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Congreso Congreso RRSSectorialectorial
EnergEnergííaa
Edificios InteligentesEdificios Inteligentes
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Responsabilidad social (Wikipedia)
Se llama responsabilidad social a:- la carga, compromiso u obligación- miembros de una sociedad (Individuos o grupo)- tienen entre sí Y para la sociedad en su conjunto.
“La responsabilidad social es la teoría ética o ideológica que:- Una entidad
- gobierno, corporación, organización o individuo
- Responsabilidad hacia la sociedad:- Negativa: actitud de “abstención”- Positiva: actitud proactiva
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Carnot cycle; Carnot efficiency;Carnot theorem; Carnot heat engine
Known for
Siméon Denis PoissonAndré-Marie AmpèreFrançois Arago
Academicadvisors
École PolytechniqueÉcole Royale du GénieSorbonneCollège de France
Alma mater
French armyInstitutions
Physicist and engineerFields
24 August, 1832 (age 36)Paris, France
Died
1 June 1796Palais du Petit-Luxembourg, Paris,France
Born
Nicolas Léonard Sadi Carnot(1796-1832) in the traditional
uniform of a student of the ÉcolePolytechnique.
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Stages of the Carnot CycleThe Carnot cycle when acting as a heat engine consists of the following steps:1.Reversible isothermal expansion of the gas at the "hot" temperature, TH (isothermal heat addition or absorption). During this step (1 to 2 on Figure 1, A to B in Figure 2) the expanding gas makes the piston work on the surroundings. The gas expansion is propelled by absorption of quantity Q1 of heat from the high temperature reservoir.2.Isentropic (reversible adiabatic ) expansion of the gas (isentropic work output). For this step (2 to 3 on Figure 1, B to C in Figure 2) the piston and cylinder are assumed to be thermally insulated, thus they neither gain nor lose heat. The gas continues to expand, working on the surroundings. The gas expansion causes it to cool to the "cold" temperature, TC.3.Reversible isothermal compression of the gas at t he "cold" temperature, TC. (isothermal heat rejection) (3 to 4 on Figure 1, C to D on Figure 2) Now the surroundings do work on the gas, causing quantity Q2 of heat to flow out of the gas to the low temperature reservoir.4.Isentropic compression of the gas (isentropic wor k input). (4 to 1 on Figure 1, D to A on Figure 2) Once again the piston and cylinder are assumed to be thermally insulated. During this step, the surroundings do work on the gas, compressing it and causing the temperature to rise to TH. At this point the gas is in the same state as at the start of step 1.
The pressure-volume graphFigure 1: A Carnot cycle illustrated on a pressure-volume graph to illustrate the work done.
When the Carnot cycle is plotted on a pressure-volume graph, the isothermal stages follow the isotherm lines for the working fluid, adiabatic stages move between isotherms and the area bounded by the complete cycle path
represents the total work that can be done during one cycle.
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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En el mundo se perciben seis tendencias
Energía, el reto clave de nuestro planeta
Emergencia de nuevas econom ías,una importante oportunidad para nuestra generación
Conectividad para todo, en cualquier momento y lugar
Globalización, que permite a cualquiera conseguir lo mejor del mundo
Soluciones m ás simples para la creciente complejidad de nuestras vidas y trabajos
Seguridad, una preocupación creciente a escala global
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+47% Demanda de energía
+70%de aumento en la demanda por las nuevas economías
20%Participación de China en la demanda mundial del 2030
Fuentre: IEA
+100% Demanda de electricidad(para 2030)
Crecimiento exponencial del consumo
Para 2030
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El dilema de la energía, llegó para quedarse
vs.Demanda de energíaPara 2030
Emisiones CO2para evitar cambios climáticos dramáticos
Los hechos La necesidad
Fuente: IEA 2007 Fuente: IPCC 2007, figura (vs. Nivel de 1990
La administración de la energía es la clave para resolver este dilema
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El tema de la generación preocupapero la demanda preocupa aún más!
