El Futuro de la Eficiencia Energética Industrial

Gemelos Digitales, Simulación Predictiva y el Ciclo PHVA en ISO 50001

Authors

  • Miguel Wilfredo Bernabe Custodio Institute of Electrical and Electronics Engineers. (IEEE- PERU) - IEEE R9 - Industrial Engagement
  • Jorge Luís Zavala Solórzano Universidad Nacional Autónoma Altoandina de Tarma – UNAAT, Junín – Perú

Abstract

La energía ha dejado de ser únicamente un recurso indispensable para la producción industrial para convertirse en uno de los principales factores estratégicos de competitividad, sostenibilidad e innovación. En un contexto caracterizado por el incremento de los costos energéticos, la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y la acelerada transformación tecnológica impulsada por la Industria 4.0 y la Industria 5.0, las organizaciones enfrentan el desafío de producir más utilizando menos recursos, sin comprometer la calidad, la rentabilidad ni la responsabilidad ambiental.

Durante las últimas décadas, la norma ISO 50001 se ha consolidado como el principal referente internacional para la implementación de Sistemas de Gestión de la Energía, proporcionando una metodología estructurada que permite a las organizaciones mejorar continuamente su desempeño energético mediante la aplicación del ciclo Planificar–Hacer–Verificar–Actuar (PHVA). Miles de empresas alrededor del mundo han demostrado que una adecuada gestión energética genera beneficios económicos, operacionales y ambientales que trascienden la simple reducción del consumo eléctrico.

Sin embargo, la velocidad con la que evolucionan las tecnologías digitales plantea un nuevo escenario. Hoy, herramientas como los gemelos digitales, la simulación predictiva, el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), el análisis masivo de datos y la inteligencia artificial están transformando la forma en que las organizaciones monitorean, analizan y optimizan sus procesos. Estas tecnologías permiten pasar de una gestión basada en la reacción frente a los problemas a una gestión fundamentada en la anticipación, la predicción y la toma de decisiones inteligentes en tiempo real.

Este libro surge precisamente de esa convergencia entre la gestión energética tradicional y la transformación digital. Su punto de partida es una investigación aplicada desarrollada en una empresa del sector industrial, donde la implementación de un Sistema de Gestión de la Energía basado en la ISO 50001 permitió obtener una reducción significativa del consumo eléctrico y demostrar la eficacia del ciclo PHVA como herramienta de mejora continua. A partir de esa experiencia práctica, la obra amplía la discusión hacia un horizonte más ambicioso: la evolución de los sistemas de gestión energética mediante la incorporación de tecnologías digitales avanzadas.

Más que presentar un caso de éxito, esta obra propone una visión prospectiva sobre el futuro de la eficiencia energética industrial. Se plantea que la integración de los principios de la ISO 50001 con los gemelos digitales y la simulación predictiva puede dar origen a una nueva generación de sistemas de gestión energética, capaces de optimizar continuamente el desempeño de las organizaciones mediante modelos virtuales sincronizados con la operación real y apoyados por algoritmos inteligentes para la toma de decisiones.

El contenido ha sido desarrollado con un enfoque técnico y científico, pero procurando mantener una estructura didáctica que facilite su comprensión y aplicación. Está dirigido a ingenieros, investigadores, estudiantes de posgrado, consultores, auditores, responsables de mantenimiento, gerentes de operaciones y a todos aquellos profesionales interesados en liderar procesos de transformación energética dentro de sus organizaciones.

Finalmente, esta obra invita al lector a reflexionar sobre una idea fundamental: la eficiencia energética del futuro no dependerá únicamente de equipos más eficientes o de políticas mejor estructuradas, sino de la capacidad de integrar el conocimiento ingenieril con las tecnologías digitales emergentes para construir organizaciones más inteligentes, competitivas y sostenibles. Ese es el desafío que inspira este libro y la contribución que aspira a ofrecer al desarrollo de la ingeniería y la gestión energética del siglo XXI.

Author Biography

Miguel Wilfredo Bernabe Custodio, Institute of Electrical and Electronics Engineers. (IEEE- PERU) - IEEE R9 - Industrial Engagement

Reg. CIP Nª 259761 Reg. IEEE: 97816921 Reg. RENACYT: P0393384

IEEE R9 Industry Engagement Committee

Chair-IEEE R9 Industry AI Researchers Blockchain Group

Biografía profesional

Es un Investigador Industrial en el Comité de Industria de IEEE Región 9, con amplia experiencia en gestión energética, eficiencia industrial y sostenibilidad. Su investigación se centra en la implementación de sistemas de gestión de energía basados en la norma ISO 50001 y su impacto en la reducción de la huella de carbono en el sector industrial.

