Además, sobre el horario en que se encuentran en la vivienda y el tipo de actividades que realizan durante la semana y en fin de semana en la vivienda.

III. Equipo de acondicionamiento ambiental: Tipo de equipo que se utiliza en verano (ventilador, enfriador evaporativo, equipos de aire acondicionado). Sobre los equipos se solicitó la cantidad, capacidad o tonelaje en su caso; el horario de uso, las horas totales de uso, sobre la adquisición del equipo (si era nuevo o usado); la antigüedad que se tiene con el equipo, si le da mantenimiento y a qué temperatura pone el termostato. Además se incluyeron cuatro preguntas sobre su apreciación sobre: a) nivel de confort que percibe en su casa en verano; b) acerca de cómo usa el aparato de aire acondicionado, es decir, si lo deja encendido todo el verano o lo encienda y apaga diariamente; c) sobre las condiciones en que le gusta dormir: que la habitación se sienta muy fría, fría o regular; y d) si utiliza cobijas en el verano al dormir.

IV. Equipos electrodomésticos: Se hizo un levantamiento sobre los otros equipos eléctricos con que se cuenta la vivienda, sus horas de uso y estado de adquisición. Entre ellos el refrigerador, lavadora, plancha, licuadora, microondas, televisión y video, entre otros.

V. Consumos de energía eléctrica: Se actualizan los registros de consumos eléctricos; éstos fueron proporcionados directamente por CFE. En esta parte se incluyó el ingreso mensual familiar y miembros que lo aportan. Así como una estimación del promedio de cuánto paga de luz en verano (en pesos) y, finalmente, se identificó qué porcentaje de su ingreso destina para el pago de la facturación eléctrica.

VI. Croquis de la vivienda: Se hizo un levantamiento general de la volumetría de la vivienda y de su espacio exterior. Además, se preguntó sobre los m^2 de construcción de su vivienda y lote.

Para la aplicación de las encuestas, se utilizó el folio que ya tenían definido en el trabajo anterior. Se actualizó la información proporcionada por los usuarios en 1996, aplicando nuevamente una encuesta, en el verano de 2000, pero ya de acuerdo con los objetivos de la presente investigación (véase Anexo B). Se hizo una prueba piloto y se obtuvieron resultados

En el cuadro 17 se muestran los porcentajes por rangos de consumo eléctrico de las encuestas originales (1996) y de las actualizadas (2000). Se profundizó 54.9% de las encuestas anteriores, ya sea porque ya no vivía la persona ahí, no estaba en el registro de CFE o, porque no se pudo localizar a las personas.

Con base en lo anterior, solamente se estudiaron aquellos rangos en los que la información fuera suficiente, por lo que se descartó el rango de 0-500 y el de más de 2 501, porque era un solo caso.

La información se capturó en la hoja de cálculo en Excel. Se agrupó la información en cuatro formatos: Características físicas de la vivienda, estructura familiar y estilos de vida, equipos de acondicionamiento térmico ambiental y otros equipos que consumen electricidad.

Los resultados de este trabajo de campo se agruparon en rangos de consumo 25-500; 501-1 000; 1 001-1 500; 1 501-2 000; 2 001-3 000 o más kWh con base en el consumo eléctrico del mes de agosto de 1999.

Los resultados se presentan en tablas y gráficas totales y por rangos de consumo de 501-1 000 kWh; 1 001-1 500 kWh y 1 501-2 000 kWh.

TERCER NIVEL: EVALUACIÓN DE COMPORTAMIENTO TÉRMICO Y CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

GENERALIDADES

En este nivel no se busca establecer un modelo de comportamiento del consumo eléctrico, ya que es un estudio de caso. Sin embargo, se destaca la importancia de detectar que existen diferentes comportamientos en un mismo usuario, dependiendo entre otros factores, del día de la semana y de la temperatura ambiente.

Los indicadores son el consumo eléctrico (kWh) nivel mensual, diario y horario. Se aborda la evaluación térmica-energética con apoyo de simuladores de comportamiento térmico y/o monitoreo en sitio del consumo de energía eléctrica de un caso extremo de altos consumos de energía eléctrica.

Se aborda el análisis del consumo de energía en una vivienda de altos consumos eléctricos durante el verano, se estudió el historial de consumo eléctrico desde 1996 a 2000. La vivienda de estudio (caso Baikal) tiene una superficie de 175 m^2, en dos niveles (véase Anexo C). Está construida con muros de bloque de concreto y losa de concreto. La vivienda está habitada por tres personas adultas.

Vivienda con servicio trifásico, medidor Westinghouse modelo D5S7, tipo S 5771, número 4444KW; la instalación eléctrica tiene aproximadamente 10 años. La vivienda cuenta con dos equipos de aire acondicionado tipo paquete, de cinco toneladas cada uno, refrigerador grande, boiler eléctrico, tres televisores y 23 lámparas fluorescentes, lavadora y equipo electrodoméstico, entre otros.

MONITOREO DE CONSUMO DE ENERGÍA EN SITIO

Para el monitoreo, Comisión Federal de Electricidad División Baja California instaló un equipo de medición de pulso KL2W (tipo socket, 300-200 amperes, multifunción electrónica y memoria masiva). Se registraron los parámetros de kWh, demanda máxima, fecha y hora; kWh total, demanda máxima total, fecha, hora; y, kva total reactivos, fecha y hora.

El período de medición fue del 6 de julio al 8 de septiembre de 1999, con una frecuencia de cinco minutos. La información se tomó directamente del equipo de medición de pulso con el software EMF Plus, se retomó la información de demanda máxima (kW) y consumo de energía (kWh) de acuerdo con la frecuencia mencionada.

Se procesó la información de los consumos de energía y se obtuvieron valores en promedios por hora, ejemplo: para las 9 horas, se promediaron los 12 registros de las 8:05 a las 9 horas. Después de verificar, se obtuvieron los registros completos de las 24 horas de 21 días de julio (7- 27 de julio) y del mes de agosto, los 31 días (véase Anexo C).

Los registros de temperatura ambiente fueron tomados de la Estación Meteorológica de la UABC, y no se monitoreó en sitio el consumo por equipos específicos, ni la temperatura interna.

Con el promedio obtenido se obtuvo el comportamiento horario promedio de julio y agosto de 1999 monitoreado en sitio; se comparó con lo reportado por CFE en el recibo de facturación eléctrica. Se obtuvo además el consumo promedio diario y promedio mensual. Se graficó el comportamiento diario del período de estudio y se identificaron los patrones de comportamiento o de uso de la energía en la vivienda.

CAPÍTULO VII. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Este capítulo presenta los resultados obtenidos en los tres niveles de estudio del consumo de energía eléctrica del sector residencial. Expone los modelos de consumo de energía con variables de distinta naturaleza, la interrelación del consumo con algunas características específicas de la vivienda, del equipo utilizado y el usuario, y los resultados obtenidos del monitoreo de consumo de energía en sitio.

PRIMER NIVEL: SECTOR RESIDENCIAL

CONSUMO ANUAL DE ENERGÍA ELÉCTRICA

En el cuadro 18 se observa el comportamiento anual de consumo eléctrico, usuarios, consumo per cápita y temperatura promedio anual de Mexicali, B.C.

Con base en el cuadro 18, y a partir de los registros anuales, se hizo el análisis de regresión, considerando como variable independiente la cantidad de usuarios y su relación con la variable dependiente consumo eléctrico (véase cuadro 19), así como temperatura y consumo eléctrico (véase cuadro 20).

De acuerdo con lo anterior, se observa que el consumo anual de energía eléctrica en Mexicali puede explicarse en más de 95% por la cantidad de usuarios y por la temperatura anual alrededor de 40%. Esto se explica porque los indicadores mencionados están a nivel anual.

