CARACTERIZACION DE LA TENENCIA Y USO DE ELECTRO Y GASO-DOMESTICOS Estudio UPME Fabio González B1, Luis Carlos Romero 2, Libardo Acero G3, Humberto Rodriguez M4 RESUMEN: La Unidad de Planeación Minero Energética UPME, en el proceso del conocimiento continuo de la evolución de los sectores, insumo base de los modelos analíticos que desarrolla para las proyecciones tanto de energía eléctrica como de gas natural, adelantó un estudio de caracterización del sector residencial y pequeños comercios, a través del departamento de física de la Universidad Nacional5 . Este artículo presenta, algunos aspectos del trabajo desarrollado. Se estudia la población del sector residencial, a través de una encuesta en una muestra aleatoria y representativa de hogares en las ciudades de Bogotá, Medellín, Barranquilla y Pasto. La encuesta investiga en una primera parte las dotaciones de electrodomésticos en los hogares y los hábitos de uso de estos aparatos en términos de duración y frecuencia que en últimas conduce a su caracterización y a la explicación del consumo de energía eléctrica y gas natural en estos hogares de acuerdo con el estrato socioeconómico. Dentro de los resultados se destaca la determinación del comportamiento evolutivo en la tenencia y características de consumo de los aparatos domésticos, tales como refrigeradores, lavadoras, televisores, iluminación y otros.
Palabras claves: Caracterización – Parque de electro y gasodomésticos – Sector residencial - URE residencial- Consumo de energía- EquipamientoDiscriminación por usos. Uso final de energía.
1
METODOLOGÍA
Para la caracterización de la tenencia y uso de los electro y gaso domésticos se estudió la población del sector residencial a través de una encuesta en una muestra aleatoria de hogares que se describirá más adelante. La encuesta investiga en una primera parte las dotaciones de electrodomésticos en los hogares y los hábitos de uso de estos aparatos en términos de duración y frecuencia que en últimas conduce a su caracterización y a la explicación del consumo de energía eléctrica y gas natural en estos hogares. Para efectos de una caracterización coherente con la estructura de la población se tiene en cuenta como variable de clasificación el estrato y algunas características específicas de los aparatos como el tamaño, la capacidad y la edad, entre otras. La caracterización del uso de equipos eléctricos y a gas se hace mediante la observación del porcentaje de población que los usa. En este sentido, entre mayor sea dicha proporción se acepta que es un hábito o uso dominante de la población.
1.1 Universo Está conformado por los hogares urbanos de las ciudades correspondientes (Bogotá, Medellín, Barranquilla y Pasto). El tamaño de dicho universo se determinó mediante las estadísticas de usuarios del servicio de energía eléctrica en el mes de enero del 2006, estadísticas disponibles en el Sistema Único de Información –SIU- de la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios. Para efectos de una caracterización coherente con la estructura de la población se tiene en cuenta como variable de clasificación el estrato y algunas características específicas de los aparatos como el tamaño, la capacidad y la edad, entre otras. La muestra de usuarios del sector residencial es una muestra aleatoria, probabilística, representativa por ciudad y estrato socioeconómico.
1 Fabio González B. fgonzalezb@unal.edu.co Director estudio Equipo Consultor. Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Física, Bogotá. 2 Luis Carlos Romero luiscarlos.romero@upme.gov.co Coordinador Grupo de Demanda Energética Unidad de Planeación minero Energética UPME 3 Libardo Acero G. libardo.acero@upme.gov.co Profesional Grupo de Demanda Energética Unidad de Planeación Minero Energética UPME 4 Humberto Rodriguez M humberto.rodriguez.m@gmail.com Profesor Titular y Emérito Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Física, Bogotá. 5 Los consultores de la Universidad Nacional que participaron en el estudio son: Carlos Alonso Plazas karla@cable.net.co. Consultor Área Estadística. Luis Eduardo Prieto leprietol@gmail.com Consultor Área energética Omar Báez fotosolar2005@yahoo.com.br Consultor Área Energética
1.2 Modelo de muestreo El modelo de muestreo escogido corresponde a un Muestreo Estratificado en cada ciudad. Teniendo en cuenta que tanto las estimaciones de la caracterización del parque de electrodomésticos como de gasodomésticos y los menús típicos se basan en proporciones, el tamaño de muestra se diseñó para tal propósito.
