AUDITORÍA ENERGÉTICA DEL CAMPO DE FÚTBOL 11 SAN JOSÉ OBRERO

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1 AUDITORÍA ENERGÉTICA DEL CAMPO DE FÚTBOL 11 SAN JOSÉ OBRERO PLAN DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA MUNICIPAL AYUNTAMIENTO DE JEREZ DE LA FRONTERA OCTUBRE - DICIEMBRE 2011

2 ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN MOTIVACIÓN AUDITORÍA ENERGÉTICA OBJETO DESARROLLO DEL TRABAJO DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN INVENTARIO CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS TERMOS ELÉCTRICOS PARA PRODUCCIÓN DE ACS ILUMINACIÓN ENVOLVENTE TÉRMICA EQUIPOS DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO ANÁLISIS DEL CONSUMO ELÉCTRICO BALANCE ENERGÉTICO PROPUESTAS DE ACTUACIÓN CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS ILUMINACIÓN OTRAS MEDIDAS RECOMENDADAS ENVOLVENTE TÉRMICA RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO COMPARACIÓN DE LAS MEDIDAS EN FUNCIÓN DE SU AHORRO POTENCIAL REDUCCIÓN TOTAL DE EMISIONES ANEXOS ILUMINACIÓN EQUIPOS de 28

3 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos básicos del edificio... 6 Tabla 2. Termo eléctrico tipo Tabla 3. Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara... 8 Tabla 4. Consumos energéticos Tabla 5. Consumo mensual eléctrico Tabla 8. Evolución del consumo eléctrico anual Tabla 7. Toma de datos para realización del balance energético Tabla 8. Distribución del consumo eléctrico Tabla 9. Resultados instalación perlizadores en grifos y duchas Tabla 10. Resultados sustitución fluorescentes actuales por otros más eficientes Tabla 11. Resultados sustitución balastos electromagnéticos por electrónicos Tabla 12. Resultados sustitución de lámparas incandescentes por otras de bajo consumo Tabla 13. Resumen medidas de ahorro con PRS< Tabla 14. Resumen medidas de ahorro con PRS> Tabla 15. Inventario de iluminación Tabla 16. Inventario de equipos ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Entrada a las instalaciones... 6 Ilustración 2. Fluroescentes de los vestuarios... 9 Ilustración 3. Halogenuros metálicos del campo de fútbol... 9 Ilustración 4. Ventana Ilustración 5. Arcón frigorífico Ilustración 6. Bomba de riego Ilustración 7. Perlizadores y reductores de caudal de distintos modelos ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico 1. Evolución del consumo eléctrico anual Gráfico 2. Distribución del consumo eléctrico por usos Gráfico 3. Tabla resumen de las medidas de ahorro recomendadas Gráfico 4. Tabla resumen de la reducción de emisiones de CO de 28

4 1. INTRODUCCIÓN 1.1. MOTIVACIÓN El consumo de energía crece en paralelo al desarrollo económico; por lo que es primordial implantar medidas que optimicen la demanda energética en los edificios públicos de una población. Desde aquellos edificios con consumos energéticos más elevados, por ejemplo colegios públicos o residencias, a los más pequeños, pistas polideportivas u oficinas, las medidas encaminadas a la eficiencia energética son múltiples y, a menudo, muy económicas AUDITORÍA ENERGÉTICA La auditoría energética consiste en la inspección y análisis de los flujos de energía en un edificio, proceso o sistema. Mediante la auditoría energética se estudia de forma exhaustiva el grado de eficiencia energética de una instalación, analizando los equipos consumidores de energía, la envolvente térmica y/o los hábitos de consumo. De los resultados obtenidos, se recomiendan las acciones idóneas para optimizar el consumo en función de su potencial de ahorro, la facilidad de implementación y el coste de ejecución. La auditoría energética facilita la toma de decisiones respecto a la inversión en ahorro y eficiencia energética. El Excmo. Ayuntamiento de Jerez, concienciado con la importancia estratégica de reducir los consumos energéticos así como las emisiones de CO 2 asociadas a estos consumos, está realizando una serie de estudios energéticos en sus edificios públicos. El objetivo que persigue el Ayuntamiento de Jerez es aumentar el grado de eficiencia energética de sus edificios e instalaciones. El presente documento describe la auditoría energética realizada en las instalaciones del Campo de Fútbol 11 San José Obrero OBJETO Los principales objetivos que se pretenden alcanzar con la auditoría energética son los siguientes: 4 de 28