Además, con base en el cuadro 18, y partir de los registros anuales, se hizo el análisis de regresión, considerando como variable independiente temperatura media anual y su relación con la variable dependiente consumo eléctrico per cápita (cociente del consumo anual y cantidad de usuarios). En el cuadro 21 se presentan los modelos obtenidos.

En el cuadro anterior se observa que el consumo anual de energía eléctrica no puede explicarse solamente por el criterio de la temperatura promedio anual. El considerar el consumo total y la temperatura, independientemente de la cantidad de usuarios, aumenta la R^2; sin embargo, sus valores continúan siendo bajos (0.4050 a 0.4649).

Incremento de consumo eléctrico por incremento de grado de temperatura ambiente

A fin de buscar establecer un indicador adecuado entre la temperatura y el consumo de energía eléctrica, se estudió a un nivel de mayor especificidad, considerando el comportamiento mensual tanto del consumo eléctrico (en su connotación de consumo per cápita) como de la temperatura media mensual. Se tomó como referencia el mes de agosto como crítico del período del verano (véase cuadro 22).

Durante el período de estudio el consumo per cápita promedio fue de 800 kWh/usuario, esto significa que en agosto por cada grado centígrado de temperatura se espera un consumo de alrededor de 20 kWh por este mes.

CONSUMO ANUAL DE ENERGÍA ELÉCTRICA E IMPLICACIONES SOCIOECONÓMICAS

En el cuadro 23 se presenta el incremento anual de consumos eléctricos y usuarios y su relación con la temperatura, tarifas y programas de ahorro de energía.

Con base en el cuadro 23 se observa que entre 1991-1992 y 1995-1996 los consumos eléctricos aumentaron notablemente, 14.20 MWh/año y 12.51 MWh/año respectivamente, aunque la cantidad de usuarios no aumentó en la misma proporción. En 1997, aunque aumentaron el consumo y los usuarios, el primero aumentó en menor proporción por usuario residencial: 3.81 MWh/año, sin embargo, se pueden observar ahorros de energía en 1993 y en 1998, cuando a pesar de que la cantidad de usuarios aumenta, el consumo disminuye. Además de que, a más alta temperatura ambiente los consumos eléctricos son mayores, así como los consumos per cápita o por usuario residencial.

El comportamiento del consumo eléctrico 1995-1996, considera dos factores importantes: La entrada en vigencia de la tarifa 1E y el impacto de las temperaturas extremadamente altas 43.5 ºC (promedio máxima en agosto).

MODELOS DE CONSUMO MENSUAL Y POR PERÍODOS DE VERANO E INVIERNO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

El comportamiento mensual de la temperatura ambiente y el consumo eléctrico durante el período de estudio muestra una relación directa entre la temperatura y el consumo de energía, comportamiento cíclico cada año y con la misma tendencia: puntos máximos en los meses de verano, con un desfase entre los picos de temperatura y consumo eléctrico.

Las diferencias que existen entre las variables mencionadas, manifiestan que en ambas, en los meses de verano, son más altas que las correspondientes a los meses de invierno (véase figura 21).

Con los registros de consumo eléctrico y temperatura promedio mensual de la figura 21, se hizo el análisis de regresión y se obtuvieron los siguientes resultados:

Con base en lo anterior muestra que:

- El modelo tipo polinomial de segundo grado es el que más explica el consumo.

- Por mes, el criterio solamente de consumo y usuario no es suficiente para explicar el fenómeno, es más conveniente incluir a la temperatura ambiente.

- Que los consumos y usuarios explican mejor el fenómeno en el invierno que en el verano, pero no lo suficiente.

- Que el período crítico de estudio es cuando el consumo oscila entre su valor mínimo y máximo y va en incremento.

Además se analizó por separado cada año, en términos de período de verano, invierno y crítico y en general coinciden los comportamientos, por lo que se presenta solamente el comportamiento de un año cualquiera del período 1993.

La figura 22 muestra el comportamiento del consumo per cápita en función de la temperatura, durante los meses de marzo a agosto; es decir, en el período en que la temperatura va en incremeno de su valor mínimo al máximo. Cuya ecuación fue y = 0.0128e0.1199x y una R^2=0.954.

La figura 23 muestra el comportamiento del consumo per cápita en función de la temperatura durante los meses del verano (mayo a octubre). La ecuación fue tipo polinomial de segundo grado y = 0.11x^2 - 0.6162x + 9.0901. Sin embargo, la R^2=0.3908.

En la figura 24 el modelo es de tipo polinomial de segundo grado y la R^2 = 0.78.

DISCUSIÓN PRIMER NIVEL

El consumo eléctrico anual lo explica mejor la cantidad de usuarios que el criterio de la temperatura, a través de

En el consumo mensual, sin embargo, la situación es inversa, el consumo eléctrico es explicado mejor por la variable temperatura promedio mensual que por la cantidad de usuarios.

Por año y con base en el comportamiento mensual, el consumo eléctrico está en función de la temperatura, solamente para los meses de marzo a agosto.

Además, para una misma temperatura, el consumo es diferente si es antes de que empiece el verano o después, será mayor el consumo eléctrico en los meses después del valor máximo de temperatura. Para una misma temperatura hay dos valores esperados de consumos eléctricos, dependiendo de la época del año.

SEGUNDO NIVEL: GRUPO DE ESTUDIO DEL SECTOR RESIDENCIAL

MUESTRA DE ESTUDIO DEL SECTOR RESIDENCIAL

Con base en la muestra obtenida y la aplicación de la encuesta Consumo de energía eléctrica en la vivienda de Mexicali, B.C., 2000, se determinaron las principales características físicas de las viviendas, de los equipos, usuarios e historial de consumo eléctrico.

De la muestra de referencia (obtenida de la información de 1996), con respecto de las características físicas de la vivienda, se observó que 57% de las viviendas tiene techo de madera, 40% de concreto y 3% otro material. En relación con los muros, 47% es de bloque de cemento, 21% de ladrillo, 15% de madera, 7% de adobe y 10% otro material.

En general, en cuanto a sistema constructivo, predomina con 37% el sistema de losa de concreto con muros de bloque de cemento; 19% de techos de madera y muros de ladrillo; 19% con techos de madera y muros de bloque de cemento; 15% toda construida con madera, 10% con madera y otro tipo de material de muro.

Con respecto del equipo de acondicionamiento térmico ambiental, se concluyó que 48% tenía equipo de aire acondicionado (43% de ventana y 5% de paquete), 44% tenía enfriador evaporativo, 7% utilizaba los dos sistemas mencionados anteriormente y 1% usaba ventilador.

Comportamiento del consumo eléctrico anual resultante de la muestra de estudio

Se establecieron grupos de rangos de consumo 25 - 500; 501 - 1 000; 1 001 - 1 500; 1 501 - 2 000; 2 001 - 3 000 o más kWh con base en el consumo eléctrico del mes de agosto de 1999. En la figura 25 se muestra el historial de consumo eléctrico (agosto 1999-julio 2000), de los usuarios seleccionados.

Con base en figura 25 se observa que:

- En el rango 25-500 kWh, se presenta un comportamiento uniforme durante todo el año, ya que entre el consumo máximo y mínimo hay poca diferencia.

- En el rango de 501-1 000 kWh, se empieza a marcar la diferencia entre el consumo promedio de agosto, con respecto a marzo; en cambio el consumo de los meses de invierno es uniforme.

- En el rango de 1 001-1 500 kWh, se observa mayor diferencia entre el consumo de verano e invierno.

- En el rango de 1501-2 000 y 2 001-3 000 hay una marcada diferencia entre el consumo máximo y mínimo.

En general se observa que, independientemente del rango de consumo, los consumos de invierno (diciembre-marzo) son uniformes; mientras mayor sea el rango de consumo, mayor será el consumo uniforme del invierno.