Cerca del 50% de las reducciones de CO2, vendrán de la eficiencia energética
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Los segmentos clave comprenden el 72%del consumo global de energía
28%Transporte
31%Industriae infraestructura
21%Residencial
18%Edificios
Fuente:EERE Building Energy Data book 2006EERE Manufacturing Systems Footprint, http://www1.eere.energy.gov/industry/energy_systems/pdfs/mfg_footprint.pdf
<2%Centros de datos y redes
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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Impacto Ambiental de los Edificios
65.2% del total del consumo eléctrico+36% del total del uso de energía primaria
30% del total de emisiones de gas
136 millón tons de construcción y desperdicio de demolición (aprox.. 1.3 Kg./persona/día)
12% del consumo total de agua potable
40% (3 billones tons anualmente) del consumo de materias primas utilizadas globalmente
Datos de USA 2006
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Consumo de energía en edificios (BTU)
Fuente: EIA (Energy Information administration USA)
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¿En dónde están los ahorros?
Industria e InfraestructuraIndustria e InfraestructuraIndustria e InfraestructuraIndustria e Infraestructura
Es el consumidor mas Es el consumidor mas Es el consumidor mas Es el consumidor mas
grande, es responsable por grande, es responsable por grande, es responsable por grande, es responsable por
el 60% del consumo de el 60% del consumo de el 60% del consumo de el 60% del consumo de
electricidad.electricidad.electricidad.electricidad.
Edificios Edificios Edificios Edificios
La modernizaciLa modernizaciLa modernizaciLa modernizacióóóón en n en n en n en
edificios podredificios podredificios podredificios podríííía significar a significar a significar a significar
hasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorroshasta 30% de ahorros
ResidencialResidencialResidencialResidencial
El uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energEl uso eficiente de la energíííía a a a
representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 % representa entre 10 y 40 %
de ahorro en electricidadde ahorro en electricidadde ahorro en electricidadde ahorro en electricidad
� Un 25% de ahorros podría ahorrar
hasta el 7% de la energía en el
mundo.
� Una planta promedio puede
ahorrar entre el 10 y el 20% de
energía.
Control de
iluminación
� Representan entre el 20 y el 25%
de la energía consumida.
� El calentamiento es el 30% de la
energía
� La iluminación y los equipos son el
40%
Variadores
de Velocidad
Soluciones de
automatizaciónSistemas
Administración de
Energía
Monitoreo de potenciaControl
De
Iluminación
Control de
HVAC
Corrección
de
Factor de
potencia
Sistemas de
Admin. De
energía
� Consume 20% del total de energía
� 3 áreas primordiales: HVAC,
iluminación y Automatización de
edificios
� Los motores consumen el 35% de
la electricidad.
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Oportunidades de ahorro en edificios
Iluminaciónhasta 30%
HVAChasta 20%
• Corrección del Factor de Potencia.• Control de la demanda.• Programas internos de comunicación y reducción en el consumo. • Monitoreo de derivados.
Administración dela energía hasta 30%
Bombeo de aguahasta 20%
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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Satisfacer las necesidades de las generaciones presentes, sin comprometer las posibilidades, de las del futuro,
para atender sus propias necesidades.
SOCIAL
AMBIENTAL
soportablesoportablesoportablesoportableviableviableviableviable
SUSTENTABLESUSTENTABLESUSTENTABLESUSTENTABLE
equitativoequitativoequitativoequitativoECONOMICO
Informe de la Comisión Mundial sobre el
Medio Ambiente y el Desarrollo
(Comisión Brundtland): Nuestro Futuro Común
Una empresa ligada al desarrollo sustentable, sin
importar su giro, no perdurará a menos que cumpla tres exigencias:
•ser económicamente viable,
•ecológicamente vivible y
•socialmente justa.
