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NUESTRA PORTADA:
LINEA CARANAVI-TRINIDAD (ENDE)Tensión de servicio 115 kV
Kilometros de línea 370 KmConductor IBIS
No. de estructuras 830No. de subestaciones 4 nuevas de rebaje
y 1 ampliación Porcentaje de avance del proyecto 70%
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PROPIEDAD LITERARIA E INTELECTUAL
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VOCALESIng. Oscar Eulate Choque
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DIRECTORIng. Rómulo Encinas Laguna
Editor Publicista Rubén Casas Condori
Cel.: 777 12002E-mail: [email protected]
Diseño y Diagramación
IMPRESION Imp. Catacora
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Indice1.- Editorial ..................................................................................................................................... 9
2.- Tecnología de un nivel muy superior para la industria del papel por ABB Bolivia ........................................................................................................................ 13
3.- PRIMER CONGRESO TÉCNICO ESTUDIANTIL IEEE SECCION BOLIVIA por UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES ................................................................... 19
4.- 6 PASOS PARA MEJORAR SU PROCESO Por: Huber Magnani Arroyo ............................................................................................. 22
5.- PROGRAMA EUROSOLAR (ENERGIA SOLAR Y EOLICA MARGINALES) Por: Ing. Orlando Canseco Gonzales .............................................................................. 26
6.- TEORÍA Y MEDICION DEL PH Por: TRITEC SRLPor TRITEC SRL ........................................................................................ 37
7.- PLACAS ELECTRICAS TRAMONTINA LANZAMIENTOS 2008 Y LOS ENSAYOS DE CALIDAD Por: TRAMONTINA ............................................................................................................... 49
8.- ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Por: Juan Marcelo Torrez Baltazar • Ing. Oscar D. Zamora Arce ............................. 52
9.- CONSUMO ELECTRICO EN BOLIVIA Y Y SELECCIÓN OPTIMA DE MEDICION DE CLIENTES Por: Javier R. Porrez Carpio Member IEEE 41357390 .................................................. 69
10.- LOS RECURSOS NATURALES Y LAS POTENCIALIDADES HIDROENERGETICAS .... EN LA CUENCA DEL RIO MADERA Por: Ing. Alvaro Hubner Méndez ...................................................................................... 73
11.- LINEA DE TRANSMISION ELECTRICA CARANAVI – TRINIDAD Por: Ing. Julio Andrade Ballesteros • Ing. Álvaro Hübner Méndez .......................... 77
12.- LA IMPORTANCIA DE UNA FUENTE DE ENERGÍA SECUNDARIA EN UN AEROPUERTO Por: T.S. Sergio Iván Barbosa Calderón ........................................................................... 83
13.- PROPUESTA DE POLÍTICA ENERGÉTICA PARA BOLIVIA Por: Autor: Ing. Luis Fernando Neri U. • RNI - CNI Nº 828 .......................................... 88
14.- FORSILIT, Formularios B1, B2 y B3 en fracción de minutos Por: Sr. Daniel Dutra ............................................................................................................ 105
15.- LUMEN 06 Por: SCHRÉDER BOLIVIA. S.A. ........................................................................................... 111
16.- Los estudios de carga contribuyen a ahorrar energía... Por: Helios S.R.L. .................................................................................................................. 116
17.- 2009 en tiempos de crisis……….. Por: María Julia Jiménez .................................................................................................... 123
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EditorialEL POTENCIAL EOLICO EN BOLIVIA
Ese capricho de la naturaleza llamado viento, producido por el sol al incidir con diferente intensidad en cada punto de la tierra , generar una diferencia de temperatura y con ello un movimiento de las masas de aire , contiene un potencial energético que ya fue aprovechado en Mesopotamia para moler granos 1.600 a.c. y desde 1980 ha adquirido un papel relevante en el escenario energético mundial por su carácter de renovable.
Es una fuente de energía que fue desplazada como otras por el petróleo, olvidándose que impulsó el comercio a través de las velas, movió los molinos de granos, bombeo agua o deleita en actividades recreativas con veleros o coches a viento, como la demostración de un fabricante de estos coches a vela en el salar de Uyuni, donde lograba velocidades superiores a los 100 km/hr.
La energía eólica es un recurso renovable disponible en Bolivia, que se agrega al potencial hídraúlico, hidrocarburífero, solar, biomasa y hasta el propio litio desconocido desde su faceta de combustible nuclear del futuro, en una abarrotada alacena de energía que no encuentra mecanismos para su aprovechamiento.
Hasta hace poco la energía eólica en Bolivia era solamente era una percepción sensorial sin poder expresarla en números. El primer mapa eólico de Bolivia concluido a fines de 2007, ha confirmado con valores, el potencial eólico aprovechable en amplias zonas de Santa Cruz, Potosí, Oruro y La Paz. Su utilización a través de generadores eólicos o directamente como energía mecánica en molinos o bombas de aguas, abre las oportunidades para facilitar el acceso a la energía en zonas rurales, sustituir parcialmente el consumo de hidrocarburos por una fuente renovable y recomponer paulatinamente la matriz energética.
Esta importante fuente renovable de energía, tiene aún las puertas cerradas en la regulación eléctrica , carece de incentivos y se encuentra en un estado de desarrollo precario.
La valoración del viento como fuente de energía renovable la ha llevado a un desarrollo sin precedentes desde 1980 en el hemisferio norte . En el país ha empezado ha despertar el interés para rescatar las tecnologías del pasado y acceder a las recientes. Tenemos una necesidad imperiosa de un plan objetivo para aprovechar el potencial energético en Bolivia ,vencer este aletargamiento energético de décadas e impulsar desde la función que estemos, iniciativas y proyectos incluyendo a la energía eólica.
Miguel Aramayo
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Tecnología de un nivel muy superior para la industria del papelUna de las fábricas de pulpa de papel más modernas del mundo utiliza
el Sistema de Automatización Ampliada 800xA de ABB.
Con una producción anual de 500.000 toneladas de pulpa –420.000 de pulpa kraft y 80.000 de pulpa CTMP–, la planta de SCA situada en la localidad sueca de Östrand encabeza la lista de las mayores fábricas de pulpa de papel de Europa. En la fábrica, que funciona las 24 horas del día durante todo el año, la madera de los bosques del norte de Suecia es transformada en pulpa kraft blanqueada, libre de cloro, y en pulpa semiquímica que finalmente se utiliza en productos cotidianos como papel para revistas y para pañuelos, productos higiénicos y embalajes. Garantizar los máximos niveles de estabilidad y eficiencia de la producción requiere un sistema de control flexible y fiable. Estos valores son fundamentales para el modo de operación del Sistema 800xA de la plataforma IndustrialIT de ABB, que por esta razón fue seleccionada para conseguir que una de las mayores fábricas de pulpa de papel de Europa sea también una de las más modernas del mundo.
Después de dos años de construcción y de haber gastado un total de 1.600 millones de dólares, ya se ha completado otra de las inversiones industriales a gran escala de SCA1) en Suecia. De forma más precisa, la fábrica de Östrand (en la fotografía de esta página) es hoy quizás una de las más modernas del mundo. Tanto la caldera de recuperación, que empezó a funcionar en octubre de 2006, como el sistema de tratamiento del agua se controlan utilizando el Sistema de Automatización Ampliada 800xA de la plataforma IndustrialIT de ABB2), una inversión que ha hecho posible un sistema que integra características de diseño de funciones gráficas y una avanzada interfaz de simulación.
En busca de la integración
La compañía decidió al mismo tiempo comprar un sistema de control integrado y una nueva caldera de recuperación.
Sin embargo, la búsqueda de posibles proveedores de sistemas de control ya había empezado realmente más de un año antes. Un importante requisito impuesto al nuevo sistema de control era combinar la generación de energía y las operaciones instrumentales de la forma más ventajosa posible, que anteriormente se resolvían con sistemas de control independientes.
Con este requisito se buscaba eliminar los inconvenientes que una estructura de división departamental tiene para la calidad de producción y resolver el problema del tiempo y recursos necesarios para mantener funcionando las comunicaciones entre dos sistemas separados.
El proceso de adquisición del nuevo sistema de control comenzó en 2003.
Previamente a la redacción de las especificaciones,un grupo de ingeniería del departamento de automatización estudió el asunto durante cuatro meses, durante los cuales hubieron de emprender
Por: ABB Bolivia
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varios viajes. En palabras de Alf Eriksson, jefe de sistemas de automatización de Östrand, “La organización nos ofreció mucha información y nos aseguró su ayuda durante todo el proceso de adquisición. Para poder comparar realmente las ofertas, a los posibles proveedores les proporcionamos diagramas de flujo hipotéticos para ver qué tipo de soluciones técnicas podían sugerir. Después ensayamos todas las propuestas durante una fase de pruebas de dos semanas.”
Cuando en agosto de 2004 se hizo necesario decidir sobre la inversión en una nueva caldera de recuperación, la organización ya estaba preparada para elegir el Sistema 800xA de la plataforma IndustrialIT de ABB. “Era el momento exacto“, afirma Alf Eriksson. La figura 1 muestra una solución integrada típica basada en el Sistema 800xA.
”El hecho de que todo esté gobernado por un solo sistema nos ofrece un control mucho mejor“, añade Alf Eriksson, actualmente supervisor de un departamento totalmente integrado. “Las ventajas de la nueva organización se verán con el tiempo, pero algunas de ellas ya son visibles. Las rutinas de trabajo para conmutar entre los modos de mantenimiento y de producción son más sencillas, el diálogo entre las disciplinas de generación e instrumentales es ahora más natural.”
Energía “verde”
La nueva caldera de recuperación de sosa es una instalación combinada de reciclaje y caldera de vapor. Sus materias primas son los productos químicos usados y los residuos de madera de la fábrica de papel kraft. Los productos químicos se reciclan y reutilizan, mientras que los restos de madera se queman para alimentar la caldera.
El vapor se produce a una presión de 105 bares y una temperatura de 515°C, valores superiores a los de El sistema comprende nueve estaciones de operador y siete estaciones procesadoras AC 800 M para el control de la caldera de recuperación y de la planta de tratamiento de agua, así como un simulador del sistema de control.
Otras instalaciones similares del mundo.
La nueva caldera de recuperación y la nueva turbina permiten duplicar la producción actual de electricidad con biomasa hasta alcanzar 500 gigavatios- hora al año. En consecuencia, la electricidad externa requerida se reducirá radicalmente, situando así el complejo fabril de pulpa de papel de Östrand a la vanguardia de lo actualmente posible. Incluso al nivel actual de producción de 420.000 toneladas de pulpa al año, la fábrica de papel kraft contribuirá realmente con una aportación neta de energía “verde” a la red de electricidad, cantidad que podrá aumentar cuando, en el futuro, la nueva caldera se amplíe hasta 800.000 toneladas, su capacidad máxima. Simulación, fundamental para la comprensión
En la sala de control común de Östrand
2, que cuenta con una moderna plataforma de sistemas adaptable para las funciones del futuro, reina un buen ambiente de trabajo. El Sistema 800xA es abierto y versátil, dispone de excelentes modalidades para el acoplamiento de aspectos y supone un gran avance desde el punto de vista de la seguridad.
El sistema de ABB comprende nueve estaciones de operador y siete estaciones de proceso AC 800 M para el control de la caldera de recuperación yde la planta de tratamiento de agua 3 .
Incluye también un simulador del sistema de control para la caldera con dos estaciones de operador y un sistema menor para el entrenamiento. El simulador se basa en un modelo matemático de la caldera de recuperación, un proceso complejo que comprende la combustión y las reacciones químicas. El sistema contiene escenarios preprogramados, como pérdidas de agua en la cuenca, fallo eléctrico, problemas relativos al contenido de materia seca
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y fugas en el horno. Estos escenarios se pueden combinar con varias de las llamadas “instantáneas”, cada una de las cuales representa un diferente estado operacional de la caldera de recuperación.
”ABB tenía la mejor solución para el simulador“, comenta Alf Ericsson, ”lo cual nos permitió probar el funcionamiento de la caldera de recuperación antes de que ésta fuera operativa.
Ahora estamos en condiciones de realizar el entrenamiento con una reproducción exacta del sistema de control.
Resulta más fácil transferir al simulador los ajustes de programación del sistema operacional, de modo que nuestro sistema será útil durante más tiempo.”
Del viejo estilo de trabajo a la nueva forma de pensar La fábrica de Östrand tiene una larga tradición en cuanto a programación propia, que también se ha extendido al nuevo sistema. Los protocolos estándar de Östrand se han aplicado al funcionamiento del Sistema 800xA de ABB. Las ideas básicas y el planteamiento temático de la antigua forma de trabajar se han traducido en una nueva forma de pensar y se han relacionado con un proceso diferente.
El objetivo ha sido en todo momento proporcionar información de forma inmediatamente accesible y que pueda ser comprendida fácilmente incluso por operadores eventuales. Para conseguir este
resultado, el diseño de las funciones gráficas del Sistema 800xA ha sido una herramienta útil, y la fábrica Östrand es la primera de Suecia en usarlo. Presentar la información relativa a cada función en forma de diagrama, en vez de en formato de texto, facilita una comprensión más profunda del proceso subyacente.
La función gráfica actúa como un intérprete que convierte el lenguaje del programa en algo familiar.
“Con el diseño de la función gráfica puedes acceder fácilmente a tu aplicación traducida a un lenguaje universal”, explica Alf Eriksson. ”Esto te da una valiosa visión general y facilita la localización y corrección de fallos, por ejemplo“.
La capacidad del bus de campo, una necesidad Otro importante requisito que tenía que satisfacer SCA era una buena interconexión con la tecnología de buses de datos y la capacidad de manejar más información sobre mantenimiento preventivo. La fábrica tiene una gran experiencia en el uso de sistemas Profibus con interconexión de conmutación (ASI) avanzada, de modo que se concedió gran importancia a la búsqueda de un nuevo sistema de control del tratamiento de agua, compatible con los buses de campo existentes. Con la nueva caldera de recuperación, todos los convertidores de frecuencia y cerca del 90 por ciento de las cajas de distribución se controlan por medio de Profibus. Por medio de ASI se controlan las señales digitales de dispositivos de todo tipo,
desde válvulas de cierre hasta sistemas de alerta. Las señales analógicas se distribuyen en cajas de campo.
“Hacemos un amplio uso de HARTI/ O y ya hemos empezado a gestionar la gran cantidad de datos que nos proporciona el Sistema 800xA de ABB; así podemos desarrollar rutinas para predecir con más exactitud las necesidades de mantenimiento”, afirma Alf Eriksson.
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Necesidades del cliente asociadas al potencial del sistema La estrecha relación con la organización de servicio de ABB y un contrato favorable de servicio fueron los factores determinantes para la decisión de
Los protocolos estándar de Östrand se han aplicado al funcionamiento del sistema 800xA de ABB. Las ideas básicas y el enfoque temático del viejo estilo de trabajo han sido trasladados al nuevo modo de pensar los distintos procesos.
invertir en el Sistema 800xA. Una persona altamente cualificada de ABB estuvo presente en la fábrica durante todo el período de
programación e instalación asesorando en la optimización del uso y contribuyendo a enlazar las potencialidades del sistema con las necesidades de Östrand.
”Ese cualificado asesor ha sido fundamental para nosotros y para el proyecto“, comenta Alf Eriksson. ”Nosotros hemos aprendido mucho de este proceso y creo que el profundo estudio de las funciones y soluciones también ha enseñado mucho a ABB.”
Considerando que la antigua solución con dos sistemas de control distintos había estado implantada durante veinte años hay que concluir que el cambio fue suave, en parte debido a que la transición técnica no planteó problema alguno y en parte porque el personal de operaciones y de mantenimiento asumió ejemplarmente el nuevo sistema de control.
”Al principio, el reto resultaba intimidatorio, pero cuanto más tiempo trabajamos con el nuevo sistema, tanto más apreciamos sus ventajas. Aplicamos una estrategia metódica de mejora, sin precipitaciones. Todos nuestros empleados han trabajado espléndidamente en este proyecto y muchos de ellos merecen un agradecimiento especial por el apoyo que han prestado a otros. El resultado es que hemos conseguido alcanzar nuestros objetivos de calidad y productividad a pesar de la gran complejidad de la empresa.”
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PRIMER CONGRESO TÉCNICO ESTUDIANTILIEEE SECCION BOLIVIA
I. INTRODUCCION
BETCON son las siglas del congreso Boliviano de Ingeniería y tecnología el cual el año 2009 llega en su primera versión los días 15,16 y 17 de Abril, el presente congreso tiene por objetivo lograr ser en esta y en las próximas versiones uno de los eventos mas importantes de la sección Bolivia perteneciente al IEEE y brindar a los distintos participantes un espacio de discusión acerca de cómo se esta realizando la implementación de nuevas tecnologías en las distintas áreas a nivel nacional y latinoamericano.
Este año la sede recae en la rama estudiantil del IEEE perteneciente a la Universidad Mayor de San Andrés.
Como parte de este primer congreso Boliviano de Ingeniería y Tecnología se tendrán.
La presentación de los Papers en las siguientes áreas de Interes:
• Eléctrica y Electromecánica• Electrónica y Telecomunicaciones • Informática y Computación
También se contara con el primer concurso nacional de robots en las siguientes categorías:
• Sigue línea• Sumo • Demostración
Visitas técnicas a las distintas empresas que permitan a un número de participantes visitar sus instalaciones y que trabajan en la ciudad de La Paz, ciudad cede de este importante evento.
Tutoriales acerca de temas diversos. Para el área de electricidad se contara con la presentación del Tutorial “Manejo de Software para análisis de sistemas eléctricos de potencia” dictado por el Ing. Luís Iván Ruiz Docente Investigador de la IEEE - México.
II. PRESENTACION DE LOS TRABAJOS DE INVESTIGACION
1. - Sobre los temas de los trabajos
Los trabajos serán una aplicación, desarrollo o investigación que cubra aspectos temáticos fines a las áreas de ingeniería Eléctrica Electrónica, Telecomunicaciones e informática. Pueden destacarse las siguientes áreas:
• Circuitos Electrónicos • Telecomunicaciones • Energía • Sistemas y Control • Líneas de transmisión • Sistemas de Potencia• Señales • Computación • Aplicaciones Industriales • Electrónica de Potencia• Inteligencia Artificial
2. - Sobre las categorías
Los trabajos se representarán a una de dos categorías:
• Trabajos de estudiantes de pregrado.
• Trabajos de estudiantes de postgrado/profesionales.
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
CON EL GENTIL AUSPICIO DE:
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3. - Sobre los autores
Los autores deben ser estudiantes de pregrado/postgrado de cualquier universidad en su defecto profesionales especializados, sin necesariamente ser de origen boliviano. Los participantes serán divididos según la categoría que les corresponda dependiendo de la temática del respectivo paper.
Cada trabajo puede ser realizado por un máximo de 4 coautores. Sin embargo, quien aparezca como primer autor es quien concursará y presentara el trabajo durante el desarrollo del congreso. La inscripción se realizara a través de Internet en el sitio Web del SAT Bolivia:
Los trabajos deben ser inéditos, es decir, no haber sido publicados ni haber sido presentados en otro evento de la sección Bolivia del IEEE. Cumpliendo este requisito, no es necesario que el trabajo haya sido hecho especialmente para este concurso.
4.- Sobre la presentación de los trabajos
4.1.- Presentación escrita de los papers:
• Los trabajos deberán ser enviados por e-mail en formato Acrobat (PDF).
• En el correo electrónico, deberá indicar el área temática del trabajo.
• El e-mail de recepción es el siguiente: [email protected] o [email protected]
• Los trabajos deben ser presentados en formato IEEE. El trabajo no deberá superar las 10 hojas.
• De ser aceptado el autor del Paper recibirá un e-mail informándole de la aprobación del Paper o caso contrario recibirá un e-mail de agradecimiento. También podrá confirmar esta información en el sitio Web del evento, donde se publicará la lista completa de los papers aceptados.
• En general, el formato IEEE presenta los papers en doble columna. La información que ha contener cada trabajo es la siguiente:
a) Título trabajo b) Nombre autor o autores c) Institución d) Dirección de contacto e) E-mail f ) Abstract (Opcional) g) Resumen h) Introducción i) Cuerpo principal j) Conclusiones k) Referencias bibliográficas l) Breve reseña biográfica del autor o de los
autoresm) Un documento adjunto al Paper con una
Semblanza profesional del autor(No mas de 2 hojas).
• El resumen
• El cuerpo principal desarrolla el tema en forma secuencial y ordenada. Puede subdividirse en títulos y subtítulos según sea necesario. Estos deben ser numerados.
• El cuerpo principal puede contener
fotografías, gráficos estadísticos, tablas, u otros elementos que sean necesarios y pertinentes para el desarrollo del tema. Estas han de ser numeradas consecutivamente y deben poseer una breve leyenda que explique su contenido.
• Las ecuaciones deben ser numeradas
consecutivamente en al lado derecho. El número debe ir entre paréntesis.
• Para un detalle del formato IEEE puede descargar una planilla de ejemplo del sitio oficial del evento:
4.2. - Exposición de los trabajos:
• Los trabajos serán expuestos por su autor en una disertación. Para ello, se le suministrarán
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los implementos necesarios: computador, datashow, puntero láser, etc.
• La asignación de tiempo para las exposiciones será realizada por el comité organizador del primer BETCON. Se le proporcionará esta información al autor con la debida anticipación. Además de esto se le avisará del lugar y fecha de su exposición.
• El autor deberá traer su presentación, grabada en CD o en una memoria USB (pendrive).
• Cualquier requerimiento especial (tales como la instalación de controladores en el computador) deberá ser informada por lómenos con dos semanas de antelación.
• En muchos casos, el propio autor trae su Computador, lo cual no es problema. Sólo se pide informar esta disponibilidad con el debido tiempo de anticipación por cuestiones de logística y organización.
• En la eventualidad de ausencia del autor concursante, podrá realizar la presentación uno de los otros 3 coautores.
(*) Cualquier modificación en los tiempos de la presentación debido a un ajuste del programa será avisada con antelación.
5. - Sobre las fechas
• Convocatoria oficial (CALL FOR PAPERS) 17/12/2008
• Recepción de los trabajos hasta 15/03/2009
• Notificación de Papers aceptados 23/03/2009
• Realización del evento: 15,16, 17 de Abril de 2009.
6.- Sobre el lugar del evento
Universidad Mayor de San Andrés, Facultad de Ingeniería
Av. Mariscal Santa Cruz No 1175 Frente Obelisco
III. AGRADECIMIENTOS
La rama organizadora IEEE-UMSA agrádese a la directiva del colegio de Ingenieros por brindar este espacio e invita a todas las personas, empresas que deseen colaborar con este evento a unirse a esta experiencia.
Contacto e informaciones
• Pagina principal del evento http:// www.betcon.tk
• Sitio de la rama estudiantil IEEE-UMSA http:// www.ieee-umsa.tk
• E-mail del Congreso: [email protected]
ORGANIZAN LAS RAMAS ESTUDIANTILES DE: Universidad Mayor de San Andrés Universidad Técnica de Oruro Universidad Católica San Pablo Escuela Militar de Ingeniería Universidad Privada del Valle Universidad Loyola
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6 PASOS PARA MEJORAR SU PROCESO
RESUMEN:
Este artículo trata acerca de los beneficios de contar con la documentación asociada a los procesos, diagramas de proceso (PDA) y diagramas de instrumentación (P&ID). Con tal de aprovechar la información contenida en ellos y lograr optimizar el proceso propiamente dicho, ya sea en el diseño, en la instalación o en la operación. Mejorando el rendimiento del mismo y reduciendo los riesgos asociados al proceso, el cual brinda objetivamente un gran apoyo a la gestión de la seguridad ocupacional. PALABRAS CLAVE:
• HAZOP - HAzard and OPerability, es una técnica de identificación de riesgos basada en la premisa de que los riesgos, accidentes y problemas de operabilidad se producen como consecuencia de una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros de operación de un sistema dado u etapa determinada.
• PFD - Process Flow Diagram, indica la relación entre los principales componentes del sistema, incluye valores de diseño, modos operativos, rangos máximos, normales, mínimos, líneas de proceso, válvulas y equipos, así como la composición del producto, entre otros.
• P&ID - Piping & Instrumentation Diagram, esquema acerca de la relación funcional de las líneas de flujo, instrumentación y equipos que componen el sistema, secuencia física de secciones, válvulas, elementos primarios, elementos de control, todas las designaciones, referencias de conexión, entre otros.
Si usted tiene finalizado el diseño de su proceso y piensa en poder implementarlo, debe tomar en consideración algunos consejos que en este artículo le hago llegar.
De la misma manera, si usted es el encargado de
un proceso, o de una línea de este, o mejor aun, se encarga del mantenimiento de la línea. He aquí, una guía acerca de cómo poder mejorar su proceso y reducir los riesgos si su proceso es un tanto peligroso.
CUÁLES LOS PASOS A SEGUIR?
PASO 1
Antes de ponernos a trabajar al respecto, lo primero es contar con los documentos asociados a su proceso que son, un diagrama de flujo del mismo y el diseño de la instalación con sus componentes y accesorios.
Para realizar un diagrama de proceso (PFD), simplemente acuda a la información que dispone acerca del proceso, que son básicamente: líneas de entrada de productos y materia prima, composiciones y requisitos, condiciones atmosféricas, etc. Siguiendo con los equipos, condiciones físicas y químicas de las variables de proceso, valores de operación, rangos óptimos, máximos y mínimos, para cada fase de la producción.
Un esquema de los componentes físicos de la instalación resulta ser muy útil para detallar información acerca de la construcción, montaje de los equipos, el tipo de conexión de las secciones de tubería, dimensiones de las líneas, accesorios imprescindibles, reducciones, válvulas, líneas de drenaje y purga, dispositivos de seguridad, y los instrumentos que nos ayudan a controlar las variables tales como sensores, indicadores, transductores, transmisores, válvulas de control, actuadores, entradas y salidas de control, etc.
Todos los componentes deben estar correctamente identificados con sus números de identificación o números TAG, que nos proveen información versátil de los componentes y las variables que dan razón a éstos. Las líneas de conexión de igual manera deberán estar correctamente identificadas y dibujadas, las conexiones de control neumáticas, eléctricas, tubos capilares, etc.
Por: Huber Magnani Arroyo
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Los instrumentos se representan por símbolos que nos dan información acerca de su función y su ubicación. Su interconexión lógica y diagramas de lazo de control, que nos informan el comportamiento de las variables en cada sección del proceso.
Las válvulas también quedan representadas según su tipo, su accionamiento y su función.
Para poder realizar este diagrama de conexiones e instrumentación (P&ID) sin mayor dificultad, puede acudir a la normativa de la ISA (Instrumentation, Systems and Automation Society) referenciada al final de este artículo.
PASO 2
Gracias a la técnica del HAZOP, podemos analizar e identificar todas las variables que, a consecuencia de alguna desviación en su comportamiento puedan provocar riesgos y producir accidentes que perjudiquen a la producción y/o que causen daños a las personas.
Esta técnica que tiene la ventaja de poder aplicarse tanto en la etapa de diseño y en la de operación.
Consiste en analizar sistemáticamente las causas y consecuencias de las posibles desviaciones de las variables en el proceso o en parte de el, planteando situaciones a través de la utilización de unas “palabras guía” que son aplicadas sobre la documentación requerida y mencionada anteriormente.
Luego se definen los puntos clave de la línea de proceso, denominados por el método como “nodos”. Estos nodos claramente localizados en el proceso, pueden ser depósitos, reactores, bombas, calderos o líneas de alimentación, y demás componentes físicos del proceso.
Sobre el soporte de nuestros PFD y P&ID, cada nodo será identificado y numerado de acuerdo a algún orden lógico con la finalidad de permitir una mayor comprensión y comodidad.
PASO 3
Este paso consiste en la aplicación de las “palabras guía” en cada uno de los nodos identificados en la
etapa anterior.Separando un nodo, se procede a identificar las “acciones” y las “variables” de proceso.
Elaboramos una tabla para cada ítem identificado. Estas acciones y variables pueden ser, reacciones, transferencias, variables como temperatura, presión, caudal, etc.