El impacto del clima se empieza a notar de los 501-1 000 kWh; sin embargo, se marca notoriamente en los consumos de arriba de los 1 500 kWh. Esto demuestra que el consumo eléctrico presenta un comportamiento estacional sólo en ciertos rangos de consumo, ya que debajo de los 500 kWh de consumo, no se nota el impacto del clima.

RESULTADOS GLOBALES DE RANGOS DE CONSUMO ELÉCTRICO

Los resultados de la encuesta Consumo de energía eléctrica en la ciudad de Mexicali, 2000, se agruparon de acuerdo con los rangos de consumo eléctrico de agosto 1999; se establecieron los siguientes grupos: de 501-1 000 kWh o primer grupo, de 1 001-1 500 kWh o segundo grupo, de 1 501-2 000 kWh o tercer grupo.

Los resultados se presentan en forma global (de los tres rangos mencionados) y por cada rango de consumo, en función de las características físicas de la vivienda, la estructura familiar y estilo de vida, los equipos de acondicionamiento térmico ambiental y los otros equipos que consumen electricidad.

A) Características físicas de la vivienda (véase figura 26)

a) El tamaño de la vivienda: 34.3% de dos habitaciones; 34.3% de cuatro; 20% de tres; y 11.4% de cinco habitaciones.

b) El material de muros: 62.9% fue de bloque de cemento; 28.6% de ladrillo; y 8.5% de madera y adobe.

c) El aislamiento térmico de muros: 82.9% no tiene; 11.4% sí; y 5.7% lo tiene en parte de los muros.

d) El material de techo: 48.6% está construido con madera (37.1% tiene ático de madera no ventilado y 11.4% de madera sobre barrotes); 48.6% fue de losa de concreto; y 2.8% de otro material.

e) El aislamiento térmico de los techos: 68.6% cuenta con aislante térmico (65.7% en forma total y 2.9% parcial); y que 31.4% no lo tiene.

f) El número de ventanas: 33.4% tiene cuatro ventanas en su vivienda; 20% tiene tres; 17.1% tiene cinco; 14.3% tiene dos ventanas; 11.4% tiene seis y; 2.9% solamente una ventana.

B) Con respecto a la estructura familiar y estilo de vida

a) Número de habitantes por vivienda: 31.4% está habitada por cuatro personas; 28.6% por 5, 20% por tres; 11.3% por seis; 2.9% por 2; 2.9% por siete; y 2.9% por más de diez personas. La media es de 4.54 personas por vivienda.

b) Tipo de tenencia de la vivienda: 77.1% tiene vivienda propia; 17.1% la está pagando; y 5.7% está rentando la vivienda.

C) Equipos de acondicionamiento térmico ambiental

a) De los equipos de acondicionamiento térmico ambiental: 68.6% corresponde a equipos de aire acondicionado; el 20% tiene tanto enfriador evaporativo como aire acondicionado (predominantemente de ventana); y 11.4% tiene enfriador evaporativo (véase figura 27);

D) Con respecto a los otros equipos que consumen electricidad

El cuadro 25 presenta la saturación de equipos y las horas de uso, en función de lo reportado por los usuarios.

RESULTADOS POR RANGOS DE CONSUMO ELÉCTRICO

A) CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LA VIVIENDA

a) Número de habitaciones de la vivienda (véase figura 28-A)

En la figura siguiente se observa que en el rango 0-500 kWh, 40% de las viviendas tienen dos habitaciones; 40% tiene tres; 10% tiene cuatro; y 10% restante cinco habitaciones; mientras que en el rango 1 001-1 500 kWh, 46.2% tiene cuatro; y 38.5%, tres. En el grupo 1 501-2 000 kWh, 41.7% tiene cuatro; y 25% cuenta con tres habitaciones.

b) Material en muros (véase figura 28-C)

En el rango 0-500 kWh 45.5% de viviendas están construidas con bloque de cemento; 27.3% de ladrillo y el resto de madera y adobe. Mientras que en los 1 001-1 500 kWh, 53.5% fue de bloque de cemento; 26.3% de ladrillo; 13.3% de madera y 6.6% de adobe. En el rango de 1 501-2 000 kWh 76.9% era vivienda de bloque de cemento y 23.1% de ladrillo.

Se observa el incremento en la participación del bloque de cemento como material de construcción a medida que aumenta el rango de consumo eléctrico. Y una proporción similar del uso del ladrillo en cualquier de los niveles de consumo estudiados.

c) Aislamiento térmico en muros (véase figura 28-C)

Se observa en el rango 0-500 kWh, 90% de viviendas sin aislamiento térmico en muros y 10% con aislamiento en algunos de sus muros. En el grupo 1 001-1 500 kWh 84.6% no tiene aislante, 7.7% lo tiene parcial y solamente 7.7% tiene aislante térmico en sus muros. En el grupo 1 501-2 000 kWh, 83.3% no lo tiene y 16.7% sí.

La mayor parte de la vivienda de estudio muestra la falta de aislamiento térmico en muros.

d) Materiales en cubiertas (véase figura 28-D)

En el rango 501-1 000 kWh, 50% de las viviendas construidas son de cubiertas de concreto, 40% con madera (con sistema constructivo de tijerales de madera con ático no ventilado) y 10% con otro sistema. En los 1 001-1 500 kWh, en 50% predomina la losa de concreto, 35.7% es de madera (similar al anterior) y 14.3% tiene cubierta de madera, pero sin el uso de tijerales. En el rango 1 501-2 000 kWh, 50% tiene losa de concreto, 33.3 % madera (tijerales con ático no ventilado) y 16.7% de madera sin tijerales. En general se tiene una proporción similar en el uso del concreto y de la madera como material para la construcción de techos; sólo en el uso de la madera se observa un sistema constructivo diferente con el mismo material.

e) Aislamiento térmico en cubiertas, independientemente del material de la cubierta (véase figura 28-E)

En rango 501-1 000 kWh predominan las viviendas con techos aislados parcialmente (40%)y con aislamiento (60%). Mientras que en el grupo 1 001-1 500 kWh predominan las viviendas con aislamiento térmico (69.23%), con aislamiento térmico parcial (23.07%) y sin aislamiento térmico (7.63%). En el grupo 1 501-2 000 kWh, con aislamiento térmico (83.33%) y parcial (16.66%).

Se observa una alta proporción de vivienda con aislamiento térmico del techo. Es mayor la proporción de vivienda con aislamiento, a medida que aumenta el rango de consumo. Solamente aparecen viviendas sin aislamiento térmico en el rango intermedio.

f) Orientación de las ventanas (véase figura 28-F)

Las viviendas con ventanas hacia el norte y sur predominan en los grupos uno y dos. Mientras que en el grupo tres predominan las ventanas orientadas hacia el norte y oeste.

g) Número de ventanas de la vivienda (véase figura 28-G)

En el primer y segundo grupo predominan las viviendas con tres y cuatro ventanas y en el tercer grupo las de cinco y seis ventanas.

B) ESTRUCTURA FAMILIAR Y ESTILO DE VIDA

a) Número de habitantes por vivienda

El primer grupo o rango 500-1 001 kWh predominan con 30% las viviendas con cuatro habitantes y con otro 30% las de cinco, mientras que en el grupo segundo predominan con 38.5% las de tres personas y le siguen con 30.8% las de cuatro, en tanto que en el grupo tercero, 41.7% corresponde a cinco habitantes, 33.3%, 16.7% a seis personas y 8.3% a viviendas habitadas con tres personas.