Investigador RENACYT, Es autor de múltiples publicaciones científicas en revistas indexadas a SCOPUS, donde aborda la integración de prácticas de gestión energética con metodologías Lean y de mejora continua para optimizar el consumo energético y reducir emisiones de CO₂.

 Master Profesional en Gestión de la eficiencia energética y grado de Doctor. Especialista en análisis de la calidad de energía y Sub Estaciones Eléctricas en Media Tensión.

Correo de contacto: ing.mwbernabe@ieee.org

References

AEC. Asociación Española para la Calidad (AEC). 2017 [fecha de consulta: 20 de octubre de 2019], de AEC: Disponible en https://www.aec.es/web/guest/centro- conocimiento/sistemas-de-gestion-energética ISSN: 1576-4915;

Agencia Andaluza De La Energía /Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo 2011, Ley de defensa y proteccion de los consumidores y usuarios [fecha de consulta: 25 de septiembre de 2019] Disponible en :https://www.agenciaandaluzadelaenergia.es/sites/default/files/documentos/datos_energeticos_andalucia_2011.pdf ISBN: 84-7595-077-9

Aghaei, M., Moazami, A., Lobaccaro, G., & Cali, U. (Eds.). (2024). Digital twin technology for the energy sector: Fundamentals, advances, challenges, and applications. Elsevier.

Aghazadeh Ardebili, A., et al. (2024). Digital twins of smart energy systems: A systematic literature review on enablers, design, management and computational challenges. Energy Informatics, 7. https://doi.org/10.1186/s42162-024-00385-5

Asto Mendoza, Diana Rosmery, Análisis de Factibilidad de la Norma ISO 50001, para mejora de la Eficiencia Eléctrica en SENATI, Tesis de grado -Cajamarca Sur Amazonas, Perú. 2016. [fecha de consulta:25 setiembre del 2019, Disponible en: http://repositorio.ucv.edu.pe/handle/UCV/32390

Bernabé M.W., Gonzales G. R., Egúzquiza M. J., López R., Lujan R. O., Rodríguez L. R. (2025). Energy, efficiency and sustainability: Carbon footprint reduction in industry through the implementation of the ISO 50001 standard. Chemical Enginnering Transactions.;117:6. https://doi.org/10.3303/CET25117113.

Billey, A., Xiao, G., Zheng, X., Cheng, J., & Davy, S. (2023). Energy digital twins in smart manufacturing systems: A literature review. Manufacturing Letters, 35. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2023.08.047

Borroto, Aníbal et al. Gestión y Economía Energética. Cienfuegos: Universo Sur, 2006.Tesis de grado [fecha de consulta:28 septiembre 2019, Disponible en: http://www.energytec-solutions.com/linked/gesti_n_y_econom_a_energ_tica.pdf ISBN 959-257-114-7.

Brown, T., Infield, D. B., & Leach, M. (2023). Digital twin applications for smart energy systems: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 176, 113180. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113180

Delgado Rojas, Julio Omar. Propuesta de auditoría Energé-tica para reducir el consumo de Energía Eléctrica, Empresa Agribrands Purina, Pimentel 2016, de la Universidad Cesar Vallejos, Tesis de grado Perú. [fecha de consulta: 20 septiembre 2019], Disponible en: http://repositorio.ucv.edu.pe/handle/UCV/8860

Disnorte. ¿Qué es la eficiencia energética y para qué sirve? Disnorte-dissur: 2018. [fecha de consulta: 25 de septiembre de 2019] Disponible en http://www.disnorte-dissur.com.ni/que-es-la-eficiencia-energética-y- para-que-sirve.html SSN 1680-9025. ISBN: 92-1-322247-5

DOE. (2012). DOE Guide for ISO 50001. s.l.: U.S. Introduction to the Department of Energy Executive Summary Quick Facts, Mission and Scope, Organizational Structure, Leadership Department of Energy, 2012. [fecha de consulta:18 de enero 2020], Disponible en: https://www.energy.gov/sites/prod/files/DOE_Corporate_Overview-2012.pdf

Echeandía Diez, Rodrigo Fernando, (2016). Diseño de un Sistema de Gestión Energética para la aplicación de la Norma ISO 50001 en el campus de la Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, de la Universidad Católica Santotoribio de Mogrovejo, Tesis de grado Perú. [fecha de consulta: 30 de setiembre del 2019], Disponible en: http://tesis.usat.edu.pe/handle/usat/941

Editorial: AENOR Ediciones (Asociación Española de Normalización) 2012, Lugar de la edición: Madrid. España [Fecha de consulta:15 de noviembre de 2019] Disponible en:https://www.marcialpons.es/editoriales/aenor-ediciones-asociacion-espanola-de-normalizacion/3058/ ISSN 1695-5498.