Sustentabilidad
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SOCIAL
AMBIENTAL
soportableviable
SUSTENTABLE
equitativoECONOMICO
Automatización
Tecnología demateriales
Comunicaciones
Técnicas deconstrucción
Energíasalternas
Recursosrenovables
ReciclarReducirReusar
Códigosreguladores
Sustentabilidad
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¿Qué es uso eficiente de la energía?
El uso razonable y efectivo de la energía para maximizar la utilidad y mejorar la posición competitiva
El uso de los principios de la ingeniería y econom ía para controlar el costo de la energía proporcionando los servicios necesarios en edificios e industrias
» Capehart, Turner Kennedy. Guide toEnergy Managment 4th edition
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¿Compraría un auto sin analizar opciones?(Rendimiento)
9 de cada 10 ejecutivos (Fortune1000) tienen la responsabilidad moral de hacer más eficientes a sus empresas
Los obstáculos para lograr la eficiencia energética son:
– Complejidad del inmueble y arrendamientos
– Consciencia en el uso de la energía
El primer paso es el más difícil
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Auditoria
Monitoreo constante, análisis de información
Toma de decisiones en tiempo real
Optimizar con automatización y control integrado
Medir, obtener información, documentar
Arreglar lo básico
Monitoreo, mantenimiento,mejora
Etapa Pasiva Etapa Activa
Ciclo de vida de la eficiencia energética
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Cambio climático y eficiencia
Dr. Armando Llamas, Monterrey,
N. L. AEE
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Menos de un año– Consciencia / labor humana– Mantenimiento– Ajuste de sistemas de control
existentes
<1 y 3 años– Modernización del alumbrado
(lámparas eficientes / balastros)– Control del alumbrado
(automatización, sensores de ocupación)
– Control HVAC (termostatos programables)
– Proyectos con variación de velocidad
– Sistemas para administración del edificio
– Corrección de Factor de Potencia
Y ¿el retorno de la inversión?
3 años o mas– Reemplazo de motores por
alta eficiencia
– Retiro de equipos ineficientes (reemplazo / modernización)
● Los retornos de inversión se pueden reducir o extender de acuerdo a cada caso
●En algunas situaciones, los gobiernos y los proveedores de energía otorgan estímulos económicos que fomentan el ahorro de la energía
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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Edificio inteligente (IMEI):
– Máxima Economía
– Máxima Flexibilidad
– Máxima Seguridad (entorno, usuario, patrimonio)
– Máxima Automatización
– Máxima Predicción y prevención
Confort, seguridad & sustentabilidad:
– Productividad
– Lealtad
Definiciones
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Definiciones
• Edificios inteligentes
1. Edificios que se diseñan bajo un nivel arquitectónic o funcional para optimizar los recursos humanos y materiales que requiere para su buen funcionamiento.
2. Optimiza 4 elementos básicos:
� Estructura
� Sistemas
� Servicios
� Administración
3. Se caracteriza por� Flexibilidad
� Eficiencia
� Seguridad
� Confort
� Administración Central
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Elementos básicos
2.Sistemas:
� Aire acondicionado,
electricidad,
seguridad, etc.
Estructura
Sistemas
Servicios
Admon
3.Servicios:
� Comunicaciones, automatización de oficinas, estacionamiento, helipuerto, recepción, sanitarios, centros de conferencias, etc.
4.Administración:� Mantenimiento,
reportes de energía, manejo de vigilancia,
manejo de proveedores, etc.
