Resumen

Existen muchas formas prácticas y económicas de ahorrar energía en tu granja. Esta publicación aborda los conceptos básicos para identificar problemas de eficiencia energética y te ayuda a desarrollar un plan de ahorro de energía para toda tu operación.

Introducción

La energía más económica para tu granja es aquella que nunca se usa. Los proyectos de bajo costo o sin costo alguno, como la consolidación de operaciones, la creación de horarios operativos eficientes, la instalación de temporizadores y el uso de ventilación pasiva, pueden generar ahorros significativos con el tiempo. Esta publicación puede ayudarte a comprender tu consumo de energía y cómo tus operaciones afectan tu factura de energía. Además, te guía paso a paso a través de una evaluación energética general, de modo que, con esta información, puedas priorizar tus proyectos de eficiencia energética.

Cómo entender tu consumo de energía

Tu factura de energía puede decirte mucho sobre cómo usas la energía, cómo te cobran por ella y en qué aspectos y cuándo debes enfocarte en la eficiencia. La electricidad que usas se mide en kilovatios y kilovatios-hora (kWh), que corresponden a la cantidad de kilovatios utilizados en un período de una hora. Por otro lado, el gas natural que usas se mide normalmente en termias. Una termia equivale a 100 pies cúbicos de gas natural.

La Figura 1 a continuación muestra el consumo de electricidad en una granja ubicada en una zona de clima norteño que utiliza calefacción eléctrica por zócalos para los edificios durante el invierno. La «forma» del consumo de energía (en la Figura 1) muestra un aumento en los meses de invierno, cuando se utiliza más energía para calefacción y las luces permanecen encendidas durante más horas. El consumo constante de 25 kWh indica que 25 kWh es el consumo habitual de la granja o del edificio, independientemente de la época del año.

La Figura 2 a continuación muestra una granja en un clima del sur, con veranos calurosos y necesidades de luz natural e iluminación más constantes. La forma de la factura de energía indica un mayor consumo de energía en el verano, probablemente para refrigeración, ventiladores y procesamiento. Esta granja tiene un consumo de energía constante de alrededor de 30 kWh.

Además de los impuestos y las cuotas, las facturas de energía comercial suelen incluir cargos por consumo y por demanda de electricidad. Las facturas de energía residenciales, por lo general, no incluyen lo que se conoce como «cargo por demanda». El cargo por consumo eléctrico se basa en la cantidad de electricidad utilizada a lo largo del tiempo, con una tarifa fija que se cobra por cada kWh consumido. Por su parte, el cargo por demanda eléctrica se basa en la potencia máxima alcanzada durante el período de facturación, por lo general en un intervalo de 15 o 30 minutos. Para reducir el monto de los cargos por demanda en futuros ciclos de facturación, puedes identificar y reducir tu mayor demanda de energía. Por ejemplo, si por lo general pones en marcha todas tus bombas al mismo tiempo, podrías, en cambio, encenderlas en intervalos de media hora para reducir el cargo por demanda.

La Figura 3 que aparece a continuación muestra el pico de demanda de una semana, indicado por la línea azul punteada. Si tienes dudas sobre los cargos que aparecen en tu factura, puedes comunicarte con uno de los representantes del servicio al cliente de tu empresa de servicios públicos para que te explique la estructura de tarifas.

Figura 1. Factura de energía que muestra un alto consumo de energía en invierno

Figura 2. Factura de energía que muestra un alto consumo de energía en verano

Figura 3. Ejemplo de carga de energía eléctrica; la línea punteada azul muestra la demanda máxima (Fuente: Departamento de Energía de EE. UU., 2024)

Ahorro de energía

Una vez que comprendas tus patrones de consumo de energía
, podrás desarrollar una estrategia para reducir tu consumo de energía. El consumo de energía en una granja típica incluye lo siguiente:

  • Calefacción, ventilación y aire acondicionado
  • Iluminación
  • Motores
  • Bombas
  • Refrigeración
  • Calentamiento de agua
  • Maquinaria
  • Riego
  • Procesamiento
  • Riego de los rebaños

Figura 4. Placa de identificación de un motor de 250 caballos de fuerza.
Foto: NCAT

Después de analizar tus facturas de energía, inicia una evaluación energética de tu operación elaborando una lista de los equipos que consumen energía. Puedes enfocar esta lista por edificio(es) o proceso(s) individuales, o bien considerar toda la granja en su conjunto. Si tus edificios o procesos cuentan con medidores distintos, intenta elaborar una lista del consumo de energía para cada medidor, de modo que puedas ver el efecto de los proyectos de ahorro de energía en la factura correspondiente a medida que los vayas completando.