Las palabras clave que son utilizadas ya vienen definidas y conforman una en cada fila de nuestra tabla, y nos dan una idea básica sobre las posibles desviaciones de nuestras acciones y variables identificadas.
En la Tabla 1, tenemos un resumen acerca de las palabras guía que nos ayudarán a establecer un significado cuando se combinan con nuestros parámetros.
Para cada nodo se aplican sistemáticamente todas las desviaciones que implican la aplicación de las palabras guía. Tomando todas las combinaciones posibles.
“Palabra guía” SignificadoNO Ausencia de la variable a la cual se aplica
MAS Aumento cuantitativo de una variable
MENOS Disminución cuantitativa de una variable
INVERSOAnaliza la inversión en el sentido de la variable. Se obtiene el efecto contrario al que se pretende
ADEMÁS DE Aumento cualitativo. Se obtiene algo más que las intenciones del diseño
PARTE DE Disminución cualitativa. Parte de lo que debería ocurrir sucede según lo previsto
DIFERENTE DE Actividades distintas respecto a la operación normal
Tabla 1. Palabras guía y su significado
PASO 4
Una vez que tengamos compuestas nuestras tablas, la siguiente etapa consiste en identificar las causas posibles de las desviaciones.
Se recomienda el aporte de todos los involucrados en el proceso identificar las causas,
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ya sea el personal de diseño, el personal de montaje y el de operación, si el proceso ya está en funcionamiento.
PASO 5
Esta etapa consiste en elaborar una tabla maestra o tablas que sistematiza la entrada de datos y el análisis realizado cuidadosamente donde se adicionarán los criterios más sustanciales de todo el proceso.
Es decir, se da cabida en esta etapa a la resolución de los problemas planteados e identificados en etapas anteriores.
El equipo multidisciplinario es clave para lograr un análisis muy ventajoso en esta etapa.
Las “sesiones” HAZOP como se denominan, comúnmente recurren a formularios preelaborados semejantes al que se muestra en la Tabla 2.
Planta:Sistema:
Nudo Palabra guía Desviación de la variable Posibles causas Consecuencias Respuesta Señalización Acciones a tomar Comentarios
Tabla 2. Sesiones HAZOP - Formulario Básico
Como se logra apreciar, el Formulario presenta campos que deben ser llenados una vez identificadas las causas y consecuencias, planteamos todos los involucrados las medidas de respuesta ante tales desviaciones según el grado de consecuencia.
Se podrá notar que aparecieron de forma sistemática los riesgos asociados a cada desviación, y mediante un análisis profesional del equipo multidisciplinario se procede a plantear soluciones conjuntas recogiendo opiniones e ideas provenientes de todas las áreas, diseño, construcción, operación, mantenimiento, calidad y seguridad, por supuesto que dentro de un marco sostenible.
PASO 6
Una vez que se haya realizado el análisis objetivo
minucioso, se procederá a elaborar un “Informe Final” que constará básicamente en documentación donde se recojan de manera ordenada y clasificada (con indicaciones de fecha de realización, y composición del equipo de trabajo) el listado de la medidas a tomar, lista de sucesos iniciadores, los elementos de decisión, problemas no detectados con anterioridad al diseño y las posibles modificaciones.
Pueden ser éstos últimos muy ventajosos para realizar modificaciones de diseño, en las instalaciones, adecuaciones tecnológicas, crecimiento y ampliaciones, reducción de cuellos de botella y de los riesgos de la producción, etc., etc.
Tomando provecho de lo que se logró obtener hasta este punto, es importante que esta información sea correctamente utilizada para establecer los requisitos conforme a Normativa para elaborar procedimientos en cada etapa del proceso, montaje, operación, mantenimiento, planes de emergencia, etc.
RECURSOS NECESARIOS
La técnica en sí, no requiere recursos adicionales con excepción del tiempo de dedicación.
Se deberá conformar un grupo multidisciplinario, quizá con la intervención de especialistas.
Un líder o jefe de equipo que coordine las actividades con conocimiento de la técnica HAZOP y no necesariamente vinculado al proceso.
Supervisores de producción, mantenimiento, instrumentistas, técnicos de seguridad, técnicos químicos y mecánicos deben conformar el grupo, que tengan buen conocimiento y experiencia en las distintas áreas que confluyen en el diseño y explotación de la planta.
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PRINCIPALES VENTAJAS
Se brinda la oportunidad de contrastar distintos puntos de vista de una instalación de los que se puede conseguir además crear hábitos metodológicos muy útiles, mejorar el conocimiento del proceso.Los resultados obtenidos dependerán de la calidad y la capacidad de los miembros del equipo de trabajo, de la información disponible y el grado de profundidad con que se tome la técnica. Y desde luego, a los criterios técnicos y económicos.
BIBLIOGRAFÍA[1] P&ID: ISA S5.1-1984-R1992 “Instrumentation Symbols & Identifications”,ISA, US, 1992.[2] HAZOP: Casal Joaquim, Vílchez Juan, “Análisis de Riesgos en Instalaciones Industriales”, UPC, España, 2003.
ACERCA DEL AUTOR
Huber J. Magnani Arroyo,
Nació en La Paz, es ingeniero Electromecánico - UMSS; Diplomado en Educación Superior - UMSA; Especialista en Seguridad Ocupacional CAPIA - UAGRM. Actualmente trabaja como consultor individual de proyectos de Automatización y Gestión de SYSO.
· E-mail: [email protected]
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2. Justificación
La importancia del proyecto EUROSOLAR, reside en demostrar que las energías renovables adecuadamente aplicadas en zonas rurales aisladas, pueden mejorar los índices de pobreza en los campos de la salud, educación, acceso a la información, y otras oportunidades ligadas al desarrollo y a las iniciativas productivas. La característica básica del proyecto es la participación activa de los beneficiarios directos en todas las etapas del proyecto para asegurar el éxito y replicabilidad del mismo.
Para facilitar la explicación de Análisis, se usarán las siguientes Abreviaciones:
ABREVIACIÓN DEFINICIÓNAT Asistencia Técnica contratada por el Consultor, compuesta por 8 Jefes Equipo País.
CNC Célula Nacional de Coordinación, compuesta por diferentes ministerios y organismos del país beneficiario.
CE Comunidad Europea.
Comunidades Beneficiarios directos del equipamiento y capacitación.
ITER Instituto Tecnológico de Energías renovables, encargado de la certificación del equipamiento y la elaboración y mantenimiento de las páginas web.
OL Operadores Locales, elegidos y capacitados en cada comunidad, capaces de operar y mantener el equipamiento.
OCL Organización Comunitaria Local, formada por miembros de la comunidad, incluidos los OL, encargados de la gestión administrativa y técnica de los sistemas instalados.
FV Sistemas Fotovoltaicos
PROGRAMA EUROSOLAR(ENERGIA SOLAR Y EOLICA MARGINALES)
1. Introducción
Ha sido y es preocupación permanente de los Gobiernos de turno e Instituciones de Desarrollo, el dotar de las herramientas necesarias a los pobladores que viven en las zonas remotas y lejanas de los centros poblados para que logren el desarrollo sostenible de sus comunidades.
La Comunidad Europea (CE) ha desarrollado el año 2007 el Programa EUROSOLAR para dotar de infraestructura básica a pobladores de comunidades remotas que no tienen acceso a la electricidad con el objeto de elevar su calidad de vida y contribuir a su desarrollo sostenible.
Bolivia, Ecuador, El Salvador, Guatemala, Honduras, Nicaragua, Paraguay, Perú, son países con niveles de pobreza altos y según estudios realizados por el PNUD y CEPAL, difícilmente alcanzarán las metas del milenio para la reducción de la pobreza (MDG´s). Existen indicadores claros que los programas nacionales de electrificación en los países beneficiarios, no alcancen a energizar las zonas aisladas rurales, debido a las altas inversiones involucradas en la extensión de la red eléctrica; además, que en las zonas no atendidas existen niveles de pobreza altos, que conllevan consumos de electricidad muy bajos, que no son atractivos para ningún inversionista en el sector eléctrico.
La falta de electricidad lleva generalmente a la ausencia de servicios básicos, tales como el de servicio de agua potable, la falta de acceso a combustibles modernos como el Gas Licuado de Petróleo (GLP), deficientes servicios de salud, por no contar con la energía necesaria para activar equipos estratégicos (como refrigeradoras para vacunas y esterilizadores); además, de escasos medios de apoyo en la educación (como equipos audiovisuales y conexión a Internet) con los que podrían contar los profesores de aula en beneficio de los alumnos.
Ing. Orlando Canseco Gonzales
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3. Situación actual de Bolivia.
En Bolivia el índice de electrificación es del 83% a nivel urbano, y en las zonas rurales sólo el 40%. Los proyectos de electrificación rural con energía renovable, principalmente solar, han sido desarrollados en forma intensa y continua con financiamiento internacional. Esto ha dado origen a leyes promotoras de las energías renovables, y una política de estado, tal que, donde no llega el cable eléctrico, la opción solar resulta implementada. Desde 2002 existe un agresivo plan de electrificación, que pretende alcanzar un 45% de electrificación rural. El programa EUROSOLAR pretende beneficiar a 59 comunidades bolivianas que cumplan los objetivos de la Comisión Europea (CE).
4. Objetivos
4.1. Objetivos Generales
El objetivo general del programa, consiste en dotar a las comunidades rurales aisladas de servicio eléctrico comunal, compatible con los objetivos de los programas de electrificación rural. La diferencia radica en que el proyecto EUROSOLAR promoverá las energías renovables, con el objetivo de demostrar su adaptabilidad al medio rural, promoviendo el uso de los recursos naturales y no contaminantes.
Para la acción de la Asistencia Técnica (AT), como objetivo general, es apoyar todas las acciones y actividades a desarrollar por el Comité Nacional de Coordinación (CNC) a lo largo del Programa. Para esto, se contará con un grupo de expertos designados como Jefes de Equipo País.
4.2. Objetivos Específicos
Como primer objetivo específico de la Asistencia Técnica, se encuentra involucrar la participación del CNC como contraparte y apoyo constante en el programa, lo que dará como resultado una transferencia de la capacidad de gestión para el seguimiento continuo del mismo, e igualmente, canalizar iniciativas de resultados de experiencia en otras comunidades.
Será importante por lo tanto, la evaluación y sistematización de la experiencia, de tal manera que se pueda dar una transferencia de la metodología a los entes de planificación energética en el sector rural.
Como segundo objetivo específico, será el seguimiento en cada etapa del programa. Esto implica:
Elaboración de la metodología de acercamiento a las comunidades, para conocer su disponibilidad y conveniencia de ser beneficiarias.
Proceso de selección de las comunidades, de acuerdo a cr i ter ios de pr ior ización previamente e laborados por la AT, en concordancia con el CNC.
Verificación de los compromisos de las comunidades propuestas y de las condiciones socioeconómicas, así como de los recursos energéticos solar y eólico.
Apoyo en la elaboración de la estrategia para el desarrollo del proceso de adquisición y de instalación de los sistemas energéticos rurales.
Elaborar estrategias de animación y capacitación, de acuerdo a sus fortalezas y debilidades, a las comunidades seleccionadas.
Formar los comités de apoyo (Organismos Comunitarios Locales) así como capacitar a los usuarios y técnicos locales elegidos.
Dirigir y encaminar las iniciativas que conlleven a un buen uso de los sistemas, que puede comprender gestiones ante los Ministerios de Educación y Salud, además de ONGs que fomentan actividades productivas locales.
Elaborar la estrategia de mantenimiento desde un punto de vista operativo y financiero, que aseguren la sostenibilidad del proyecto.
Evaluar y corregir, si se ve necesario, las estrategias de las diferentes etapas del programa.
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Igualmente, asistirá al programa y al CNC en la contratación del personal de apoyo necesario para las diferentes etapas.
Resultará importante también desarrollar actividades de difusión del programa, de tal manera que se reciba en forma constante sugerencias y aportes, si no también alianzas estratégicas, que puedan mejorar las estrategias implementadas, y aseguren un éxito integral en el programa.
Se entiende que el programa tiene un carácter multidisciplinario, con diferentes actores en los niveles de coordinación y de operatividad, por lo cual, es necesario desarrollar una adecuada plataforma de comunicación, que asegure el conocimiento de cada etapa y reciba los aportes de los diferentes actores.
5. Situación del sector energético
Algunos factores y características son comunes de las realidades en los aspectos energéticos de los países beneficiarios y se resumen en los siguientes párrafos:
Los países beneficiarios tienen un alto índice de electrificación en las zonas urbanas y periurbanas por encima del 60%.Las zonas no atendidas con el servicio eléctrico, son mayoritariamente rurales, y en la mayoría de los casos, comunidades indígenas y nativas de las zonas montañosas y selváticas.La densidad poblacional de las zonas rurales es muy baja, lo que dificulta la ejecución de la extensión de las redes eléctricas (punto de vista financiero y técnico).Los programas nacionales de electrificación previstos para atender a las zonas rurales, son de fuerte inversión (mayormente superior a los mil dólares por vivienda), lo que desincentiva a las empresas concesionarias en la ampliación de la cobertura eléctrica.Los consumos eléctricos actuales y potenciales en las zonas rurales son mayoritariamente bajos, del orden de 5 a 30 kWh/mes; por lo cual, los proyectos convencionales de extensión de redes eléctricas, llevarían a factores de utilización muy bajos, del orden del 30%.
En los ocho (8) países comprendidos, las iniciativas de promoción y uso de las energías renovables son escasas o de poca influencia, por lo que no se aplican a las zonas rurales aisladas en forma masiva.En las zonas rurales no atendidas por las concesionarias eléctricas, se tiene en general una falta de servicios sociales y energéticos, con lo cual, los índices de pobreza son relativamente altos (conexión energía - pobreza).Todos los países involucrados, deben estar conscientes que uno de los factores importantes para reducir la pobreza, es la de dotar de energía eléctrica a las zonas rurales, que conllevaría a mejores y modernos servicios sociales, además, de potenciar los sectores productivos. El problema, es el, “como hacer” para lograr el objetivo anterior.
En algunos países beneficiarios existen programas de electrificación rural, que muestran mayormente los planes de expansión de la red eléctrica en los próximos años, con proyectos de “pequeños sistemas eléctricos” o sistemas aislados (stand alone respecto a la red eléctrica nacional). Muchos de estos proyectos no tienen financiamiento y en algunos casos, no se ha realizado el estudio financiero para determinar el grado de atractividad al inversionista.
En Bolivia, existe un programa de electrificación rural masivo manejado por el gobierno para la extensión de la red, cuyo objetivo es alcanzar el 45 % de electrificación rural; las energías renovables juegan un papel importante en las zonas de extrema pobreza y bajos consumos, con proyectos apoyados por la cooperación internacional.
6. Programas relacionados
Algunos programas e iniciativas en los países beneficiarios tienen cercana relación con los objetivos del programa EUROSOLAR.
Existen programas de electrificación rural en base a energías renovables, destacando los que se desarrollan con el apoyo del Banco Mundial, PNUD y diferentes organismos internacionales.
Asimismo, los programas de educación rural tienen una tendencia de uso del Internet como apoyo a la
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capacitación del profesor y formación de alumno. Normalmente alcanza los sectores electrificados que provee conectividad y un portal web bastante amplio del tipo biblioteca virtual.
La cobertura de telecomunicaciones en el sector rural, debe ser prioritario en todos los países, en algunos son acciones estatales y en otros, encargado al sector privado. Se conoce programas de “teléfonos rurales”, con un amplio beneficio a la población aislada.
Por último, en el sector salud, los programas de atención primaria de salud a la población infantil, competen al Ministerio de salud, siendo impedimentos de ampliar la cobertura, las dificultades de acceso a las zonas y la falta de energía para los equipos básicos (refrigerador y esterilizador). Destacan, algunos proyectos pilotos con energía solar para iluminación y alimentación de refrigeradoras.
7. Tecnología elegida
Según la experiencia en proyectos piloto desarrollados en los países latinoamericanos (principalmente Brasil, Argentina y Bolivia), se ha verificado que los bajos consumos energéticos requeridos en el medio rural son compatibles con la energía suministrada por los sistemas fotovoltaicos y eólicos de pequeño y medio tamaño.
Es el caso del sector doméstico, donde los consumos energéticos están en el orden de 60 a 300 Wh/día, que fácilmente pueden ser suministrados por un sistema Fotovoltaico (FV) de 50 o a lo sumo 100 Wp (si se considera una irradiación acumulada de 4.5 kWh/día).
Para consumos comunales, que consideren el funcionamiento de un televisor a color (90 W), equipos reproductores de cintas de vídeos o discos digitales, los consumos diarios pueden ser satisfechos por sistemas de mayor potencia, que involucran arreglos de FV de 200 a 500 Wp.
Dada la poca previsible constancia del recurso solar a lo largo del día (y a lo largo del año), es necesario un back up energético, que podría ser un
sobredimensionamiento del banco de baterías, u otra fuente energética (preferentemente renovable), dando lugar así a un sistema hibrido.
La opción universal es la energía eólica como sistema stand alone (para carga de baterías), que a bajas potencias presenta fuerte confiabilidad a lo largo del tiempo. Normalmente, los aerogeneradores de de potencias menores a 3 kW pueden trabajar con velocidades de 3,5 m/s o más, recurso eólico que puede encontrarse casi universalmente. Si se ajusta adecuadamente la altura del rotor, es posible llegar a la velocidad nominal, en la cual la energía extraída del viento resulta ser óptima; al presentarse variaciones de velocidad a lo largo del día, se encontrará mayor o menor carga complementaria al banco de baterías, que están siendo energizadas principalmente por el arreglo FV.
Por lo tanto, un sistema híbrido solar eólico resulta una solución que suministra energía en forma fiable a lo largo del día en diferentes períodos del año.
La tecnología solar y eólica a pequeña escala resulta madura y con requerimientos de mantenimiento y operación adaptables al medio rural, donde no se dispone de mano de obra calificada ni acceso a repuestos o elementos de reemplazo.
8. Consideraciones en el mantenimiento de las instalaciones
Lo que si se ve necesario, es un intenso programa de capacitación en el uso (y limitaciones), operación y mantenimiento (a nivel usuario) de los sistemas energéticos y los elementos consumidores (lámparas, TV, dispositivos electrónicos, computadoras, etc.); en conjunto con la elección de técnicos locales responsables, se podrán asegurar la sostenibilidad de las instalaciones.
Es ampliamente conocido el hecho que los sistemas FV tienen una alta confiabilidad y el porcentaje de fallas es muy bajo, si se elije tecnología de calidad. En cuanto al sistema eólico, los elementos que lo componen son muy confiables, y lo que se debe cuidar es los sistemas de protección de velocidad y carga, que normalmente no presentan mayores
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fallas. El punto crítico a tener en cuenta es el banco de baterías, el cual debe ser controlado en cuanto al nivel del electrolito y el estado de los bornes (Baterías) de conexión. Esta tarea puede encargarse al Operador Local adecuadamente capacitado, quién será responsable de verificar el buen funcionamiento del sistema, y de solucionar los problemas, si se presentan. El Comité de apoyo de la comunidad (Organización Comunitaria Local-OCL), será la encargada de la adquisición de los insumos (agua destilada por ejemplo) y de las herramientas mínimas para el mantenimiento de las baterías, y de preverse, también del pago de honorarios del técnico.
Si se presenta una falla mayor, lejana a la responsabilidad del técnico local, el manual de procedimiento debe indicar las acciones a seguir. En estas pueden estar comprendidas pautas relacionadas con la ejecución de la garantía (dada por el fabricante) o con la necesidad de contratación de un servicio técnico especializado.
9. Importancia de los criterios de elección de las comunidades beneficiarias
Dado que el proyecto EUROSOLAR, representa ser el pionero en la región, para asegurar el éxito y su viabilidad, se debe realizar cuidadosamente el proceso de elección de las comunidades donde serán instalados los sistemas. Por experiencia en otros proyectos “los criterios de selección” se deben basar en los siguientes indicadores: 1. Capacidad comprobada de organización de la comunidad. 2.- Existencia de sinergias en la comunidad entre los diferentes actores (educación, salud, asociaciones de desarrollo y productivas, etc.) que se manifiestan en diferentes iniciativas comunales (existencia de locales comunales, puestos de salud, colegios, etc.). 3.- Existencia o potencialidad de iniciativas productivas que puedan ser fortalecidas a lo largo del proyecto.
10. Desafíos y sostenibilidad del programa
El programa en sus diferentes fases debe tener una directa participación de los beneficiarios, de tal manera que sus aportes y sugerencias puedan incluirse, y que den como resultado “apropiarse y
sentir suyo el proyecto”. Cada etapa, por lo tanto, debe ser un desafío para la comunidad, como por ejemplo, la refacción de los locales donde funcionan las escuelas, para que estén aptos para recibir el equipamiento; o también, el reto de buscar patrocinio de los municipios o entidades educativas y de salud, que les suministren material educativo o de formación en hábitos de higiene.
Todas estas consideraciones, acompañadas de un programa de capacitación adecuadamente formulado, podrán asegurar la sostenibilidad del programa por parte de los beneficiarios directos.
11. Resultados esperados
En cuanto a la tecnología solar-eólica a ser implementada y posteriormente transferida a los beneficiarios directos, conocemos que es relativamente sencilla de entender; los problemas surgen normalmente por el desconocimiento de sus limitaciones (no se pueden usar cualquier tipo de equipo ni tampoco cuantas horas se desee) y el cumplimiento de las expectativas que normalmente tienen los pobladores rurales. Muchos pobladores pueden manifestar necesidades mayores de Wh al día por el deseo de utilizar equipos de sonido de gran potencia, calefactores o refrigeradores, por ejemplo, por lo cual, deberá aplicarse una adecuada metodología de transferencia tecnológica.
Para la transferencia de conocimientos y habilidades, que implique un adecuado uso del equipamiento para fines de formación y capacitación, son necesarias las sinergias de los diferentes actores comunales; es decir, desde el profesor hasta el delegado municipal, apoyados por los entes a nivel regional de responsabilidad de los sectores de educación y salud. La guía del buen uso de los sistemas audiovisuales o informáticos a implementar es una labor del profesor y del director de la escuela, en base a los lineamientos del sector educación. En cuanto al adecuado uso de los equipos médicos y sanitarios, las directivas deben ser dadas por su sector. Otros actores, como el agente municipal o el corregidor (representante regional) se encargarán de velar el uso correcto del equipamiento y su seguridad (evitar robos).
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12. Riesgos
Toda iniciativa de cambio de hábitos y costumbres conlleva un riesgo: que sea aceptada o no esa iniciativa, o que sea bien o mal usada, por parte de los beneficiarios directos.
12.1. Riesgos técnicos
En cuanto a los riesgos que involucra el uso de los equipos educativos, mayormente estos se centran en la expectativa de horas de uso. Por ejemplo, por condiciones climáticas adversas (cielo nublado), se puede limitar la cobertura del servicio (por ejemplo, horas en el Internet), Estos hechos pueden desanimar a los beneficiarios por no satisfacer sus expectativas.
Respecto al uso de los equipos médicos y de agua potable, el riesgo podría ser mayor, ya que involucra la salud de las personas. La responsabilidad y compromiso debe ser casi en su totalidad por parte del personal médico y de los entes sanitarios (Ministerio de salud o salubridad), de tal manera que estos equipos se incorporen a sus prácticas cotidianas; por ejemplo, el refrigerador solar a la cadena de frío implementada en casi todos los países, o los programas de control de calidad de agua para consumo humano.
12.2. Riesgos políticos e inestabilidad social
Los acontecimientos políticos y sociales a nivel nacional influirán en el desarrollo del programa en sus diversas etapas. Puesto que los compromisos de la CE son firmados con el CNC de cada país (Ministerio de Energía y Telecomunicaciones como mínimo), se espera que independientemente de la situación que viva el país, los mismos serán respetados, para asegurar el éxito del programa. Es importante resaltar que el programa EUROSOLAR debe ser compatible con las políticas energéticas, educativas, sociales y de integración, de cada país, de tal manera que el programa no sea visto como una iniciativa aislada y de simple cooperación.
12.3. Participación local
De acuerdo al nivel de organización de la comunidad beneficiaria, el riesgo del impacto y participación de la población podrá ser minimizado. El punto principal es el entendimiento por parte de la población de los objetivos del programa.
En los aspectos educativos y de capacitación (equipos de iluminación, audiovisuales, informáticos, Internet), el compromiso de las autoridades educativas es decisivo para asegurar el éxito del programa, con el mejor uso de los sistemas. Computadora e Internet puede ser usadas sólo para diversión o para actividades educativas o formativas; siendo los profesores y las asociaciones de padres de familia, los que decidirán el adecuado uso de los mismos, y por lo cual, deben estar comprometidos desde el inicio del proyecto.
Un aspecto importante es la contribución (contraparte local) de la población en cada una de las fases del proyecto; desde la firma de compromiso en el apoyo constante a las acciones del proyecto, pasando por la refacción de locales educativos, apoyo en el proceso de instalación del equipamiento, gestiones ante los entes correspondientes para lograr el apoyo en actividades de formación y capacitación (videos o programas de actividades educativas y de capacitación); finalmente, la conformación de una Organización Comunitaria Local (OCL), que será el ente que gestione los recursos económicos para asegurar la sostenibilidad del proyecto de electrificación. Este organismo será el pilar del programa en cada localidad, debido a los gastos involucrados en la operación (conexión a Internet por ejemplo), y su capacidad de involucrar a la población en la participación de las diferentes actividades.
12.4. Problemática de la nacionalización del equipamiento
Los equipos que conforman la parte física del programa, deben ser nacionalizados en cada país. Las políticas arancelarias y confiables para
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los aranceles aduaneros en Bolivia, se debe interpretar que el equipamiento de energía renovable va para un beneficio social en zonas rurales aisladas y deprimidas. De todas formas, las gestiones para la liberación de impuestos implican tiempo y convencimiento de los fines a los que se destinarán los equipos.
Por lo tanto, es necesario conocer la problemática en cada uno de los países beneficiarios, para elaborar la estrategia adecuada. En el peor de los casos, se deberá asumir los costos e impuestos de nacionalización, tratando de minimizar los altos costos de almacenamiento (por período de estadía de equipo en aduanas).
12.5. Fiabilidad de los datos de potencial eólico
En cuanto al recurso renovable, el solar tiene la ventaja de que su variación, de zona a zona y país a país, no será un gran problema para asegurar un mínimo de energía generada diariamente mejores de 3.5 a 4.5 kWh/m2-día. Por el contrario, el recurso eólico tiene mayor incertidumbre y varía ampliamente según el tipo de localidad, zona, altitud, etc. Normalmente, para asegurar una mínima confiabilidad de la energía obtenida por un generador eólico, es necesario conocer los datos de una zona al menos por un intervalo de 2 años, mediante un anemómetro confiable. Por lo cual, resulta necesario, si no se disponen de datos confiables de la zona elegida, realizar mediciones durante cortos períodos de tiempo (2 o 3 meses), a 15 o 20 metros de altura, y cotejarlos con los parámetros de rugosidad de la zona. Con esta información se podrá determinar la altura correcta a la cual deberá ser instalado el rotor del aerogenerador.
Es de prever que el funcionamiento de las 600 instalaciones previstas, 59 en Bolivia, en cuanto a la contribución energética del generador eólico será diferente, por lo cual es necesario recalcar que el arreglo solar FV será la fuente principal de energía para satisfacer la demanda de la escuela rural.
13. Estrategia
13.1. Consideraciones para el planteamiento propuesto para la ejecución del contrato
13.1.1. Visión General
Dada la magnitud del programa, en cuanto a número de instalaciones y actores involucrados, se considera necesario definir claramente una estrategia coherente y concertada, que asegure alcanzar los objetivos previstos.
La estrategia se basa en algunas premisas necesarias, tales como el conocimiento y convencimiento de cada país, representada por el Comité Nacional de Coordinación (CNC), de la importancia del programa EUROSOLAR y su compromiso claro en el desarrollo de las actividades previstas, como contraparte local.