5 Cuantificar, analizar y clasificar los consumos energéticos de las instalaciones del Campo de Fútbol 11 San José Obrero Identificar las áreas donde existen los mayores ahorros potenciales de energía Cuantificar estos ahorros tanto energética como económicamente y obtener el periodo de retorno de la inversión derivado de las distintas medidas de ahorro propuestas 1.2. DESARROLLO DEL TRABAJO La auditoría energética se estructura en cuatro fases, compuestas por las siguientes actividades: Fase I: Recopilación inicial de información Datos de facturación de energía eléctrica y térmica Distribución del consumo mensual Superficie, distribución y número de usuarios en las instalaciones Fase II: Realización de medidas y toma de datos Toma de datos de las instalaciones consumidoras de energía Toma de datos necesarios para la elaboración del informe, con el alcance especificado para la auditoría energética Fase III: Análisis y evaluación del estado actual de la instalación Análisis de los registros de energía realizados Análisis técnico de la situación energética actual de las instalaciones Elaboración de un balance energético global Propuestas de mejora y potencialidad de cada mejora Obtención de resultados con implantación de medidas de ahorro recomendadas Fase IV: Elaboración de informe Redacción del informe Entrega del informe 5 de 28

6 1.3. DATOS BÁSICOS DE LA INSTALACIÓN Tabla 1. Datos básicos del edificio Nombre del centro Campo de Fútbol 11 San José Obrero Tipo de edificio Instalaciones_Deportivas Dirección Avda. San José Obrero Superficie útil 6000 m2 Número de usuarios 350 Consumo energético anual kwh Ilustración 1. Entrada a las instalaciones Respecto al horario de funcionamiento del Campo de Fútbol 11 San José Obrero es: - De lunes a viernes: 16 pm-23 pm - Fines de semana: 9.30 am-21 pm. 6 de 28

7 2. INVENTARIO 2.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS TERMOS ELÉCTRICOS PARA PRODUCCIÓN DE ACS En el Campo de Fútbol 11 San José Obrero existen 2 termos eléctricos para generación de ACS, agua caliente sanitaria. Las características de estos equipos son las siguientes: Tabla 2. Termo eléctrico tipo 1 Marca Fagor Capacidad acumulador 150 l Unidades 2 Potencia 2,4 kw Estancias a las que da servicio - 7 de 28

8 2.2. ILUMINACIÓN Lámparas y luminarias La instalación de iluminación artificial está basada mayoritariamente en lámparas tipo fluorescente de 36 W, y en menor medida, en lámparas de halogenuro metálico de 400 W, bajo consumo de 26 W e incandescente de 60 W. A continuación se presenta una estimación del consumo eléctrico en iluminación por tipo de lámpara, según el balance energético realizado. Tabla 3. Distribución de consumos en iluminación según tipo de lámpara Tipo de lámpara Potencia lámpara (W) Unidades Consumo Anual (kwh) Porcentaje (%) Incandescente ,3% Halogenuro metálico ,9% Bajo consumo ,5% Fluorescente ,3% TOTAL % A partir del balance energético realizado, se obtiene que la mayor parte del consumo, 20,3%, procede de las lámparas tipo fluorescente de 36 W. 8 de 28

9 Ilustración 2. Fluroescentes de los vestuarios Ilustración 3. Halogenuros metálicos del campo de fútbol Sistema de regulación y control Ninguna de las estancias del edificio presenta sistemas de control automáticos de la iluminación. El control existente es manual a través de los interruptores de cada circuito. 9 de 28