En general, se observa que las viviendas con cuatro habitantes son constantes en todos los rangos de consumo. En el primer grupo se tiene un promedio de cinco habitantes por vivienda, en el segundo de 4.08 y en el tercero de 4.67. Lo anterior muestra que en los rangos de consumo más bajos, existe un promedio de más habitantes por vivienda.

b) Nivel de ingreso familiar mensual

En general se observa que los ingresos de las personas van aumentando desde el primero hasta el tercer grupo.

c) Actividades de las personas

Las actividades, dentro y fuera de la vivienda, no mostraron uniformidad en el comportamiento de los horarios de las familias. Entre las respuestas más comunes en cuanto a las actividades durante la semana fueron: “hago el quehacer de la casa o cocino, limpio y lavo” y “veo televisión”. En las actividades fuera del hogar: “voy a trabajar”, “ir de compras” y “ir a la escuela”. En las actividades del fin de semana dentro del hogar, reportaron “limpiar la casa a fondo”, “lavar la ropa”, “descansar”; y de las actividades fuera del hogar fueron “ir a comer”, “de compras” y “visitar familiares”.

d) Propiedad de la vivienda

Predominan usuarios con vivienda propia y la proporción de éstos va en aumento según el rango de consumo. Además, en los dos primeros grupos se presentan los mayores porcentajes de vivienda que se está pagando. Solamente en los grupos 1 y 3 se presentan vivienda en renta.

C) EQUIPOS DE ACONDICIONAMIENTO AMBIENTAL MECÁNICO

a) Equipos de acondicionamiento ambiental: enfriadores evaporativos y equipos de aire acondicionado (véase figura 30-A)

A medida que aumenta el rango de consumo, se observa el aumento de la proporción en el uso de aire acondicionado de 50 a 75%. Situación inversa se presenta con el uso de enfriadores evaporativos.

b) Enfriadores evaporativos

Capacidad de los enfriadores evaporativos: en el primer grupo, se utilizan de mediana capacidad, se disminuye el uso de enfriadores grandes y, en el tercer grupo o rango de consumo, desaparece el uso de este aparato (véase figura 30-B).

Antigüedad de los enfriadores evaporativos: en general, se observa que en los rangos 501-1 000 kWh y de 1 001-1 500 kWh se tienen equipos de reciente adquisición, mientras que en el rango 1 501-2 000 se tiene una antigüedad promedio de 4 a 8 años (véase figura 30-C).

Adquisición de los enfriadores evaporativos: la figura muestra que en todos los grupos se adquirieron en su mayoría evaporativos nuevos (véase figura 30-D).

D) EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO

Capacidad de los equipos de aire acondicionado: la figura muestra el crecimiento del uso de los equipos de aire acondicionado de un y dos toneladas, a medida que aumenta el rango de consumo. Por otro lado, predominan los equipos de hasta un tonelada en el rango de 501-1 000 kWh. Es importante destacar que en los otros rangos de consumo se utilizan en mínima proporción los equipos centrales o de paquete, con capacidad de tres toneladas (véase figura 30-E).

Antigüedad de los equipos de aire acondicionado: En el rango de 1 001-1 500 kWh, predominan los equipos adquiridos recientemente, aunque fueron adquiridos usados. En el primer grupo se tiene el mayor número de equipos adquiridos recientemente, y en el rango 1 501-2 000 kWh se observa un comportamiento más uniforme en la adquisición de los equipos (véase figura 30-F).

Adquisición de los equipos de aire acondicionado: Se observa que en el primer grupo existe el mayor porcentaje de equipos adquiridos nuevos, le sigue el grupo tres y, por último, el dos (véase figura 30-G).

Horas de uso de aparatos de enfriamiento mecánico (véase figura 30-H)

El primer grupo presenta 54.54% en los equipos que están encendidos entre 15 y 20 horas diariamente, 36.36% en los equipos que están encendidos de 20 a 24 horas diarias, y 9.09% restante a los equipos que están encendidos hasta 15 horas.

En el segundo grupo el porcentaje mayor (38.46%) le corresponde a los equipos que están encendidos de 15 a 20 horas diarias, y otro porcentaje igual a los equipos encendidos de 20 a 24 horas diarias.

En el tercer grupo los equipos con el porcentaje de 41.66% son aquellos que están encendidos de 20 a 24 horas diarias; 33.33% para los equipos que están encendidos de 15 a 20 horas y 25% para los equipos que están hasta 15 horas encendidos.

E) ESTILO DE VIDA RELACIONADO CON EL CONFORT TÉRMICO AMBIENTAL DE LOS USUARIOS (VÉASE FIGURA 31-A)

¿Cómo se pasa el verano en casa?

En general, dentro de los tres grupos, la mayoría de las personas pasan un verano confortable dentro de sus viviendas, a excepción del segundo grupo, ya que es en éste donde se presenta el mayor número de personas que pasan el verano poco o nada confortables dentro de sus viviendas.

¿Cómo se usan los aparatos de enfriamiento en verano?

En general las personas encienden y apagan diariamente sus aparatos de enfriamiento mecánico, y sólo un pequeño porcentaje dentro de los tres grupos lo mantiene en funcionamiento continuo.

¿Cómo duerme en el verano? (véase figura 31-B)

Se observó un comportamiento más o menos regular en los porcentajes de los tres grupos, a excepción del primero en donde se observa un pequeño porcentaje de personas que les gusta dormir a una temperatura muy fría.

Uso de cobijas al dormir durante el verano (véase figura 31-C)

En el primer grupo no predomina el uso de cobijas durante el verano, dadas las condiciones de temperatura de su vivienda. Sin embargo, en los otros niveles sí, ya que la temperatura del espacio es más baja y se siente frío durante la noche.

F) APARATOS ELECTRODOMÉSTICOS

(Nota: el orden en que se mencionan fue de acuerdo con su porcentaje de saturación en el grupo de estudio)

a) Refrigerador (véase figura 32-A)

Con respecto al tamaño del refrigerador: se observa que, en el rango 0-500 kWh, 50% de las viviendas cuentan con un refrigerador de tamaño mediano; 40%, grande y 10%, chico. En el de 1 001-1 500 kWh, 61.5% tiene refrigerador mediano; 30.8%, grande y 7.7%, chico. En el grupo 1 501-2 000 kWh, 50% es grande, 33.3% mediano y 16.7% chico.

Años de uso: en el rango 0-500 kWh, 50% de los refrigeradores tienen de 3 a 5 años de uso; 40%, de 1 a 2 años y 10%, de 6 a 9 años. En el grupo 1 001-1 500 kWh, 38.5% tiene de 6 a 9 años; 30.8%, de 3 a 5 años; 15.4% de 1 a 2 años y 15.4% los de más de 10 años. En el grupo 1 501-2 000 kWh, 33.3% tiene más de 10 años; 25% tiene de 1 a 2 años; 25% de 6 a 9 años y 16.7%, refrigeradores de 3 a 5 años.

Adquisición: en el rango 0-500 kWh 50% fueron adquiridos nuevos y 50% restante usados. En los 1 001-1 500 kWh, 76.9% nuevos y 23.1% usados. Mientras que el rango 1 501-2 000 kWh, 83.3% nuevos y 16.7% usados.

Mantenimiento: se observa que en los 0-500 kWh en 90% de las viviendas no se le da mantenimiento al refrigerador y sólo 10% restante sí lo hace. En el rango 1 001-1 500 kWh, 92.3% no da mantenimiento y solamente 7.7% le da mantenimiento. En el grupo de los 1 501-2 000 kWh 100% no le da mantenimiento al refrigerador.

En general en todos las viviendas por lo menos hay un refrigerador; predominan los de tamaño mediano en los grupos uno y dos y los grandes en el grupo tres.

La antigüedad del refrigerador aumenta con el grupo de consumo, de tal manera que en el último grupo están los más antiguos. Aumenta la adquisición de equipo nuevo y disminuye la adquisición de refrigeradores usados con el aumento del rango de consumo, es decir, en menores rangos de consumo predominan los usados y en los mayores, los nuevos. En la mayor parte de las viviendas no se le da mantenimiento al refrigerador.