El constante contacto del CNC y de la Asistencia Técnica (AT) en las diversas fases del programa, hará que las decisiones a tomar en cada directiva sean concertadas y minimice los riesgos de error; igualmente, se tendrá una transferencia continua del know how hacia la CNC, la cual estará adecuadamente capacitada, para posteriormente hacerse cargo de la continuidad del programa.
Es posible encontrar en los diferentes países, situaciones diversas, tales como CNC experimentadas con proyectos ya ejecutados o en curso, con objetivos similares, e igualmente, países donde las energías renovables en el sector rural todavía no han sido aplicadas a media y gran escala.
Por lo tanto, la estrategia a desarrollar en cada país, tendrá matices particulares que se irán definiendo al inicio del programa, manteniendo los lineamientos de base que se mencionan a continuación.
13.1.2. Organización del proyecto
Como está previsto en las bases, la cabeza directiva a nivel regional estará a cargo del Coordinador Regional, que trabajará con los otros siete jefes de equipo de los otros países beneficiarios. Se
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resume el Esquema de Organización del Proyecto en el gráfico siguiente,
Los jefes de cada equipo país tienen a su cargo personal de apoyo, tales como:
- Coordinador de Campo- Equipo de campo que se encargarán del trabajo de recopilación de la información necesaria, en cada comunidad, por medio de encuestas y sondeos, con el objeto de definir la data para la metodología de elección de beneficiarios.
Apoyo administrativo e informático.
La coordinación con el CNC y organismos involucrados será responsabilidad directa del jefe de equipo país.
13.2. Sinergias con otros proyectos relacionados
Cada país tendrá una situación particular en cuanto al desarrollo de proyectos o programas relacionados y con objetivos comunes al EUROSOLAR. Ante todo, están los proyectos de electrificación rural, que en cada país tendrán planes operativos específicos y que estarán representados de alguna manera en el Comité Nacional de Coordinación (CNC).
Una de las primeras tareas de la Asistencia Técnica (AT ) en cada país es tomar conocimiento y contacto con las organizaciones gubernamentales y no gubernamentales que se encuentren involucradas en tareas educativas
y de mejora de hábitos sanitarios en el ámbito rural, así como en proyectos de conectividad satelital (Internet y telefonía).
Se tiene conocimiento que en algunos de los países beneficiarios están en marcha programas gubernamentales de educación vía Internet, poniendo a disposición de los profesores y alumnos bibliotecas vir tuales manejadas por el Ministerio de Educación Nacional. Estas experiencias pueden ser replicadas en los otros países, y en la etapa de implementación de EUROSOLAR, es posible que éstos puedan ser usuarios invitados, con las correspondientes autorizaciones, de las plataformas educativas existentes.
Adicionalmente, asegurando la conectividad satelital, se tiene un amplio panorama de posibilidades para el acceso a diferentes bibliotecas virtuales en español, así como portales educativos y de formación; todas estas actividades estarán guiadas por la programación educativa que se desarrolla en cada país, por lo cual, el principal actor será el profesorado de la escuela.
Por otro lado, en el aspecto de la salud, los programas sanitarios de cada país tienen como dos pilares fundamentales la prevención infantil y el combate de las enfermedades gastrointestinales. Es por estas razones que el refrigerador de vacunas se inserta perfectamente en la cadena de frío como método de prevención; del mismo modo, el potabilizador de agua apoyará a los programas básicos sanitarios, atenuando el impacto negativo del agua de mala calidad.
Por lo cual, la institución encargada de los programas de salud y de agua en el sector rural, tendrán un papel decisivo como contraparte al programa EUROSOLAR. 13.3. Sistema comercial alrededor de cada instalación hibrida
Aunque el mantenimiento de los sistemas híbridos renovable resulta relativamente
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sencil lo, y la tecnología propuesta es altamente confiable, es necesario que exista un respaldo comercial para las partes de reemplazo, tales como lámparas, reguladores de carga, y otros. Por lo cual, es necesario que el proveedor del equipamiento, asegure un mínimo de accesorios en la localidad (aislada y de difícil acceso), como parte de la garantía o si ésta ya hubiera vencido, como elemento a ser adquirido por la comunidad. La negociación económica y de costos deberá ser pactada con anterioridad. Esta metodología asegurará la continuidad del servicio eléctrico y de los servicios colaterales, y evitará pérdida de tiempo al esperar el envío de los reemplazos.
Por otro lado, la comunidad, representada por las Organizaciones Comunitarias Locales (OCL), se encargará, según la capacitación recibida del Proveedor y las directivas recibidas del CNC y la AT, de obtener los recursos económicos mensuales necesarios, para el mantenimiento rutinario y para eventualidades mayores, que impliquen reemplazo de partes del sistema.
Igualmente, deberá disponer de los recursos para el pago del servicio de conectividad satelital, de acuerdo a las condiciones del proveedor del servicio nacional.
Por lo tanto, se establecerá un sistema comercial claro, entre los usuarios y los proveedores (equipamiento + servicios), que aseguren la continuidad y confiabil idad del servicio comunal. Para lograr esta meta, desde el inicio del programa, deben estar claramente establecidas las tareas y obligaciones de cada una de las partes; por un lado, los fabricantes e instaladores del equipamiento, suministradores de servicios, que tendrán que proveer en su oferta las más amplias opciones en cuanto a la garantía y facil idad (en disponibil idad y tiempo) de las partes en reemplazo; y del otro, las OCL que deberán, para ser calif icadas como beneficiarios, manifestar la disposición de una gestión eficiente en cuanto a recursos económicos necesarios para la sostenibil idad de las instalaciones.
Orlando Canseco G.
Asesor del Proyecto VHF/AA (OACI – AASANA) Jefe de División de Comunicaciones yRadioayudas- AASANA Jefe del Departamento de ingenieríaElectrónica – AASANAPast Presidente CIEELPPast Presidente SIB La PazPast Presidente CIDDLP
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TEORÍA Y MEDICION DEL PH
Que es pH?
pH es la forma abreviada de: Potencia (p) del Hidrógeno (H). El pH se define como el logaritmo negativo de la actividad del Ion de Hidrogeno, aH+ o la concentración efectiva del Ion de Hidrógeno.
Definición Matemática:
Definición Descriptiva
El pH es una unidad de medición que describe el grado de acidez o de alcalinidad de una solución. La acidez es definida como la concentración de los Iones de Hidrógeno [H+] en solución y de la alcalinidad como la concentración de Iones hydroxyl [OH-] en solución. Como se vio más arriba la definición teórica en si del pH es: -Log10 a H+. Pero, puesto que el coeficiente de actividad (a) del Hidrogeno (H+) es 1, la definición práctica para el pH puede ser definida como –Log10 [H+]. Véase el cuadro mostrando la relación entre el pH y la concentración de Iones de Hidrogeno.
Técnicas de Medición del pH
Hay dos maneras de medir el pH. La primera es el Método Colorímetro usando indicadores de color para señalar el pH de la muestra. Hay limitaciones para esta técnica de medición. Por ejemplo, la medición visual por un operador es sujeta a variación. De la misma forma, esta técnica se realiza tomando muestras lo cual no es apropiado para la medición contínua en línea.
La manera más efectiva de medir el pH en entornos industriales es el método Potenciométrico de análisis del pH.
pH = CONCENTRACIÓN DE IONES DE HIDROGENO
Fig 1: Relación entre pH y la Concentración de Ion de Hidrógeno
El método Potenciométrico, permite una medición continua en línea y no está sujeta al prejuicio del operador. El análisis Potenciométrico tiene cuatro partes:
1) muestra2) electrodo de censado de pH3) electrodo de referencia y4) amplificador de señal/ lectura.
Al combinarse apropiadamente, el resultado de la lectura del pH es preciso y representativo.
ELECTRODO DE SENSADO DE pH
El electrodo de sensado del pH actúa como la mitad de una batería cuyo potencial varía con la concentración de Ion del Hidrogeno en solución. El Electrodo Standard de vidrio es comúnmente usado en aplicaciones Industriales debido a su robustez y versatilidad. Finalmente, hay otros Electrodos de Estado Sólido, tal como el Electrodo de Antimonio, que es un elemento de censado
Por TRITEC SRL
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hecho de Hidróxido de Antimonio el cual se usa en aplicaciones altas en Floruro, donde el vidrio es disuelto.
ELECTRODO DE VIDRIO
Puesto que el Electrodo de vidrio es aún Standard en la Industria para electrodos de censado, el será el único a ser discutido.
El electrodo de vidrio esta formado básicamente de cuatro componentes principales:
1) la membrana de vidrio2) la solución interna patrón (buffer)3) el cable de referencia y4) vaso de vidrio. (Fig. 2)
Cómo funciona el electrodo de Vidrio
El electrodo de vidrio está compuesto primariamente de silicatos alcalinos, que estan compuestos de Sodio, Potasio, Litio, Silica, Oxigeno e Hidrógeno. Todos estos componentes se combinan para formar un vidrio de sensado de Ion de Hidrógeno; la cantidad de cada composición en el vidrio determina las propiedades del censado de pH.
Cuando se pone el vidrio en una solución, éste sufre una reacción química, la cual forma una capa lixiviada en la superficie del vaso (vidrio), donde toma lugar un intercambio de reacción del Ion. En la superficie de esta capa, los Iones de Hidrogeno emigran dentro y reemplazan a otros Iones positivamente cargados, tales como:
Potasio o Sodio; Esto causa una unión de Silica-Oxigeno-Hidrogeno, la cual es esencial para el censado del Ion de Hidrogeno en solución.
Fig. 2 : Electrodo pH de Vidrio.
El electrodo de vidrio pH, en realidad funciona sobre la referencia de dos electrodos, una referencia dentro del vaso y otra referencia que esta en contacto con la parte externa del vaso de vidrio. La medición del pH requiere medidas de diferencia de potencial en el sistema de electrodos pH. La formación de una capa de lixiviación ocurre en realidad en ambos lados de la membrana de vidrio. La diferencia de potencial entre las dos capas se llama Fase de límite potencial y es la diferencia de potencial la que da la señal de pH.
En el vaso de vidrio pH también debe haber un mecanismo de transporte de carga, de manera que el potencial de un mili-voltio sea visto. Entre las dos capas lixiviadas permanece una capa de membrana de vidrio que no se somete al intercambio de Iones que ocurre en la superficie.
En esta capa de membrana de Potasio y Sodio, los componentes mayores del vaso (vidrio) actúan como los transportadores de carga.
Para mejores resultados, se asienta o pone una Célula Simétrica en ambos lados de la membrana del vaso de vidrio.
Para armar la Célula Simétrica, las soluciones de relleno interno del vidrio y de referencia deben ser similares en su composición. La simetría es importante, de manera que las curvas de temperatura para ambas soluciones deben ser tan parecidas como sea posible para minimizar el efecto de temperatura. Para propósitos de simetría, la solución patrón interna está fabricada de KCI (Cloruro de Potasio), solución que es la misma que la solución de referencia.
Estilos de Electrodos de Vidrio.
La premisa básica detrás de los electrodos pH de vidrio, es tener la referencia y la membrana de vidrio sensible al Ion de Hidrogeno en contacto con la solución que se monitorea. La membrana de vidrio en si, no está limitada a ninguna configuración o forma; su solo requisito es el contacto con la solución. Por lo tanto, diferentes estilos de electrodos de vidrio han
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evolucionado para maximizar la habilidad de sensado del pH y extender la longevidad en algunas de las aplicaciones más agresivas. Mas abajo, podrá apreciar algunos de los estilos de vasos actualmente disponibles:
El efecto de la temperatura en el Vidrio
Tal como la transferencia de carga es uno de lo factores claves para determinar el pH, la conductividad de la capa interna del vaso es un factor en la sensibilidad del electrodo. Cuanto más conductivo sea el vaso, más rápida será transferida la diferencia de potencial a través de la membrana. Los estilos de vidrio más robustos y gruesos son más lentos para responder en condiciones ambiente que los electrodos de uso general, ya que toma mas tiempo transferir la carga y marcar la diferencia entre las capas lixiviadas.
La conductividad del vidrio que es reciproca a resistencia, es altamente dependiente de la temperatura como se ve en la siguiente ecuación, donde K es la conductividad y A y B son las constantes:
En esta ecuación es evidente que al aumentar la temperatura, la conductividad del vaso también incrementa, lo cual explica porque los vidrios gruesos, que son algo lentos en temperatura ambiente serán muy sensibles cuando la temperatura de la muestra se incrementa.
(Fig. 4) , es un gráfico que ilustra esta relación entre temperatura y conductividad del vaso para una membrana Standard de vidrio.
TEMPERATURA VS. RESISTENCIA
Debido al efecto de la temperatura sobre la impedancia del vaso, un vaso más delgado con baja impedancia se usa en condiciones ambientales, y, un vaso mas grueso y robusto con impedancia inicial alta es usado para aplicaciones de altas temperaturas.
Por lo tanto, al seleccionar un electrodo de vidrio para sistemas industriales de pH, deben consider un número de factores diferentes para maximizar una respuesta y longevidad del Vaso en su aplicación.
Fig. 4.: Vaso pH- Resistencia vs. Temperatura
ELECTRODO DE REFERENCIA
El electrodo de referencia actúa como la otra mitad de la batería en el electrodo pH. La diferencia de potencial entre los dos lados del vidrio pH mide la diferencia de variación de potencial en la solución debido al pH.
Una referencia constante da al vaso un punto de referencia para ser usado por el electrodo de vidrio para distinguir que el pH se relaciona a los potenciales de pH del proceso.
Como se mencionó en la sección del electrodo de Vidrio, el mejor resultado para un electrodo ocurre cuando los dos lados son simétricos.
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De esta manera, una célula de referencia normalmente está compuesta de un alambre de Plata con su cabo cubierto en Cloruro de Plata. Este alambre de cloruro de Plata/Plata se sumerge en una solución saturada de KCI, la cual es separada del proceso por una unión porosa. Podemos observar abajo un diagrama de esta típica combinación de electrodo con una referencia de Cloruro de Plata/Plata.
Fig. 5. Referencia de Electrodo de Combinación Ag/Ag CI
Como el electrodo de vidrio, existen también diferentes tipos de electrodos de referencia que pueden ser utilizados en cualquier medición dada de pH. Las dos más comunes son: el Electrodo Calomel y la referencia de Cloruro Plata/Plata. El electrodo Calomel, no se usa en aplicaciones industriales por dos razones: Primero, el electrodo tiende a desaparecer cuando la temperatura excede 80 grados C. o 175 F. segundo, el Electrodo Calomel está parcialmente compuesto de Mercurio, el cual es conocido como un peligroso componente para la salud, haciéndolo muy poco amigable al usuario que la referencia de Cloruro Plata/Plata.
La referencia de cloruro Plata/Plata tiene un número de ventajas para uso en mercado industrial de pH. Primero, la estabilidad de temperatura de esta referencia es buena en aplicaciones hasta 105 grados C.(220 F.). Sin embargo, cuando se añaden estabilizadores a la referencia, pueden ser tomadas mediciones exactas de PH en temperaturas que exceden los 125 C. (260 F.). Con la estabilidad de
esta referencia y la relativa facilidad de fabricar una combinación de electrodo, la referencia de Cloruro Plata/Plata se ha convertido en un Standard de IC Controls.
Impacto de la Junta de Referencia
La referencia de Cloruro Plata/Plata tiene una junta porosa entre la solución de referencia KCI y el proceso. .Esta junta porosa actúa como una barrera para evitar la mezcla entre la parte interna de la referencia y el proceso al igual que impide que la referencia se contamine, lo cual podría inutilizarla.
Al igual que la membrana del vidrio, la junta puede causar una diferencia de potencial notable en el electrodo. La diferencia en la magnitud de este potencial es pequeña en comparación a la del vidrio, pero es lo suficientemente significante ya que puede tener un efecto en la medición del pH al escoger la junta apropiada. Al considerar la junta que se usará para un electrodo también deberá considerarse la compatibilidad química del material de la junta de referencia con el proceso.
Juntas Cerámicas.
En el electrodo industrial pH hay básicamente tres estilos de junta de referencia que pueden ser elegidos: cerámico, madera o plástico poroso dependiendo del proceso de aplicación. El primero es la Junta Cerámica, la cual es muy útil en tipos de alta exactitud de mediciones debido a su bajo potencial de junta. Sin embargo, hay un par de limitaciones con esta junta. Esta, usualmente tiene un área de muy poca superficie en contacto con el proceso y es propensa a taponarse en aplicaciones industriales sucias o aceitosas. Debido a la naturaleza frágil de la cerámica, también es menos resistente al golpe en aplicaciones donde el electrodo se contacta con pequeños sólidos o pedazos de desperdicios en bases regulares. Por estas razones, la junta cerámica es usada primordialmente en el Laboratorio para toma de muestra donde se requiere alta precisión y donde el electrodo no estará sujeto a los rigores del proceso.
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Juntas de madera
Otro tipo de junta que puede ser usada con electrodos pH de IC controls es la junta de madera. Esta, por su naturaleza permite un buen transporte de líquido a través de sus fibras y resiste el revestimiento de la mayoría de las sustancias. Estas dos características hacen que la junta de madera sea excepcional para el uso en aplicaciones donde puede ocurrir el revestimiento en el proceso. Las juntas de madera de IC Controls son normalmente fabricadas con un área de superficie amplia, lo cual permite un mejor contacto con el proceso, que es esencial en aplicaciones más sucias que tratan de taponar la junta de referencia. La limitación de la madera ocurre en altas temperaturas y en entornos altos de pH.
Plástico Poroso
Para aplicaciones de temperaturas y pH elevados se usa una Junta Porosa de Plástico ya que es químicamente resistente y no es afectada por la temperatura en el rango lecturable de temperatura del pH. Como la madera, los plásticos porosos de IC Controls son fabricados con grandes áreas de superficie, de manera que exista un buen contacto con la solución. Si una aplicación está corriendo por encima de los 50 grados C, o por encima de 8 pH continuamente, una junta de plástico poroso pueda que provea mejores resultados.
Inquietudes en la Industria de pH
En la aplicación industrial de pH, hay un número de problemas comunes que causan dificultades cuando se trata de medir el pH. Más abajo está la lista de algunos de los dilemas más comunes de medición de pH, y cómo encararlos para obtener mejores resultados.
Pendiente y Desplazamiento
La pendiente y el desplazamiento son medidas de cuan eficientes y cuan teóricamente perfecta es una sonda.
El primer paso en la calibración es usar una solución patrón pH 7 para calcular el desplazamiento de mV del electrodo de un perfecto 0 mV teórico. Un gran desplazamiento de mV esta más lejos de un electrodo teóricamente perfecto. Una solución patrón pH 7 es usado porque simula 0 mV, ya que es el mejor Standard para calcular el desplazamiento de este punto de referencia de 0 mV. El próximo paso en la calibración, es usar una segunda solución patrón (usualmente 4 o 10). Cualquiera de estas soluciones patrones dan un espacio suficientemente grande relativo a la solución patrón pH 7, lo cual da una buena pendiente que puede ser calculada. Al calcular la pendiente del electrodo, es necesaria una buena separación entre las soluciones patrón de manera que se pueda calcular un espacio exacto entre dos puntos. De igual manera, al escoger que soluciones patrones usar en la calibración, es mejor escoger soluciones patrones que estén en los extremos de la operación normal de pH. Al usar estas dos soluciones patrones, el calculo de la pendiente comprenderá el pH normal dando la medición más exacta de pH. A los 25 grados C la pendiente es 59, 16 mV por unidad de pH, y la pendiente se mide como un porcentaje de este mili voltaje. Al realizar la calibración de dos puntos, se dará un valor de porcentaje en el micro procesador basado en los analizadores de pH. Cuanto más cerca al 100% mejor será la eficiencia de la pendiente y el rendimiento del electrodo.
Efecto del Calor sobre la Pendiente
A 25 grados C la pendiente de una sonda 100% eficiente es 59, 16 mV por unidad pH con 0 mV empezando a pH 7. Pero al cambiar la temperatura, también lo hace el mV por unidad pH como se ve en el gráfico abajo. De echo, la pendiente cambia 0, 1984 mV por grados Celsius.
Esta relación es importante al determinar el pH. Si ésta no es usada, la lectura podría estar fuera por una cantidad significativa.
Por ejemplo; el pH esta siendo monitoreado en un proceso a pH 4 y 60 grados C. La salida de esta sonda será 198 mV de acuerdo
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con la relación temperatura – mV. Sin una compensación de temperatura, el analizador verá 198 mV, y asumirá que esta lectura es tomada a 25 grados C. A 25 grados C, 198 mV se calcula por el medidor pH a 59, 16 mV por pH, para que pH sea de 3, 64, lo cual está fuera por un tercio de una unidad de pH.
Figura 6; temperatura vs. mB/unidad pH
Por lo tanto, es importante asegurar que la compensación de la temperatura sea usada en la sonda de pH, de manera que una lectura exacta de pH sea dada por el analizador.
Error del Ion Cáustico
Otro problema con los electrodos pH ocurre en lo alto de la escala de pH cuando la concentración de Iones de hidrógeno es baja. De hecho, un alto pH causa dos problemas. Primero, en un alto pH hay una alta concentración de hidróxido (OH-) acoplada con un Ion de hidrógeno extremadamente bajo el cual deshidrata el vaso, haciéndolo muy lento en responder a los cambios de pH.
Segundo y más importante, un error de Ion cáustico (sodio) ocurrirá si no se usa el vaso apropiado. Al subir el pH, la concentración del Ion de hidrógeno baja. Al mismo tiempo la concentración del Ion de Sodio aumentará. El Sodio es muy cercano al hidrógeno en su estructura química. Al decrecer la concentración del Ion de hidrógeno el vaso empezará a reconocer el Sodio como Hidrógeno, dando, de esta manera, una lectura falsa de un pH bajo. Al usar un vaso de alto pH el error de Ion de sodio será negado como se ve en el gráfico mas abajo
Figura 7 Efecto alto de pH;
Este gráfico muestra que usando el vaso apropiado se puede tener un efecto significativo en la exactitud de la lectura del pH. Otro beneficio, en este vaso de alto pH, es su resistencia al daño cáustico. De esta manera, el uso de un Vaso de alto pH dará como resultado un mejor rendimiento mejorado y de una mayor durabilidad.
Revestido del Vaso
En un número de aplicaciones hay componentes que revestirán el vaso, tales como: Carbonato de Calcio, el cual estaá presente en sistemas donde son usadas adiciones de cal para neutralización de efluentes. El revestido del vaso, ocasiona un contacto pobre entre el vaso en sí y el proceso. Un buen contacto del electrodo es esencial para una respuesta rápida y exacta en el proceso. De esta manera, para mantener el vaso limpio y con buena respuesta hay un par de procedimientos que pueden ser usados.
El primero, es insertar el electrodo con los tubos a 75 grados del sentido del flujo, como se ve en el diagrama de arriba. Al insertar la sonda a este ángulo, un vórtice será creado alrededor del vaso. El vórtice incrementará la velocidad del proceso alrededor del vaso y de la referencia, la cual, a su vez, acelerará el tiempo de respuesta del electrodo y mantendrá la referencia más limpia. Igualmente, al cambiar los tubos a 75 grados, el proceso no golpea directamente al vaso, lo cual reduce la acción de revestido. Cuando la sonda si se reviste, un buen procedimiento de limpieza deberá ser usado para restaurar el electrodo de vuelta al 100%.
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En el pasado, una solución de ácido hidroclórico era usada para remover costras de la punta del electrodo. Aunque esto ha sido de alguna manera efectivo, un removedor de costras suave limpiará de mejor forma el electrodo. Si la respuesta del pH llega a ser lenta y la pendiente de la sonda empieza a volverse demasiado lenta, puede ser usada una Solución Renovadora del Electrodo. La solución renovadora del electrodo sacará una micro-capa del vaso revestido, exponiendo una superficie nueva del vaso que exhibirá una mejor respuesta del pH.
Figura 8 ángulos de los tubos del electrodo
Lazos a tierra
Uno de los problemas más difíciles para analizar un lazo de pH es un lazo a tierra que no necesariamente exhibe algún signo visual. A diferencia de un encostrado o aún del error de Ion cáustico, el cual específicamente se busca en un alto pH, un lazo a tierra puede ocurrir en cualquier pH, bajo diferentes condiciones. Afortunadamente, hay ciertos indicadores que apuntan al problema de un lazo a tierra.
Antes que nada es importante saber que un lazo a tierra ocurre cuando una carga externa se aplica al sistema de pH. Al analizar la detección de un lazo a tierra, busque un desplazamiento de pH en el proceso de lectura del pH y compárela a una muestra manual de pH tomada en una probeta justo después de que el electrodo ha sido recién calibrado.
Como ejemplo, un lazo a tierra puede ocurrir si un electrodo es insertado dentro un tubo que esta llevando una carga que es luego transferido por
corto a la sonda de pH. En un proceso cargado, la célula de referencia de pH puede actuar como un alambre de tierra y la corriente fluirá a través de cualquier referencia a tierra. Por lo tanto, para aliviar el problema de un lazo a tierra se usa una referencia aislada de entrada, más un alambre de tierra o una solución de tierra para drenar la carga residual, aislando los mV vistos por el analizador al potencial producido por la lectura del pH en si misma.
Contaminación de la Referencia
En diferentes procesos hay un número de diferentes componentes que pueden contaminar el electrodo de la referencia. Algunos componentes migran dentro de la referencia, y atacan el alambre de la referencia de Cloruro de Plata/Plata, causando que el alambre se deteriore con el tiempo. El desplazamiento de la referencia es un medidor de cuan lejos a progresado la deterioración del electrodo de referencia. Si el desplazamiento de 0 mV se incrementa, la referencia se esta volviendo más contaminada. Dentro de un desplazamiento de 1,3 unidades de pH, el electrodo aun está típicamente considerado bueno para su uso. Entre 1,3 y 4 unidades de pH el electrodo puede que aun esté dentro de un rango útil, pero se ha deteriorado significativamente. Cuando el desplazamiento alcanza 4 unidades de pH o 240 mV, la referencia ha sido contaminada al punto donde Ella ya no pueda ser más confiada para su uso en el proceso.
Hay dos contaminantes principales en el mercado industrial, Sulfito (S=) y Cianuro (CN-). El Sulfito es comúnmente encontrado en la Pulpa Kraft y molinos de papel. Todos los diferentes licores en el proceso de Kraft tienen un alto contenido de Sulfito y por lo tanto, el stock de pulpa también tendrá una cantidad significante de Sulfito. El Cianuro, por otro lado, es típicamente encontrado en minas y refinerías de metal. El Cianuro es usado como un precipitador para metales en células de flotación. De esta manera, la contaminación de la referencia es un tema para ambas células pH y ORP que son usadas en estos procesos.
Para combatir la contaminación del alambre de la referencia, se usa doble junta y/o referencias
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plastificadas para frenar la migración del Sulfito o Cianuro al alambre de referencia. La figura 6 es un diagrama de una junta simple y una doble junta de referencia para propósitos de comparación.
Figura 9: Junta simple vs. Junta doble
La segunda junta es usada para incrementar el largo del trayecto de los contaminantes hacia el alambre de referencia. Cuanto más largo sea el trayecto de migración, mucho más tomará alcanzar el alambre de referencia, de esta manera se extiende la vida de la referencia.
La segunda junta, también actúa como una barrera que hará más lenta la migración de Iones, nuevamente extendiendo la vida de la referencia. El otro impedimento de contaminación es la solución de referencia plastificada. Esta impide la migración del Ion como un sólido opuesto a un líquido. Cuanto más sólida sea la solución de referencia, más tiempo tomará y protegerá el alambre de Clorhidrato de Plata/Plata.
Para aplicaciones que contienen Sulfito o Cianuro, una referencia plástica de doble junta, extenderá la vida de la sonda de pH o de ORP.
Compatibilidad Química con el Vaso
En el vapor de pH industrial hay usualmente presente un número diferente de químicos, algunos de los cuales puede que no sea compatible con el vaso de pH. Uno de estos químicos, ya ha sido mencionado en la sección Error del Ion Cáustico, el cual específicamente hace referencia al problema del daño de Hidróxido del vaso que causará una respuesta lenta.