1.3 Tamaño de muestra. El tamaño de muestra se estima por ciudad, utilizando la fórmula para un modelo de muestreo aleatorio simple (Cochran6)
Tenencia de Electro y Gasodomésticos 2006 100%
Hogares
80%
La selección del modelo de muestreo aleatorio simple corresponde al hecho de que no se conoció información previa ni se tuvo indicios sobre la participación de la tenencia de aparatos electrodomésticos. En este sentido, para efectos de estimar el tamaño de la muestra, se tomaron como referencia estadísticas de la Encuesta de Calidad de Vida sobre la tenencia general de algunos electrodomésticos.
60% 40% 20%
Medellín
Barranquilla
do na
Ac on
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io
til
en al C
H
Bogotá
Ai re
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A
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0%
Pasto
Figura 1 Tenencia de Electro y Gasodomésticos7
Teniendo en cuenta dichas estadísticas, se estimó el tamaño de muestra tomando como referencia proporciones del orden del 80% y superiores y/o por complemento, menores del 20%. En otras palabras, con este tamaño de muestra se espera que las estimaciones reflejen la tendencia creciente a la adquisición de los equipos domésticos básicos como el televisor, la refrigeración y la lavadora, el crecimiento lento en la tenencia de equipos como el horno eléctrico y el horno micro ondas y la desaparición de equipos como el televisor en blanco y negro. Una vez determinado el tamaño de muestra para la ciudad, ésta se distribuyó proporcionalmente al tamaño de los estratos y se buscó, de todas formas, que los tamaños no aparecieran muy desbalanceados entre estratos con objeto de obtener estimaciones consistentes de las tendencias en uso de aparatos electrodomésticos y determinación de los menus usuales en estas poblaciones.
Se observa el gran aumento en la penetración de algunos equipos, tales como el televisor, la nevera, la lavadora de ropa y el horno microondas, comparados con las cifras de la Encuesta de Calidad de Vida de los años 1997 y 2003. 2.1 Luminarias La tenencia de luminarias por tecnología en las cuatro ciudades se puede comparar en la siguiente figura Composición de la Luminarias por Tecnología 2006 Composición/hogar
Se observa que en términos generales la tenencia de bienes en los hogares se estima, en el año 2003, por encima del 76% para televisores y refrigeración en general y por debajo del 32% para bienes como lavadora, horno eléctrico y de micro ondas.
100% 80% 60% 40% 20% 0% Bogotá
Incandescentes
Es de anotar que en la medida que las proporciones estimadas se alejen de 0.5 los errores de muestreo (o la precisión deseada) serán menores y por tanto más precisas las estimaciones1.
A continuación se muestran gráficamente los principales resultados del análisis de tenencia de electro y gasodomésticos en las cuatro ciudades estudiadas.
1 Ver: SAMPLING TECHNIQUES. Cochran, W. John Wiley & Sons, Inc. 1977.
Barranquilla
LFC's
Pasto
Fluorescentes
Promedio de Luminarias por Hogar 2006 12
Luminarias/hogar
2 Caracterización de la tenencia de Electro y Gaso-domésticos
Medellín
10 8 6 4 2 0 Bogotá
Medellín
Incandescentes
Barranquilla
LFC's
Pasto
Fluorescentes
Figura 2 Composición de las luminarias por tecnología
Se observa un alto porcentaje de bombillas incandescentes sobre todo en Bogotá y Pasto, al mismo tiempo que se debe destacar la penetración de luminarias fluorescentes compactas (LFCs) en 7 'Fuente: Determinación Consumo Final Energía Sector Residencial - UPME 2006.
Barranquilla y Medellín. De aquí se puede advertir el gran potencial de ahorro en potencia y energía con la sustitución de luminarias incandescentes por LFCs en las ciudades estudiadas. El número promedio de luminarias/hogar varía de estrato a estrato y de ciudad a ciudad. A manera de ejemplo podemos observar la variación por estrato en las ciudades de Bogotá y Medellín Bogotá 2006 18
Luminarias/hogar
16 14 12
Se observa que las estufas eléctricas desaparecieron en ciudades como Bogotá, Barranquilla y Pasto y fueron sustituidas por estufas a gas natural en las dos primeras ciudades y por GLP en Pasto. En la ciudad de Medellín aún existe un 30% de hogares con estufa eléctrica y están principalmente en los estratos 1, 2 y 3. Las estufas mixtas en la ciudad de Medellín son a gas con una o dos hornillas auxiliares eléctricas, por cuestión cultural los hogares en Medellín prefieren la hornilla eléctrica a la de gas para calentar las arepas al desayuno y a la comida, la composición por tipo de gas en Medellín denota una marcada tendencia a GLP para los estratos bajos y a gas natural en los estratos altos.