A medida que elabores la lista, cuantifica el consumo de energía de cada equipo para priorizar los proyectos de ahorro energético. Puedes encontrar esta información sobre bombas, motores, equipos de calefacción y la mayoría de la maquinaria consultando la placa de identificación, como se muestra en la Figura 4, que presenta un motor que consume 250 caballos de fuerza con una eficiencia del 95 %.

Para convertir caballos de fuerza a kilovatios, usa esta ecuación:

(Potencia del motor en caballos de fuerza) * (0,746 kWh/hp)/
(Eficiencia del motor) = Kilovatios consumidos por el motor

A modo de ejemplo, para el motor que se ve en la fotografía de arriba, el consumo de energía se calcula de la siguiente manera:

(250 HP) (0,746 kW/HP)/0,95 = 196,3 kilovatios

Para calcular el costo de la energía del motor, multiplica su consumo de energía por las horas de uso y luego multiplica ese número por el costo de la energía por kilovatio-hora (kWh). Por ejemplo, si utilizas el motor de la foto durante 3,000 horas en un año y el costo de la energía es de $0.08/kWh, el costo será de:

200,24 kW × 3.000 horas × 0,08 $/kWh = 48.057,60 $

Una vez que hayas elaborado una lista del consumo de energía en tu granja, podrás crear un plan para que las operaciones y los equipos sean más eficientes.

Oportunidades de eficiencia

Existen muchas oportunidades de bajo costo o sin costo alguno para lograr la eficiencia energética, que por lo general implican proyectos de “hágalo usted mismo” y organización. Una vez que hayas elaborado un inventario y comprendas el consumo de energía y los cargos que aparecen en tu factura de servicios públicos, podrás analizar la distribución de tu granja y tus operaciones.

Si hay espacios desocupados que se están calentando, tal vez con un calentador de taller o uno de la sala de ordeño, retira el calentador o configúralo con un temporizador para que solo se utilice cuando sea necesario. Del mismo modo, busque formas de agrupar las actividades que requieren calefacción, refrigeración e iluminación con aquellas que no las necesitan, para que pueda reducir o eliminar el uso de calefacción, refrigeración e iluminación siempre que sea posible. Al agrupar sus actividades, elabore un horario de funcionamiento para poder limitar el consumo de energía mediante temporizadores o un horario de operación.

Figura 5. Un temporizador sencillo para enchufes.

Los termostatos y temporizadores programables pueden ahorrar cantidades significativas de energía. Los temporizadores pueden ser del tipo sencillo que se enchufa (como se muestra en la Figura 5); pueden controlarse con sensores computarizados, como los dispositivos electrónicos “inteligentes”; o pueden controlarse mediante sensores que detectan movimiento o sonido. También pueden controlarse mediante un sistema de software de gestión de energía. Por ejemplo, si usas calentadores de bloque de motor para tractores u otros vehículos, puedes instalar un temporizador que encienda el calentador una o dos horas antes de que sea necesario, en lugar de dejarlo encendido durante 10 o 12 horas durante la noche, lo que podría ahorrarte alrededor de 80 dólares al año. Para reducir el consumo de energía en la iluminación, instala sensores en el espacio, en las luces individuales o como parte de un sistema de control electrónico.

Al consolidar tus operaciones y tu horario de trabajo, ten en cuenta cualquier efecto que esto pueda tener en los cargos por demanda y, luego, ajusta tus operaciones para reducir los cargos por demanda máxima. Programar de manera escalonada el momento de encender motores, bombas y equipos que consumen mucha energía puede reducir la demanda máxima. Programar las operaciones que consumen más energía en diferentes momentos también puede reducir los cargos por demanda máxima.

Una vez que hayas consolidado las operaciones, establecido un horario de funcionamiento, instalado temporizadores y eliminado o reducido el consumo de energía en las áreas correspondientes, es momento de buscar proyectos de ahorro de energía que puedas hacer tú mismo. Primero, recorra el perímetro de cada edificio, tanto por dentro como por fuera, y busque fugas de aire en el techo, las paredes, las ventanas y las puertas. Reemplace las puertas, ventanas y techos ineficientes según lo permita su presupuesto. Reemplace el sellador desgastado o faltante y los burletes defectuosos en ventanas y puertas, y luego instale cortinas en las ventanas para conservar la energía de calefacción y refrigeración. Preste atención a las áreas donde las instalaciones eléctricas y de plomería ingresan al edificio y utilice espuma aislante en aerosol para controlar las fugas de aire.