Otro químico que causa problemas es el Acido hidroflorúrico, que eventualmente corroerá la membrana del vaso (vidrio) hasta que no quede vaso de sensado. Para ayudar a la longevidad del electrodo, se usa vasos mas gruesos de manera que tome mas tiempo erosionar la membrana de sensado. Sea cuidadoso con la relación entre temperatura y la resistencia del Vaso. Cuanto mas grueso es el vaso mucho mas alta será la resistencia. Aunque un vaso mas grueso es mejor para aplicaciones HF, la temperatura normal de operación del proceso debe ser tomada en consideración como se menciona en la sección Efecto de la temperatura sobre el Vaso(vidrio), de manera que se establezca un compromiso entre longevidad de la sonda y tiempo de respuesta . Pruebas de varios Vasos han demostrado que ciertos tipos resisten mejor un ataque F- y son usados para estas aplicaciones.
Otro Químico que debería tomarse en cuenta es el Cloruro Ferrico (Ferroso), que es usado en los Sistemas de Alcantarillas(desagües) como un agente adjunto, el Cloruro Ferrico atacará el electrodo del Vaso en los lugares activos de sensado de pH, volviendo a estos lugares inactivos. Los lugares inactivos de sensado de pH del vaso, se tornarán lentos en respuesta a los cambios de pH del proceso. Para lidiar con este problema, ponga el electrodo en una “solución renovadora del electrodo” de manera periódica para quitar una micro-capa de vidrio malo inactivo dejando una capa fresca de vidrio para mejor la respuesta del pH.
Abrasión debido a la pulpa mineral
En aplicaciones de minería hay normalmente mucha arenisca mineral que viaja a alta velocidad. Cuando esta arenisca golpea el electrodo de sensado, él tiene un efecto “abrasivo” (de lijado) causando que el vaso se vuelva cóncavo. Esto disminuye la respuesta del electrodo y desgasta el vaso. Para ayudar a mantenerlo el vidrio intacto, la sonda debería girarse, de manera que los tubos estén a 75 grados al flujo (como en la situación de revestido del vaso – véase el diagrama). Al insertar la sonda en este ángulo, se creará un
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vórtice alrededor del vaso. El vórtice incrementará la velocidad y la referencia del proceso alrededor del vaso, separando la arenisca por la fuerza centrífuga, lo cual también acelerará el tiempo de respuesta del electrodo y mantendrá la referencia más limpia al usar la naturaleza abrasiva de la pulpa. Al girar los tubos a 75 grados el proceso no golpea directamente al vaso. El mantener el vaso fuera de la trayectoria abrasiva de la pulpa, alargará la vida del electrodo.
Taponado de la Punta del Electrodo
Una de las mayores preocupaciones en las aplicaciones de Pulpa es el taponado de la punta del electrodo. Las fibras de la Pulpa se atascan en el área alrededor del vaso, taponando el electrodo. La referencia y el vaso ya no tienen contacto con el proceso por lo que no pueden tomarse mediciones apropiadas de pH. Hay dos modificaciones diferentes del electrodo para ayudar a aliviar el problema de taponado, incluyendo el uso de un electrodo de vidrio de forma plana. Una superficie plana de vidrio es paralela al flujo, por lo tanto, como se ve más abajo, el vaso no tiene contacto con la solución tan bien como el vaso de tipo domo. El mejor diseño de sonda probada, incorpora un vaso de forma de domo con una configuración de cuerpo que no se taponará, y al mismo tiempo protegerá la punta de la acción esquiladora de una densa concentración de pulpa. Para acomodar todo esto, se desarrollo una punta modificada de pulpa (mostrada más abajo) para asegurar un mejor contacto con la solución mientras protege la punta de la acción esquiladora y de taponado.
Figura 8: tip de vaso plano vs. Tip de pulpa modificada
pH de alta Pureza
Debido a la falta de Iones conductivos en agua de alta pureza, ocurre un número de interferencias que
se muestran como mediciones desplazadas y con picos a menudo muy lejos del valor correcto.
Sin Iones que provean un corto circuito conductivo, el electrodo de pH acoplado a una ultra alta impedancia pre-amplificada, actúa como una antena de alta ganancia, y de alta eficiencia. Los Iones de cloruro que escapan de la célula de referencia tienden a parcialmente cortar la alta resistencia, permitiendo al electrodo de pH establecer una salida de pH. Cuando ocurren cambios en la muestra de flujo, el rango al cual los Iones son sacados es perturbado causando un ajuste de compensación en el electrodo de pH. Este efecto, es a menudo descrito como un barrido de “Nube de Ion”. Un efecto relacionado es el potencial en la junta de referencia el cual también es afectado por el número de Iones y el rango de barrido. Al incrementar la muestra de flujo, la conductividad real producida por los Iones baja debido a los pocos Iones restantes en el área de la junta. La junta, como una termo-cupla, saca un mili-voltaje relativo a los dos conductores asimilares del que esta compuesto. Esto, por supuesto, cambia si uno de los conductores está cambiando.
Un electrodo de alta pureza toma en cuenta todos estos efectos. Una célula de flujo de acero inoxidable se usa para escudar junto a un escudo circundante total. La falta de Iones es compensada al conducir la célula con la energía del analizador para producir un entorno rico de electrones. La muestra de flujo es reducido a una cantidad baja y constante y la junta de referencia es modificada para proveer un cambio más gradual en el nivel de conductividad y de ese modo incrementar la estabilidad del potencial. Una gran reserva de KCI es provista para proporcionar los Iones necesarios y también aislar el componente normal AgCL del agua de alta pureza. De otra manera, la plata con baja solubilidad se precipita taponando la junta y causando una falla prematura.
Respuesta Lenta
Un criterio para el rendimiento de electrodos es la velocidad de respuesta. Por lo que una respuesta lenta a los cambios de pH en el sistema es una
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preocupación. Es importante mencionar algunos de los diferentes factores que pueden causar un lento rendimiento del electrodo.
Varias causas diferentes afectan el rendimiento del electrodo y ya han sido discutidas en este artículo; el Revestido del Vaso, abrasión debido a la Pulpa, error del Ion cáustico y los factores afectando la resistencia del vaso (vidrio). Sin embargo, además de simple vejez, hay otra razón que es importante para una respuesta lenta la cual se presenta cuando un electrodo es sacado del almacén, debido a hidrólisis de la membrana del electrodo. El electrodo es almacenado en agua de sal cuando es enviado. Esta agua no es rica en Ion de hidrógeno aunque es la más adecuada para el Vaso. Para revivir el electrodo debe sumergirlo en un probeta de solución patrón 4 hasta que la lectura sea relativamente cercana a pH 4. Enjuague el electrodo y póngalo en una solución patron pH 7 hasta que la lectura este relativamente cerca de pH 7. Siga alternando entre una solución patrón 4 y 7 hasta que el tiempo de respuesta sea normal.
Comparación con los Resultados de Laboratorio
Al analizar el proceso de pH un paso común para asegurar la exactitud es el análisis de laboratorio de una muestra aleatoria. Pueden ocurrir problemas cuando los resultados del Laboratorio no corresponden al analizador del proceso, que es sorprendentemente común debido a la discrepancia entre las condiciones de la muestra de Laboratorio y las de del proceso.
Un procedimiento común de análisis de Laboratorio es como sigue: Se lleva una muestra aleatoria al Laboratorio en un contenedor abierto y puesto sobre el mostrador del Laboratorio en un lapso de 10 a 15 minutos. El medidor del mostrador es calibrado en un lapso de 5 minutos y una lectura de pH no compensada por temperatura es tomada de la muestra del proceso. Este procedimiento de muestreo
aleatorio tiene un alto potencial de discrepancia entre las dos condiciones de muestra.
Primero, el tiempo entre la toma de la muestras y la medición de pH del Laboratorio fue aproximadamente 20 minutos. En este tiempo la muestra se enfrió, la química de la solución cambió, y de esta manera, la lectura de pH a una temperatura más fría no será indicativa del pH en las condiciones de la muestra. Las soluciones patrón tienen curvas de temperatura asociadas a ellas y son específicamente diseñadas para resistir el cambios de pH.
Un segundo problema se relaciona con la compensación de temperatura del analizador del Laboratorio. Como se vio en la sección El efecto del Calor sobre la Pendiente, es muy importante tener una compensación de temperatura correcta, para asegurar una lectura exacta de pH.
Un tercer punto se relaciona con la contaminación. La muestra de Laboratorio, fue llevada a través de una Planta Industrial con contaminantes en el aire en una probeta abierta. Esta, ciertamente recogerá algunos contaminantes del aire natural que podrían alterar la muestra del pH.
Por lo tanto, al notar la diferencia entre una muestra de pH al azar y de proceso pH, es importante asegurarse que la muestra al azar sea medida en las mismas condiciones que en el proceso, para asegurarse que las dos lectura sean comparables. Al no exponer el electrodo de pH del proceso a estas fuentes potenciales de error, puede que sea más exacta que una muestra recogida al azar.
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PLACAS ELECTRICAS TRAMONTINALANZAMIENTOS 2008 Y LOS ENSAYOS DE CALIDAD
Lanzamientos 2008
Hoy en día, las necesidades del consumidor van de la mano de las tendencias arquitectónicas y de diseño. Tramontina Forjasul Eletrik S.A., Unidad del Grupo encargada de la fabricación de los materiales eléctricos, esta muy atenta a esta realidad y lanza al mercado Boliviano dos nuevos modelos de placas eléctricas: LIZ y LUX2, buscando practicidad y agilidad en los sistemas modulares.
LIZ presenta una línea de diseño contemporáneo en ángulos rectos, mientras que LUX2 nos muestra un diseño tradicional con tornillos aparentes. Ambas líneas estarán disponibles para nuestro mercado en colores blanco y marfil. Dentro de las características diferenciadoras encontramos que ambas líneas se destacan por su funcionalidad pues poseen 17 módulos diferentes para combinaciones de funciones eléctricas entre interruptores simples, paralelos, bipolares, conmutadores, tomas simples o con tierra, tomas para teléfono o TV, timbres, campanas, dimmers, sensores de movimiento, etc.
Tanto la línea LIZ como la LUX2 son modulares (módulo + tapa), ya que poseen módulos monobloque con teclas grandes y cómodas, de fácil pulsación. Sus componentes conductores están fabricados en aleaciones de cobre, mientras que sus componentes aislantes están hechos con termoplástico de ingeniería. Los contactos están hechos en aleación de plata y acompañan tornillos de fijación de acero revestidos electrostáticamente.
Ensayos de Calidad
Seguridad y Calidad son las dos palabras que definen los materiales eléctricos Tramontina. La calidad en los productos comienza con la correcta selección de los proveedores de las
materias primas; para esto, Tramontina solo trabaja con proveedores certificados con el objeto de garantizar el buen desempeño de sus productos y conferirles un óptimo acabado, rigidez y resistencia a los impactos. La calidad superior que caracteriza a los productos Tramontina es también el resultado de la utilización de equipos de alta tecnología, que posibilitan total precisión y control de las principales variables del proceso.
Tramontina se acoge a las normas de seguridad internacionales y nacionales que certifican todos sus productos. Los materiales eléctricos Tramontina están avalados por el Instituto de Normalización y Calidad Industrial de Brasil INMETRO; además están certificados por la ISO 9001 en sus procesos de proyección y fabricación.
Para lograr estos altos estándares, Tramontina ha invertido en un completo laboratorio donde se desarrollan los más exigentes y exhaustivos ensayos sobre los productos a fin de probar hasta el límite sus propiedades y atributos de calidad y seguridad.
A continuación desarrollamos una breve reseña de alguno de ellos:
A) Ensayos Eléctricos
A1) Resistencia del Aislamiento y Tensión Soportable:
- Objetivo: Verificar la resistencia del aislamiento del producto cuando es sometido a altas tensiones eléctricas (2000 Volts.).
- Situación Cotidiana: Garantizar que el usuario no reciba descarga alguna al manipular las partes aisladas.
TRAMONTINA
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A2) Calentamiento:
- Objetivo: El calentamiento en los interruptores y tomas causado por una sobrecarga superior a su resistencia nominal en 35% y 60% respectivamente, no debe perjudicar su funcionamiento.
- Situación Cotidiana: El ensayo simula el calentamiento que se puede presentar dentro de la pared cuando el interruptor o la toma es agredida por una sobrecarga.
A3) Funcionamiento Normal:
- Objetivo: Los interruptores y tomas deben soportar, sin desgaste excesivo o cualquier otro daño prejudicial, los esfuerzos mecánicos, eléctricos o térmicos que ocurren con el uso normal cotidiano.
- Aprobación: Después de 40.000 (cuarenta mil) operaciones de apagado y encendido para los interruptores y de 10.000 (diez mil) operaciones para las tomas, las muestras no deben presentar ni un desgaste prejudicial en su uso posterior.
- Situación Cotidiana: Este ensayo simula el desgaste natural por el uso que el interruptor y la toma sufren durante un largo periodo de tiempo. Para un interruptor que sea accionado en promedio 4 veces al día, este ensayo garantizaría 13 años de uso como condiciones máximas de operación.
A4) Fuerza Necesaria para Retirar el Enchufe o Plug
- Objetivo: Las tomas deben permitir la fácil introducción y retiro del enchufe evitando además que este se separe de la toma durante su utilización normal.
- Situación Cotidiana: Si la toma no tuviese la presión adecuada, los contactos eléctricos podrían ocasionar el desprendimiento del enchufe durante el uso.
Ensayos Mecánicos
B1) Cabos Flexibles y sus Conexiones:
- Objetivo: Los enchufes y tomas móviles se equipan con un dispositivo de anclaje del cabo de tal forma que los conductores queden protegidos contra esfuerzos, incluyendo torsión y golpes.
- Situación Cotidiana: Muchos usuarios tiene la mala costumbre de retirar el enchufe de la toma jalando del cable. Aplicando 100 jalones durante el ensayo se garantiza que el cable no se desprenderá ni se dislocará en exceso. Otro cosa que ocurre es que los usuarios trasladan los implementos eléctricos dejando el cable colgando, mientras el plug va rebotando dando golpes en el suelo. El plug Tramontina resiste sin problemas esta situación.
B2) Resistencia Mecánica:
- Objetivo: Los interruptores, las tomas y las cajas de empotrar deben tener una resistencia mecánica suficiente para soportar los esfuerzos que ocurren durante su instalación y servicio.
- Situación Cotidiana: Con este experimento se simula los impactos que normalmente ocurren en el interruptor o en la placa después de instalados. Las cajas son sometidas a presiones sobre sus soportes de tornillo de hasta 60 kilos y no deben romperse.
Ensayos Térmicos
C1) Resistencia al Calor:
- Objetivo: Los interruptores y tomas deben ser resistentes al calor sin presentar deformaciones.
- Aprobación: Durante 1 hora, los interruptores y tomas son testeados en el
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interior de un horno a 125 ºC, con 2 kg. de peso en punta apoyado sobre ellos y no se deben deformar.
- Situación Cotidiana: En este ensayo se simula el uso del producto en días de mucho calor y/o situaciones de sobrecarga que puedan ocasionar calentamiento anormal.
C2) Resistencia del Material Aislante al Fuego – Hilo Incandescente:
- Objetivo: Las partes del material aislante que pudiesen quedar sometidas a los esfuerzos térmicos debido a causas eléctricas (corto circuito), no deberán propagar llamas.
- Aprobación: Los materiales aislantes son tocados por un hilo de acero incandescente que esta a 850 ºC. Después de retirar el hilo, el fuego debe extinguirse de inmediato y si alguna gota del material derretido cae no deberá propagar llamas. Para asegurar esta propiedad se coloca un pedazo de papel de seda debajo de la placa y las gotas no deben hacerlo arder.
- Situación Cotidiana: Durante un corto circuito el enchufe, toma o interruptor podría quedar expuesta al fuego, pero no podrá propagarlo (propiedad anti llama); esto evitará por ejemplo que las alfombras ardan.
Tramontina pensó en todo para asegurarse que sus materiales eléctricos cumplan con todas las características de seguridad y desempeño que se espera de una marca líder en Bolivia y el mundo.
Recuerde, Tramontina fábrica mucho más que materiales eléctricos, ofrece soluciones completas para diversos tipos de instalaciones, soluciones seguras, productos certificados y con total garantía. En Tramontina usted puede confiar.
TRAMONTINAMATERIALES ELÉCTRICOS
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ANÁLISIS DE ARMÓNICOS ENSISTEMAS ELÉCTRICOS
Resumen. El presente artículo analiza la influencia de los sistemas de compensación reactiva en las redes eléctricas con presencia de armónicos. Para el estudio se emplea el programa computacional ATP-EMTP y sus opciones disponibles para el análisis en el dominio de la frecuencia. Los resultados muestran la influencia del sistema de compensación en el flujo de armónicos y en los niveles de distorsión presentes en la instalación.
Palabras claves. Análisis armónico, resonancia serie/paralelo, distorsión armónica, cargas no lineales, filtros, modelación, simulación digital, ATP-EMTP, PCVP, PlotXY, GTPPLOT.
1. INTRODUCCIÓN
Los armónicos son distorsiones o deformaciones de las ondas de tensión y/o corriente en las redes eléctricas debido a la presencia de cargas no lineales (rectificadores, variadores de velocidad, hornos de arco, lámparas fluorescentes, etc.), que ocasionan flujos de corrientes de frecuencias múltiplos de la fundamental (50 Hz). Estas distorsiones traen consigo una serie de problemas operativos como ser: calentamiento excesivo de los conductores y equipos, incremento de las pérdidas eléctricas, deterioro del aislamiento, operación defectuosa de los equipos de protección, medida y telecomunicaciones, etc. [1].
Adicionalmente muchas instalaciones requieren la implementación de sistemas de compensación de reactivo con el objetivo de mejorar su factor de potencia. La inclusión de capacitores en la instalación puede modificar la impedancia del sistema, a tal grado de ocasionar un efecto amplificador de los armónicos. Por este motivo se debe analizar la forma que el banco afectará la impedancia del sistema al variar la frecuencia, con el fin de determinar posibles puntos de resonancia serie (baja impedancia al paso de la corriente) o paralelo (baja admitancia a la tensión de alimentación) [2].
El presente trabajo realiza un estudio detallado de la influencia del sistema de compensación reactiva en la instalación, con ayuda de la herramienta computacional ATP-EMTP enfocado en dos objetivos principales: a) búsqueda de posibles situaciones de resonancia, mediante el método de barrido de frecuencia (Frequency Scan) y b) estudio de flujo de armónicas y distorsión de tensión y corriente, con el método de barrido de frecuencia armónico (Harmonic
Frequency Scan) [3].
El caso de análisis comprende la instalación eléctrica de un complejo minero, que cuenta con una amplia participación de variadores de velocidad para el accionamiento de sus motores, además de un banco de capacitores antiresonante (filtro desintonizado) cuyo objetivo es corregir el factor de potencia, sin introducir interacciones adversa con el sistema (Fig. 1).
Fig. 1. Diagrama unifilar del sistema analizado.
2. ARMÓNICOS EN LAS REDES ELÉCTRICAS
Uno de los principales parámetros que caracteriza un sistema eléctrico es la forma de onda de las tensiones y corrientes, que deben asemejarse lo más cerca posible a una sinusoide. En algunos casos es necesario corregir la onda, sí esta sobrepasa ciertos límites que a menudo podemos encontrar en las redes que contienen fuentes de corrientes y tensiones armónicas.
Juan Marcelo Torrez Baltazar Ing. Oscar D. Zamora Arce
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2.1. Fuentes de armónicos
Los armónicos son producidos por cargas no lineales, como los rectificadores, convertidores de frecuencia, inversores, hornos de arco, lámparas fluorescentes, y en general cualquier equipo que contenga dispositivos electrónicos de estado sólido. Estas cargas no lineales a pesar de ser alimentadas con una tensión sinusoidal absorben una intensidad de corriente no sinusoidal [4]. En el caso de análisis, los variadores de velocidad constituyen la principal fuente de armónicos.
El grado y la magnitud de los armónicos originados por los variadores de velocidad es función del diseño del convertidor (rectificador). Teóricamente, las armónicas generadas por un rectificador son de orden nk 1, siendo n el número de pulsos y k=1,2,3,..., . Por ejemplo, un rectificador de 6 pulsos, además de la fundamental genera corrientes armónicas de orden 5,7,11,13,..., etc. [5]. Para el caso de rectificador de 12 pulsos, las amónicas esperadas serán de orden 11 y superior.
La amplitud de cada armónica, para el caso de una potencia de cortocircuito infinita en bornes del rectificador, será teóricamente igual a la fundamental multiplicada por la inversa del orden de la armónica. Por ejemplo, la 5ta armónica tendrá una amplitud de 1/5 (20%) de la fundamental, la 7ma 14.28%, etc. Estas amplitudes resultarán inferiores, cuanto mayor sea la inductancia del sistema, es decir, cuanto menor sea la potencia de cortocircuito en borne del rectificador [5]. Distorsión armónica total (THD) y distorsión de demanda total (TDD)
La distorsión armónica total (THD) se define como la relación entre el contenido armónico de la señal y la primera armónica o fundamental. La siguiente expresión matemática permite calcular su valor:
(1)
Donde: Ih : Magnitud de la armónica individual h : Orden de la armónica
I1 : Valor de la fundamental
Este parámetro de medición es el más conocido, y recomendable para evaluar los niveles de distorsión armónica de tensión.
Cuando se efectúan mediciones relacionadas con armónicos en los sistemas eléctricos, es común encontrar niveles de THD de corriente altos en condiciones de baja carga, que no afectan la operación de los equipos debido a que la energía distorsionante que fluye es también baja. Para evaluar adecuadamente estas condiciones se emplea el TDD que es un parámetro de referencia que establece los límites aceptables de distorsión armónica de corriente [6].
La distorsión de demanda total (TDD) se define como la relación entre la corriente armónica y la demanda máxima de la corriente de carga. La siguiente expresión determinar su valor:
100 %
(2)
Donde IL es la demanda máxima de la corriente fundamental de carga, que se calcula como el promedio máximo mensual de demanda de corriente de los últimos 12 meses o una estimación.
2.3. Niveles aceptables según el estándar IEEE 519-1192
El estándar IEEE 519-1992 (IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems) establece los límites de distorsión armónica de corriente y de tensión en los sistemas eléctricos industriales. De acuerdo con esta norma, el usuario industrial es responsable de controlar la contaminación armónica producida por su sistema, debido a que las corrientes armónicas que se propagan a través de la red de distribución ocasionan ondas de tensión distorsionadas [7].
La tabla 1 presenta los niveles de corriente armónica que los usuarios industriales pueden inyectar en la red de distribución según esta norma.
54
Tabla 1. Límites de distorsión armónica de corriente [8].
La tabla 2 presenta los niveles de distorsión de tensión que pueden ser introducidas a la red de distribución. Generalmente si el usuario industrial controla la inyección de corrientes armónicas de acuerdo a la tabla 1, los límites de distorsión de tensión se alcanzan sin problemas.
Tabla 2. Limites de distorsión armónica de tensión [8].
Esta norma define el punto de conexión común (PCC) como el lugar donde la distorsión de corriente y/o tensión armónica van a ser medidas o calculadas, en el primario o el secundario del transformador del usuario, o en el punto de conexión de servicio. En algunos casos el PCC puede ser medido o calculado entre las cargas no-lineales y las demás cargas de la instalación. La Distorsión de Demanda Total (TDD) es el porcentaje de la distorsión de corriente armónica total calculada o medida en el PCC. La Distorsión Armónica Total (THD) es la distorsión armónica de tensión total calculada o medida en el PCC [9].
3. MODELAMIENTO DE LOS COMPONENTES
Los elementos de un sistema eléctrico para el análisis armónico pueden representarse a través
de impedancias lineales y no lineales. El primer caso corresponde a aquellos elementos en los que existe una relación proporcional entre la tensión y la corriente para las mismas componentes frecuenciales; mientras que en el segundo, los elementos no presentan esta relación proporcional en todo su espectro. Entre los elementos que pueden representarse a través de impedancias lineales se encuentran, las líneas y cables, los transformadores, las máquinas eléctricas y algunos tipos de cargas. Entre los elementos con impedancias no lineales se destacan los dispositivos de estado sólido y su técnica de representación es conocida como modelamiento por inyección de corriente [10].
A continuación se realiza una descripción de los modelos y componentes utilizados para la conformación del sistema:
• Conexión al SIN: El sistema interconectado nacional (SIN) es representado por medio de una red equivalente modelada por una fuente de tensión ideal en serie con la reactancia de cortocircuito (XCC). Se emplea solo la reactancia por representar el caso más desfavorable.
• Línea de transmisión: La línea se representa por el modelo de parámetros distribuidos y dependientes de la frecuencia (JMarti), el cual considera además, los fenómenos de efecto piel y corriente de retorno por tierra, importantes en el análisis armónico.
• Transformadores: Los transformadores son simulados mediante el modelo de transformador hibrido (XFRM), el cual calcula automáticamente los parámetros eléctricos en base a los datos de las pruebas de vacío y cortocircuito.
• Banco de capacitores convencional y antiresonante: Son modelados mediante elementos RLC de parámetros concentrados, calculada de acuerdo a su potencia y tensión nominal.
55
• Cargas generales: Representan demandas predominantemente resistivas, modeladas a través de una resistencias determinada por la potencia y la tensión nominal.
• Motores de inducción trifásicos: El modelo empleado para representar los motores dependen del tipo de estudio a realizar [10].
Para los estudios de barrido de frecuencia (FS), el motor de inducción es modelado por medio de su impedancia de rotor bloqueado con la particularidad que el deslizamiento es función del orden de la armónica (Fig. 2).
Fig. 2. Modelo del motor de inducción para el análisis de barrido de frecuencia.
En el estudio de flujo de armónicos se emplea un modelo similar, con la adición de una fuente de tensión en serie que representa la tensión interna del motor (Fig. 3). La fuente de tensión en serie es necesaria para obtener la corriente nominal del motor.
Fig. 3. Modelo del motor de inducción para el análisis de flujo armónico.
Los valores de XL(RB) y R(RB) están dados por las siguientes expresiones:
; (3)
Donde:
V : Tensión nominal del motor
PN : Potencia nominal del motor
fp : Factor de potencia del motor
K : Relación Iarr/IN
s(h): Deslizamiento a la armónica h
El deslizamiento para frecuencias armónicas esta dado por:
s(h)= h+(1-s(1))/h secuencia positiva (pares)
secuencia negativa (impares)
La rutina anteriormente descrita se introduce al programa mediante la opción PCVP (Pocket Calculator Varies Parameters) [11].
• Variadores de velocidad: Son modelados mediante fuentes HFS_SOUR (Harmonic Frecuency Scan Source) que permiten introducir corrientes de amplitud, ángulo y frecuencia determinadas por el usuario. Los datos de entrada de las fuentes son la distorsión armónica de corriente producida por los variadores de velocidad.
La tabla 3 muestra el espectro de corrientes armónicas normalizadas, introducidas por los variadores de velocidad del complejo minero, de acuerdo a la información proporcionada por el fabricante.
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Tabla 3. Espectro armónico de corriente de los variadores de velocidad del complejo minero [12].
Número dearmónico
Frecuencia[Hz] % RMS
Angulo de fase
[°]1 50 96.98 -153 150 0.57 1065 250 22.81 967 350 5.9 949 450 0.09 17611 550 4.43 -17313 650 4.07 16715 750 0.06 2217 850 1.75 -10919 950 1.33 -10721 1050 0.03 179
4. ANÁLISIS DE ARMÓNICOS
El análisis de armónicos en los sistemas eléctricos comprende los siguientes estudios:
√ Estudio de resonancia.- Cuyo principal objetivo es verificar los posibles puntos de resonancia del sistema.
√ Estudio de distorsión armónica.- Que tiene por objetivo determinar la distorsión armónica total de tensión (THD) y la distorsión de demanda total (TDD).
En cada estudio se analizan los siguientes casos:
1. Instalación sin banco de capacitores
2. Con banco de capacitores convencional
3. Con banco de capacitores antiresonante
4.1. Estudio de resonancia
El estudio emplea la metodología de barrido de frecuencia (Frequency Scan), que consiste en conectar una fuente de corriente de amplitud igual a 1 amperio y frecuencia variable entre un rango de 50 Hz hasta 2500 Hz, en la barra donde se desea obtener los puntos de resonancia armónica del sistema.