10 8 6
2.3
4
Televisor
2
Tenencia de Televisor Según Tamaño 2006
0 Est 1
Est 2
Est 3
Incandescentes
Est 4 LFC's
Est 5
Est 6
Fluorescentes
100% 80%
Hogares
Medellín 2006 16
Luminarias/hogar
14
60% 40% 20%
12
0%
10
Bogotá
8 6
14 pulgadas y menos
Medellín
15 a 21 pulgadas
Barranquilla
Pasto
22 a 29 pulgadas
> 29 pulgadas
4
Figura 5 Caracterización de Televisor por Tamaño
2 0 Est 1
Est 2
Est 3
Incandescentes
Est 4 LFC's
Est 5
Est 6
Fluorescentes
Figura 3 Tipo de Luminarias para diferentes Ciudades
2.2
Estufa
Nevera Tenencia de Neveras Según Tamaño 2006 100% 80% 60% 40% 20% 0%
Estufas por Tecnología 2006
Bogotá
Medellín
< de 9 ft3
100% 80%
Hogares
2.4
Hogares
. El promedio de luminarias incandescentes por hogar es 5 en Medellín y Barranquilla y 7.8 en Bogotá y Pasto. Estas cifras permiten hacer estimativos de ahorro de energía y potencia. Se puede concluir que el número de luminarias incandescentes de 100W en promedio es igual al número de luminarias incandescentes de 60W en todas las ciudades.
Aproximadamente el 100% de los hogares posee televisor en todos las ciudades y el tamaño más común es el de la categoría de 15 a 21 pulgadas. Es común la tenencia de varios televisores por hogar.
9-12 ft3
Barranquilla
13-16 ft3
Pas to
17 ft3 y más
Figura 6 Nevera según Tamaño
60% 40% 20% 0% Bogotá
Medellín
Estufa Eléctrica
Barranquilla
Estufa a Gas
Pasto
Estufa Mixta
Figura 4 Composición de las estufas por tecnología en las cuatro ciudades
Se observa que en promedio más del 85% de los hogares poseen nevera en todas las ciudades estudiadas. El tamaño más común de nevera es el de la categoría de 9 a 12 pies cúbicos. la composición de la edad de la nevera en las cuatro ciudades. Las neveras de más de 10 años de edad se encuentran principalmente en Bogotá, en los estratos bajo y
medio. En Barranquilla la mayor parte de las neveras tienen entre 2 y 10 años de edad y en la ciudad de Pasto más del 30% de las neveras fueron adquiridas en los últimos cinco años.
2.7
Lavadora de Ropa Tenencia de Lavadoras Según Tamaño 2006 100%
2.5
Hogares
80%
Plancha
60% 40% 20%
Tenencia de Plancha Según Potencia 2006
0% Bogotá
Medellín
Barranquilla
Pasto
100%
14 lb y menos
15 a 22 lb
> 22 lb
Hogares
80%
Figura 9 Lavadoras de Ropa Según Tamaño
60% 40% 20% 0% Bogotá
Medellín
Barranquilla
1000 W o menos
Pasto
> 1000 W
Figura 7 Plancha Según Potencia
En Bogotá y Pasto más del 90% de los hogares tienen este electrodoméstico y en Medellín y Pasto más del 75% lo poseen. El tamaño de plancha más común es el de 1000W de potencia en las cuatro ciudades.
2.6
Licuadora
Más del 70% de los hogares en las ciudades de Bogotá, Medellín y Barranquilla tienen lavadora de ropa. En la ciudad de Pasto este porcentaje es de apenas el 45%. El tamaño más corriente es el de la categoría de 15 a 22 libras. La tenencia de este electrodoméstico depende del estrato, las figuras muestran la penetración en porcentaje por estrato en Bogotá y Medellín. Es de anotar que a pesar de su alto costo este electrodoméstico está siendo adquirido en los hogares de estratos 1 y 2. Según los resultados de la encuesta más del 60% de las lavadoras en estos estratos fue adquirido en los últimos cinco años. La composición de las edades de las lavadoras. En las ciudades de Barranquilla y Pasto casi la mitad de estos electrodomésticos fue adquirida en los últimos cinco años, las lavadoras más antiguas están en las ciudades de Bogotá y Medellín.
Tenencia de Licuadora Según Potencia 2006 100%
Hogares
80% 60%
2.8 Calentador de agua La figura muestra la tenencia de calentador de agua por tecnología en las cuatro ciudades
40% 20% 0% Bogotá
Medellín
450 W o menos
Barranquilla
Calentadores de agua por tecnología 2006
Pasto
> 450 W
80%
Figura 8 Licuadora Según Potencia Hogares
En las ciudades de Bogotá, Barranquilla y Pasto cerca del 90% de los hogares poseen este electrodoméstico y en la ciudad de Medellín solo el 70% de los hogares lo tienen. El tamaño preferido en las cuatro ciudades es el de la categoría de 450W o menos.