10 2.3. ENVOLVENTE TÉRMICA Se ha analizado la envolvente térmica del edificio. La fachada principal del edificio tiene orientación nordeste por lo que recibe insuficiente insolación directa a lo largo del año. Podemos encontrar 1 tipo de acristalamiento en el edificio: Ventanas con vidrio simple y carpintería metálica. Ilustración 4. Ventana 2.4. EQUIPOS Los equipos presentes en el Campo de Fútbol 11 San José Obrero de Jerez pueden ser clasificados en Equipos de cocina Los equipos de cocina instalados son: nevera y cafetera industrial. 10 de 28

11 Ilustración 5. Arcón frigorífico Otros equipos Además de los equipos vistos anteriormente en el edificio existen otros equipos consumidores de energía: tirador de cerveza, nevera botellera y grupo de presión (23 kw) Ilustración 6. Bomba de riego 11 de 28

12 3. DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO 3.1. CONSUMO ENERGÉTICO GLOBAL DEL EDIFICIO La contabilidad energética, económica y en emisiones de CO 2 para el consumo energético evaluado en el presente informe es la siguiente: Tabla 4. Consumos energéticos Fuente energética Consumo energético anual (kwh) Coste energético anual ( ) Emisiones de CO2 anuales (kg) Electricidad Total ANÁLISIS DEL CONSUMO ELÉCTRICO El consumo eléctrico del Campo de Fútbol 11 San José Obrero proviene de la red eléctrica a través de la empresa suministradora ENDESA. Se ha llevado a cabo un análisis del consumo eléctrico de los últimos 12 meses con las facturas eléctricas disponibles. El consumo mensual de energía activa y el coste facturado mensualmente para el suministro del centro se muestran en la siguiente tabla: Tabla 5. Consumo mensual eléctrico Período E. Activa (kwh) Coste ( ) Enero Febrero Marzo Abril de 28

13 Período E. Activa (kwh) Coste ( ) Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Total Anual El consumo eléctrico anual del Campo de Fútbol 11 San José Obrero asciende a kwh. 13 de 28

14 Gráfico 1. Evolución del consumo eléctrico anual Se observa en la gráfica un consumo irregular de electricidad. Esto se debe a varias razones. En primer lugar, se puede ver que en los meses de verano el consumo del campo desciende considerablemente. Este descenso se produce ya que éste es un período vacacional, por lo que el edificio sólo tiene un uso mínimo de mantenimiento. Respecto a la evolución del consumo eléctrico en comparación con los 12 meses anteriores al periodo analizado, se observa un aumento del consumo eléctrico del 41,3%. Los consumos totales de estos periodos contrastados son: Tabla 6. Evolución del consumo eléctrico anual Consumo eléctrico - 12 meses previos Consumo eléctrico - 12 meses estudiados de 28

15 Los datos de consumos obtenidos para los 12 meses anteriores al periodo analizado presentan una discrepancia demasiado alta con respecto al consumo actual. Por lo que no se han valorado las posibles causas de variación de la demanda energética BALANCE ENERGÉTICO El balance energético global nos muestra la distribución de los consumos energéticos en función de las diferentes variables. En un edificio, por ejemplo, es interesante diferenciar su consumo en función de los principales usos, distribuyendo así el consumo anual en climatización, iluminación, equipos, producción de agua caliente sanitaria, etc. En el caso del Campo de Fútbol 11 San José Obrero de Jerez se realizará un balance energético global por usos, así como uno eléctrico y otro térmico también diferenciando por usos. El método utilizado para el cálculo del balance energético se basa en la fórmula de cálculo del consumo. El consumo sigue la siguiente fórmula: Consumo energético (kwh) = Potencia (kw) x Tiempo (h) Por lo tanto, para calcular el consumo que se produce en cada área estudiada, es necesario conocer la potencia de los equipos, lámparas, etc. y el tiempo de utilización, es decir las horas en las que está funcionando cada uno de los equipos consumidores de energía. Para cada uno de los siguientes grupos de consumo es conveniente tener en cuenta: Iluminación: es necesario conocer la potencia de la lámpara, el tipo de equipo auxiliar y las horas de funcionamiento. Climatización: la potencia de los equipos, en este caso las calderas y los equipos de aire acondicionado, así como las bombas de recirculación, etc. También es necesario conocer el factor de uso y el horario de funcionamiento. Equipos: es necesario para calcular el consumo de estos equipos conocer la potencia de cada uno de ellos, así como el factor de uso. Por último, se requiere conocer las horas de funcionamiento. 15 de 28