Como resultado se obtiene la variación del módulo de la impedancia del sistema en función de la frecuencia, vista desde el punto de red donde se conectó la fuente de corriente. Esto permite determinar los polos y ceros de la impedancia del sistema, y por
ende también los valores de corrientes y tensiones a diferentes frecuencias. La Fig. 4 muestra el diagrama de red con los modelos del sistema en el ATP-EMTP para el estudio de resonancia.
Fig. 4. Modelo de simulación del sistema para el estudio de resonancia.
Para la interpretación de los resultados se emplea el programa PlotXY (post-procesador del ATP-EMTP) con la aclaración que, en los gráficos el eje Y es rotulado en voltios [V] pues es la variable medida en la barra, sin embargo debido a que la fuente de corriente es de amplitud 1 A, cada voltio equivale a 1 ohm [Ω]. El eje X está en segundos [s] pero debe leerse en hertz [Hz]. Es decir, cada gráfico muestra la variación de la impedancia en ohms en función de la frecuencia. A continuación se muestran y analizan los resultados del estudio de resonancia.
Caso 1 - Sin banco de capacitores
Fig. 5. Respuesta en frecuencia, sin banco de capacitores.
Se observa un pico en el gráfico que
57
representan un punto de resonancia paralelo (max. impedancia) a la frecuencia de 360 Hz. También se observa un punto de resonancia serie (impedancia nula) próximo a los 500 Hz.
Caso 2 - Con banco de capacitores convencional
Fig. 6. Respuesta en frecuencia, con banco de capacitores convencionales.
En este caso se observan dos puntos de resonancia paralelo a las frecuencias de 270 Hz y 630 Hz. Esta última corresponde al efecto del banco de capacitores convencional instalado.
Caso 3 - Con banco de capacitores antiresonante
Fig. 7. Respuesta en frecuencia, con banco de capacitores antiresonante.
A diferencia del caso anterior, se observa un solo punto de resonancia considerable a la frecuencia de 380 Hz. Además aparece otro punto de impedancia nula a la frecuencia de sintonía (160 Hz) del banco antiresonante.
Los resultados del estudio de resonancia armónica muestran el efecto del sistema de compensación
reactiva en la impedancia del sistema. Sin banco de capacitores, la impedancia presenta un punto de resonancia cercano a la 7ma. armónica. Con la introducción del banco de capacitores convencionales para la corrección del factor de potencia, la impedancia se modifica de tal manera que presenta dos puntos de resonancia cercanos a la 5ta. y 13va. armónica. Siendo la 5ta., la armónica de mayor proporción de los variadores de velocidad del complejo minero, si no se corrige, se esperaría una mayor distorsión armónica de tensión. Para evitar este efecto, se emplea el banco de capacitores antiresonante que modifica la impedancia del sistema de tal manera que se presenta un solo punto de resonancia cercano a la 8ma. armónica.
Estudio de distorsión armónica
Para este estudio se habilita la opción de barrido de frecuencia armónico (Harmonic Frequency Scan) y se conectan múltiples fuentes de corriente (HSF_SOUR) en los puntos de la red donde existen equipos generadores o fuentes de armónicos. Posteriormente se introducen los valores de corrientes, frecuencias y ángulos de fase de acuerdo al espectro armónico generado por los variadores (tabla 3) del complejo minero. La siguiente figura muestra el modelo del sistema para el estudio de flujo de armónicos.
Fig. 8. Modelo de simulación del sistema para el estudio de distorsión armónica.
Para el análisis de los resultados se utilizó el programa GTPLOT, post-procesador especializado en el análisis armónico. A continuación se muestran los niveles de distorsión armónica de tensión y
58
corriente para los diferentes casos.
Caso 1 - Sin banco de capacitores
Fig. 9. Distorsión de corriente (TDD), sin banco de capacitores.
Fig.10. Distorsión de tensión (THD), sin banco de capacitores.
El espectro de tensión muestra la participación principal de la 5ta. y la 7ma. armónica.
Caso 2 - Con banco de capacitores convencional
Fig. 11. Distorsión de corriente (TDD), con banco de capacitores convencional.
Fig.12. Distorsión de tensión (THD), con banco de capacitores convencional.
Se observa la amplificación de la 5ta. armónica debido al banco de capacitores convencional.
Caso 3 - Con banco de capacitores antiresonante
Fig. 13. Distorsión de corriente (TDD), con banco de capacitores antiresonante.
Fig.14. Distorsión de tensión (THD), con banco de capacitores antiresonante.
Porc
enta
je d
e la
fund
amen
tal
Porc
enta
je d
e la
fund
amen
tal
Porc
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e la
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Porc
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Porc
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Porc
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e la
fund
amen
tal
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El banco de capacitores complementado con un filtro desintonizado (antiresonante) permite reducir ampliamente la participación de la 5ta. armónica en el espectro de tensión.
La siguiente tabla resume los niveles de distorsión armónica de tensión y corriente durante los diferentes casos analizados y la verificación de su cumplimiento con los límites fijados en el estándar IEEE 519-1992.
Tabla 4. Resultados del estudio de distorsión armónica.
CasosDistorsión Limite
normaCumple
otrosrequisitos de
la norma
THD[%]
TDD[%]
THD[%]
TDD[%]
Sin banco decapacitores
2.09 1.93 5.0 8.0 √
Con bancoconvencional
4.17 5.65 5.0 8.0 X
Con bancoantiresonante
1.02 1.17 5.0 8.0 √
Los resultados muestran que sin banco de capacitores la instalación cumple con los requisitos establecidos por la norma, sin embargo ésta requiere la implementación de un sistema de compensación de reactivo para corregir su factor de potencia. Con la instalación del banco de capacitores convencional se cumple con los l ímites de THD y TDD, pero se incumple el l ímite de distorsión individual de tensión para la 5ta. armónica. Con el banco de capacitores antiresonante, se cumple todos los requisitos establecidos por la norma, y además se reducen sustancialmente los niveles de distorsión armónica de tensión y corriente en la instalación.
5. CONCLUSIONES
En base a los datos disponibles, los supuestos considerados y las simulaciones realizadas, podemos concluir que:
Estudio de resonancia armónica
• El caso sin banco de capacitores refleja un punto de resonancia paralelo para un valor de frecuencia de 360 Hz (cerca de la 7ma.
armónica). También se observa un punto de resonancia serie próxima a los 500 Hz.
• Con la instalación del banco de capacitores convencionales se presentan dos puntos de resonancia a las frecuencias de 270 Hz y 630 Hz. Debido a que ambos puntos coinciden cercanamente con las frecuencias de las corrientes armónicas de mayor magnitud (5ta. y 7ma. armónica) presentes en la instalación, se deberían esperar elevados niveles de distorsión armónica de tensión para este caso.
• La instalación del banco de capacitores
antiresonante modifica el punto de resonancia de 270 Hz (con banco de condensadores convencionales) a 380 Hz, distanciando el punto de resonancia de las corrientes armónicas de mayor magnitud (5ta. armónica) inyectadas por los variadores de velocidad.
Estudio de distorsión armónica
• Para el caso sin banco de capacitores se obtiene un THD de 2.09%, que es menor al límite establecido por la norma de referencia. En el caso de la corriente, el TDD es 1.93% y también cumple con la norma. Bajo esta condición la instalación presenta un bajo factor de potencia, por lo que requiere de la instalación de un sistema de compensación de reactivo.
• Con la instalación del banco de capacitores convencionales, el THD se incrementa a 4.17% y el TDD a 5.65%, cumpliendo aún con los límites de la norma. Sin embargo, el nivel de distorsión individual de tensión para la 5ta. armónica es mayor a 4%, excediendo el límite (3%) establecido en la norma.
• El reemplazo del banco de capacitores convencional por el banco antiresonante permite reducir el THD a tan solo 1.02% y el TDD a 1.17%, valores inclusive
60
menores a los obtenidos en el caso sin banco de capacitores.
• Ambos estudios permitieron verificar la influencia del sistema de compensación reactivo en los puntos de resonancia del sistema y en los niveles de distorsión armónica de tensión y corriente en la instalación. Se pudo observar que el banco de capacitores antiresonante corrige las distorsiones ocasionadas por los armónicos.
6. BIBLIOGRAFÍA
[1] Carlos Alberto Ríos Porras; Marcelo Aristizabal Naranjo; D. Ramón Alfonso Gallego R., “Análisis de Armónicos en Sistema Eléctricos,” Grupo de Investigaciones en Planeamiento de Sistemas Eléctricos - Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia.
[2] Luis Guillermo Espinoza Mendoza, “Efectos de la Instalación de Bancos de Capacitores en Sistemas Industriales con Presencia de Armónicas,” Instituto Politécnico Nacional, Ecuador, 1997.
[3] Gabor Furst, “Análisis Armónico con el ATP: Harmonic Frequency Scan,” Can Am - Canadian American EMTP Users Group, Vancouver - Canada, 1998.
[4] Raúl Bianchi Lastra; Fabián Corosaniti, “Estudio de Armónicas y Compensación del Reactivo en una Planta Industrial,” Congreso Internacional de Distribución Eléctrica - CIDEL, Argentina, 2002.
[5] Orlando P. Hevia, “Fuentes de Armónicas en el ATP,” CAUE - Comité Argentino de Usuarios del EMTP, Santa Fe - Argentina, 1998.
[6] Eugenio Tellez Ramirez, “Distorsión Armónica,” AP&C - Automatización, Productividad y Calidad S. A., Puebla – México.
[7] Tomas S. Key and Jih-Sheng Lai, “IEEE and International Harmonic Standar Impact On Power Electronic Equipment Desing,” Power Electronic Application Center, Tennessee – USA.
[8] “IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems,” IEEE Std. 519-1992.
[9] Square D, Product Data Bulletin, “Power System Harmonics – Causes and Effects of Variable Frequency Drives Relative to the IEEE 519-1992 Standar,” Bulletin No. 8803PD9402, Raleigh - U.S.A. August, 1994.
[10] Carlos Alberto Ríos Porras; Marcelo Aristizabal Naranjo; Antonio Escobar Z., “Modelamiento de Sistema Eléctricos en Presencia de Armónicos,” Grupo de Investigaciones en Planeamiento de Sistemas Eléctricos - Universidad Tecnológica de Pereira, Colombia.
[11] Orlando P. Hevia, “Estudio de Armónicas con el ATP: Harmonic Frequency Scan,” CAUE - Comité Argentino de Usuarios del EMTP, Santa Fe - Argentina, 1998.
[12] Allen Bradley, “Harmonic Mitigation – Harmonic Data
Comparisons,”
AUTORES:
Juan Marcelo Torrez Baltazar
Egresado de la carrera de Ingeniería Eléctrica UMSA, usuario del programa ATP–EMTP.
Consultor externo de la Compañía Boliviana de Energía Eléctrica y la empresa Servicio Energéticos S. A.
Trabajos Destacados: estudios de consultoría para la minera San Bartolomé y el proyecto de interconexión eléctrica Línea Caranavi - Trinidad, entre otros.
Sus áreas de interés son: Análisis de Sistemas de Potencia: Flujos, Cortocircuitos y Estabilidad Transitoria - Dinámica; Análisis de Transitorios Electromagnéticos: Sobretensiones Atmosféricas, de Maniobra y Temporales; Modelación y Simulación Digital.
Oscar D. Zamora Arce
Ingeniero Electricista – UMSA, Especialidad en Sistemas de Control / SCADA – ABB / Suecia, Maestría en Administración de Empresas – UNSLP / Diego Portales, Posgrado en Despacho Económico en Mercados Competitivos – UNSJ / San Juan, Diplomado en Economía de la Regulación de la Actividad de Generación y Mercado Mayorista – CIER, Miembro del IEEE, usuario programa ATP/ EMTP.
En sus 15 años en la Compañía Boliviana de Energía Eléctrica S.A., ha trabajado en las áreas de Construcción, Planificación, Producción, Operación, Ingeniería, Análisis de Mercado y Comercialización. Ha sido Supervisor de Distribución, Superintendente Producción en el Valle de Zongo y Kenko, Superintendente del Sistema SCADA y actualmente se desempeña como Gerente de Ingeniería y Comercialización; y Consultor de Estudios de Sistemas de Potencia en SESA. Ha sido docente de varias cátedras en la UMSA y la UNSLP, actualmente es docente de Sistemas de Control en la Carrera de Ingeniería Eléctrica de la UMSA.
Sus áreas de interés son: Sistemas de Potencia, Sistemas Control – SCADA, Estabilidad Transitoria Dinámica, Transitorios Electromagnéticos y Mercados Energéticos.
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Resumen.-
En un análisis del consumo final de electricidad por habitante en relacion al PIB por habitante entre los años 1995 y 2006 en Sud América se muestra que Bolivia es el país con el menor consumo de electricidad el mismo es menor a los 500 kWh/ habitante en referencia al producto interno bruto PIB por habitante este es menor con referencia a los países de Sud América, el mismo que en el mismo periodo (1995 – 2006) no llega a los 1100 $us/ habitante (*), estas realidades se explican cuando se revisa el uso final de la electricidad en las diferentes distribuidoras El análisis que se presenta comprende una evaluación actual del rango de consumo de los clientes de las empresas, y cooperativas distribuidoras de electricidad, así como las características propias de estos consumos, para determinar los requerimientos técnicos de los medidores correspondientes.
2.- Datos de consumo y cantidad de clientes en el SIN Sistema Interconectado Nacional.- (**)
Consumo de Energía de las Distribuidoras en Bolivia Año 2007
Dom. Gral. Ind. Min. Alumbrado Publico Otros Total
MWH MWH MWH MWH MWH MWH MWH
CRE 621,884 364,671 464,395 59,812 1,510,762
Electropaz 552,370 237,375 220,454 2,288 60,841 64,702 1,138,030
Elfec 306,604 121,008 206,738 53,242 41,289 728,882
El Feo 61,175 21,188 53,461 100,877 9,702 45,870 292,273
Cessa 59,706 20,140 53,328 8,119 141,293
Sepsa 36,737 13,335 72,047 13,901 5,415 141,436
TOTAL 1,638,476 777,716 1,070,424 117,066 197,131 151,862
Cantidad de Clientes por Categoria de Consumo de las Distribuidoras de SIN año 2007
Categoria/Empresa ELEC-TROPAZ CRE ELFEO CESSASEPSA ELFEC TOTAL
Domiciliario 351,290 262,985 51,281 44,720 49,798 254,049 981,123
General 39,021 33,525 5,241 6,346 6,602 35,163 125,898
Industrial 1,840 1,809 118 273 190 4,594 8,824
Minería 1 45 3 49
Alumbrado Publico 6 28 40 21 11 97 203
Otros 15 137 1,719 1,871
TOTAL 392,173 298,347 56,862 51,360 56,604 295,622
D e a c u e r d o a l o s d a t o s d e l a s t a b l a s m e n c i o n a d a s s e h a e l a b o r a d o l a s i g u i e n t e f i n a l q u e p r e s e n t a e l c o n s u m o d e e n e r g í a e n K W H / d í a , p o r c a t e g o r í a d e c o n s u m o c o n e l o b j e t o d e i d e n t i f i c a r l o s c o n s u m o s d e l o s c l i e n t e s y p r e s e n t a r c u r v a s t í p i c a s d e c o n s u m o d e l a s c u a l e s s e p u e d e e x t r a e r l o s r e q u e r i m i e n t o s ó p t i m o s d e s u e l e m e n t o s ( m e d i d o r e s c o n d u c t o r e s , p r o t e c c i o n e s )
Detalle del uso final de la Electricidad en el sistema Interconectado nacional SIN y en las diferentes distribuidoras.- E n e l a n á l i s i s d e t a l l a d o d e l o s c o n s u m o s d e e n e r g í a e l é c t r i c a o u s o f i n a l d e l a e n e r g í a s e m u e s t r a l a g r á f i c a c o r r e s p o n d i e n t e a l c o n s u m o f i n a l d e l a e n e r g í a d e l a s d i f e r e n t e s
CONSUMO ELECTRICO EN BOLIVIA Y Y SELECCIÓN OPTIMA DE MEDICION DE CLIENTES
Javier R. Porrez Carpio Member IEEE 41357390
70
c a t e g o r í a s r e p r e s e n t a d a s :
Para entender el consumo de los clientes de las distribuidoras y como ejemplo se presenta la segmentación de los consumos de una de las distribuidoras de SIN:
1. Por volumen de acuerdo al rango de consumo (representado en % del total del volumen de consumo) para totalizar el consumo mensual de la distribuidora de acuerdo a la tabla 2.1
2. Por cantidad de clientes (expresados en %) de la totalidad de los clientes de la distribuidora de acuerdo a la tabla 2.1
Tabla 2.12.1. Por volumen de acuerdo al rango de consumo (representado en % del total del volumen de consumo) para totalizar el consumo mensual de la distribuidora
2.2.- Por cantidad de clientes (expresados en %) de la totalidad de los clientes de la distribuidora
71
De acuerdo a los gráficos de los índices 2.1 Consumo de energía por volumen de consumo, y cantidad de clientes por volumen de consumo si agrupamos los rangos de consumo estableciendo un limite de 400 KWH mes se tienen las siguientes gráficas:
Establecidos claramente la distribución de consumo por cantidad de clientes y volumen de consumo se realizo mediciones para determinar el consumo final de los clientes y se realizaron las mediciones presentadas a continuación:
2.1. Determinacion de la potencia minima y maxima de los actuales medidores .-
Los ac tuales medidores e lec tromecánicos ut i l izados nominalmente se diseñan según normas de fabr icación y con un a lcance de sus l ímites E jemplo:
Medidor Clase 2De 15 A a 100 A
Para este caso la c lase del medidor e lec tromecánico +/- 2 % que garant iza un error de medida dentro este rango que de acuerdo a las carac ter izas de la red de e lec tropaz establece un consumo de potencia de:
Con I =15 A; P = Vx I x fp = 230 ( V ) x 15 (A) x 1 = 3.45 kWCon I = 100 A; P = Vx I x fp = 230 ( V ) x 100(A) x 1 = 23 kW
72
De acuerdo a normas técnicas se establece que un medidor electromecánico para las características de 15 A a 100 A, inicia su registro de medida (no se garantiza su clase) de acuerdo a la siguiente formula:
Ib = Corriente de base Ib = 0.01InIn = 15 Ib = 0.01x15 = 0.15 A Pb = Potencia basePb = 230 x Ib = 230 x 0.15 = 34.5 Vatios
5. Conclusiones.-
• Del análisis representado se concluye que los medidores de 15 a 100 amperios están completamente sobredimencionados, para los consumos representados en el SIN y los sistemas aislados en Bolivia.
• Solo en los consumos comprendidos de 300 a 400 KWH los medidores de 15 a 100 A llegan a ingresar a la corriente nominal baja de 15 A.
• Se sugiere que los medidores para el registro de más del 90 % de los clientes comprendan valores de entre 1 A y máximo a 40 A, en razón de que el mayor tiempo de consumo se produce con bajas corrientes.
• Al establecer que la medición de los clientes en cargas bajas en largos periodos de tiempo puede tener errores mayores a los establecidos por las capacidades metrológicas esto afecta a las perdidas de energía de los sistemas de distribución
• La selección de medidores y equipos de medida debe realizarse con análisis técnicos adecuados que permitan una medición correcta, como una muestra de esto las empresas de distribución de la Ciudad de Buenos Aires (República Argentina) EDENOR y EDESUR emplean para medición en sectores residencial/domiciliario y general/comercial el rango de medidores con corriente máxima de 60 A, considerando que el consumo promedio en argentina es de 2000 a 2500 kWh para el periodo 1995 al 2006 y un PIB 7 veces mayor al PIB de Bolivia
Referencias:
1. El consumo Eléctrico en América Latina y el Caribe:
Tomas Montesinos Yepes Boletín Informativo OLADE Mayo 2008
2. Memoria Anual 2007 Superintendencia de Electricidad
Javier R. Pòrrez Carpio
Ing. Eléctrico Universidad Técnica de Oruro – FNI Diplomado Universidad Mayor de San Andrés
Magister: Sistemas Eléctricos de Distribución Universidad Mayor de San Simón
Actividades profesionales en diferentes empresas:Empresa Minera Inti Raymi
Sociedad Boliviana de Cemento Fca. ViachaElectricidad de La Paz S.A.
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LOS RECURSOS HÍDRICOS EXISTENTES EN BOLIVIA
En el artículo anterior se mencionó que el país cuenta con tres cuencas hidrográficas: del río Amazonas, del río de La Plata y la cuenca endorreica o del Altiplano. La cuenca del río Amazonas ocupa el 65.9 % del territorio nacional con 724.000 km2, del río de La Plata 20.9% con 229.500 km2 y la del Altiplano 13.2% con 145.081 km2 .
Se señaló también que la cuenca del río Amazonas es compartida por Brasil, Colombia, Ecuador, Perú, Venezuela, Bolivia y Guyana, con una superficie de 6.059.000 km2 y un caudal de descarga en el océano Atlántico de 180.000 m/seg., y que los ríos tributarios de Bolivia en la cuenca del Amazonas, provienen del Altiplano, Yungas, Valles y del Trópico, de los departamentos de La Paz, Cochabamba, Beni, Pando, parte de Santa Cruz y Chuquisaca.
Por otra parte, que la cuenca del río Amazonas comprende cinco subcuencas de los ríos Abuná, Acre, Beni, Mamoré, Itenez y Madera y algunos de los ríos mas importantes en la cuenca del río Amazonas considerando su aprovechamiento hidropotencial, navegabilidad, caudal, riego, son los siguientes: Beni, Mamoré, Madidi, Madre de Dios, Orthon, Alto Beni, Abuná, Tahuamanu, Ichilo, Chapare, Grande o Guapay, Itenez y Madera, los cuales reciben agua de muchos tributarios, algunos de los cuales tienen excelentes cualidades.
En particular la cuenca del río Madera abarca 242.000 km2 y que se ubica mayoritariamente en el departamento de Pando en Bolivia y del Estado de Rondonia del Brasil. Por otra parte, otros autores coinciden en denominar
Alto Madera, la que se encuentra en territorio nacional y Bajo Madera la que se encuentra en territorio brasileño.
Todos los ríos de la cuenca del Amazonas pertenecientes a nuestro país discurren finalmente por el río Madera, recibiendo por tanto dicho río, aportes de sedimentos, variada fauna y flora desde el altiplano, valles y trópico de Bolivia. Sin embargo, algunos de los ríos afluentes del Amazonas nacen en Perú como el Madre de Dios y el Abuná y otros como el Itenez o Guaporé en Brasil
El r ío Madera nace en la confluencia de los r íos Beni y Mamoré, en la r ibera de la población boliviana de Vil la Bella y discurre hasta la localidad de Nueva Manoa, denominada también Abuná, tiene una longitud aproximada en territorio nacional de 102 kms y en toda su extensión es l imítrofe con el Brasil. Luego al entrar al
LOS RECURSOS NATURALES Y LAS POTENCIALIDADES HIDROENERGETICAS EN LA CUENCA DEL RIO MADERA
(Segunda Parte)Ing. Alvaro Hubner Méndez
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territorio brasileño cambia de nombre denominándose Madeira, 1000 kms aguas abajo aproximadamente desemboca en el r ío Amazonas y este en el océano Atlántico.
APROVECHAMIENTO HIDROENERGETICO
Según datos preliminares de la Empresa Nacional de Electricidad (ENDE) el potencial hidroeléctrico probable, del tramo binacional del r ío Madera – Mamoré, entre Guayaramerín y Manoa en la confluencia con el r ío Abuná es de 43.000 GWh/año y una potencia instalable de 9.150 MW.
Debido a la topografía del terreno, cuyo desnivel no es mayor a 10 metros en sitios de interés, no es factible, considerando la tecnología convencional y altamente difundida, que las áreas de aprovechamiento hidroeléctrico sean diferentes a los sitios de las cachuelas.
Cabe mencionar que existe la tecnología , pero no está di fundida en Amér ica , re lac ionada a la ut i l izac ión de grandes caudales de los r íos, s in ca ídas en turbinas denominadas “a Flor de Agua”, es deseable que se invest igue a cabal idad la probabi l idad de su ut i l izac ión. M ientras tanto los s i t ios de aprovechamiento potencia l se c i rcunscr iben a las áreas de las cachuelas.
SITIOS PRELIMINARES DE APROVECHAMIENTO HIDROELËCTRICO
Río Área geográfica Altura de caída (metros)
Beni Cachuela Esperanza 4
Mamoré Guajaraguassu 2.5Mamoré Bananaeiras 5Mamoré Palo GrandeMamoré Leyes 1Madera Madeira 2.5Madera MisericordiaMadera Riberón 10Madera PeriquitosMadera Arararas 1
ESTUDIOS REQUERIDOS
Solamente a manera de mención se señalan a continuación los estudios que serán requeridos, algunos de los cuales, ya se encuentran en curso.
Climatología y meteorología.Hidrología, Hidrometría, Sedimentología, Fluviomorfología Geología, Minería y Geotécnica de sitios escogidos Cartografía morfológica, topográfica y de infraestructura física y poblacionalEstudio de línea base ambiental Tipografía de sitios de interés para las obras de ingeniería Estudios de aprovechamiento hidroeléctrico y de navegación fluvial.
Con la realización de dichos estudios y la generación de información técnica, deben realizarse los estudios a nivel de factibilidad técnica, socioeconómica, financiera y ambiental. Los estudios serán un referente para una gestión posterior de negociación financiera, considerando que los niveles de inversión serán sin ninguna duda muy elevados. Dichos estudios deberán permitir la utilización racional y sostenible del recurso hidroenergético más importante del país, generación de ingresos para el país y la región y solución a la demanda.
El Ing. Álvaro Hübner Méndez, es Ingeniero Electricista egresado de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Mayor de San Andrés, cuenta actualmente con 20 años de experiencia profesional y sus áreas de interés son: Diseño técnico, evaluación ambiental y tarifaria de proyectos eléctricos, actualmente desempeña funciones de consultor técnico en el Vicemisterio de Electricidad y Energías Alternativas
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LINEA DE TRANSMISION ELECTRICA CARANAVI – TRINIDADIMPORTANTE VINCULO ENERGÉTICO DEL OCCIDENTE CON EL NORTE DEL PAÍS
Ing. Julio Andrade BallesterosIng. Álvaro Hübner Méndez
INTRODUCCION
El proyecto línea de transmisión eléctrica Caranavi – Trinidad se encuentra localizado en los departamentos de La Paz y Beni; en el departamento de La Paz atravesará las provincias Caranavi y Sur Yungas, mientras que en el departamento del Beni atravesará las provincias José Ballivián, Yacuma, Moxos y Cercado.
El proyecto consiste en la construcción de una línea de transmisión de 370 Km de longitud en 115.kV. de tensión nominal, cuatro subestaciones de potencia localizadas en las poblaciones Yucumo, San Borja, San Ignacio de Moxos y Trinidad y la ampliación de la subestación existente en Caranavi y la construcción de 150 km longitud de líneas de media tensión en 34.5 kV de tensión nominal. Cuyo objetivo es el suministro en bloque a las poblaciones de Yucumo, San Borja, San Ignacio de Moxos, Trinidad y otras menores. Por otra parte, posibilitará la interconexión con el proyecto Iturralde Ballivián (ITUBA), para beneficiar con el suministro de energía eléctrica en media tensión a las poblaciones de Rurrenabaque, Reyes, Santa Rosa, San Buena Ventura e Ixiamas de los departamentos de La Paz y Beni.
A lo largo del trazado del proyecto se localizan las Tierras Comunitarias de Origen (Pilón-Lajas, Chimán, Territorio Indígena Multiétnico, Moxeño-Ignaciano) que corresponden a 102 comunidades indígenas entre las que se pueden citar Tacanas, Chimanes, Yuracares y Moxeños.