60% 40% 20% 0% Bogotá
Medellín
Ducha Eléctrica Calentador a Gas - Tanque
Barranquilla
Pas to
Calentador Eléctrico Calentador a Gas - Paso
Figura 10 Calentadores de Agua por tecnología
Se observa que el calentador de agua en Bogotá lo tiene más del 70% de los hogares y en Pasto más del 65%. Se destaca el alto porcentaje de hogares en los estratos bajo y medio con ducha eléctrica en Bogotá y Pasto, a pesar de que en Bogotá ya se dispone de gas natural para tal propósito. Los calentadores de paso a gas están logrando una penetración importante en Bogotá y Medellín, pero estos se
encuentran principalmente en los estratos 4, 5 y 6, seguramente por su costo de adquisición e instalación.
2.9 Caracterización del uso de Electro y Gaso domésticos A continuación se muestran gráficamente los principales resultados del análisis del uso de electro y gasodomésticos en las cuatro ciudades estudiadas. Este resumen de uso de los electro y gasodomésticos considera los usos de aparatos sobre el 100% de los encuestados en las cuatro ciudades estudiadas. Promedio de Uso mensual de Electrodomésticos 2006 8
Horas/mes/persona
7 6 5 4 3 2 1 0 Ducha Eléctrica/p*
Calentador Gas-Paso/p
Bogotá
Lavadora/p
Medellín
Plancha/p
Barranquilla
Horno Licuadora/h Microondas/h
La figura resume en forma comparativa los patrones de uso de los principales electro y gasodomésticos en las cuatro ciudades estudiadas. El tiempo promedio de uso al mes de la ducha, el calentador de paso a gas, la lavadora y la plancha se presenta en forma específica en términos de horas/mes/persona. El tiempo promedio de uso del horno microondas y de la licuadora se presenta en horas/mes/hogar. Por ser la escala diferente se resume el patrón de uso de estos otros electro y gasodomésticos en forma comparativa para las ciudades estudiadas en horas/día/hogar.
horas/día/hogar
Promedio de Uso Diario de Electrodomésticos 2006 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Bogotá
Televisor 1
Medellín
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
a. La encuesta sobre tenencia de electrodomésticos realizada en las cuatro ciudades estudiadas revela que el parque de electrodomésticos es dinámico. Por ejemplo existen electrodomésticos que están desapareciendo, tal como es el caso de la estufa eléctrica en las cuatro ciudades. En Barranquilla y Bogotá fue sustituida por la estufa a gas natural, en Medellín está siendo sustituida en parte por estufas a gas natural y en parte por estufas a GLP y en Pasto fue sustituida completamente por GLP. b. También existen electrodomésticos que están siendo adquiridos por la gran mayoría de la población, tal como la lavadora de ropa que de acuerdo con la Encuesta de Calidad de Vida del DANE en el año 1997 la poseía el 26% de los hogares y en el año 2003 este porcentaje ascendió al 32%. En la encuesta actual este porcentaje está arriba del 73% para Bogotá, Medellín y Barranquilla. El calentador de agua y la ducha eléctrica también han aumentado los porcentajes de tenencia especialmente en los estratos bajos en las ciudades de Bogotá y Pasto.
Pasto
Figura 11 Figura 11 Promedio de Uso Mensual de Electro y Gasodomésticos
Calentador Calentador a Gas Electrico - Tanque - Tanque
3
Televisor 2
Barranquilla
Aire Acondicionado
Pasto
Figura 12 Promedio de Uso Diario de Electro y Gasodomésticos
c. La encuesta revela también que las luminarias eficientes están siendo adquiridas especialmente por los estratos altos en todas las ciudades y muy tímidamente en los estratos bajos. Sin embargo la proporción del total de luminarias incandescentes reemplazadas en cada ciudad es apreciable, por ejemplo en Bogotá este porcentaje es de 21%, en Medellín es de 29% y en Barranquilla es de 45%. Existe todavía un gran potencial de ahorro de energía y potencia en cada ciudad por este concepto ya que la sustitución es rentable para el usuario y puede seguir creciendo en forma acelerada a corto plazo. d. La sustitución de las estufas eléctricas por estufas a gas es un primer paso en el camino de búsqueda de uso racional y eficiente de la energía, sin embargo, se recomienda realizar investigaciones a fondo para diseñar mejor el quemador de las estufas, la estufa misma y diseñar una batería de ollas adecuadas para la cocción con gas, dada su baja eficiencia.