16 Producción de agua caliente sanitaria (ACS): la potencia de las calderas, el número de usuarios y el tipo de actividad que se da en el edificio, así como las horas de funcionamiento de las calderas. Cantidad de placas solares y características técnicas de las mismas. Los cálculos de las distribuciones de consumo se realizan utilizando la potencia de los equipos consumidores de energía y el horario de funcionamiento obtenido a través de varias vías, como las entrevistas con los usuarios de la instalación y con el personal de mantenimiento. El consumo obtenido se contrasta con los valores de consumo que reflejan las facturas. Esta toma de datos se resume en la siguiente tabla: Tabla 7. Toma de datos para realización del balance energético Áreas de consumo Información de potencia Información de tiempo Climatización Producción de ACS Iluminación Equipos Inventario de equipos Inventario de equipos Inventario de equipos Inventario de equipos Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Entrevistas con el personal mantenimiento Distribución del consumo eléctrico por usos La siguiente tabla muestra la distribución del consumo eléctrico anual. Tabla 8. Distribución del consumo eléctrico Uso energético Consumo (kwh) Consumo (%) Iluminación % Equipos % ACS % 16 de 28

17 Uso energético Consumo (kwh) Consumo (%) Otros 216 2% Total % Esta distribución por usos queda reflejada en la siguiente gráfica: Gráfico 2. Distribución del consumo eléctrico por usos Como se observa en el gráfico, el consumo de los equipos representa la mayor parte del consumo eléctrico, alcanzando el 57% del consumo total anual del Campo de Fútbol 11 San José Obrero. El siguiente grupo de consumo es la iluminación, que supone un 26% del consumo eléctrico anual. A continuación se encuentra el consumo debido a la generación de ACS, que supone un 15% del total. 17 de 28

18 Por último, el consumo destinado a otros supone el 2%. En este grupo de consumo se incluyen todos aquellos consumos que se producen en el edificio y que no han sido contemplados en los anteriores grupos (servidor, iluminación de emergencia, vigilancia, seguridad, etc.). 4. PROPUESTAS DE ACTUACIÓN 4.1. CLIMATIZACIÓN Y PRODUCCIÓN DE ACS Instalación de perlizadores En cuanto a la generación de ACS, de la totalidad de grifos en la instalación existe 1 grifo con perlizador y existen 2 grifos y 6 duchas sin perlizadores. Estos elementos se colocan en la boca de salida de agua del grifo, en sustitución de los filtros convencionales. Ilustración 7. Perlizadores y reductores de caudal de distintos modelos En ellos se produce una mezcla de aire y agua que garantiza ahorros de hasta el 25% sobre el consumo actual de agua. El ahorro energético vendrá dado por el menor consumo de combustible en la generación del ACS. A continuación se presentan los resultados obtenidos: 18 de 28

19 Tabla 9. Resultados instalación perlizadores en grifos y duchas Medida (kwh/año) ( /año) Inversión ( ) PRS (años) (KgCO2/año) Perlizadores en grifos y duchas , ILUMINACIÓN Sustitución de lámparas fluorescentes convencionales por otras más eficientes La mejora consiste en la sustitución de las lámparas fluorescentes actuales, tipo T8 de 36 W por otras de última generación de 32 W. Estas nuevas lámparas conservan el mismo nivel de iluminación (misma cantidad de lúmenes) pero emplean una menor cantidad de energía. Su mayor ventaja es que pueden sustituir a los tubos fluorescentes actuales sin necesidad de cambiar la luminaria, por lo que el único coste asociado es el de la compra de la nueva lámpara (más la mano de obra). El ahorro económico se ha obtenido teniendo en cuenta el ahorro generado por el menor consumo de energía y el ahorro por el menor número de reposiciones debido a la mayor vida útil de la lámpara propuesta. A continuación se presentan los resultados obtenidos: Tabla 10. Resultados sustitución fluorescentes actuales por otros más eficientes Medida (kwh/año) ( /año) Inversión ( ) PRS (años) (KgCO2/año) Fluorescentes eficientes ,1 26 Sustitución de balastos electromagnéticos por balastos electrónicos Respecto a los balastos electromagnéticos se propone la sustitución de los mismos por balastos electrónicos. La función del balasto es generar el arco eléctrico que requiere el tubo durante el proceso de encendido y mantenerlo posteriormente, limitando también la intensidad 19 de 28