La ejecución del Proyecto está delegada a la Empresa Nacional de Electricidad (ENDE), que controla las actividades administrativas, de supervisión y fiscalización a través de una Unidad de Ejecutora, desde el 01 de noviembre de 2006 de acuerdo a lo que dispone el Decreto
Supremo Nº 28902 y la Resolución Ministerial Nº 055 de fecha 8 de mayo de 2006. Por otra parte de conformidad a lo estipulado por el Decreto Supremo Nº 29644, de fecha 16 de julio de 2008, ENDE se hará cargo de la operación del proyecto mencionado.
El financiamiento del proyecto esta cargo de la Corporación Andina de Fomento CAF que otorgó al gobierno nacional un crédito de a 15 años plazo de 32.2 millones de dólares.
La ejecución del proyecto se prevé en 28 meses, a la fecha se cuenta con una avance de 56% y su conclusión se estima en la presente gestión.
PROYECTO CARANAVI-TRINIDAD
PROYECTO ITUBA
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DESCRIPCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
L a l í n e a C a r a n a v i -Tr i n i d a d o p e r a r á e n 1 1 5 K V, e s d e c o n f i g u r a c i ó n t r i f á s i c a c o n u n c o n d u c t o r p o r f a s e I B I S y c o n d o s c a b l e s d e g u a r d a 5 / 1 6 E H S , d e l o s c u a l e s u n o e s O P G W ( O p t i c a l Po w e r G r o u n d Wi r e ) t i p o F R E E L I G T H d e 2 4 h i l o s p a r a l a t r a n s m i s i ó n d e v o z , d a t o s d e s i s t e m a d e p r o t e c c i ó n , te l e m e t r í a y S C A DA . To d o s e l l o s i n s t a l a d o s e n e s t r u c t u r a s m e t á l i c a s r e t i c u l a d a s a u t o p o r t a n t e s d e l t i p o D E LTA d e 3 0 a 6 0 m . d e a l t u r a d e s d e l a s u p e r f i c i e d e l t e r r e n o h a s t a l a e l c a b l e d e g u a r d i a , l a s m i s m a s q u e d e b i d o a l a s c a r a c t e r í s t i c a s m o n t a ñ o s a s d e l t r a m o C a r a n a v i -Yu c u m o ( 1 0 5 k m . ) t e n d r á n f u n d a c i o n e s d e g r i l l a y p a r a e l r e s t o d e l t r a y e c t o d e s d e Yu c u m o h a s t a Tr i n i d a d ( 2 6 5 k m . ) , s e p r e v é l a c o n s t r u c c i ó n d e f u n d a c i o n e s d e t i p o s u p e r f i c i a l a p o y a d o e n p i l o t e s d e H º A º d e 8 , 1 2 y 1 8 m . d e p r o f u n d i d a d , y a q u e e l t e r r e n o e s l l a n o r e l a t i v a m e n t e h ú m e d o c o n r i e s g o d e a n e g a c i ó n e n p e r i o d o d e l l u v i a s .
Las condic iones del subsuelo son determinantes para la e lección del t ipo de fundación, por lo que, con e l f in de br indar segur idad a la l ínea de t ransmis ión ENDE ha procedido a la implementación de un estudio geológico - geotécnico del área .
El conductor seleccionado es de calibre 397.5 MCM, ACSR, código IBIS trenzado 26/7, es el adecuado para lo requerimientos actuales y futuros de la región, es decir tiene una buena capacidad térmica, presenta una impedancia adecuada y no presenta corona visual para la tensión máxima de la l ínea que será de 120 kV.
La cantidad de 9 o 10 aisladores dependiendo de la zona y del tipo de estructura, distancias de seguridad a tierra y la resistencia de puesta a tierra menor a 10 Ω, aseguran un buen desempeño de la l ínea, por lo que
se garantiza obtener índices adecuados de confiabil idad para la operación de la l ínea.
Para el diseño de las subestaciones de Moxos, Trinidad, San Borja y Yucumo, se ha considerado un esquema de barra simple, que incluyen la construcción de las plataformas para los patios de 115 kV y 34.5 kV, además bahías de subestación y todas las instalaciones principales y auxil iares necesarias para su operación, como ser edificio de control, servicios auxiliares, cerco perimetral, accesos vehiculares, drenajes, cable ductos, sistemas de i luminación, malla de tierra, comunicaciones, grava etc.
OBJETIVOS
I ntegrar e l s istema eléc tr ico de Tr in idad y poblaciones intermedias a l S istema I nterconec tado Nacional con e l objeto de suministrar energía e léc tr ica cont inua, estable, segura y s in l imitaciones, para benef ic iar a l rededor de 150.000 habitantes correspondientes a aproximadamente 30.000 fami l ias local izadas en e l área , lo cual permit i rá :
a) Mejorar la confiabilidad del suministro eléctrico en la región, logrando además una reducción significativa de emisiones contaminantes atmosféricas por la sustitución de combustibles líquidos y riesgos de potenciales derrames de los mismos.
b) Lograr un ahorro fiscal al liberar al gobierno del pago del subsidio anual al diesel utilizado para la generación de electricidad en las poblaciones beneficiadas. El año 2008 este subsidio significó aproximadamente 5.0 millones de dólares mas 800.000 dólares para nuevas inversiones en ampliación de las plantas de generación térmicas a diesel.
c) Apoyar a la balanza de pagos debido a la reducción de importaciones de diesel.
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d) Prever la contratación de 4,500 empleos directos e indirectos en las fases de construcción y operación.
e) Incorporación de poblaciones indígenas, originarias, colonizadores y población citadina a los beneficios de un servicio confiable y de costo que permitirá mejorar la calidad de vida de las poblaciones existentes en el área de influencia.
DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA
El área de influencia es mayormente tropical correspondiente a zonas de Yungas, últ imas estr ibaciones de la cordi l lera Real y de l lanuras, con precipitac iones anuales que osci lan entre 1 .800 mm y 2 .000 mm anuales en muchas zonas, con excepción de la zona del Pi lón donde se registran precipitac iones del orden de 3 .000 mm anuales, la precipitac ión es de mayor intensidad entre noviembre y mar zo, de regular d imensión en los meses de abr i l y mayo y de menor proporción en los meses de junio a oc tubre.
La temperatura media anual var ía entre 19.1 ºC y 26.2 ºC , la humedad re lat iva anual en las d ist intas áreas osc i la entre 74% y 81%.
En la zona del proyec to discurren los r íos Coroico, Alto Beni , Yucumo, M aniquí , Apere, Mattos, Ti jamuchi , M amoré y la laguna Is i rere.
E n t é r m i n o s g e n e r a l e s , e l á r e a p o r d o n d e a t r a v e s a r á l a l í n e a d e t r a n s m i s i ó n s e e n c u e n t r a a l t a m e n t e i n t e r v e n i d a p o r a c c i o n e s a n t r ó p i c a s , s i n e m b a r g o p e r s i s t e n l a s s i g u i e n t e s c o m u n i d a d e s v e g e t a c i o n a l e s : b o s q u e p l u v i a l m o n t a n o d e l o s Yu n g a s d e l B e n i , b o s q u e h ú m e d o p luv ioestac ional subandino de los Yungas, b o s q u e s d e g a l e r í a , s e l v a s a m a z ó n i c a s y o t r o s , d o n d e s e v e r i f i c a n n u m e r o s a s f a m i l i a s t a l e s c o m o : a c t i d i n i d i a c e a e , a q u i f o l i a c e a e , e r i c a c e a e , m e l i a c e a e ,
u l m a c e a e , r u b i c i a e , l a u r a c e a e , t i l i a c e a e , t h e a c e a e y o t r a s . L a z o n a p o s e e b o s q u e s d e m a r a q u e s e e n c u e n t r a e n p e l i g r o d e e x t i n c i ó n .
La fauna es menos numerosa que la f lora, sin embargo existen muchas familias de mamíferos, tales como cebidade, canidade, felidae, tapiridade, Inidade. Familias de aves tales como cracidae, momotidadae, furnaridae, y numerosas especies de peces y reptiles.
La l ínea de t ransmis ión atravesará los Municipios de Caranavi , Palos B lancos, San Bor ja , San Ignacio de Moxos y Tr in idad, además de la capita l del Munic ipio del mismo nombre y abarca a muchas colonias provenientes del occidente del país . y las Tierras Comunitar ias de Or igen mencionadas, también abarca terr i tor io del Área Protegida (AP) Pi lón Lajas. La población se dedica a la agr icultura , en par t icular a la plantación de c í t r icos, coca, café, p látano, stevia y otras ; cr ianza de ganado vacuno, explotación foresta l y a l comercio en pequeña escala .
CONCLUSIONES
El proyec to f inancieramente no es rentable s in embargo t iene un a l to indice de rentabi l idad socioeconómica.
Considerando el impac to del proyec to sobre e l área de inf luencia es probable que a mediano plazo se requiera construir otra l ínea de t ransmis ión para cerrar e l ani l lo probablemente desde la l ínea de interconexión existente entre Cochabamba y Santa Cruz .
E l proyec to permit i rá la integración energét ica del Beni con poblaciones del occidente del país , lo cual redundará en benef ic ios económicos y mejoramiento de la ca l idad de v ida de las poblaciones existentes en e l área de inf luencia del proyec to.
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Tal como ha sucedido en otras poblaciones d e l p a í s s e g e n e r a r á n a c t i v i d a d e s e c o n ó m i c a s q u e a l p r e s e n t e n o s o n f a c t i b l e s p o r l o a l t o s p r e c i o d e l a e n e r g í a e l é c t r i c a e n l o s s i s t e m a s a i s l a d o s
I m p o r t a n t e s p o b l a c i o n e s d e c o l o n i z a d o r e s e i n d í g e n a s p o d r á n c o n t a r c o n t e c n o l o g í a p a r a m e j o r a r s u s i n g r e s o s y s u c o n d i c i ó n d e p o b l a c i ó n m a r g i n a l .
L a e x i s t e n c i a d e l p r o y e c t o e n e l á r e a p e r m i t i r á r e a l i z a r u n m a n e j o i n t e g r a d o y s o s t e n i b l e d e l o s r e c u r s o s n a t u r a l e s e x i s t e n t e s
E l p a í s p o d r á c o n t a r c o n l i b e r a c i ó n d e r e c u r s o s e c o n ó m i c o s p a r a a t e n d e r a o t r a s á r e a s i g u a l m e n t e d e s f a v o r e c i d a s .
El Ing. Julio Andrade Ballesteros, es Ingeniero Electromecánico, egresado de la Facultad Nacional de Ingeniería de la Universidad Técnica de Oruro, cuenta actualmente con 34 años de experiencia profesional, y sus áreas de interés son: Diseño de ingeniería y construcción de líneas y redes de alta, media y baja tensión, aspectos que han sido desarrollados durante 26 años en la Empresa Nacional de Electricidad y actualmente desempeña funciones de consultor técnico en el Vicemisterio de Electricidad y Energías Alternativas
El Ing. Álvaro Hübner Méndez, es Ingeniero Electricista egresado de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Mayor de San Andrés, cuenta actualmente con 20 años de experiencia profesional y sus áreas de interés son: Diseño técnico, evaluación ambiental y tarifaria de proyectos eléctricos, actualmente desempeña funciones de consultor técnico en el Vicemisterio de Electricidad y Energías Alternativas.
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LA IMPORTANCIA DE UNA FUENTE DE ENERGÍA SECUNDARIA EN UN AEROPUERTO
T.S. Sergio Iván Barbosa Calderón
RESUMEN El presente artículo pretende mostrar la importancia de una fuente secundaria de energía eléctrica en un aeropuerto, mejorando de esta manera la confiabilidad en las operaciones aéreas, para cumplir las normativas aeronáuticas internacionales. También se detalla la estructura, tanto de equipos como en la transferencia automática, que se tiene actualmente en el Aeropuerto Internacional El Alto y las mejoras proyectadas por los responsables del mantenimiento, las cuales fuera de su funcionalidad tienen un bajo costo de inversión.
Dentro de las características propias de un aeropuerto, además de contar con las mayores facilidades para el pasajero, también se cuida mucho la confiabilidad y la continuidad del suministro de energía eléctrica en servicio de las operaciones aéreas, motivo por el cual existen normativas a nivel internacional que deben cumplir todas las empresas administradoras de aeropuertos.
Un aeropuerto es un ambiente donde deben existir las mayores facilidades y seguridades, dentro de la prestación de servicios, este hecho es el que influye de gran manera para darle una cierta categoría al mismo.
La OACI (Organización de Aviación Civil Internacional) es la encargada de emitir normas para el funcionamiento de un aeropuerto, así como para los equipos que lo componen, siendo estas normas, Anexos al convenio firmado entre todos los países del mundo afiliados a esta organización internacional. Fue establecida en Chicago, Illinois, Estados Unidos, el 7 de diciembre de 1944.
Estos Anexos son varios, entre los más importantes podemos citar los siguientes:
Anexo 3: Meteorología. Anexo 4. Cartas aeronáuticas. Anexo 8: Aeronavegabilidad. Anexo 9: Facilitación: son requisitos uniformes para la entrada y salida de las aeronaves, la entrada y salida de personas y sus equipajes, la entrada y salida de mercaderías y otros artículos, tráfico que atraviesa el territorio de un Estado contratante, aeropuertos internaciones, instalaciones y servicios para el tráfico, aterrizaje fuera del aeropuerto internacional y otras disposiciones. Anexo 10: Telecomunicaciones aeronáuticas. Anexo 11: Servicios de Transito Aéreo. Anexo 12: Búsqueda y Salvamento. Anexo 14: Aeródromos. Anexo 15: Servicios de información aeronáutica. Anexo 16: Protección al medio ambiente. Anexo 17: Seguridad. Protección de la aviación civil internacional contra los actos de interferencia ilícita.
Pero también existen documentos emitidos que orientan en temas especializados de la Aviación Civil, entre los cuales los que competen el tema de aeródromos son:
Documento 9157- Manual de diseño de aeródromos. Parte 4.— Ayudas visuales. Parte 5.— Sistemas eléctricos.Documento 9137 - Manual de servicios de aeropuertos.
Parte 9.— Métodos de mantenimiento de aeropuertos.
Dentro de estos manuales es donde se encuentra normado el uso de las fuentes de energía secundaria, tipos de instalación y los tiempos de reacción.
Se puede definir como aeropuerto al área de tierra o agua destinada total o parcialmente a
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la llegada, salida y movimiento en superficie de aeronaves de distintos tipos, que fuera de prestar todas las comodidades a los pasajeros también tiene todas las garantías y normativas para que las operaciones aéreas se realicen con toda seguridad.
Si nos referimos a las definiciones del Anexo 14 (documento editado por la Organización de Aviación Civil Internacional), no existe la palabra aeropuerto sino más bien aeródromo, que textualmente dice:
Aeródromo. Área definida de tierra o de agua (que incluye todas sus edificaciones, instalaciones y equipos) destinada total o parcialmente a la llegada, salida y movimiento en superficie de aeronaves.
Por lo que ambos términos aeródromo y aeropuerto son usados para definir el mismo espacio, solo que el término aeródromo es usado genéricamente y es el término correcto, pero mas común es utilizar el término aeropuerto.
En un aeropuerto existen cuatro elementos fundamentales que intervienen en su planificación y diseño:
-La aeronave: Vehículo de transporte aéreo cuya función es llevar de un sitio a otro a través de espacio aéreo a los pasajeros y cargas.
-El pasajero: Usuario del transporte aéreo.
-Equipaje: Pertenencias de los pasajeros.
-Carga: Mercancías que se transportan
En el Aeropuerto Internacional El Alto, se tiene instalado un grupo electrógeno Caterpillar de 300 kVA, destinado exclusivamente a proveer energía a todo lo que es la parte técnica - operativa, vale decir, ayudas visuales iluminadas, radioayudas a la navegación, torre de control servicio de datos meteorologicos, comunicaciones aeronáuticas y dependencias
de tránsito aéreo, etc., todas estas instaladas en el Bloque Técnico de AASANA (Administración de Aeropuertos y Servicios Auxiliares a la Navegación Aérea) aproximadamente a 1 Km. de la terminal de pasajeros, donde solo tiene acceso personal autorizado.
La pista del Aeropuerto El Alto esta clasificada como “pista de aproximación de precisión categoría I” por lo que el tiempo máximo de conmutación es de 15 segundos (Tabla 2.1).Existiendo otro grupo generador instalado en la empresa SABSA (Servicios Aeroportuarios de Bolivia S.A.), que esta destinado a suministrar energía a la terminal de pasajeros y sus dependencias.
Para las cargas cuyos tiempos de interrupción son casi cero, se tienen colocadas varias Unidades Ininterumpibles de energía (UPS - Uninterruptible Power Supply) o también llamadas SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida) de diferentes capacidades. Existiendo instaladas UPS de 40 KVA trifásica, 20 KVA monofásica – trifásica y 10 KVA monofásica.
La secuencia de pasos, para el ingreso de la fuente de energía secundaria, al momento que existiera un corte de energía comercial son los siguientes:
Primero el equipo de transferencia automática capta los cambios en el voltaje de entrada si estuviese fuera de la tolerancia permitida, arranca el grupo generador, abriendo el interruptor al vacío de media tensión de ingreso de energía eléctrica comercial, posteriormente una vez estabilizado el grupo generador se cierra otro interruptor al vacío para que la carga pase a ser conectada al grupo electrógeno, mediante un transformador elevador sube la tensión de 380 a 6900 voltios. Al retornar la energía comercial, el sistema automático mantiene 10 minutos conectada la fuente de energía secundaria hasta que no haya ninguna variación en la energía comercial y recién realiza el cambio de suministro, dejando al motor encendido por el lapso de 5 minutos
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en vacío para su enfriamiento.Siendo que este equipamiento fue instalado el año 1997, mediante una donación del Gobierno Japonés, todo el sistema de transferencia tiene una lógica cableada basada en relays y sensores de voltaje.
La importancia que la transferencia automática tiene, implica realizar mayor énfasis en su mantenimiento y conocimiento del circuito por parte de todo el personal a cargo del mismo. Mensualmente se realizan simulacros de corte, planificados en coordinación con las otras secciones, para testear el comportamiento de los componentes y los tiempos de respuesta de toda la transferencia.
En los aeropuertos de estaciones secundarias llamase Rurrenabaque, Reyes, San Borja, etc. la transferencia se la realiza de forma manual. Teniéndose planificada la puesta en servicio de transferencias automatizadas en base a un circuito de control con un microPLC. Utilizándose la lógica y las normas de los aeropuertos grandes para su programación.
Para la gestión 2008, la sección de mantenimiento electromecánico del Aeropuerto Internacional El Alto, ha desarrollado una transferencia automática para ser adaptada al sistema de energía del Aeropuerto de Cobija, donde existe un motor generador Caterpillar 3306 de 145 KW de potencia, cuyo tablero de transferencia original con el transcurrir del tiempo quedo inoperable.
Los elementos fundamentales del tablero de transferencia automático citado son, monitores de voltaje de la marca SIEMENS, microPLC LOGO! 230 RC. El circuito de potencia esta constituido por 2 contactores trifásicos de 100 A cada uno, con sus respectivos interruptores termomagneticos como protecciones de sobrecorriente. Para su desarrollo se aplicaron todas las normativas al respecto, tiempo de transferencia, opción a funcionamiento manual, opción a pruebas de mantenimiento en el motor sin afectar el funcionamiento de la energía primaria, alarma por falla de encendido, etc.
En la Tabla 2.1, extractada del documento Manual de diseño de Aeródromos, se muestran las diferentes instalaciones con sus tiempos máximos de transferencia.
Las dependencias cuyo suministro esta conectado a una UPS, son la torre de control y el control de tránsito aéreo, por ser de suma importancia, pues su trabajo se realiza las 24 horas del día durante todo el año. Estando controlandas todas las operaciones aéreas locales, a nivel Bolivia y los sobrevuelos que cruzan el espacio aéreo boliviano, desde el Bloque Técnico del Aeropuerto El Alto, por lo que el suministro de energía elécrica para el funcionamiento de los equipos de telecomunicaciones con las que trabajan debe ser de alta confiabilidad.
En las estaciones donde están instaladas las radioayudas a la navegación (VOR, LLZ, NDB, GP, M/M) se tienen bancos de baterías, pues trabajan con 48 VDC, por lo que luego del suministro con voltaje alterno se conecta un cargador de batería, el mismo que suministra energía al equipo y a las baterías, el momento que se realiza un corte de energía se transfiere el consumo al banco de baterías.
El diagrama 1 muestra el circuito de control del tablero de transferencia con un PLC LOGO RC230 de SIEMENS.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASOACI – Organización de Aviación Civil Internacional – ANEXO 14.
OACI – Organización de Aviación Civil Internacional – DOCUMENTO 9157 Parte 4 y 5.
GLOSARIO
VOR, Very High Frequency Omnidirectional Range, es decir, emisión omnidireccional de muy alta frecuencia (VHF). , informa no sólo de la dirección en la que se encuentra el radiofaro, sino también en qué radial está volando el avión respecto a la emisora. El radial es la dirección de vuelo expresado en grados de la esfera terrestre, en la que la emisora
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VOR se convierte en centro.LLZ Localizador muestra al piloto la ubicación del eje de pista. Es parte de los equipos para una aproximación instrumental.
NDB Non-Directional Beacon, es decir, radiofaro no direccional Mediante un instrumento ADF (en inglés Automatic Direction Finder) a bordo del avión, el piloto puede seleccionar la frecuencia de esa emisora, que conoce por las cartas de navegación, y observar la aguja del instrumento, que le indica en qué dirección se encuentra el radiofaro.
GP Glideslope o senda de planeo, provee una pendiente muy exacta para efectuar un descenso seguro, l ibre de obstáculos. Es parte de los equipos para una aproximación
instrumental.
M/M (MM, del inglés: middle marker): Es una radiobaliza ubicada en el eje de pista que define un punto cerca de la altura de decisión. Está modulada con un tono de 1300 Hz y emite puntos y rayas (morse) alternativos. En los ILS categoría I , luego de pasar sobre MM, el Piloto tiene que tomar una decisión: aterriza o hace procedimiento de aproximación frustrada (escape)
mcroPLC Clasificación de los Autómatas Lógicos Programables que corresponde al manejo de 32 entradas y salidas. Viene integrada, la fuente, el CPU, el modulo de entradas y el modulo de salidas. De muy bajo costo en el mercado.
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AUTOR
T.S. Sergio Iván Barbosa Calderón, egresado de la carrera de Electromecánica a nivel Licenciatura, Facultad Técnica.
Integrante de la Sección de Mantenimiento Electromecánico del Aeropuerto Internacional El Alto, AASANA
Áreas de interés: Automatización con PLC´s y microcontroladores, ayudas visuales a la navegación aérea.
GRUPOS GENERADORES LISTER HR3 DEL AEROPUERTO DE RURRENABAQUE, PROXIMOS A AUTOMATIZAR
CAMBIO DE ACEITE A MOTOR CAT 3412
UPS DE 10 KVA MONOFASICA
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PROPUESTA DE POLÍTICA ENERGÉTICA PARA BOLIVIA
Autor: Ing. Luis Fernando Neri U.RNI - CNI Nº 828
Introducción
La actual coyuntura mundial debido a la volatilidad del precio de los productos derivados del petróleo, ha afectado de manera directa a todos los sectores que de una u otra manera utilizan estos derivados como un energético, por ejemplo: para movilizar el parque motorizado, la maquinaria y artefactos de producción, así como otros equipos destinados a la transformación y producción de la electricidad.
Este incremento afecta inevitablemente a la estabilidad de los precios de la canasta familiar especialmente a los productos del consumo destinado a la alimentación, por lo tanto la sociedad en su conjunto debe promover alternativas de solución de manera de mitigar los efectos de la volatilidad de este nuevo escenario.
Si bien la energía representa solamente una parte de Producto Interno Bruto (PIB) de la economía de un país (el 9.89% en Bolivia según datos del INE al año 2006), es difícil imaginar una economía que pueda prescindir de ella, por que simplemente la energía implica desarrollo y por lo tanto mejor vida. (F.B.1)
Como integrantes de la sociedad boliviana, pretendemos proponer a los gobernantes del país una solución al actual escenario energético, elaborando una propuesta de política energética para Bolivia, tomando en cuenta un enfoque sistémico de matriz energética, entendiéndose como sistémico, que este enfoque considerará a la totalidad de las fuentes de producción existentes en Bolivia.
Diágnosis del sector energético de Bolivia
De acuerdo con las explicaciones proporcionadas (F.B.1) durante el desarrollo del Foro organizado y realizado el 4 de octubre del 2007 por la Universidad Católica Boliviana, sobre “Energía, Biocombustibles e Industrialización de Hidrocarburos – Análisis y Perspectivas” y en otras intervenciones, se deben considerar los siguientes aspectos:
1. En Bolivia se consume más de lo que se tiene menos. El petróleo es un 53.29% de la energía primaria consumida, siendo el gas natural tan solo un 28.26%, hidroeléctrica el 3.76% a pesar del gran potencial hidroenergético existente, y se destaca una importante participación de biomasa, mayoritariamente leña, con un 14.68%, demostrando la existencia de una precariedad energética.
2. Existe un débil equilibrio entre la oferta y demanda de electricidad, tanto en potencia como energía. Adicionalmente las centrales de Valle Hermoso en Cochabamba y Kenko en La Paz, tienen severas restricciones de abastecimiento de gas lo que limita la energía a ser generada.
La demanda ha crecido y crecerá más allá de toda previsión razonable (San Cristóbal, San Bartolomé, San Vicente, Karachipampa, en forma de cargas específicas). La demanda de Oruro y Potosí también ha aumentado por la actividad minera. Esto trae aparejado un incremento de las demandas residencial y comercial.
Santa Cruz continúa con su crecimiento acelerado. Al concluir la línea de Transmisión Eléctrica entre Caranavi y Trinidad, se experimentara otro crecimiento en la zona de influencia de este Proyecto, como resultado de atender los requerimientos de la demanda insatisfecha de esta región. La decisión de proceder con la sustitución de las actuales fuentes de generación termoeléctrica en Yucumo, San Borja, San Ignacio y fundamentalmente Trinidad, posibilitara el crecimiento mencionado. De interconectarse Tarija al Sistema Interconectado Nacional, la situación se torna insostenible.
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Opuestamente, tan solo se conoce que la empresa Guaracachi S.A. el año 2009 instalará una turbina de ciclo combinado de 82 MW de potencia y la Empresa Nacional de Electricidad ENDE en consorcio con PDVSA de Venezuela, se encuentra instalando en Entre Ríos Provincia Chapare del Departamento de Cochabamba una termoeléctrica con capacidad de generación de 100 MW, misma que se tiene previsto que ingresara a plena potencia en el mes de febrero de 2010, se desconose la existencia de otros emprendimientos firmes que permitan la ampliación del parque generador.
El abastecimiento a La Paz es absolutamente precario, por nula expansión de la generación en el área y depender de una sola l ínea de interconexión con el área central, donde podría haber algo de potencia extra. Se requiere de una nueva l ínea de interconexión eléctrica entre Cochabamba y La Paz.
La situación del área Sur es insostenible hasta que no se incremente la capacidad de transformación en la subestación Potosí de 25 a 50 MVA y se construya una nueva l ínea de 230 kV desde Vinto hasta Punutuma.
En el año 2008, de no haberse l levado a cabo el reemplazo de focos incandescentes por lámparas ahorradoras, que ha derivado en una disminución de 33 MW de la demanda en hora de punta, con el mantenimiento de la unidad de producción de Bulo Bulo 2 y de otra unidad de Kenko, se hubiese producido racionamientos en el suministro de energía eléctrica.
3. El potencial energético de Bolivia muestra una diversidad de oportunidades destinadas a la generación de la energía eléctrica. A continuación se describe estas fuentes y los procesos a desarrollar antes de la transformación de la energía:
3.1 La energía solar, que consiste en transformar esta energía en electricidad debido a la incidencia de la radiación solar sobre las celdas de silicio cristalino, más conocidas como celdas fotovoltaicas, al originar una diferencia de potencial eléctrico y en consecuencia una corriente eléctrica. Esta alternativa mejor conocida como “Sistema Fotovoltaico – SFV” o “Paneles Solares”, además de su elevado costo, por ahora tiene determinadas limitaciones para su sostenibilidad y uso para propósitos industriales.