Efficiency Valuation Organization. (2022). International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP), Core Concepts. EVO.

Endesa.de Twenergy: 2012. [Fecha de consulta:14 de noviembre de 2019], Disponible en https://twenergy.com/a/que-es-la-eficiencia- energética-39 ISBN: 978-92-1-323184-5.

Energiaygeoestrategia, Instituto Español de Estudios Estratégicos Comité Español del Consejo Mundial de la Energía Club Español de la Energía, Autores y editor, 2019 [Fecha de consulta:15 de noviembre de 2019] Disponible en http://www.ieee.es/Galerias/fichero/cuadernos/Energiaygeoestrategia2019.pdf ISBN: 978-84-9091-414-4

Energy Star. Guidelines for Energy Management. s.l.2008 [Fecha de consulta:15 de noviembre de 2019]. Dispobible en: www.energystar.gov/index.cfm?fuseaction=guidelines. ISSN-10594248

European Commission. (2021). Industry 5.0: Towards a sustainable, human-centric and resilient European industry. Publications Office of the European Union.

European Commission. (2024). Industry 5.0 Community of Practice: Final report of the pilot phase 2023–2024.

Fondo de energía no convencionales y gestion eficiente de la energía (FENOGE), fue creado en el artículo 10 la Ley 1715 Colombia [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en https://fenoge.com/

García Silva, Julio Israel y Vinza Carvajal, Iván Andrés, (2015). Implementación de un sistema de gestión energética en base a la norma ISO 50001 para la empresa “La Ibérica”, de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador 2019 [Fecha de consulta:15 de noviembre de 2019] Disponible en:

http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/4496 Gestión de la eficiencia energética, cálculo del consumo, indicadores y mejora Autores: Carretero Peña, Antonio, García Sánchez, Juan Manuel ISBN: 9788481437850

Guía de gestión energética municipal en base a la norma ISO 50001/ Herramientas Guía de gestión energética municipal, 2013 [fecha de consulta: 15 de octubre de 2019]. Disponible en: http://www.comunidadism.es/herramientas/guia-de-gestion-energetica-municipal-en-base-a-la-norma-iso-50001 ISBN 978-958-761-597-5

Guía de Orientación del Uso Eficiente de la Energía y de Diagnóstico Energético.Dirección General de Eficiencia Energética. Ministerio de Energía y Minas. [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en:http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/Guia%20Sector%20Residencial.pdf ISBN 978-8492521-12-8

HERNÁNDEZ, Juan [en línea]. España: Fundación EOI, 2013 [fecha de consulta: 20 de octubre de 2019]. Disponible en: https://api.eoi.es/api_v1_dev.php/fedora_2013.pdf ISBN: 978-84-15061-40-3

Howk Prinsel y Rios Gálvez, . Propuesta de implementación de un Sistema de Gestión de Energía bajo la Norma ISO 50001, para la reducción de costos en taller de mantenimiento mecánico de una empresa minera, de la Universidad de ESAN, Perú. [fecha de consulta: 15 de octubre de 2019]. Disponible en: https://repositorio.esan.edu.pe/handle/ESAN/1510

HUANG, Eric ISO 50001: conozca la nueva norma de gestión de energía. En: América Economía, 2011 [fecha consulta: 25 de setiembre de 2019] Disponible en http://www.americaeconomia.com/análisis-opinion/iso-50001-conozca-la-nueva-norma-degestion-de-energia.

Instituciones editoras: Conuee / GIZ Manual para la Implementación de un Sistema de Gestión de la Energía México, D.F., 19 agosto del 2014-Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía I. [fecha consulta: 25 de diciembre de 2019] Disponible en: https://www.conuee.gob.mx/transparencia/boletines/SGEn/manuales/ManualGestionEnergia_V2_1.pdf ISBN 9968-. 904-08-2,

International Electrotechnical Commission. (2019–2024). IEC 62443 series, Security for industrial automation and control systems.

International Energy Agency. (2025). Industry — Energy Efficiency 2025. IEA. Recuperado de https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2025/industry (el sector industrial representa cerca del 40 % del consumo final total de energía en 2024 y explicó dos tercios del incremento de la demanda energética mundial desde 2019).