20 de corriente que fluye por el circuito del tubo. Además, los balastos electromagnéticos dificultan la instalación adicional de un sistema de control y regulación en función de la presencia de personas y el aporte de luz natural. Las principales ventajas de los balastos electrónicos son las siguientes: Encendido: Con estos balastos, que utilizan un sistema de encendido en el que la lámpara sufre menos, se aumenta la vida útil del tubo en un 50%, pasando de las horas que se dan como vida estándar de los tubos tri-fosfóricos de nueva generación a horas. Además, existen los balastos con encendido de precaldeo, adecuados para lugares con constantes encendidos y apagados para evitar el deterioro de la lámpara. Parpadeos y efecto estroboscópico: Por un lado se consigue eliminar el parpadeo típico de los tubos fluorescentes y por otro el efecto estroboscópico queda totalmente fuera de la percepción humana. Regulación: Existen balastos regulables con los que es posible regular el nivel de iluminación entre el 3 y el 100% del flujo nominal. Esto se puede realizar de varias formas: manualmente, automáticamente mediante célula fotoeléctrica y mediante infrarrojos. Vida de los tubos: El balasto electrónico con encendido por precaldeo es particularmente aconsejable en lugares donde el alumbrado vaya a ser encendido y apagado con cierta frecuencia, ya que la vida de estos tubos es bastante mayor. Flujo luminoso útil: El flujo luminoso se mantendrá constante a lo largo de toda la vida de los tubos. Desconexión automática: Se incorpora un circuito que desconecta los balastos cuando los tubos no arrancan al cabo de algunos intentos. Con ello se evita el parpadeo existente al final de la vida útil del equipo. Reducción del consumo: Todos los balastos de alta frecuencia reducen en un alto porcentaje el consumo de electricidad. Dicho porcentaje varía entre el 22% en tubos de 18 W sin regulación y el 70% cuando se le añade regulación de flujo. Factor de potencia: Los balastos de alta frecuencia tienen un factor de potencia muy parecido a la unidad, por lo que no habrá consumo de energía reactiva. Encendido automático sin necesidad de cebador ni condensador de compensación. 20 de 28

21 A continuación se presentan los resultados obtenidos: Tabla 11. Resultados sustitución balastos electromagnéticos por electrónicos Medida (kwh/año) ( /año) Inversión ( ) PRS (años) (KgCO2/año) Balastos electrónicos ,5 39 Sustitución de lámparas incandescentes por otras de bajo consumo Así mismo se propone la sustitución de las lámparas incandescentes de 60 W por lámparas de bajo consumo de 15 W. Las lámparas fluorescentes compactas, también llamadas de bajo consumo, pueden suponer una disminución considerable del gasto energético. Entre las ventajas de estas lámparas se encuentran las siguientes: Consumen en torno a un 20% del consumo medio de una lámpara incandescente estándar. Presentan los mismos casquillos que las lámparas incandescentes (tipo E27), por lo que no existe ningún coste de adaptación. La vida media de este tipo de lámparas es de unas horas, lo que equivale a 10 veces la vida de las incandescentes. Una reposición de lámpara de bajo consumo equivale a 10 reposiciones de lámparas incandescentes estándar. El ahorro económico se ha obtenido teniendo en cuenta el ahorro generado por el menor consumo de energía y el ahorro por el menor número de reposiciones debido a la mayor vida útil de la lámpara propuesta. Tabla 12. Resultados sustitución de lámparas incandescentes por otras de bajo consumo Medida (kwh/año) ( /año) Inversión ( ) PRS (años) (KgCO2/año) Lámparas de bajo consumo , de 28