La cantidad de energía eléctrica por medio de esta alternativa es escasamente suficiente para atender las necesidades de iluminación y telecomunicaciones (radio y TV) de una familia campesina.
Sin embargo, las posibilidades, características y limitaciones de esta tecnología son todavía poco conocidas, inclusive entre los profesionales vinculados a la electrificación.
El usuario de un SFV debe conocer sus limitaciones, principalmente en cuanto a la moderación en el consumo y el empleo de aparatos de consumo con elevadas potencias, por ejemplo un sistema de bombeo para riego.
Debido al bajo rendimiento de la conversión fotoeléctrica en los paneles
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solares, las superficies de captación instaladas son relativamente grandes (para potencias mayores), es previsible que, con el tiempo se vaya aumentando dicho rendimiento con la consecuente disminución de superficie de paneles.
3.2 La energía eólica, que consiste en producir la electricidad mediante la utilización de la fuerza del viento y la masa de aire, que son dirigidos hacia enormes aspas instaladas en columnas metálicas de gran altura y, sobre cuyo eje se encuentra un generador de electricidad que es acelerado por la velocidad del viento, este conjunto de partes se conoce como “aerogenerador”.
Para la utilización de esta alternativa se requiere de una masa de aire densa y altas velocidades del viento; en Bolivia se han detectado únicamente dos regiones para este propósito, Charaña en el Altiplano de La Paz y Virú Virú en Santa Cruz. Para su explotación, un conjunto de estos “aerogeneradores” debe ser instalado en áreas denominadas parques eólicos.
3.3 La energía de biomasa, que es el resultado de la utilización como combustible del gas producido por la descomposición de residuos orgánicos. Esta alternativa para ser efectiva requiere de enormes depósitos de residuos orgánicos y los equipos de transformación son de elevado costo, haciendo poco factible su implementación.
Esta característica, induce a no utilizar masivamente este tipo de recurso natural que se caracteriza por su escasez, limitando su uso y haciendo que sea poco sostenible.
3.4 En Bolivia en el Departamento de Pando se han preparado proyectos basados
en los desechos de la cáscara de la castaña, como es el caso de la Empresa Tahuamanu; este proyecto privado no pudo ser implementado debido a la falta de financiamiento.
Otros proyectos de generación de electricidad a partir de la biomasa, se tienen en los ingenios azucareros en el Departamento de Santa Cruz a partir del bagazo de la caña de azúcar. (16 MW/estacionales).
3.5 La energía geotérmica, es consecuencia del aprovechamiento de la energía liberada por la Tierra en las regiones donde son registradas las actividades volcánicas. En Bolivia esta se encuentra en el Departamento de Potosí en la Provincia Sur Lípez, Municipio del Quetena y en las proximidades la laguna Colorada.
Nominalmente la potencialidad de la energía liberada por una fuente geotérmica es enorme, la que según cálculos científicos realizados por especialistas se estima que apenas el 1% del calor contenido en 10 kilómetros cuadrados de la Tierra equivale a 500 veces la energía contenida en el petróleo existente en el mundo.
La viabilidad para la explotación de este recurso energético requiere de una fuente de financiamiento importante para realizar los estudios que evalúen en mayor detalle la fuente, sin embargo es conocido que la Empresa Nacional de Electricidad (ENDE), con el apoyo financiero de la CAF y el Gobierno de Italia (Ente Nacionale Per I´energia Elettrica (ENEL), destino parte de sus recursos para la realización de los primeros estudios.
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Los estudios de exploración de geovulcanología, geoquímica y geofísica, realizados sobre la superficie terrestre del área elegida para este propósito, permitieron la perforación de seis pozos con una profundidad promedio de 1500 metros y, los resultados energéticos certificados obtenidos (Comisión Federal de Electricidad – CFE de México), fueron del orden de 280 a 370 MW, valores que posibilitan la generación de energía eléctrica de por lo menos 120 MW durante 25 años.
3.6 La electricidad producida como resultado del uso del diesel como combustible para los motores de combustión interna, más conocidos como “Grupos electrógenos”, en la actualidad requiere de una subvención para posibilitar su explotación, aspecto que como consecuencia la volatibilidad del precio internacional de los hidrocarburos se hace onerosa por sus efectos sobre la economía del país.
El costo de la energía eléctrica producida por esta alternativa es muy alto e incide en el precio de la tarifa resultante en perjuicio de la economía del usuario. Sin embargo y a pesar de ello, en algunos casos es la única alternativa viable debido a las distancias existentes entre los centros masivos de consumo y las comunidades donde en la actualidad se genera electricidad con este energético.
3.7 La electricidad producida como resultado del uso del Gas Natural como combustible de motores de combustión interna, más conocida como “Termoelectricidad”, resulta ser una alternativa conveniente por el bajo costo de este combustible, pero se hace difícil la implementación en regiones
alejadas de los yacimientos de gas natural, por la necesidad de extender gasoductos de elevado costo. Como alternativa para su empleo en proyectos industriales que requieran de grandes demandas de energía eléctrica o de uso masivo en poblaciones con muchos habitantes, es factible previo estudio y análisis de alternativas posibles.
3.8 Plantas Termonucleares , uti l izan el Uranio enriquecido o Plutonio como combustible al aprovecharse el calor producido al romper o fisionar los átomos de este material dentro de un reactor.
El calor de esta fisión nuclear permite evaporar el agua utilizada para el enfriamiento del reactor, vapor que es transportado hasta una turbina, donde al igual que las “Termoeléctricas”, permiten generar electricidad.
Las características técnicas de estas turbinas de generación son similares a las “Termoeléctricas” y “Grupos electrógenos”, obviamente conservando las distancias correspondientes. Está alternativa por sus características constructivas son de un elevado costo con relación a las otras.
La experiencia boliviana con relación a esta alternativa se reduce a las investigaciones realizadas por el Instituto Boliviano de Tecnología Nuclear - IBTEN (ex - Comisión Boliviana de Energía Nuclear - COBOEN) y de cuyos resultados muy poco se conoce.
Las investigaciones realizadas por la República China en energética termonuclear a partir del litio como sustituto de los hidrocarburos, ha
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permitido considerar la conveniencia de construir un reactor experimental denominado “Sol artificial”, el mismo que permitiría la generación infinita de energía nuclear limpia a partir de la fusión.
Este avanzado reactor experimental de fusión termonuclear completamente superconductor, esta previsto ser construido próximamente en la República de China.
No se debe olvidar que las principales reservas mundiales del futuro energético (litio) se encuentran en el Salar de Uyuni (Bolivia) y el Salar del Hombre Muerto (Argentina) en explotación.
3.9 La energía hidroeléc tr ica , es e l resultado de la t ransformación de la energía potencia l (a l tura y caudal ) de los recursos hidrául icos en energía c inét ica o de movimiento (en este caso par t icular, de rotación), esta última util izada para la producción de la electricidad mediante una turbina y un generador, es decir que de esta manera se transforma la energía cinética en energía eléctrica.
E l conjunto de máquinas motr ices que posibi l i tan esta transformación de energía , es conocido como “Centra l E léc tr ica”, que es la abreviación de “Central Generadora de Energía E léc tr ica”
Los diferentes tipos de “Centrales Hidroeléctricas”, por su tamaño y capacidad de generación se clasifican en: Grandes, Medianas, Mini, Micros y Picos.
En todas las alternativas mencionadas, la energía eléctrica producida antes de su util ización debe ser sometida a diferentes etapas de transformación para posibil itar el acceso a los potenciales usuarios mediante redes eléctricas de transporte, distribución primaria y secundaria.
Una vez accesible a los usuarios, esta
energía es transformada en energía calorífica, luminosa, fuerza motriz y comunicación, cumpliéndose de esta manera con el ciclo de la transformación de la energía, por que es necesario recordar que: “la energía no se pierde, se transforma”
4. En el cuadro que sigue, se muestra el balance energético de Bolivia (Matriz Primaria) al año 2006.
Fuente de Energía % Consumo Primario
Petróleo 53.29Gas 28.26Bio y otros (leña) 14.68Hidroelectricidad 3.76Geotérmica, Solar, Eólica 0.00Carbón 0.00Nuclear 0.00
El consumo secundario de Petróleo está distribuido como se muestra en el siguiente cuadro:
Consumo Secundario Petróleo (%)Transporte 44.59Otros 27.37Electricidad 13.68Uso Productivo y otros 13.15Industrial 1.21
El consumo secundario de Gas Natural está distribuido como se muestra en el siguiente cuadro:
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Consumo Secundario Gas (%)
Electricidad 38.45Uso Productivo y otros 30.77Industrial 27.65Transporte 1.78Otros 1.35
5. El sector del transporte es el principal consumidor de energía en el país, con un 23.76% del consumo total; por lo que se puede afirmar que el principal consumidor de energía tiene precios subsidiados que hacen peligrar su sostenibilidad.
Es prioritario aumentar la eficiencia en este sector, verificando la calidad técnica del parque automotor, el estado de las carreteras, los aspectos logísticos, etc.
6. Los indicadores más importantes demuestran que el consumo de energía per. Capita es bajo, que la eficiencia energética es baja, que en términos de energía la relevancia se limita a la subregión, que el bajo consumo de energía eléctrica per capita es inferior en comparación con el de la Argentina y el Brasil, reflejando las diferencias en los niveles de vida y desarrollo, como se muestra en el cuadro siguiente:
Indicadores importantes Bolivia Argentina Brasil
Población (millones) 9.01 38.37 183.91
PIB ($us 2.MM) 9.31 287.13 655.38
PIB PPP ($us 2.MM) 22.52 468.96 1385.12
Producción Energía (Mtep) 11.82 85.45 176.31
Import. Energía (Mtep) -7.37 -21.31 31.33Consumo Energ. Prim. (Mtep) 4.98 63.71 204.85
Consumo Eléctrico (TWh) 3.92 88.28 359.56
Consumo per Capita (Tep) 0.55 1.66 1.11
Intensidad Energía(Tep/1000 U$) 0.53 0.22 0.31
Intens. Ener.(Tep/1000 U$) PPP 0.22 0.14 0.15
Electricidad per Capita (kWh) 435 2301 1955
(Fuente F.B.1, correspondiente al año 2006)
7. E l s istema eléc tr ico nacional no t iene infraestruc tura de reserva ejecutada, no existen proyectos firmes y se requiere por lo menos unos 200 MW para los próximos dos años.
8. Paradójicamente siendo Bolivia un país exportador de energía, se tiene una crisis energética en ciernes, lo que obliga a identificar, reconocer y resolver los problemas que la causan.
Principios de políticas energéticas
La política energética de un país tiene por objetivo fundamental abastecer de manera sostenible y regular las necesidades energéticas para el consumo primario y secundario de la sociedad, a partir de sus diferentes fuentes de producción energética con el menor costo relativo y, debe tener un carácter integrador con todos los sectores de esta (masificación), con la finalidad de mejorar el nivel de vida de la población (bienestar).
En consecuencia, considerando el potencial energético existente en el país, es necesario promover inversiones que permitan la explotación racional de estos recursos con el propósito de ser utilizados para impulsar el desarrollo Multisectorial haciendo uso de transversalidad del mismo para el beneficio del desarrollo nacional. Es decir, ampliar la cobertura de los servicios de electricidad y gas natural a todos los habitantes del país (actores), mediante la ampliación de la infraestructura energética requerida como ser, construcción de nuevas centrales de generación, subestaciones de elevación y reducción, líneas de transmisión, redes de distribución y acometidas, así como gasoductos para el transporte del gas natural hacia los centros de consumo y la instalación de redes de distribución urbana incluyendo las acometidas correspondientes.
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Adicionalmente y para las regiones alejadas del sistema de redes, la instalación sistemas alternativos de producción de electricidad y transporte de gas natural.
Simultáneamente se debe revisar el alcance del sistema de tarifas para estos servicios, de manera tal que estas se constituyan en un incentivo para posibilitar las conexiones domiciliares urbanas y rurales y, permitir su masificación y densificación, así como la sustitución de otras formas de energía que producen un fuerte impacto ambiental (leña y derivados del petróleo), mitigando de esta manera su efecto sobre la atmósfera del Planeta.
Criterios de política para cada sector
Como consecuencia del desigual desarrollo de los instrumentos de planificación energética de América Latina, miembros de la Organización Latino Americana de Energía (OLADE) decidieron, en 1979, la ejecución del programa de Balances Energéticos.
Siguiendo las recomendaciones de esta Organización, se han establecido determinados criterios para la desagregación del consumo por sectores y, que de acuerdo a la importancia del consumo secundario del petróleo (ver tablas precedentes), se ordenan de manera siguiente:
1. Sector Transporte.
Según OLADE, el vehículo motorizado es la unidad de información para construir una base de datos que permita confeccionar el Balance Energético de Energía Útil (BEEU) en el sector del Transporte, el mismo que debe ser desagregado dependiendo de sus características de circulación como ser: Terrestre, Ferroviario, Aéreo, Fluvial, Lacustre y otros.
Así mismo, esta desagregación debe ser sometida a segunda desagregación por destinos por ejemplo: pasajeros y carga. Además la misma debe ser desagregada por tercera vez por el tipo de máquina de
accionamiento que se utiliza, como ser: motores de combustión interna, motores a inyección, máquinas de vapor, motores eléctricos, motores diesel-eléctricos, turbinas de gas, etc.
El uso del Sector Transporte es uno solo y lleva una sola forma de energía útil conocida como fuerza mecánica. El BEEU aplicado a vehículos se compone de dos etapas:
La energía final se transforma en la fuerza mecánica producida
La fuerza mecánica se utiliza en condiciones de transito particulares para originar la energía útil
En el caso particular que conforman el modo carretero, se deberá considerar el número de vehículos y sus características ( Tipo de vehículo, circulación real de cada tipo, cilindrada del motor, capacidad de transporte ofrecida, modelos en cada tipo, tipo de combustible y tipo de servicio), y que en Bolivia representa el 44.59% del consumo secundario del petróleo y el 1.78% del Gas Natural.
De acuerdo con la información obtenida del Instituto Nacional de Estadísticas (2007), el consumo de energía secundaria en el Sector Transporte, no se registra estadística clasificada por categorías de Uso (Particular, Público. Oficial, Diplomático, Agro Industrial y Construcción), en consecuencia se desconoce la distribución porcentual por preferencia de combustible, sea este Alcohol, Diesel, Gas Natural Vehicular (GNV ), Gasolina ó Bio Diesel.
De conformidad a información proporcionada por la Superintendencia de Hidrocarburos de entonces (F.B.5), él Gas Natural Vehicular (GNV) se constituye en Bolivia en el segundo
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consumidor importante de Gas Natural. El volumen consumido ha pasado de 42.2 MMpcd en 1998 a 69.9 MMpcd en 2006, debido a la rápida expansión del GNV como combustible automotor.
2. Otros usos
De acuerdo con las recomendaciones de OLADE, se incluye entre otros usos a todos los consumos energéticos del “Sector Construcción”, “Obras Civiles” y la totalidad de otros consumos energéticos que no puedan ser categorizados como propios de otras categorías y, que en caso de Bolivia representa el 27.37% del consumo secundario del petróleo y el 1.35% del Gas Natural.
De acuerdo con informes disponibles (F.B.5), en esta categoría se encuentran el uso del Gas Natural en las propias Plantas de producción de hidrocarburos; en los campos hidrocarburíferos, en la operación y compresión de ductos de transporte a lo largo y ancho del territorio nacional.
3. Generación de electricidad
En este Sector, se encuentran la totalidad de los centros de generación de electricidad, tanto del servicio público como del privado.
Las generadoras de electricidad son clasificadas en dos tipos:
- Centrales hidráulicas: estas aprovechan el agua que desciende de un nivel a otro para mover un generador de electricidad.
- Centrales térmicas, que se subdividen en:
• Centrales térmicas a vapor: emplean el vapor obtenido en una caldera, en un reactor nuclear, o campo geotérmico, para lograr girar el eje de una turbina acoplada a un generador eléctrico. El calor empleado para producir para producir el vapor
en las calderas puede derivar de diferentes fuentes: carbón, gas natural, derivados l íquidos del petróleo (fuel oil) , leña, bagazo de caña, etc.
• Turbinas de gas: natural el proceso es similar al de las turbinas de vapor, pero se diferencian en que se emplean los gases de combustión para mover la turbina.
• Motores Diesel: estos emplean un derivado líquido del petróleo (fuel oil), cuya combustión permite mover un generador de electricidad. En Bolivia representa el 13.68% del consumo secundario del petróleo y el 38.45% del Gas Natural
4. Uso productivo y otros
En Bolivia el consumo para uso productivo y otros representa el 13.15% del consumo secundario del petróleo y el 30.77% del Gas Natural.
En este Sector se han incluido los consumos, domestico, comercial, público, minera, agrícola y pecuaria, pérdidas en los sistemas energéticos y otros no clasificados en los demás sectores. (F. B.1)
5. Sector Industrial
La industria necesita de electricidad, gas natural o fuel oil como una fuente de energía para mover sus motores o calentar sus hornos. En Bolivia representa el 1.21% del consumo secundario del petróleo y el 27.65% del Gas Natural.
La demanda de vapor, de calor, de fuerza motriz, de materia prima e iluminación están determinadas por:
- La tecnología de fabricación
- La elevada o baja eficiencia con que
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dicha tecnología es aprovechada en la práctica.
Las distintas formas útiles (vapor, calor directo, fuerza electromotriz, etc.) pueden clasificarse como verdaderos variantes tecnológicos. La clasificación de estos usos mantiene la unidad termodinámica en el enfoque de los procesos industriales y puede aplicarse a ellos la Ley de la Conservación de la Entalpía (el calor absorbido o emitido por un sistema a presión constante), la cuál es una de las formas más prácticas de expresar la conservación de la energía.
Una de las razones más relevantes que justifica la necesidad de desagregar el consumo final industrial por subsectores, se vincula con la elaboración de modelos para la proyección de la demanda energética. Estos modelos están determinados por la relación entre el consumo energético y alguna variable que sea específica de la producción industrial. La elasticidad consumo – valor agregado o contenido energético, es una forma de expresar el gasto energético por cada unidad económica producida por la actividad productora industrial.
La desagregación del consumo está relacionada a las cuentas nacionales y se basa en la clasificación internacional CIIU (Clasificación Internacional Industrial Uniforme).
Operacionalización de una política energética para Bolivia (matriz energética) La matriz energética no es más que un balance entre la producción y la demanda de energía, y es utilizada como una herramienta que permite realizar un diagnóstico de la realidad energética del país e implementar medidas tendentes a solucionar los déficit existentes o sustituir otras fuentes que producen un fuerte impacto ambiental.
Para la determinación de esta matriz energética, se debe hacer algunas consideraciones sobre la metodología de cálculo y, para este propósito también debe observarse la situación prevista para abastecimiento de energía en el Sistema Interconectado Nacional, la oferta - demanda de hidrocarburos y Gas Natural.
a) La relación de conversión que se utiliza para obtener los valores de generación hidroeléctrica en miles de Toneladas Equivalentes de Petróleo (kTEP), considerando un rendimiento medio de las Centrales de Generación del 80% y sí la unidad de energía de 1 GWh es igual a 0.086 kTEP (1 GWh = 0.086 kTEP), esta es:
b) En el caso del Gas Natural, se calcula conversión a kilo Toneladas Equivalentes de Petróleo (kTEP) por medio del factor de conversión 0.83 (f = 0,83) y los volúmenes expresados en kilo decámetros cúbicos (kdam3).
c) Para el caso del Carbón Mineral, la transformación a la unidad de referencia (kTEP), se realiza aplicando el factor de conversión siguiente:
d) En el caso de la Energía Nuclear, se consideran las siguientes equivalencias:
Uranio Natural 152.921.760 kcal/kg UUranio levemente enriquecido 235.089.600 kcal/kg U
Por consiguiente, para el cálculo de la Energía Nuclear, se utiliza la siguiente relación:
FEH = 0.11 x (G. Sist.Público (GWh) + G. Autop. (GWh) (kTEP/GWh)
FGN = 0.83 X kdam3 GN
FCM = 0.72 kTEP / kT de Carbón
Energía Nuclear = (Uranio Natural (kg) X 15,2921760 + Uranio Levemente Enriquecido
(kg) X 23,5089600) / 1000
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Nota. A título informativo se comenta, que el Uranio Natural tiene un 0.7% de Uranio 235, mientras que el Uranio Levemente Enriquecido cuenta con un 09% de Uranio 235
e) En lo referente el bagazo de caña (Biomasa), para el cálculo respectivo se considera que el tenor de humedad del bagazo es del 50%, por lo que el poder calorífico es inferior a 1500 kcal / kg de producto, de donde el factor de conversión será de 0.15 kg a kTEP.
f ) La expres ión aproximada para determinar e l número de Vat ios - hora de energía (E) que puede apor tar un Sistema Fotovolta íco (SFV ) , a lo largo de un t íp ico día de invierno con escasa nubosidad, un panel cuya potencia nominal sea (P) Vat ios, insta lado en un lugar cuya lat i tud sea (L) grados es :
g) Para determinar toneladas equivalentes de petróleo producidas por un aerogenerador de un s istema de energía eól ica , se apl icara la re lac ión que s igue y donde la densidad del a i re ( rho) está expresada en kg/m3, la velocidad del a i re ( V ) se expresa en metros por segundo (m/s) , la super f ic ie de barr ido del aspa del aerogenerador (A) se expresa en metros cuadrados (m2) y la ef ic iencia del aerogenerador esta expresada por (Cp) :
h ) E n e l i n f o r m e d e l a U n i d a d O p e r a t i v a d e l C o m i t é N a c i o n a l d e D e s p a c h o ( C N D C ) d e C a r g a , r e s p e c t o a l a o p e r a c i ó n d e l S i s t e m a I n t e r c o n e c t a d o N a c i o n a l ( S I N ) y e l a b a s t e c i m i e n t o d e e n e r g í a e l é c t r i c a e n e l M e r c a d o E l é c t r i c o M a y o r i s t a ( M E N ) , s e p r e s e n t a b a u n b a l a n c e d e “ O f e r t a y D e m a n d a ” p r o y e c t a d a a d i c i e m b r e d e l a ñ o 2 0 0 8 c o n l a s s i g u i e n t e s c a r a c t e r í s t i c a s :
h.1) Proyección de la demanda máxima coincidental a justada a dic iembre de 2008, corresponde a 979.5 MW.
h.2) La ofer ta de generación con re lac ión a la capacidad bruta disponible a la temperatura máxima en horas de punta , corresponde a 1124.20 MW.
h.3) Los balances de energía y potencia son posit ivos, por lo cual no se prevé restr icc iones de suministro en e l per iodo seco.
h.4) En horas de máxima demanda de días hábi les, e l S IN estará exigido a su máxima capacidad.
h.5) La sa l ida for zada de unidades generadoras determinará la ac tuación del esquema de a l iv io de carga y e l uso de la reser va rotante mientras se supera e l problema.
h.6) La sa l ida de las pr incipales l íneas de t ransmis ión en 230 kV impl icará ret i ros de carga instantáneos por la ac tuación de la desconexión automática de carga para minimizar e l r iego de cor tes en e l suministro de energía (black out)
i ) En cuanto a la O fer ta - Demanda de energía , se deben hacer las s iguientes consideraciones :
FBM = 0.15 kTEP/kg x (Peso de bagazo en kg)
89 x ((5 - L / 15) x (1 + L / 100) x P) FSFV = --------------------------------------------- (kTEP) 1.000.000
FE = 43x10
-12 x A x (V) 3 x (rho) x Cp (kTEP)
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i .1) La ofer ta y demanda de G as Natural en kTEP, se detal la en e l cuadro s iguiente :
TIPO DE CONSUMO GAS NATURAL
PRODUCCION 11145,09
EXPORTACION 9028,12
REFINERIA 167,10
CENTRALES ELECTRICAS 655,16
AUTOPRODUCTORES 6,84
CENTRO DE GAS 431,88
TRANSPORTE 155,68
INDUSTRIA 402,17
RESIDENCIAL 23,34
COMERCIAL,SER,PUB 16,14
CONSUMO PROPIO 197,63
OTROS 61,05
PERDIDAS 164,34
AJUSTE -175,76
NO APROVECHADO 72,47
i . 2 ) L a o f e r t a ( Pr o d u c t o s Pr i m a r i o s ) y d e m a n d a d e l a s d i f e r e n t e s f u e n t e s p r i m a r i a s d e e n e r g í a e x p r e s a d a e n kT E P, e s d e t a l l a d a e n e l s i g u i e n t e cuadro:
Productos Primarios
Prod. Total
Export.(-) / Import.
(+)
Oferta Doméstica
Total
Transf.Total
CP+Per.+Ajus.
Cons. Final
Demanda Doméstica
Total
Petróleo 2.068,39 -713,48 2.251,01 2.199,69 51,34 0,00 2.251,03
Gas Natural 11.145,09 -9.028,12 2.044,50 1.260,98 186,21 597,33 2.044,52
Hidroenergía 225,32 0,00 225,32 225,32 0,00 0,00 225,32
Biomasa 805,75 0,00 805,75 78,42 0,27 727,06 805,75
Leña 397,36 0,00 397,36 45,25 0,27 351,84 397,36
Productos de Caña 324,96 0,00 324,96 33,17 0,00 291,79 324,96
Otras primarias 83,43 0,00 83,43 0,00 0,00 83,43 83,43
i .3) La oferta (Productos Secundarios) y demanda de las diferentes fuentes secundarias de energía expresada en kTEP, es detallada en el siguiente cuadro:
Productos Secundarios
Prod. Total
Export.(-) / Import.(+)
Oferta Doméstica
Total
Transf. Total
CP+Per.+Ajus.
Cons.Final
Demanda Doméstica
Total
Electricidad 457,23 457,23 53,58 403,65 457,23
Gas Licuado 381,80 390,96 8,97 381,99 390,96
Gasolinas/Alcohol 538,88 -48,73 476,12 22,58 453,53 476,11
Kerosene y Turbo 164,35 159,29 6,56 152,73 159,29
Diesel Oil 641,63 383,19 975,56 342,54 15,87 617,15 975,56
Fuel Oil 0,69 0,69 0,69 0,00 0,69
Otras Secundarias 490,48 490,48 130,52 343,86 474,38
Total 2.675,06 334,46 2.950,33 342,54 238,77 2.352,91 2.934,22
N o t a : L a d i f e r e n c i a q u e s e o b s e r v a e n t r e l a o f e r t a d o m é s t i c a t o t a l y l a d e m a n d a d o m é s t i c a t o t a l d e o t r a s f u e n t e s s e c u n d a r i a s d e e n e r g í a , s e d e b e a l c o n s u m o n o e n e r g é t i c o .
Balance Energét ico Nacional , Gest ión 2007
E n e l c u a d r o q u e s i g u e , s e m u e s t r a e l B a l a n c e E n e r g é t i c o N a c i o n a l c o r r e s p o n d i e n t e a l a G e s t i ó n d e 2 0 0 7 , e n l a q u e s e e x p r e s a n l a s U n i d a d e s E n e r g é t i c a s e n k i l o b a r r i l e s e q u i v a l e n t e s d e p e t r ó l e o ( K b e p ) , m i s m o q u e f u e e l a b o r a d o a p l i c a n d o l a m e t o d o l o g í a r e c o m e n d a d a p o r l a O L A D E .
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Conclusiones y acciones inmediatas a tomar
1.- Es necesario implementar la Política Energética de Bolivia, considerando los criterios de política para cada sector que se propone y aplicando la Matriz Energética diseñada por la OLADE e incluida en este documento, donde se considera el aprovechamiento de todos los recursos energéticos disponibles, tanto para el uso interno como para su posible exportación.
2. Derogar la Ley 1604 (Actualizar e innovar con carácter prioritario) de Electricidad, para una adecuada regulación del Sector, con base a la nueva Política Energética y su programa de desarrollo.
3. Exigir el cumplimiento de los artículos 29, inciso j) (Condiciones técnicas y calidad de suministro) y 35 (Intervención preventiva) de la Ley 1604 de Electricidad, con la finalidad de mejorar la eficiencia de las plantas de generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica.