Con respecto a la cantidad de veces que se abre el refrigerador durante el día, en el rango 501-1 000 kWh, 60% admite abrir el refrigerador muchas veces; 30% pocas veces y 10% sólo al cocinar. En el rango de 1 001-1 500 kWh, 38.5% lo abren sólo al cocinar, 38.5% lo abre pocas veces y 23% muchas veces. En el rango de 1 501-2 000, el 58% lo abre pocas veces, 33.3% muchas veces y 8.7% sólo al cocinar.

En general, se observa que en el primer grupo, los usuarios abren con más frecuencia el refrigerador y, en el tercer grupo, pocas veces. Sin embargo, se debe señalar que, al cocinar, más de 80% abre pocas veces el refrigerador.

b) Televisor (véase figura 32-B)

En el rango 501-1 000 kWh 90% tiene televisor (80% lo adquirió nuevo y 10% usado) y 10% restante no lo tiene. El segundo grupo o rango 1 001-1 500 kWh, 100% tiene televisor (de los cuales 69.2% fue adquirido nuevo y 30.8% usados). En el rango 1 501-2 000 kWh, 91.7% tiene televisor (83.3% nuevo y 8.3% usado) y 8.3% restante no tiene.

En general se observa que en casi todos los hogares se tiene un televisor y éste fue adquirido nuevo.

c) Plancha (véase figura 32-C)

En el rango 501-1 000 kWh, 100% de los hogares tiene plancha, del cual, 90% se adquirió nueva y 10% restante usada, con un promedio de uso de 0.72 horas a la semana. En el rango 1 001-1 500 kWh, 84.6% tiene plancha que fue adquirida nueva, 7.7% usada y 7.7% no tiene. En el rango 1 501-2 000 kWh, 100% de los hogares tiene plancha, del cual 83.3% se adquirió nueva y 6.7% usada.

d) Lavadora (véase figura 32-D)

En el rango 501-1 000 kWh, 50% de las viviendas tiene una lavadora que fue adquirida nueva, 30% usada y 20% no tiene. En el rango1 001-1 500 kWh, 53.9% tiene lavadora que fue adquirida ya usada, y 46.1%, nueva. En el rango 1 501-2 000 kWh, 75% corresponde a lavadora usada y 25%, nueva. En general, 94.3 tiene lavadora y el resto no la tiene. Entre los que tienen, 54.3% adquirió lavadora usada y 40% nueva. Solamente en el primer grupo se observan usuarios que no tienen lavadora. En el segundo grupo más de la mitad adquirió su lavadora usada y en el tercer grupo, también predomina la adquisición de lavadoras usadas.

e) Licuadora

En el rango 501-1 000 kWh, 80% de los hogares se adquirió una licuadora nueva, 10% ya usada y 10% no tiene. El segundo grupo tiene 92.3% de licuadoras nuevas, y 7.7% restante no tiene. En el tercer grupo 100% de los hogares cuenta con una licuadora nueva. En general, en casi todos los hogares se tiene una licuadora y en su mayoría fue adquirida nueva.

f) Horno de microondas

En el rango 501-1 000 kWh, 40% de los usuarios no tiene horno de microondas y 60% restante sí; de los cuales 30% lo adquirió nuevo y el otro 30% usado. En el rango de 1 001-1 500 kWh, 69.2% sí tiene (53.8% fue adquirido nuevo y 15.4% usado) y 30.8% no tiene. En el rango de 1 501-2 000 kWh, el 66.7% sí tiene horno de microondas (50% lo adquirió nuevo y 16.7% usado) y 33.3% no tiene. Sólo en el primer grupo se observa la misma proporción de hornos nuevos y usados. En los otros rangos de consumo, predominan los hornos nuevos.

g) Videocasetera

En el primer grupo 70% tiene videocasetera (60% la adquirió nueva y 10% usada) y 30% no tiene. En el rango 1 001-1 500 kWh, 53.9% sí tiene (38.5% fue adquirida nueva y 15.4% usada) y 46.2% no tiene. En el rango 1 501-2 000 kWh, 100% tiene video (66.7% fue adquirida nueva y 33.3% usada). En general se observa que la mayoría cuenta con videocasetera nueva.

h) Radiograbadora

En el rango 501-1 000 kWh, 50% no tiene radiograbadora y 50% sí tiene (40% fue adquirida nueva y 10% usada). En el segundo rango 53.8% no tiene y 46.2% tiene grabadora y fue adquirida nueva. En el rango 1 501-2 000 kWh, 16.7% no tiene y 83.3% cuentan radio grabadora adquirida nueva. En más de la mitad de los hogares hay radiograbadoras.

i) Tostador de pan

En el primer grupo, 50% no cuenta con un tostador de pan y 50% restante sí tiene; de estos últimos, 30% lo adquirió nuevo y 20% usado. El segundo grupo presenta 69.2% que no lo tiene y 30.8% que sí; de entre los cuales, 23.1% lo compró nuevo y 7.7% usado. En el tercer grupo 58.3% sí tiene y 41.7% restante no tiene un tostador de pan. En general se observa que en todos los hogares hay un tostador de pan. En los dos primeros grupos se utilizan usados y en el tercer grupo, nuevos. La menor proporción de uso del tostador se presenta en el primer grupo.

j) Estéreo

En el primer grupo, 70% no tiene estéreo y 30% sí (20 % fue adquirido nuevo y 10% usado). El segundo, 53.8%, no tiene y 46.2% tiene estéreo y éste fue adquirido nuevo. En el tercer, 58.3% no cuentan con un estéreo y 41.7 sí tiene (33.3% fue adquirido nuevo y 8.3% usado). Menos de la mitad de las personas cuentan con un estéreo, el cual fue adquirido nuevo.

k) Cafetera

En el rango 501-1 000 kWh, 60% no cuenta con cafetera eléctrica y 40% sí y ésta fue adquirida nueva. El rango de 1 001-1 500 kWh, 84.6% no la tiene y 15.4% sí tiene y fue adquirida nueva. En el tercer grupo o rango de 1 501-2 000 kWh 75% no tiene y 25% sí tiene, y ésta fue adquirida nueva.

En general, las cafeteras no tienen mucho uso y los mayores porcentajes se observan en el primer grupo. Las cafeteras fueron adquiridas nuevas.

l) Extractor de cocina

En el primer grupo 100% no tiene extractor en su cocina. En el segundo, 76.9% no tiene y 23.1% sí tiene y fue adquirido nuevo. En el tercer grupo, 75% no tiene y 25% restante sí tiene y lo adquirió nuevo. En general, el resultado muestra escasa existencia de extractores de cocina en los hogares y, entre los que sí cuentan con él, lo adquirieron nuevo. Sin embargo, se considera que posiblemente no haya sido entendida la pregunta por los usuarios encuestados por el tipo de respuesta que se obtuvo, ya que la pregunta se refiere a la “campana de cocina”.

m) Aspiradora

En el rango 501-1 000 kWh, 90% de los hogares no tienen aspiradora y 10% cuenta con una y fue adquirida nueva. En el grupo de 1 001-1 500 kWh 92.3% no tienen aspiradora y 7.7 sí y ésta fue adquirida nueva. En el rango 1 501-2 000 kWh 66.7% no tiene aspiradora y 33.3% sí tiene, del cual, la mitad la adquirieron nueva y la otra mitad usada. En general, el uso de la aspiradora no es común en los hogares, por lo que sólo pequeños porcentajes de cada grupo cuentan con una, destaca el tercer grupo, el cual cuenta con aspiradoras.

n) Enfriador de agua

En el primer grupo o rango de consumo, 90% no cuenta con un enfriador de agua y 10% sí, y éste fue adquirido usado. En el segundo, 76.9% no tiene y 23.1% sí tiene (15.4% usado y 7.7% nuevo). En el tercer grupo no se tiene un enfriador de agua. En general, se observa que los enfriadores de agua eléctricos casi no se usan y entre los que sí, son usados.

o) Secadora de ropa

En los rangos 501-1 000 kWh y 1 501-2 000 kWh, 100% no cuenta con una secadora de ropa. Mientras que en el rango de 1 001-1 500 kWh 15.4% cuenta con una secadora, la cual fue adquirida usada y 84.6% no tiene. En el general, la mayor parte no tiene secadora de ropa, y entre los que cuentan con ella la adquirieron usada.