22 5. OTRAS MEDIDAS RECOMENDADAS 5.1. ENVOLVENTE TÉRMICA Sustitución de los vidrios actuales ineficientes por otros vidrios de tipo doble con cámara de aire. Se recomienda la sustitución de las ventanas de cristal simple por otras con mayor aislamiento térmico, con doble acristalamiento y cámara de aire tipo climalit. Este tipo de ventanas pueden alcanzar valores de transmisividad térmica (U) tan bajo como 1,3 W/m 2 K. Este tipo de ventanas son las exigidas actualmente por el Código Técnico de la Edificación, aunque éste no sea de aplicación a edificio objeto de estudio, siempre que no existan reformas sustanciales. Esta medida no se incluye dentro de las medidas propuestas, por presentar periodos de retorno muy altos debido a que exige la realización de trabajos de albañilería y carpintería. 22 de 28

23 6. RESUMEN DE MEDIDAS DE AHORRO A continuación se presentan las medidas de ahorro con un PRS menor de 10 años Tabla 13. Resumen medidas de ahorro con PRS<10 Medida Nº Descripción de la mejora (kwh/año) Energético (%) ( /año) Inversión inicial ( ) Periodo de retorno (años) (KgCO2/año) Perlizadores en grifos y duchas Fluorescentes eficientes Lámparas de bajo consumo 418 3% , % , % ,8 28 TOTAL 574 5% , de 28

24 En la siguiente tabla se presentan las medidas de ahorro con un PRS mayor de 10 años. Tabla 14. Resumen medidas de ahorro con PRS>10 Nº Descripción de la mejora (kwh/año) Energético (%) ( /año) Inversión inicial ( ) Periodo de retorno (años) (KgCO2/año) 3 Balastos electrónicos 112 0,9% , de 28

25 6.1. COMPARACIÓN DE LAS MEDIDAS EN FUNCIÓN DE SU AHORRO POTENCIAL Gráfico 3. Tabla resumen de las medidas de ahorro recomendadas La medida que mayor ahorro genera es la instalación de perlizadores en grifos y duchas suponiendo unos 418 kwh anuales. A continuación figura la sustitución de lámparas incandescentes por lámparas de bajo consumo y la sustitución de los fluorescentes actuales por otros eficientes, cuyos ahorros energéticos alcanzan 81 kwh y 75 kwh, respectivamente. El ahorro total que puede conseguirse mediante la acción conjunta de todas las medidas es de 574 kwh anuales, aproximadamente el 5,0% del consumo energético anual del el Campo de Fútbol 11 San José Obrero. Esta reducción de consumo supone un ahorro económico anual de 132. Para llevar a cabo las medidas es necesaria una inversión de 228, que se recuperará en 1,7 años. 25 de 28

26 6.2. REDUCCIÓN TOTAL DE EMISIONES La acción conjunta de las medidas de ahorro propuestas supone una reducción anual en las emisiones a la atmósfera de 0,2 toneladas de CO 2. Según ADENA, un hogar español medio emite 0,13 toneladas de CO 2 al año, por lo tanto, la cantidad de CO 2 reducida es equivalente a la emitida debido al consumo eléctrico de 02 viviendas en España Gráfico 4. Tabla resumen de la reducción de emisiones de CO2 26 de 28

27 7. ANEXOS 7.1. ILUMINACIÓN Tabla 15. Inventario de iluminación Estancia en que está Exterior Tipo de lámpara Halogenuro metálico Número de grupos Número lámparas por grupo Potencia lámpara (W) Tipo equipo auxiliar Ninguno Bar Fluorescente Electromagnético 0 Bajo consumo Ninguno Cuarto Grupo de Presión Fluorescente Electromagnético Vestuario 1 Fluorescente Electromagnético Vestuario 2 Fluorescente Electromagnético Exterior Vestuarios Incandescente Ninguno Cuarto de Termos Fluorescente Electromagnético 27 de 28

28 7.2. EQUIPOS Tabla 16. Inventario de equipos Estancia en que está Equipo Potencia media ON (W) Potencia media OFF (W) Número Bar Nevera Tirador de Cerveza Cafetera Industrial Cuarto Grupo de Presión Nevera Botellera Nevera Grupo de Presión (23 kw) de 28