1. Estructura:
� Estructura y
Diseño
arquitectónico
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Preocupaciones:
- Costo Inicial vs. Costo de vida
- Nuevos materiales vs. “más vale malo x conocido …”
- Selección de equipo (desempeño, eficiencia)
- Diseño Integral “El todo es más que la suma de las partes”
- Operación *
• Mayor actividad a través del proyecto
• Énfasis en la calidad del ambiente interior (IEQ**)
*Evaluación del cumplimiento real **IEQ = Indoor Environmental Quality
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Ciclo de vida del edificio
Costo Total = inversión en capital + costos de operación
La administración de la energía minimiza los costos de operación (75% del costo del edificio a lo largo de su vida útil)
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Beneficios de un Edificio Sustentable
No. Causa Efecto1 Confort y seguridad. Incremento Productividad2 Confiabilidad de los Sistemas(cero interrupciones ). Evitar tiempos muertos operativos3 Monitoreo remoto. Optimización de Recursos
No. Causa Efecto1 Información en línea oportuna. Planeación ejecutiva2 Administración de las operaciones Planeación de pre supuesto3 Administración de energía Ahorros y retornos de Inv ersión4 Disminución en prima de seguro por siniestros. Ahor ros en gastos fijos5 Inversión Incrementar Plusvalia
Beneficios Operativos
Beneficios Administrativos
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¿Qué es un edificio verde o sustentable?
“Un edificio, es un ciudadano que tiene obligacione s para con la
sociedad”—Xiaowei Xu, PhD., LEED AP, Chief Engineer,
Shenzhen Institute of Building Research
“Un edificio verde de alto desempeño se diseña para un óptimo desempeño económico y
medioambiental, para TODO su ciclo de vida, considerando necesidades locales de clima y cultura,
con la visión de garantizar salud, seguridad y productividad a sus ocupantes. Minimiza el uso de la
energía, las emisiones de CO2 y los impactos al medio ambiente, proporcionando alto valor (medible)
a los dueños, los ocupantes y la sociedad, durante toda la vida útil del inmueble”
— Schneider Electric
????¿Un edificio verde debe ser certificado como verde, o solo es cuestión de optimizar su desempeño?
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Responsabilidad social (Wikipedia)
Se llama responsabilidad social a:- la carga, compromiso u obligación
- que los Edificios- tienen entre sí Y para la sociedad en su conjunto.
“La responsabilidad social es la teoría ética o ideológica que:- Una entidad
- gobierno, corporación, organización, individuo o Edificio- Responsabilidad hacia la sociedad:
- Negativa: actitud de “abstención”- Positiva: actitud proactiva
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La evolución . . .
Verde
Aire & Energía
Reduced GHG emissions
Improve IAQ
Improve Energy Efficiency
Waste to Energy
AguaReduce wastewater discharge
Lower contamination release
Desperdicios & MejorasReuse and recycle products
Reduce Waste disposal
More brown fields instead
of green fields
Green architecture
Inteligente
Convergencia de redes
Data collection, measurement& verification, diagnostics, sensors, control, monitoring,
remote monitoring, etc.
Controles integradosHVAC, lighting, energy, AV,
security, fire & life safety, etc.
InfraestructuraStructured cabling solution, wireless systems, unified
communication system
Admin. aguaMonitoring and metering
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La evolución . . .
Bright GreenEnergy Management
Asset management
Space utilization
Integrated design process
Sustainability—easier to maintain and built to last
Renewable energy
Healthy and comfortable environment (IEQ)
“Green” loans
Higher resale or lease rates
Los edificios verdes son cada vez m ás inteligentes
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La evolución . . .
Facilitando el alto desempeño
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¿Qué es un Edificio Verde?
Es aquel que tiene como práctica
general reducir su impacto sobre la
salud del hombre y su medio
ambiente mediante una mejor
planeación, diseño, construcción,
operación, mantenimiento y remoción
de residuos durante su ciclo de vida
útil.
Sustentabilidad:
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Biomímesis (Biomimicry):
(de bio , vida y mimesis , imitar), también
conocida como biomimetismo, es la ciencia
que estudia a la naturaleza como fuente de
inspiración, nuevas tecnologías innovadoras
para resolver aquellos problemas humanos
que la naturaleza ha resuelto, mediante los
modelos de sistemas (mecánica), procesos
(química) y elementos que imitan o se inspiran
en ella.