CONCENTRADO DE RESULTADOS POR RANGOS DE CONSUMO

El cuadro 26 presenta el concentrado de las características de la vivienda; en el cuadro 27, la estructura familiar y estilo de vida; en el cuadro 28 los equipos de acondicionamiento ambiental mecánico; y el cuadro 29 los aparatos electrodomésticos.

TERCER NIVEL: EVALUACIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN UN CASO DE ALTO CONSUMO

En esta etapa se toma como referencia una vivienda de consumo eléctrico alto durante el verano.

VIVIENDA DE ALTO CONSUMO ELÉCTRICO

La vivienda de estudio (caso Baikal) tiene una superficie de 175 m^2, con dos niveles (véase Anexo C). Consta en la planta baja de sala, comedor, cocina-comedor, dos recámaras y un baño. En la planta alta se tienen tres recámaras, dos baños y cuarto de lavar. Fachada principal con orientación sur, la presencia de dos ventanales en la planta alta en esa orientación. Tratamiento del jardín sur con árboles grandes (véase figura 33).

Sistema constructivo

La vivienda está construida con cubierta de losa de concreto, con aislamiento de poliestireno 0.0254 m, e impermeabilización con cartón negro y arenado. Muros de bloque de concreto, con aislamiento de poliestireno, recubrimiento con mortero cemento-arena y acabado final rústico, en color naranja.

Equipo de acondicionamiento ambiental electromecánico

Se tienen dos equipos de aire acondicionado, tipo central de cinco toneladas cada uno. Los equipos están distribuidos uno para cada nivel y cuentan con un sistema de ductería. El equipo que alimenta a la planta baja está encendido durante el día, y el equipo para la planta alta está encendido durante la noche. Se tiene el apoyo de varios ventiladores de pedestal y de techo, se cuenta con una puerta en la escalera que separa el área a refrigerar de cada equipo. Uno de los equipos tenía 4 años de uso y el otro es nuevo.

Otros equipos eléctricos

Se cuenta con refrigerador, cafetera, horno de microondas, campana extractora, licuadora, tostador, abrelatas, 3 televisores, 2 video caseteras, plancha, aspiradora, máquina de coser, 2 equipos de cómputo, radio grabadoras, extractores en baños, lavadora. El calentador eléctrico se utiliza durante todo el año, este equipo fue adquirido usado.

LOS HABITANTES DE LA VIVIENDA Y SUS HÁBITOS

La familia tiene más de 30 años de vivir en Mexicali, y más de 10 años de residir en esa vivienda. La familia estaba constituida por cinco miembros adultos, actualmente está habitada solamente por tres de ellos. El papá trabaja en el sector público, la mamá está en el hogar durante el día e imparte clases de manualidades en su casa. El otro habitante también pasa todo el día en la vivienda. La familia tiene un nivel de ingreso alto.

En cuanto a algunos de los hábitos que se reflejan en consumo de energía eléctrica: se utiliza el agua caliente durante todo el año, proveniente del calentador eléctrico, se utiliza la lavadora los fines de semana, el televisor suele estar encendido continuamente, la mamá es muy “calurosa” y es la que controla la temperatura del termostato de los equipos.

ESTUDIO HISTÓRICO DEL COMPORTAMIENTO DEL CONSUMO DE ENERGÍA

El comportamiento anual del consumo de energía eléctrica presenta una tendencia de crecimiento, en 1996 con un promedio anual de consumo de 1 790 kWh, al siguiente año se incrementó a 1 975 kWh, con 10% de incremento; sin embargo, de 1997-1998 el incremento fue de 33%.

En relación con el comportamiento mensual, se observa una tendencia constante de noviembre a mayo, sin embargo, en los meses del verano se da un crecimiento significativo, sobre todo en agosto y septiembre; además de un incremento de aproximadamente 100% de mayo a junio, así como entre julio y agosto (véase figura 34).

Con base en 1997, el consumo promedio del verano (mayo-octubre) fue de 3 189.66 kWh y el de invierno fue de 761.16 kWh, lo que representa un incremento de cuatro veces más entre el invierno y verano; la diferencia de 2 428.49, entre ambos se debe al uso del aire acondicionado (véase cuadro 30).

MONITOREO DE CONSUMO DE ENERGÍA EN SITIO

Los resultados obtenidos del monitoreo durante julio y agosto de 1999 corresponden al consumo total del mes, al desglose diario total y al horario por día.

Resultados total diario durante el mes

En las figuras 35 y 36 se muestra el comportamiento total diario del consumo de energía durante julio y agosto (véase en Anexo C los resultados obtenidos).

Con base en lo anterior, se observa:

• En julio, a excepción de dos días (10 y 21) en que el consumo fue de 55 kWh, éste osciló 73 a 109 kWh, con un promedio de 85 kWh, el día 16 de julio el más cercano a la media, así como los días 7, 9, 15, 19 y 20.

• En agosto, a excepción de dos días (11 y 18 agosto) en que el consumo fue menor a 38 kWh; éste osciló de 52 a 113 kWh.

• Se considera que el consumo diario mínimo —sin encender el equipo de aire acondicionado— es de aproximadamente menos de 40 kWh por día.

• El consumo máximo de energía que se presentó el día 19 de agosto, se dio como consecuencia de estar en la semana que registraron las temperaturas más altas del mes; el día 18 se presentó la temperatura máxima, además, que ese día estuvo apagado el equipo de aire acondicionado.

• Por efecto de inercia en la construcción, cuando el aparato de aire acondicionado se apagó durante el día, el consumo bajó, pero la temperatura de la vivienda aumentó y con ello las necesidades de aire acondicionado al siguiente día.

En general, al agrupar los consumos totales diarios se observa que el usuario durante el mes de julio, consumió en una proporción de 38% entre 81 y 90 kWh por día, 24%, de 91-100 kWh y 19% entre 71 y 80 kWh; y durante el mes de agosto en 32.3% de 51-60 kWh, 23% entre 71-80 kWh y 19.4 entre 81-90 kWh (véase cuadro 32).

Resultados del consumo horario promedio mensual (véase Anexo C)

En la figura 36 se observa una tendencia similar entre el comportamiento de julio y agosto, sin embargo, el consumo eléctrico durante el día tiende a ser el doble en agosto. Existe una diferencia de seis veces entre el consumo menor que se presenta de las 23:00 a las 5:00 horas y el mayor, a las 19:00 horas.

a) Por día de la semana

El consumo de energía varía dependiendo del día de la semana (véase cuadro 33) y se observa que los consumos eléctricos aumentan en viernes y sábado, debido a que las personas permanecen más tiempo en la vivienda.

b) Por días tipo de consumo (patrón de uso)

Con base en el comportamiento horario por día (ver Anexo C), en el mes de julio se obtuvieron cuatro curvas de consumo o patrones de comportamiento y en el mes de agosto, 3 (véase cuadro 34)

El comportamiento de los patrones de consumo de energía, se resume en el cuadro 35.

Al analizar los resultados del mes de agosto, se identificaron tres tipos de curvas de comportamiento de consumo eléctrico del usuario de estudio que cubre 70.7% de los días (véanse figuras 38A, 38B y 38C).