International Energy Agency. (2025a). Energy Efficiency 2025. IEA, Paris. https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2025

International Energy Agency. (2025b). Energy Management for Industry: Driving efficiency implementation. IEA, Paris. https://www.iea.org/reports/energy-management-for-industry

International Organization for Standardization. (2014). ISO 50015:2014, Measurement and verification of energy performance of organizations—General principles and guidance.

International Organization for Standardization. (2014a). Energy management systems — Measuring energy performance using energy baselines (EnB) and energy performance indicators (EnPI) — General principles and guidance (ISO 50006:2014). ISO.

International Organization for Standardization. (2014b). Energy management — Measurement and verification of organizational energy performance — General principles and guidance (ISO 50015:2014). ISO.

International Organization for Standardization. (2018). ISO 50001:2018, Energy management systems—Requirements with guidance for use.

International Organization for Standardization. (2020). ISO 50004:2020, Guidance for implementation, maintenance and improvement of an ISO 50001 energy management system.

International Organization for Standardization. (2021). Automation systems and integration — Digital twin framework for manufacturing — Part 1: Overview and general principles (ISO 23247-1:2021). ISO.

International Organization for Standardization. (2021). Automation systems and integration — Digital twin framework for manufacturing — Part 2: Reference architecture (ISO 23247-2:2021). ISO.

International Organization for Standardization. (2021). Energy management systems — Requirements for bodies providing audit and certification of energy management systems (ISO 50003:2021). ISO.

International Organization for Standardization. (2021a). ISO 50003:2021, Requirements for bodies providing audit and certification of energy management systems.

International Organization for Standardization. (2021b). ISO 50005:2021, Guidelines for a phased implementation.

International Organization for Standardization. (2021c). ISO 23247-1:2021 to ISO 23247-4:2021, Digital twin framework for manufacturing.

International Organization for Standardization. (2023). ISO 50006:2023, Evaluating energy performance using energy performance indicators and energy baselines.

International Organization for Standardization. (2024). Energy management systems — Requirements with guidance for use — Amendment 1: Climate action changes (ISO 50001:2018/Amd 1:2024). ISO.

International Organization for Standardization. (2024a). ISO 50001:2018/Amd 1:2024, Climate action changes.

International Organization for Standardization. (2025). ISO 50002-1:2025; ISO 50002-2:2025; ISO 50002-3:2025, Energy audits.

International Organization for Standardization. (2025a). Energy audits — Part 1: General requirements including the use of energy performance indicators (ISO 50002-1:2025). ISO.

International Organization for Standardization. (2025b). Energy audits — Part 3: Guidance for energy audits in processes (ISO 50002-3:2025). ISO.

International Organization for Standardization. (2026). ISO 23247-5:2026 and ISO 23247-6:2026, Digital thread and digital twin compositions in manufacturing.

ISO 50001. Sistemas de gestión de la energía — Requisitos con orientación para su uso. Ginebra: Organización Internacional de Normalización, 2011.[fecha de consulta: 11 de marzo de 2020]. Disponible en:https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:50001:ed-1:v1:es

ISO/IEC. (2023a). ISO/IEC 42001:2023, Artificial intelligence—Management system.

ISO/IEC. (2023b). ISO/IEC 23894:2023, Artificial intelligence—Guidance on risk management.

Joint Committee for Guides in Metrology. (2008). Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (JCGM 100:2008, GUM). BIPM.

Kibira, D., et al. (2024). Manufacturing Digital Twin Standards. National Institute of Standards and Technology.

Martínez Marrero, Graviela Barbara, (2016). Evaluación del desempeño energético de una red minorista de venta de acuerdo a los requisitos de la NC ISO 50001: 2011, de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Cuba.[fecha de consulta: 11 de diciembre de 2019]. Disponible en :https://dspace.uclv.edu.cu/handle/123456789/7173.

Nachimba Sánchez, Nelson Israel y Peña Pérez, Hugo Javier, (2017). Diagnóstico Energético en el Hotel Spa Termal Monte Selva del Cantón Baños Provincia de Tungurahua bajo la Norma ISO 50001, de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador. [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en :http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/6978

National Institute of Standards and Technology. (2024). Digital Twins for Advanced Manufacturing: Verification, validation and uncertainty quantification activities.