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Aut
omat
izac
ión
Building Management Systems
- Integración (BMS)- Equipo de automatización (interfaces,
monitoreo y control)– HVAC
•Cuarto de Máquinas•UMAs•VAV•F&C•Bombas de calor•Ventiladores (inyección / extracción)
– Hidráulica•Toma domiciliaria•Cisternas•Bombas
Sistemas de control que garantizan confort y flexibil idad a los
usuarios del inmueble (1)
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9
4
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2
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omat
izac
ión
Building Management Systems
– Equipo Eléctrico •Plantas de Emergencia; UPS’s•Subestaciones•Distribución en Media y baja tensión
•Transformadores•Arranque y control de motores
– Iluminación•Circuitos de iluminación•Dimeo•Persianas
– Refrigeración•Racks de refrigeración•Coolers; Freezers
Sistemas de control que garantizan confort y flexibil idad a los
usuarios del inmueble (2)
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Sec
urity
Building Management Systems
– Intrusión• Protección perimetral• Alarmas• Dispositivos de protección
mecánica– Control de Acceso
• Dispositivos de identificación• Dispositivos de control• Identificación a largo alcance• Dispositivos especiales
– CCTV• Cámaras• Grabadores Digitales• Monitores• Integración y administración • Video Inteligente
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (S ECURITY)
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Saf
ety
Building Management Systems
Sistemas de monitoreo y control para la seguridad (S AFETY)
– Detección de Incendio• Detección puntual• Detección temprana• Detectores especiales• Dispositivos de notificación
– Monitoreo del sistema de extinción• Supervisión de equipos
– Voceo y Telefonía de emergencia
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
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Planes para edificios sustentables
t2
Fiabilidad
Tiempot1
Valor original
Controlar la evolución
t4t3
Plan demanagement
Plan demodernización
Plan demonitoreo
Plan demantenimientoadecuado
Su necesidad
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¿Seguridad y ahorro en edificios?
IluminaciónZona segura /
confort
HVACSolo donde / cuando
Se necesita
Administración dela energía Permanente
Bombeo de aguaSolo servicios básicos /
Por consumo
Web ClientWeb ClientPC ContinuumPC ContinuumEthernet TCP/IPEthernet TCP/IP
Network ControllerNetwork Controller
EntradasEntradas
EntradasEntradas
EntradasEntradas
EntradasEntradasSalidasSalidas
SalidasSalidas
Web ClientWeb ClientWeb ClientWeb ClientPC ContinuumPC ContinuumPC ContinuumPC ContinuumEthernet TCP/IPEthernet TCP/IPEthernet TCP/IPEthernet TCP/IP
Network ControllerNetwork Controller
EntradasEntradas
EntradasEntradas
EntradasEntradas
EntradasEntradasSalidasSalidas
SalidasSalidas
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Soluciones comerciales
LAN Ethernet TCP/1P-10/100MBPS Cyberstation Webclient
15 MM15 MM
12 MC12 MCAlumbrado
ACX DVR
UPS-1
UPS-2
PL-2
PL-3
P7330
PM850
ION7650
Vent. InyecciónMezcla
••
••
••
Vent. Retorno
ATV
Fan&Coils
BCx Rooms
i2810-14
Bac
Net
UMA
i288x
Elevadores
Chillers
Bombas
NetControllerMotors / HVAC
NetControllerPower / Lights
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Agenda:
•Antecedentes
•Demanda / Ahorros en los edificios
•Sustentabilidad, eficiencia energética
•Edificios Inteligentes, edificios
Verdes; Seguridad en edificios
•Juntando las partes, ejemplos
•Conclusiones
Congreso Congreso RSectorialRSectorial EnergEnergííaa
•Integración, información confiable
•Capex vs. Opex
•Ahorros y Eficiencia como estilo de vida
•Cuidar la demanda, vigilar los consumos
•Toma de decisiones documentada
•Materias primas vs. Gastos / impu estos
•Mejora continua
•Sentido com ún, ir a lo básico
•Esquemas de financiamiento
Puntos a recordar (Conclusiones)