Caso especial fue 6.5%, que correspondió al consumo eléctrico diario máximo registrado (19 de agosto), ya que el día anterior el equipo de aire acondicionado estuvo apagado y coincidió con las temperaturas más altas de ese mes (véase figura 37.D).

El 23% restante fueron curvas no uniformes de consumo eléctrico.

c) Resultados consumo horario promedio mensual y temperatura ambiente

En la figura 39 se muestra el comportamiento de la temperatura ambiente y del consumo promedio horario mensual; en ambas gráficas se observan tendencias similares.

Conclusiones parciales

• Es una vivienda con altos consumos eléctricos diarios, debido principalmente al uso del equipo de aire acondicionado (dos equipos de 5 toneladas) y a las dimensiones de la vivienda.

• Se nota una influencia en el consumo eléctrico debido a la temperatura, que hace que los consumos sean mayores en agosto que en julio y que el consumo máximo casi se duplique en agosto con respecto al mes anterior.

• Existe un efecto de inercia térmica que se refleja cuando el aparato de aire acondicionado se apaga durante todo el día, al siguiente día los consumos eléctricos son los más altos del mes.

• El comportamiento del consumo energético es un fenómeno dinámico que se debe estudiar junto con las variaciones de temperatura, considerando las condiciones ambientales de los días anteriores.

• Se tiene mayores consumos los fines de semana que entre semana.

• Es factible identificar días típicos de consumo que, en este caso, fueron tres tipos de comportamiento del consumo y, por lo tanto, del usuario.

CONCLUSIONES

La propuesta de analizar el consumo eléctrico residencial, a través de identificar la interrelación de las variables que lo conforman y de reconocer la distinta naturaleza de las mismas, fue necesaria para tener una visión integral de un fenómeno complejo de estudiar.

Con respecto del objetivo general de la investigación de “determinar el impacto relativo de las principales variables que influyen en los consumos eléctricos del sector residencial”, se logró determinar que dichas variables provenían de aspectos climáticos, técnicos, sociales, culturales y económicos.

Aunque cada aspecto tiene distintas variables, por lo general es una la que predomina; del clima, fue la temperatura; de los aspectos técnicos, fueron el equipo de acondicionamiento ambiental y el tamaño y sistema constructivo de la vivienda; de los aspectos sociales y culturales, fueron los hábitos relacionados con el uso de equipos y de los aspectos económicos, el nivel de ingreso familiar.

Conviene analizar el consumo eléctrico, tanto en su escala espacial (en el ámbito del país, de una región, de un grupo de viviendas y/o casos específicos), como en su escala temporal (anual, mensual, diario y horario); en cualquiera de los ámbitos mencionados, los patrones de uso de la energía son resultado de la doble naturaleza del fenómeno.

Sin embargo, no en todos los ámbitos de estudio mencionados, dado su grado de generalidad o especificidad, es factible detectar el impacto de todas las variables. Así, en una perspectiva global (país o una región), sólo es factible identificar el impacto del clima y la cantidad de usuarios; no así en la escala de grupos o casos, donde sí es factible detectar el impacto de las características físicas de las viviendas, de la cantidad de habitantes por vivienda, de las actividades y hábitos en el hogar y del nivel de ingresos.

En general, cuando el clima tiene un comportamiento extremo (altas o bajas temperaturas) siempre predominará el consumo originado por el equipo de acondicionamiento ambiental.

La importancia de esta investigación radica en que se ha analizado el comportamiento del consumo de energía eléctrica del sector residencial durante la década de 1990 - 2000, ya que otros de los estudios habían analizado hasta 1990 o algún año en particular; en una sola investigación se integra el comportamiento del consumo eléctrico en los ámbitos nacional, regional y local.

En la zona es el primer estudio a lo largo del tiempo 1990-2000, ya que otros estudios han sido puntuales o transversales (1990 y 1995); y no se tenían estudios sobre modelos de consumo de energía para la zona. Con lo que la presente investigación inicia el trabajo de la modelación de consumos eléctricos para zonas áridas.

Dado que varios de los estudios internacionales sobre modelos de consumo de energía los habían realizado con 10 años de información disponible, resulto válido para su aplicación en el ámbito nacional y local. El periodo de estudio de la investigación.

El hecho de que la información estadística de consumos eléctricos en el ámbito nacional estuviera publicada vía internet, facilitó su acceso; así como el apoyo de información estadística obtenida directamente de la CFE.

El estudio de Mexicali resultó muy significativo por el impacto del consumo per cápita, y no por consumos totales, que suele ser el criterio de estudio en México. En todo caso, es tan importante estudiar y atender tanto a unos como a otros.

Como resultado de la presente investigación se concluyó que existen dos visiones para estudiar el consumo eléctrico, y éstas son distintas y opuestas. El estudiar el consumo eléctrico desde la perspectiva de consumo per cápita es necesario cuando el sitio de estudio presenta condiciones climáticas extremas (muy bajas y altas temperaturas, con o sin la presencia de humedad relativa alta), independientemente de la cantidad de usuarios afectados. El criterio del consumo total es válido cuando no hay condicionantes climáticas extremas; es decir, no se pueden manejar criterios iguales cuando los universos son diferentes.

El manejo centralista de las políticas energéticas en el país, no permite el entendimiento de los problemas que presentan los sitios con consumos per cápita altos; ya que representan tres por ciento de los usuarios residenciales.

Con respecto de un modelo general de comportamiento del consumo eléctrico residencial, se logró desarrollar uno de consumo, a partir de la información de 10 años, con las variables cantidad de usuarios, consumo per cápita y temperatura ambiente, y se obtuvieron correlaciones mayores a 0.90. El utilizar análisis de regresión univariable, resultó viable y menos complicado que un análisis multivariable.

La cantidad de usuarios y el consumo per cápita resultaron ser los indicadores de mayor influencia en el consumo y posteriormente la temperatura.

En general, existe relación directa del consumo con la temperatura ambiente, cuando ésta rebasa las condiciones de confort térmico. En los casos en que la temperatura está en los rangos de confort no se manifiesta claramente la asociación entre ambos.

Para el caso de Mexicali, se confirma la relación existente entre el consumo eléctrico y la temperatura ambiente, a mayor temperatura mayor consumo; las curvas tienen un comportamiento senoidal similar.

La curva de temperatura tiene una asociación directa cuando se tiene equipo de aire acondicionado, ya que presenta comportamientos máximos los consumos eléctricos, un mes después de las temperaturas máximas. Sin embargo, cuando se tiene enfriador evaporativo como sistema de acondicionamiento, el consumo eléctrico durante el año se mantiene estable.

El impacto del clima en el consumo se nota sobre todo dependiendo del equipo de acondicionamiento ambiental utilizado.

Con respecto de identificar en qué medida el consumo de energía eléctrica se debe al impacto del clima, de la vivienda, del equipo de acondicionamiento ambiental y otros. Se tiene que el consumo depende:

- Del clima, cuando la temperatura tiene un comportamiento extremo y fuera de rangos de temperatura confortable.

- De las características de la vivienda en la medida que éstas influyen en las condiciones de confort térmico del usuario.

- De las propiedades termofísicas del sistema constructivo de techos y muros y de la superficie expuesta, así como del tamaño de la vivienda.

- De la relación directa del equipo de acondicionamiento ambiental, forma como se use (hábito), de las características del equipo (eficiencia) y de las características físicas de la vivienda.

- Del uso de otros equipos electrodomésticos siempre y cuando no se tengan equipos de aire acondicionado. Sobre todo del consumo del refrigerador o la iluminación, según del contexto climático.

Además, se tienen dos tipos de patrones de uso de la energía eléctrica. El primero es resultante de comportamientos anuales o por períodos, que se puede proyectar en los modelos del nivel 1, los cuales son para hacer predicciones del comportamiento de consumos y demandas eléctricas del sector residencial y desarrollar la planeación fundamentada en el diagnóstico del problema.