Oportunidades de eficiencia energética sin costo o de bajo costo

  • Elabora un inventario de equipos.
  • Comprender el consumo de energía y las tarifas.
  • Busca agrupar las operaciones que requieran calefacción, refrigeración o iluminación.
  • Instala temporizadores y controles en los sistemas de calefacción e iluminación.
  • Busca proyectos de ahorro de energía que puedas hacer tú mismo: fugas de aire y circulación, aislamiento, ajustes a la caldera

Figura 6. Fugas de aire bien selladas alrededor de las tuberías.
Foto: NCAT

La mayoría de los edificios antiguos tienen ventanas de un solo panel. Estas son las menos eficientes, ya que solo cuentan con una barrera térmica. Las ventanas de doble y triple panel son mucho más eficientes que las de un solo panel, ya que contienen gases, como el argón, entre los paneles para reducir el flujo térmico a través de la ventana. ENERGY STAR certifica las ventanas de bajo consumo energético, y la etiqueta de ENERGY STAR aparecerá claramente en el producto si está certificado.

Una vez que hayas sellado las fugas y reforzado la envolvente exterior de tu edificio, puedes dedicarte a aislar las paredes exteriores. Al elegir el aislamiento, opta por un tipo con un alto valor R. El valor R representa la resistencia de un material al flujo de calor. Un valor R más alto significa que el aislamiento es más eficiente.
Las fugas de aire en un sistema de calefacción, ventilación o refrigeración pueden provocar facturas de energía más altas. Las fugas de aire suelen provenir de sistemas de ventiladores desequilibrados, en los que los ventiladores de una parte del edificio expulsan aire a un ritmo diferente al que los ventiladores introducen aire al edificio.

Al buscar fuentes de ineficiencia, revisa las placas de identificación de tus ventiladores para ver si los tamaños de la entrada y la salida son iguales. Si no lo son, reemplaza los ventiladores por otros de alta eficiencia del mismo tamaño para equilibrar la entrada y la salida, con un intercambio de aire óptimo de 1 volumen de aire por minuto. Un profesional de sistemas de climatización puede ayudarte con este proyecto. El mantenimiento regular de los ventiladores también puede contribuir a la eficiencia y al equilibrio del flujo de aire.

Además de los ventiladores, revisa si hay rejillas de aire exterior y compuertas que estén rotas, obstruidas o desalineadas. Puedes instalar rejillas automáticas en los conductos de ventilación, persianas y compuertas para que entre el aire fresco de la noche a tu edificio durante los calurosos meses de verano. Además, la ventilación natural en los túneles altos y los invernaderos puede reducir la necesidad de utilizar ventiladores.

Tu granja también podría contar con unidades de tratamiento de aire, las cuales proporcionan circulación de aire, filtración, calefacción, enfriamiento y control de humedad. Para asegurarte de que tu sistema de tratamiento de aire funcione de manera eficiente, cambia los filtros cada tres meses, aísla y sella los conductos, instala termostatos programables y temporizadores, y aísla las tuberías expuestas.

Puedes trabajar con un profesional certificado en sistemas de climatización (HVAC) para asegurarte de que el sistema tenga el tamaño adecuado para tu edificio, optimizar los controles de ventilación y realizar ajustes y mantenimiento del equipo. Los técnicos de HVAC también pueden ayudarte con los ajustes del calentador de agua o de la caldera. Durante el ajuste de la caldera, revisa los puntos de ajuste de temperatura del agua en tu caldera o calentador de agua. Si están demasiado altos, ajústalos como corresponda. Puedes revisar el punto de ajuste de tu caldera sin necesidad de una puesta a punto, pero las revisiones periódicas garantizan que la caldera funcione de manera adecuada y eficiente.

Las directrices de ENERGY STAR sirven para evaluar la eficiencia relativa de equipos de climatización, como calderas, ventiladores y aires acondicionados, así como de muchos otros aparatos. Los equipos de alta eficiencia obtienen la certificación ENERGY STAR. Los productos certificados y sus fabricantes figuran en el sitio web de ENERGY STAR.

Motores y bombas

Las bombas, los motores, los ventiladores y los aireadores pueden consumir mucha electricidad. Al modernizar y mantener estos equipos, ahorras energía y dinero, al tiempo que operas un sistema eficiente.