NORMA INTERNACIONAL Traducción oficial Official translation/Traduction officielle. Sistemas de gestión de la energía — Requisitos con orientación para su uso –ISO 50001 Primera edición2011-06-15, [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en https://www.coursehero.com/file/42009807/ISO-50001-2011pdf/

Norma Técnica Peruana NTP-ISO 50001, 2012 SISTEMAS DE GESTIÓN DE LA ENERGÍA. Requisitos conorientación para su uso. [fecha de consulta:20 enero 2020], Disponible en: https://www.academia.edu/33249406/NORMA_T%C3%89CNICA_NTP-ISO_50001_PERUANA_2012

Optimagrid, Buenas Prácticas para el Ahorro de Energía en la Empresa, [fecha de consulta: 25 septiembre2019],Disponible en:https://4.interreg-sudoe.eu/contenido-dinamico/libreria-ficheros/11268EB8-CE46-5D93-D5CC-6F82D70A6841.pdf ISSN 1316-1296.

Panchi Guamangallo, Alex Danilo, (2015). Diseño de un sistema de gestión de Energía en la Empresa Industria Metálica Cotopaxi aplicando la Norma ISO 50001, de la Universidad de Fuerzas Armadas ESPE, Ecuador.[fecha de consulta:20 octubre 2019], Disponible en:http://repositorio.espe.edu.ec/xmlui/handle/21000/12281?show=full&locale-attribute=en

Plata Duran, Ronal Fernando. Propuesta para la implementación de un Sistema Integral de Gestión Energética basado en la Norma ISO 50001, en el edificio administrativo de la sede principal de la empresa de energía de Boyacá, de la Universidad EAN, Colombia.2019 [fecha de consulta:10 enero 2020], Disponible en: https://repository.ean.edu.co/handle/10882/9475

Revisión sistemática: Analysis of Digital Twin Applications in Energy Efficiency: A Systematic Review. (2025). Sustainability, 17(8), 3560. https://doi.org/10.3390/su17083560 (50 estudios analizados; ahorros energéticos reportados de hasta 30 % mediante implementación de gemelos digitales).

SEAI. 2012. Energy Management Action Programme (Energy MAP). s.l.: Sustainable Energy Authority of Ireland, 2012. [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en: www.seai.ie/energymap/About_Energy_Map/. ISBN 978-92-79-59815-9

Sistema de Gestión de la energía ISO 50001, Ministerio de Energía y Minas,Sistemas de gestión de la energía — Requisitos con orientación para su uso [fecha de consulta:15 diciembre 2019], Disponible en: https://www.minem.gob.pe/_detallenoticia.php?idSector=12&idTitular=9019

Tahmasebinia, F., Lin, L., Wu, S., Kang, Y., & Sepasgozar, S. (2023). Exploring the benefits and limitations of digital twin technology in building energy. Applied Sciences, 13(15), 8814. https://doi.org/10.3390/app13158814

Wallner, B., Zwöffer, B., Trautner, T., & Bleicher, F. (2023). Digital twin development and operation of a flexible manufacturing cell using ISO 23247. Procedia CIRP, 120, 1149–1154. https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.09.126

Wooley, A., et al. (2023). When is a simulation a digital twin? A systematic literature review. Manufacturing Letters. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2023.08.014

Yao, J. F., et al. (2023). Systematic review of digital twin technology and applications. Visual Computing for Industry, Biomedicine, and Art, 6. https://doi.org/10.1186/s42492-023-00137-4

Yu, W., Patros, P., Young, B., Klinac, E., & Walmsley, T. G. (2022). Energy digital twin technology for industrial energy management: Classification, challenges and future. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 161, 112407. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112407

Yu, W., Patros, P., Young, B., Klinac, E., & Walmsley, T. G. (2022). Energy digital twin technology for industrial energy management: Classification, challenges and future. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 161, 112407. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112407

Zuloeta Vigo, Paul Alex Simon, (2018). Optimización de la Eficiencia Energética en la empresa Atlántica SRL. a través de la implementación de un Sistema deGestiónde la Energía basado en la Norma ISO 50001, de la a Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo, Perú. [fecha de consulta: 25 septiembre2019], Disponible en http://repositorio.unprg.edu.pe/handle/UNPRG/3198.

Published

2026-08-22

How to Cite

Bernabe Custodio, M. W., & Zavala Solórzano, J. L. (2026). El Futuro de la Eficiencia Energética Industrial: Gemelos Digitales, Simulación Predictiva y el Ciclo PHVA en ISO 50001. Tecnohumanismo, 6(3). Retrieved from https://www.tecnohumanismo.online/index.php/tecnohumanismo/article/view/617