El otro, para definir el patrón de uso de la energía eléctrica de los usuarios a partir de encuestas y monitoreo en sitio del consumo eléctrico de la vivienda y asociarlo a las causas que lo originan. En este nivel no es factible establecer modelos generales, sino más bien agrupaciones por comportamientos similares, ya que hay grandes variabilidades dependiendo del día de la semana, la temperatura del día anterior y de dicho día, el almacenamiento de energía de la vivienda, del tamaño de la vivienda y sobre todo del área y volumen refrigerado. Es difícil que por las diferencias entre condiciones de la vivienda, nivel económico del usuario y sus hábitos, surja una única conclusión, por lo que resultó viable retomar el planteamiento mostrado por Ramos en sus investigaciones.

Con respecto de los antecedentes:

Dado que la experiencia internacional está más avanzada que la del país, —por ejemplo alrededor de los setenta ya estaba reglamentada las construcciones para el ahorro y conservación de energía—, aquí todavía no está regulado en un reglamento de construcción, con intención de que sea obligatorio. Hay que aprender de experiencias que funcionaron en otros contextos y adaptarlas a las condiciones del país.

Los estadounidenses han trabajado más en normas de eficiencias de equipos y reglamentos de construcción, y los europeos se han preocupado más por modelar el consumo desde el punto de vista de usuarios y de hábitos.

En México están los trabajos de investigadores del IIE, de la UAM y UNAM que han laborado para marcar una línea investigación energética en el país.

Un estudio de consumo de energía es más que cuantificación de kilowatt horas. Los antecedentes en la región marcan un camino ya avanzado con respecto de otras zonas del país. Por un lado se puede retomar parte de lo que existe y actualizar, ya que estos estudios son cualitativos; faltaría cuantificar el impacto, planes para evaluar el uso de la energía residencial

Es importante atender el problema del consumo de energía eléctrica del sector residencial en los estados del norte del país, sobre todo porque están ubicados en zonas áridas. Ya que 25.7%, que representa actualmente, se va incrementar y repercutir en otras entidades.

Aunque en particular los usuarios de climas cálidos (tarifa 1D y 1E) representan bajos porcentajes de usuarios en el ámbito nacional, sus consumos per cápita están por arriba de cualquier usuario del país. Lo que consume un usuario residencial en tarifa 1 durante un año, se consume en un mes de verano de un usuario de tarifa 1E.

Este trabajo ha estudiado el consumo eléctrico de forma longitudinal en Mexicali, ya que los otros trabajos son estudios transversales, y que no se tienen modelos de consumos eléctricos para las distintas zonas del país.

Se concluye que dada la compleja naturaleza del consumo eléctrico residencial en México, cada cual tiene que asumir su compromiso. Además, es importante que la información estadística se publique y no se oculte, así como reflexionar sobre el papel que juega el consumo eléctrico y usuarios del sector residencial en el ámbito nacional.

Es necesario que el arquitecto tome conciencia en su nivel de incidencia en este problema y asuma su compromiso, como ya se dijo anteriormente. Dentro de este complejo problema, es importante la existencia de una reglamentación térmico-energética en las construcciones, sobre todo si están en un contexto de clima desértico.

El papel que juega el arquitecto en el consumo de energía eléctrica residencial, radica inicialmente en la influencia que se tiene en el diseño de las viviendas que forman el sector residencial. Sin embargo, esta situación trasciende porque un diseño adecuado o inadecuado del objeto arquitectónico aunado a otros factores, influyen en un mayor consumo de energía eléctrica del sector residencial.

RECOMENDACIONES

Continuar el trabajo de modelación de consumo eléctrico en México y desarrollar un trabajo estadístico a mayor profundidad, ya que en el presente sólo se dio el planteamiento general.

Verificar el grado de significancia de los modelos obtenidos, buscar generar modelos multivariables.

Se recomienda realizar estudios a partir de recibos de facturación eléctrica y encuestas en México, en una primera instancia; de evaluación energética, a través del monitoreo en sitios de consumos eléctricos totales y de los principales equipos que consumen electricidad, para casos específicos y con disponibilidad de equipo.

Se recomienda una estrategia interdisciplinaria y de trabajo intenso, para realizar estudios completos e integrales del uso de la energía en el sector residencial.

Se recomienda que se validen la posibilidad real de las evaluaciones del uso de la energía de acuerdo con los protocolos internacionales (ASTM y ASHRAE) que existen o que se proponga de acuerdo con las condiciones del país

Se recomienda que se profundicen las estimaciones globales a partir de datos estadísticos.

Se recomienda fortalecer la investigación en el área de la energía y la edificación, ya que en México son pocos los investigadores que han trabajo en esta área, y para un país de grandes dimensiones y con contextos diferentes.

Se recomienda que por lo menos en todas las ciudades que tengan altos consumos totales o altos consumos per cápita, sean estudiadas a fondo y se cuantifique el comportamiento del consumo eléctrico. Para lo cual hay que partir primero de una caracterización de la vivienda, de los usuarios y sus hábitos y equipos de acondicionamiento ambiental y aparatos electrodomésticos. Se caractericen los aspectos sociales, culturales y económicos, como aspectos técnicos.

Se recomienda que se fortalezcan los estudios en tres ámbitos o escalas de trabajo, que formen parte de un estudio integral para cada ciudad con problemática representativa.

Se recomienda que la información estadística esté disponible y no se oculte. Que si se quiere solucionar o aportar algo en esta problemática, se tiene que ser congruente entre lo que se propone y dice con lo real. Por lo que es importante la educación de los usuarios, pero también es importante cuantificar para entender y planear acertadamente.

Se recomienda que en México, dada la extensión del país y la diversidad de condiciones geográficas, sociales y económicas se impulsen los estudios de casos a nivel de ciudades, a nivel de grupos representativos de regiones al fomentar, impulsar, y promover estudios de usos finales con una perspectiva integradora de aspectos técnicos y sociales, y el estudio en tres ámbitos.

Se recomienda que el trabajo de reglamentación de normas de eficiencia energética tanto para edificios no residenciales y residenciales, se valide con datos de la región y, sobre todo, cuando son para construcciones ubicadas en climas cálidos. Así como que se valide y se determine las implicaciones que se tendrían con la aplicación de las mismas y que se vean las implicaciones no sólo para las construcciones nuevas, sino extendiéndolo para las ya existentes.

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ANEXO A1. ESTADÍSTICAS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS

ANEXO A2. ESTADÍSTICAS DEL CLIMA DE MEXICALI,1990-2000

ANEXO C1. CASO BAIKAL

ANEXO C2. MONITOREO DE CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA CASO BAIKAL

GRÁFICAS DIARIAS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS, CASO BAIKAL, JULIO 1999.

GRÁFICAS DIARIAS DE CONSUMOS ELÉCTRICOS, CASO BAIKAL, AGOSTO 1999.

LEGALES

Romero Moreno, Ramona Alicia

Vivienda y consumo de energía eléctrica en zonas áridas

[recurso electrónico] : el caso de Mexicali / Ramona Alicia

Romero Moreno. -- Mexicali, Baja California : Universidad

Autónoma de Baja California, 2016.

1 recurso en línea. -- (Selección Anual para el Libro Universitario)

ISBN: 978-607-607-364-3

1. Viviendas – Conservación de energía – Mexicali, Baja California --

Historia – Fondos documentales. 2. Consumo de energía eléctrica –

Mexicali, Baja California – Historia -- Fondos documentales. I. Universidad

Autónoma de Baja California. II. t. III. s.

TJ163 .D86 R65 2016

©D.R. 2016 Ramona Alicia Romero Moreno

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