También puedes instalar bombas y motores de alta eficiencia, o rebobinar y reacondicionar motores y bombas más antiguos si los motores de eficiencia superior resultan demasiado caros. El ejemplo anterior mostraba que el funcionamiento de un motor con una eficiencia del 95 % costaría 48 057 dólares al año. En cambio, esto es lo que costaría un motor con una eficiencia del 80 %:

(255 HP) (0,746 kW/HP)/0,80 = 237,79 kilovatios
237,79 kW × 3.000 horas × 0,08 $/kWh = 57.069 $

Eso representa una diferencia de 9,012 dólares al año.

Los motores de conmutación electrónica, también conocidos como ECM, son más eficientes porque cuentan con controles electrónicos y consumen menos energía para hacer funcionar el motor. En aplicaciones de aire acondicionado o refrigeración, los ECM que impulsan los ventiladores generan menos calor, lo que permite ahorrar energía adicional en la refrigeración.

Si la carga de un motor, una bomba o un ventilador es variable, también puedes instalar un variador de frecuencia (VFD) para ahorrar energía. Un VFD es un dispositivo electrónico que controla la velocidad de rotación de un motor de corriente alterna al regular la frecuencia de la energía eléctrica que se le suministra al motor. Un VFD puede ahorrar hasta un 75 % del consumo de energía, dependiendo de la variación de la carga. Es importante tener en cuenta que, si su bomba, ventilador o motor funciona de manera continua con la misma carga, un VFD no ahorrará energía.

Figura 7. Bombilla de 400 vatios.

Iluminación

La iluminación es una de las formas más sencillas y económicas de ahorrar energía. Más allá de buscar el ahorro energético, es importante considerar si estás satisfecho con tus niveles actuales de iluminación y si un nuevo dispositivo podría resolver tus inquietudes.

Primero, determina qué tipo de luces tienes y cuánta energía consumen. Para calcular el consumo de energía de tus luces, primero determina los vatios necesarios para alimentar el dispositivo. Puedes encontrar esta información en la propia bombilla, como se muestra en la Figura 7, o en el empaque de la bombilla. Luego, determina el tiempo, en horas, que el dispositivo permanece encendido al año, para así calcular los kilovatios-hora anuales. Si tu lámpara tiene un balasto, no olvides sumar la potencia que consume el balasto.

Para determinar la potencia luminosa de tu bombilla, consulta el empaque o el sitio web del fabricante para conocer los lúmenes que produce esa bombilla en particular. Los lúmenes son una medida de la cantidad de luz que produce una bombilla. Puedes calcular la eficacia luminosa dividiendo los vatios por los lúmenes. La eficacia luminosa es importante en iluminación porque indica cuántos lúmenes produce una bombilla por cada vatio que consume. Cuanto mayor sea la eficacia luminosa, más eficiente será la bombilla.

Para ahorrar energía, elige una bombilla o un lámpara nueva con un vataje menor que el de tu bombilla o lámpara actual. Al cambiar a LED, por lo general puedes reducir el vataje entre un 25 % y un 50 % sin perder los niveles de iluminación actuales. Si necesitas más luz en un área, debes reemplazar la bombilla actual por una que produzca más lúmenes. Aún así, puedes reducir el consumo de energía y los costos al mismo tiempo que aumentas los lúmenes, si eliges una bombilla con mayor eficiencia. También es buena idea limpiar adecuadamente la lámpara que aloja la bombilla.

Figura 8. Etiqueta de una bombilla LED en la que se indican los lúmenes, la temperatura de color, la eficacia y la certificación. Foto: NCAT

Asegúrate de prestar atención a la temperatura de color y al índice de reproducción cromática al elegir tu próxima lámpara. Estos aspectos pueden marcar una gran diferencia en cuanto a comodidad y calidad de la luz. El índice de reproducción cromática, también conocido como CRI, mide la precisión con la que la luz reproduce el color de los objetos que ilumina. La escala va de 0 a 100, siendo 100 el valor más alto. El CRI de una bombilla suele aparecer en la etiqueta de la caja o en la ficha técnica del fabricante. La mayoría de las luces LED tienen valores altos de CRI.

La temperatura de color de una bombilla se expresa en grados Kelvin. Las lámparas LED y fluorescentes están disponibles en una amplia gama de temperaturas de color. La temperatura de color preferida puede ser una cuestión de gusto personal, pero la mayoría de las aplicaciones residenciales se acercan al valor de 2,700 grados. Las aplicaciones industriales y al aire libre oscilan entre los 4,000 y los 5,000 grados.

La figura 8 muestra una etiqueta típica de una bombilla LED. La etiqueta indica los lúmenes que producirá la bombilla, los vatios que consume, la eficacia, el índice de reproducción cromática y la temperatura de color. Como se ha explicado, la potencia de la bombilla indica el consumo de energía de la misma, y la eficacia indica cuántos lúmenes por vatio produce. Esto resulta especialmente útil al comparar bombillas. Cuanto mayor sea la eficiencia, más eficiente energéticamente será la bombilla. Antes de cambiar la iluminación de un área completa, prueba una bombilla o un grupo de ellas para asegurarte de que te gusta la temperatura de color. El Design Lights Consortium puede ayudarte a determinar si un producto de iluminación está certificado, brindarte datos sobre la calidad y ofrecerte una gran cantidad de recursos sobre iluminación eficaz y eficiente en energía.

Figura 9. Modernización del sistema de iluminación con lámparas LED que ofrecen una mejor reproducción cromática, eficacia y eficiencia. Fotos: NCAT

La figura 9 presenta una comparación lado a lado de una modernización del sistema de iluminación, en la que se sustituyeron las luminarias de sodio de alta presión por LED. En esta modernización, los LED consumen la mitad de energía y tienen un CRI de 95. La temperatura de color era de 3,000 K antes de la modernización y de 4,000 K después.

Resumen

El ahorro de energía comienza por comprender tu consumo de energía, cómo se te cobra por ella y cómo tus operaciones afectan tu factura de energía. Una vez que hayas analizado tus facturas de energía, elaborado una lista de los equipos que consumen energía, consolidado las operaciones y los horarios, e instalado temporizadores, podrás enfocarte en sellar las fugas y asegurar el flujo de aire en tus edificios. Una vez que esté listo para analizar los equipos de su operación, priorice los pasos que deberá seguir para maximizar la eficiencia energética identificando los equipos o actividades que consumen más energía, la facilidad de cada proyecto, el costo de cada proyecto y el impacto en sus operaciones. Existen muchas formas sencillas de ahorrar energía en calefacción, ventilación, refrigeración, bombas, motores e iluminación, incluyendo el mantenimiento y el equilibrio de sus sistemas, así como asegurarse de que los equipos tengan el tamaño y el punto de ajuste adecuados para sus operaciones. Ten en cuenta que hay profesionales certificados que pueden ayudarte con los sistemas de climatización (HVAC), la iluminación, las bombas y los motores, y que pueden apoyarte en la instalación de equipos de reemplazo de alta eficiencia cuando llegue el momento de cambiar los equipos. Organizaciones y agencias como Energy Star, Design Lights Consortium y el Departamento de Energía ofrecen guías útiles sobre la certificación, la eficiencia y la eficacia de los equipos.

Recursos adicionales

Consorcio de Iluminación de Diseño

Entre los recursos se incluyen listas de productos calificados (QPL) de DLC con función de búsqueda, que ayudan a los usuarios a encontrar iluminación LED verificada y de alto rendimiento, LED para horticultura y sistemas de control que ahorran energía.

Introducción a la eficiencia y la conservación energéticas en la granja – Energía en la granja

La página «Eficiencia» del Servicio de Extensión Energética Agrícola cuenta con enlaces a información y listas de verificación sobre cómo ahorrar energía en diversas áreas de las operaciones agrícolas, entre ellas: edificios agrícolas, motores, calentamiento de agua, refrigeración, invernaderos, ganado, riego, equipo y secado de granos.

ENERGY STAR®

Una lista de productos certificados que ayudarán a optimizar la eficiencia energética, entre los que se incluyen electrodomésticos, aparatos electrónicos, productos para la construcción y equipos.

Iniciativa de Energía en las Explotaciones Agrícolas, Servicio de Conservación de Recursos Naturales del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA)

Este programa puede ayudar a los agricultores a realizar una auditoría energética en su granja y a implementar mejoras voluntarias de eficiencia energética.

Eficiencia energética práctica en granjas
Por Stacie Peterson, directora del Programa de Energía del NCAT
Publicado en mayo de 2025
© NCAT
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Esta publicación ha sido elaborada por el NCAT a través del programa de Agricultura Sostenible de ATTRA, en el marco de un acuerdo de cooperación con el Departamento de Desarrollo Rural del USDA.