4. Actualizar el régimen de tarifas en respuesta a las necesidades de los sectores más desposeídos, permitiendo el acceso a los beneficios del servicio de electricidad (tarifas dignidad y tarifa solidaria)
5. Promover la sustitución del uso de la energía eléctrica para propósitos de calefacción y climatización, mediante el uso del gas natural industrial y domiciliario
6. Promover las inversiones necesarias para incrementar la oferta energética (infraestructura para Gas Natural y electricidad) para uso interno, mediante la gestión de fuentes de financiamiento que permitan alcanzar lo objetivos propuestos.
7. Emergente de baja cobertura actual en el área rural, se debe promover un programa de electrificación rural con el propósito de densificar el servicio y ampliar los sistemas de electrificación rural existentes.
8. Para el año 2015 y satisfechas las necesidades internas del país, hacer de Bolivia un centro
energético para Continente Sur Americano mediante la investigación de los requerimientos energéticos de los países vecinos, promoviendo estudios de mercado que permitan establecer la magnitud de los mismos, para que con base a estos estudios, promover la construcción de la infraestructura que sustente esta nueva política energética.
9. Impulsar un tratado bilateral entre Brasil y Bolivia, con él propósito posibilitar el desarrollo del proyecto de aprovechamiento del río Madera en el marco de acuerdo internacional similar y mejorado al existente entre Brasil y Paraguay (Proyecto Itaípu), de esta manera se definirá anticipadamente las condiciones de este aprovechamiento compartido de recursos y, evitarse problemas futuros y similares a los existentes con Chile, donde una concesión inocente llevó a la apropiación de facto por parte de este país de los recursos hidrológicos de los bofedales del Silala y apropiación indebida del r ío Lauca.
10. Con todos los países fronterizos establecer acuerdos para el suministro de la energía eléctrica mediante la instalación de plantas de generación de electricidad, con base a los recursos naturales energéticos existentes en el país, generando importante valor agregado a estos.
11. Impulsar un convenio bilateral entre los Gobiernos del Brasil y Bolivia, con la finalidad de solucionar los requerimientos de energía eléctrica de las provincias y comunidades del departamento de Pando y del noreste del departamento del Beni (Guayaramerín, Riberalta y otras), mediante el intercambio energético (Gas Natural por Electricidad).
12. Considerar en términos cuantitativos a la hidroelectricidad como fuente primaria prioritaria de suministro para satisfacer la demanda futura.
13. Actualizar la inventariación de las fuentes de recursos hidroenergéticos existentes en el
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territorio nacional con el propósito de orientar las inversiones relacionadas a la hidroelectricidad.
14. Incorporar en el corto plazo al Sistema Interconectado Nacional, la producción de energía eléctrica mediante la instalación y puesta en servicio de la Central Geotérmica de “Sol de Mañana” (Laguna Colorada – Cantón Quetena, Provincia Sud Lípez, Departamento de Potosí), por medio de la construcción de 170 km de línea de transmisión de 230 kV entre esta Central y la Subestación de Minera San Cristóbal. Subsanando problemas de carácter medio ambiental y protección del recurso natural, que son aspectos de enorme preocupación de las instancias ambientales pertinentes
15. Considerar la biomasa y bio combustible como contribución importante para la solución de sostenibilidad y fortalecimiento de combustibles, con menor impacto ambiental y beneficios social y económico para el consumidor.
16. Promover la eficiencia energética para que se convierta en una opción sustentable en las futuras inversiones de expansión de oferta de energía, con el objetivo de minimizar los impactos ambientales, por medio de mecanismos estructurales y operacionales, para inducir a los consumidores y productores de energía alcanzar los objetivos establecidos.
17. Destinar recursos del Presupuesto Nacional al Sector Energético para la implementación de las acciones a tomar que son propuestas en este documento, especialmente en lo que a bio energía, biomasa, eficiencia energética y energías renovables.
18. En lo que a bio energía se refiere, debe considerarse que la producción puede originar problemas ambientales y que en el extranjero también están ocasionando incrementos en los de precios de productos como la soya, maíz y otros, que al ser productos alimenticios, ocasionaran falencias en la cadena alimentaría de la población y en consecuencia mayor pobreza.
19. El concepto de energías renovales deberá ser una condición "sin - ecuanum" para todo
tipo de tecnologías, más allá de otro tipo de investigaciones relacionadas con el Sector (Beneficio del litio en el Salar de Uyuni, como potencial fuente de energía).
20. Implementar políticas de GESTION ENERGÉTICA con la participación de Organismos como OLADE, e Instituciones del Sector Ministerio de Hidrocarburos y Energía, así como de otros complementarios, con la finalidad de generar una CONCIENCIA colectiva para tratar de disminuir el contenido de CO2, e informar sobre la importancia del control de la demanda en horas punta, el efecto de las distorsiones armónicas, la optimización del factor de potencia, las consecuencias bioclimáticas, el control y administración en la correlación de las curvas producción y energía.
21. La mitigación del cambio climático por reducción de las emisiones de CO2, por el solo hecho de acceder al mercado de la compra – ventas de bonos de carbono, se convierte en una alternativa que permiten costear las inversiones e incrementar los beneficios de explotación de cualquier Proyecto comprometido con este tipo de emisiones.
22. Programar incentivos para el sector industrial con la finalidad de promover el ahorro de energéticos, así como crear bonificaciones por el ahorro energético, con el propósito de mejorar el factor de potencia en las industrias y lograr una mejor eficiencia energética.
23. Promover la certificación de la calidad y el cumplimiento de las normas de los accesorios para instalaciones eléctricas en general y de los electrodomésticos en particular. Cumplimiento de la Normativa Nacional (NB 777 y otras relativas) durante la ejecución y puesta en servicio de las instalaciones eléctricas y energéticas en general.
24. Proponer a las Instituciones de formación profesional (Universidades y otros), programar cursos de maestrías, diplomados o certificaciones que se relacionen con el ahorro de energía, las auditorias y peritajes de las instalaciones energéticas.
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25. Adicionalmente, promover programas que tengan como propósito incentivar el ahorro de la energía, mediante la evaluación y certificación de las instalaciones eléctricas en las viviendas, edificios elevados, industria y comercio en general, instituciones de formación académica (Colegios, Universidades, edificios de Instituciones públicas, etc.). Difusión masiva para culturizar desde los Centros de formación para infantes, sobre la importancia del ahorro de la energía.
26. Promocionar el ahorro de energía en el sector del transporte, mediante programas de difusión tendentes a concientizar a los usuarios de estos servicios sobre la importancia de la economía en el gasto de los hidrocarburos e impulsar las innovaciones tecnológicas tendentes a lograr una mejor eficiencia energética.
27. Inventariar selectivamente los consumos de combustible en el parque automotor (público o privado), maquinaria agrícola y de construcción, industria, transformación energética (grupos electrógenos), sean estos subproductos de hidrocarburos, bio combustible o Gas Natural.
28. Elaborar modelos de consumo de energía desagregando el consumo final e identificándolos por subsectores con la finalidad de proyectar la demanda energética.
29. Acelerar la sustitución o promover la reconversión de los grupos electrógenos accionados mediante diesel oil, por otras accionadas con Gas Natural o en su defecto, estudiar las mejores alternativas de sustitución mediante otras fuentes de suministro.
30. Promover el uso racional de los recursos naturales, para garantizar su sosteniblidad en beneficio de las futuras generaciones, además de realizar obras con bajo impacto ambiental y de alto impacto socioeconómico.
Fuentes Bibliográficas (F.B.)
1 . “ E n e r g í a , B i o c o m b u s t i b l e s e I n d u s t r i a l i z a c i ó n d e H i d r o c a r b u r o s – A n á l i s i s y Pe r s p e c t i v a s”, Fo r o o r g a n i z a d o p o r l a U n i v e r s i d a d C a t ó l i c a B o l i v i a n a , 4 d e o c t u b r e d e l 2 0 0 7 . I n t e r v e n c i ó n d e l I n g . C a r l o s D e l i u s S .
2 . Pe r s p e c t i v a s d e l S e c t o r E l é c t r i c o Te r m o e l e c t r i c i d a d e H i d r o e l e c t r i c i d a d – Fo r o o r g a n i z a d o p o r l a U n i v e r s i d a d C a t ó l i c a B o l i v i a n a , 5 d e o c t u b r e d e l 2 0 0 7 . I n t e r v e n c i ó n d e l I n g . M a r i o R o j a s S . C o o p e r a t i v a R u r a l d e E l e c t r i f i c a c i ó n C R E L t d a .
3 . B a l a n c e E n e r g é t i c o – M e t o d o l o g í a O L A D E . Fu e n t e : S e c r e t a r í a d e E n e r g í a d e A r g e n t i n a , h o j a w e b h t t p : / / w w w. e n e r g i a . g o v. a r
4 . Pr o s p e c t i v a d e l S e c t o r E n e r g í a e n l o s p a í s e s d e l C o n o S u r. A n á l i s i s p o r p a í s – To m o I I - O L A D E
5 . D e l g a s y s u s d i g r e s i o n e s – C a r l o s A l b e r t o Ló p e z , Fu n d a c i ó n M i l e n i o
6 . B a l a n c e E n e r g é t i c o N a c i o n a l A ñ o 2 0 0 6 ( Pr o v i s o r i o ) , S e c r e t a r í a d e E n e r g í a ( R e p ú b l i c a A r g e n t i n a )
7 . P l a n o N a c i o n a l d e E n e r g í a 2 0 3 0 , S e c r e t a r i a d e P l a n e a m i e n t o e D e s e n v o l v i m i e n t o E n e r g é t i c o , M i n i s t e r i o d e M i n a s e E n e r g í a ( R e p ú b l i c a F e d e r a t i v a d e l B r a s i l )
8 . M e m o r i a A n u a l 2 0 0 7 d e l C o m i t é N a c i o n a l d e D e s p a c h o d e C a r g a y R e s u l t a d o s d e O p e r a c i ó n d e l S i s t e m a I n t e r c o n e c t a d o N a c i o n a l d e B o l i v i a .
9 . P r o y e c t o S o l d e M a ñ a n a – L a g u n a C o l o r a d a . I n f o r m e R o b e r t o P e r e d o – E N D E
10. Bas ic of Power Produc t ion. Tanay S idk i Uyer – World Wind Energy Associat ion
Ing. Luis Fernando Neri U.
Es ingeniero electricista desde el año 1968, tiene experiencia en electrificación rural y otras areas de instalacion electricas.
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FORSILITFormularios B1, B2 y B3 en fracción de minutos
Sr. Daniel Dutra
Introducción:
La crisis económica se acerca a su punto más alto, por ello, estamos obligados a maximizar los recursos a través de duros ajustes a los sistemas administrativos y de control en la ejecución de las obras.
Para ello, en resonancia con la Escuela Humanística de los Administradores, sabemos que para encontrar la solución debemos primero conocer el problema (¡!!!), vale decir, “saber en donde conseguir la maximización de estos recursos”.
Así, nuestra atención se volverá a los procesos que más consumen recursos dentro de la empresa, entre ellos está el análisis y elaboración de propuestas técnico-económicas para las licitaciones, me refiero a los famosos Formularios Tipo A y Tipo B.
Haciendo uso de técnicas como el Excel, sus macros y otros programas similares, para la elaboración de una sola propuesta, la empresa consume aproximadamente una semana del trabajo de un ingeniero; vale decir 45 horas de trabajo – ¡dos propuestas en un mes significan 90 horas de trabajo, en un año, 1.080 horas de trabajo!
Esto ocurre porque las formulas y macros de estas hojas de calculo son directamente dependientes de la posición y el contenido de la celda, en consecuencia, al realizar adaptaciones para la nueva propuesta, estamos obligados a revisar todo el anterior trabajo, lo cual consume horas de un trabajo moroso y tedioso, que pueden llevar a errores, no fuera suficiente, la entrada en vigencia del estándar constructivo IBNORCA obliga a las empresa a reinvertir nuevas horas de trabajo en esta antigua tecnología.
Empero, como la empresa no puede dejar de
presentarse a licitaciones; el ingeniero esta obligado a dejar la ejecución de la obra para dedicarse a este trabajo burocrático.
En efecto, pude presenciar en una ocasión que para poder tener la ubicación correcta de un poste en una obra y presentarse a una licitación, se necesito tres viajes: en la primera, el supervisor estableció que el poste estaba mal ubicado y el ingeniero ordeno la reubicación del poste y retorno a la oficina para iniciar la elaboración de la propuesta; en la segunda, mientras esperaba la l legada de la cotización y culminación de otros tramites, averiguo que los operarios no habían puesto el poste en el lugar indicado, por lo que se ordeno rehacer el trabajo y se retorno a la oficina para seguir con la elaboración de la propuesta; en la tercera, después de entregue la propuesta, y el poste mal ubicado otra vez, se detuvo delante de la ubicación correcta mientras los operarios retiraban una vez más el poste de su hoyo, cavaban el nuevo hoyo y plantaban el poste.
Si por un lado, es difícil cuantificar el daño económico causado por la ausencia del ingeniero en la obra; por el otro lado, las 1.080 horas de trabajo le cuestan a la empresa, aproximadamente, Bs 20.000,00 – situación inaceptable en esta crisis que se acerca.
Es así que FORSILIT (Formulario Simplificado para Licitaciones) propone una solución sencilla, rápida y económica a las empresas; en efecto, la elaboración de los formularios B1, B2, B3 y la cuantificación de los materiales se reduce a fracción de minutos.
No solo ello, más bien se destaca su flexibil idad, la cual permite definir tiempos y costos diferenciados para las actividades, actividades como la instalación de cables,
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el transporte del cable, el transporte del poste, el cavado del hoyo, el plantado del poste, etc.
También permite alterar los porcentajes como Carga Social, IVA, Utilidad, Precio Productivo, etc. ; no fuera suficiente, insertar nuevos materiales y con ello alterar estructuras, crear nuevas estructuras, almacenarlas y rehacer su propuestas s in tener que pasar por las exhaust ivas revis iones de formulas del Excel y sus macros ; lo cual agi l iza e l proceso y reduce e l costo, a decir la verdad, ensayos real izados, me permiten af i rmar que e l exhaust ivo proceso de elaboración de propuestas se reduce de una semana a menos de 5 horas.
Estándares:El programa incorpora tres estándares constructivos: CAF/NRECA, CRE y el Standard IBNORCA.
A partir de ello, usted cuenta con 5 ventanas que te permiten analizar, crear o personalizar estructuras, e imprimir los formularios B1, B2 y B3 en, solamente, algunos minutos!!!
Ventanas:
Materiales.- le permite mantener actualizado el costo de los insumos.
RRHH.- le permite mantener actualizado, no solo, la remuneración del personal, sino también, el costo por el uso de equipos y maquinarias.
Pero, además, posibilita que la empresa constructora defina el tiempo de trabajo y uso de los equipos de acuerdo al requerimiento de diferentes actividades.
Tipo B.- a partir de esta ventana se elige y se cuantifica las estructuras requeridas del respectivo estándar, de ahí, mediante un simple clic, el programa da inicio a la confección de los formularios B1, B2 y B3. Tal proceso culmina con la presentación de la ventana “Formulario B1”.
Formular io B1. - desde de esta ventana se puede hacer un anál is is del costo y la rentabi l idad de un proyec to mediante variaciones de los Gastos Administrativos, Ut i l idad, etc.
No fuera suf ic iente, s iendo que muchas de las ent idades contratantes imponen porcentajes a los contrat istas ; s iendo que el precio de costo de un insumo es di ferente a su precio produc t ivo, e l programa da la posibi l idad de mantener porcentajes f i jos y acércanos o a le jarnos del Precio Referencia l a l terando solamente e l precio produc t ivo de los insumos, mano de obra y costo de las maquinar ias.
También, desde esta ventana se puede acceder a los formular ios B2 y B3, s iendo que, en e l Formular io B3, también tenemos e l volumen total de todos los mater ia les requer idos, las horas totales de cada trabajador y e l tota l del uso de cada equipo.
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Editar B1.- considerando la flexibilidad que otorga la ley SABAS y las peculiaridades de cada proyecto, se desarrollo la ventana Editar B1, la cual permite la edición de nuevas estructuras y su inclusión en uno de los estándares constructivos.
Editar Materiales.- pensando que no solo la estructura puede presentar variaciones, sino que, la propia lista de materiales de cada estándar tiene denominaciones diferentes para un material, se incorporo la ventana Editar Materiales, la cual permite la inclusión y personalización del listado de materiales de cada estándar.
Función Exportar.- para ampliar la flexibilidad del programa FORSILIT, se incluyo la función Exportar Excel, a partir de la cual se puede convertir los Formularios B1, B2 y B3 al programa Excel; desde donde se puede realizar mayores personalizaciones de formularios, como ser, características de impresión, enviar los formularios por Internet, etc.
UPDATE.- El usuario acreditado y con suscripción vigente, goza de la garantía de calidad del producto y de servicio gratuito de asistencia técnica.
¿Por que se incorporo el servicio de UPDATE?
Cuando se habla de la vida útil del programa, nos referimos a que durante el desarrollo de los trabajos, la empresa siempre se encuentra con pequeñas y/o grandes necesidades que pueden mejorar y ampliar la util idad del programa y aumentar su productividad, por ejemplo, una empresa solicitaba que para la ventana de actualización de los costo de los materias, se pudiera colocar los precios en bolivianos o dólares americanos indistintamente, ello se esta desarrollando sin ningún costo para la empresa y le se entregue a través de un UPDATE.
Además las empresas constructoras se caracterizan por ser empresas de pequeño y mediano porte, algunas incluso de carácter familiar, en consecuencia la tecnología resulta ser demasiado costosa y de difícil acceso; en efecto, una empresa puede solicitar el desarrollo de software sin ningún costo, solamente con el compromiso contractual de la suscripción; todo ello para ayudar a la empresa a enfrentar a esta crisis económica, al mismo tiempo en que facil itamos y democratizamos el acceso a la tecnología.
¿Piratería?
En la actualidad se dispone de dos versiones de Forsilit; la versión Demostrativa (Demo) de uso libre, pero, que no dispone de todas las funciones; y la versión 1.0, la cual esta disponible solamente a los suscriptores y tiene la capacidad de reconocer los computadores habilitados para su uso y bloquear sus funciones en los computadores no habilitados.
Demo
Desde la ip http://www.4shared.com/file/81175786/4e3f544b/Install.html se puede obtener una copia gratuita de Forsilit Demo, aun así se puede enviar comentarios, sugerencias y otros al e-mail [email protected].
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Autor Sr. Daniel Dutra
Estudio ingenier ía e léc tr ica en la Univers idad Federal de Juiz de Fora MG-Bras i l , en la ac tual idad esta por culminar sys estudios en I ngenier ía E lec trónica en la Univers idad Loyola de La Paz - Bol iv ia a l mismo t iempo se dedica a l desarrol lo de sof t ware y la construcción de l íneas aéreas de t ransmis ión"
Agradecimientos
En estos mis cortos años de vida, descubrí que de un lado la vida puede ser muy dura; empero, también se presentan personas que te ayudan a resolver y a entender problemas inc luso más a l lá de lo profes ional ; como el I ng. Mar io Egüez (que Díos lo tenga en su glor ia) y la I ng. Edith Sal inas, con quienes las enseñanzas y la sabidur ía afec to más a l lá de la misma ingenier ía .
Es de la relación con estos dos ingenieros, la coordinación con el CIEE – LP y aportes de la empresa Álvarez Consultores que idealicé Forsilit 1.0.
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LUMEN 06SCHRÉDER BOLIVIA. S.A.
EDITORIAL:
Estimados lectores:
Es una satisfaccion poner a su disposicion el sexto número del Boletin Tecnico “LUMEN”.
En este numero les presentamos un nuevo producto para alumbrado publico manteniendo la vanguardia del desenvolvimiento tecnologico, iluminacion arquitectonico y decorativa que se viene realizando en diferentes ciudades del pais, un articulo tecnico referente a la modificacion de la distribucion de luz en una luminaria de alumbrado publico para utilizar mejor la luz respondiendo a la vez exigencias del urbanismos moderno y finalmente notas sobre ahorro de energíia electrica en alumbrado publico.
Esperemos que este boletin sea de su interes, asi mismo nos ponemos a su disposicion para colaborar en las inquietudes o consultas que tengan enviandolas a la siguiente direccion de correo electronico.
Cordialmente:Lic. Herwig Poleyn PazGERENTE GENERAL
NOVEDADES:
Luminaria: Ambar 2-3
Schreder como ya es de costumbre, estando a la vanguardia del desembolvimiento tecnológico en cuanto iluminación, lanza su nueva gama de luminarias de alumbrado público la familia “Ambar”.
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Luminaria Ambar
Son luminarias de i luminación Pública/Urbana Sealsafe para lámparas desde 150W (Ambar-2) hasta 400W (Ambar-3), presentando un grado de protección hermética global (Bloque optico y electrico) de estanqueidad IP66 según IEC 60598, presenta un protector de vidrio policurbo o plano antivandálico según norma IEC 62262 de codigo IK08, el cuerpo y capo son en aluminio inyectado a alta presión.
La gama de luminarias Ambar integra robustez y fotometría de alto rendimiento en cualquier aplicación de alumbrado de vías.
Referencias:
Alumbrado arquitectónico y decorativo en la ciudad de Cochabamba.
Continuando con un arduo trbajo en conjunto con la alcaldía de Cochabamba de rescatar las fachadas y/o edifcios históricos dandole la importancia en horas nocturnas se realizo la iluminación arquitectónica de la iglesia de la Recoleta
L u m i n a r i a s t i p o p r o y e c t o r e s : C o r u s / Te r r a / F o c a l ( I g l e s i a d e l a R e c o l e t a ) .
A l u m b r a d o U r b a n o e n l o s p a r q u e s d e l a C i u d a d d e S a n t a C r u z .
S a n t a C r u z : P a r q u e d e l a a u t o n o m i aL u m i n a r i a s I s l a e n 1 5 0 W S o d i o a l t a p r e s i ó n .
Alumbrado Urbano en los parques de Yacuiba (Tarija).
Ya c u i b a ( Ta r i j a ) : P l a z u e l a M a g a r i ñ o sL u m i n a r i a s R u b i e n 1 5 0 W H a l u r o m e t á l i c o c o n q u e m a d o r c e r a m i c o.
ARTÍCULO TÉCNICO:
Modificación de la distribución de luz en una luminaria de alumbrado público
Una de las principales cualidades de una luminaria de alumbrado público que posee un buen diseño es que puede proporcionar una distribución de luz que se adapta perfectamente a la geometría de la vía a iluminar.
La manera más eficiente de adaptar la distribución de luz a la geometría y al tipo de superficie de la carretera es mover la lámpara dentro del bloque óptica.
Las luminarias de alumbrado público que posean un buen diseño ofrecen la posibilidad de mover el centro luminoso (situado convencionalmente en el centro del quemador de la lámpara) en
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varias posiciones y/o direcciones. La figura siguiente muestra el sistema de referencia usado.
El punto de referencia (origen) es por convención el punto más bajo y más atrás del reflector. Desde este punto de referencia, el centro luminoso está situado a una distancia (mm) paralelo al plano más bajo que limita el reflector (esta distancia se llama P de “Posición”), y a
una distancia (mm) perpendicular al plano anterior (esta distancia se llama T de “Tiraje”).
Un tercer elemento que influye en la distribución de la luz es el ángulo de inclinación de la lámpara dentro del reflector. Este ángulo está optimizado durante el desarrollo del reflector y no podrá ser cambiado con posterioridad. Por otra parte, las distancias P y T se pueden cambiar en las luminarias que posean un buen diseño en el bloque optico para poder modificar la distribución de la luz.
Efecto al cambiar la “Posición” (P): La modificación de la distancia P del centro luminoso al punto de referencia produce un cambio en la distribución de luz transversal sobre la carretera.
Cuando la vía a iluminar es ancha en relación a la altura de montaje de la luminaria, se puede proporcionar una distribución de luz ancha al reducir la posición P (se mueve la lámpara atrás hacia la columna).
Lámpara hacia atras = distribución ancha
Cuando la carretera a iluminar es estrecha en relación a la altura de montaje de la luminaria, se puede obtener una distribución de luz más estrecha desplazando la lámpara hacia el interior del reflector, aumentando así la posición P.
Ajuste de la posición horizontal:
Lámpara hacia el frente = distribución estrecha
Efecto de cambiar el “Tiraje”(T ): La modificación de la distancia T del centro luminoso desde el plano inferior del reflector tiene un efecto de extensión de la distribución de luz a lo largo del eje de la carretera. Al mover la lámpara hacia abajo en el reflector (disminuyendo el “Tiraje” T ). Esto conduce generalmente a una mayor interdistancia entre las columnas, pero también a un aumento del efecto de deslumbramiento.
Por otro lado, al mover la lámpara hacia arriba en el reflector (aumentando el “Tiraje” T ), la amplitud de la distribución de luz es menor y la interdistancia entre columnas debe reducirse para mantener una adecuada uniformidad. Al mismo
tiempo, el efecto de deslumbramiento disminuye.
Ajuste de la posición vertical:
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Por convenio, la distancia T es negativa cuando el centro luminoso está por encima del plano más bajo del reflector (dentro del reflector que, generalmente, es el caso), y se hace positivo cuando el centro luminoso está bajo este plano de referencia.
La optimización del ajuste de la lámpara dentro del reflector es lo que permite lograr al mismo tiempo los niveles y las uniformidades de luminancia e iluminancias requeridas, así como un deslumbramiento limitado.
Ademas, con este sistema de poder modificar y apuntar adecuadamente el flujo luminoso en las luminarias de alumbrado público ya podemos olvidarnos de las intrusiones del alumbrado público en las viviendas para así de esta manera utilizar mejor la luz respondiendo al mismo tiempo a las exigencias del urbanismo moderno.
El sistema de reglaje permite orientar la distribución fotométrica y enviar la luz allí donde hace falta. La reducción del flujo luminoso hacia las fachadas aporta a los vecinos el confort visual que desean.
CORREO DEL LEC TOR
¿Como se tendría un ahorro de energía eléctrica en Alumbrado público?
Uno de los principales problemas que preocupa a todo el mundo es el tener ahorros en consumo de energía electrica, el alumbrado público o viarío
constituye una de las aplicaciones más complejas a resolver en el campo de la economía energética, siendo el uso racional de la energía un tema de constante estudio.
Hasta hace pocos años e l a lumbrado de ex ter iores no disponía de los s i temas ef ic ientes
eficientes disponibles actualmente y aplicables tanto a instalaciones nuevas como existentes a un coste racional. Por ejemplo, las instalaciones de alumbrado publico están previstas para que durante las horas de trafico intenso de vehículos y peatones, el nivel medio de i luminación tenga un valor suficientemente elevado para satisfacer las necesidades visuales de la tarea a realizar, ahora bien, cuando ese tráfico disminuye, y por tanto la circulación y la tarea visual se desarrollan en otras circunstancias, con menores r iesgos e incluso de forma ocasional, las instalaciones deben tener la posibil idad de poder regular dicho nivel de i luminación reduciéndolo por ejemplo en un 50%, con la consiguiente reducción del consumo energético, lo que significa un ahorro muy importante en los costes de explotación.
El balasto DOBLE NIVEL DE POTENCIA es el sistema de ahorro de energía integrado a la l ínea de Alumbrado. Como ya se conoce, son balastos destinados a instalaciones donde a determinadas horas, se puede reducir el nivel de i luminación sin una disminución importante de visibil idad, pero con un ahorro energético considerable.
Como la reducción es en todos los puntos de luz, se eliminan las zonas oscuras, peligrosas por falta de visibilidad, como ocurre en instalaciones donde a fin de ahorrar energía se apagan puntos
a l t e r n a d o s o b i e n t o d a u n a l í n e a d e c a l z a d a . S u f u n c i o n a m i e n t o s e b a s a e n q u e s o n r e a c t a n c i a s q u e i n i c i a l m e n t e d a n l o s v a l o r e s m á x i m o s a l a l á m p a r a
Lámpara abajo distribución extensiva
Lámpara arriba distribución corta
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d e n o m i n a r e m o s N I V E L M Á X I M O o P R I M E R N I V E L . L u e g o d e u n t i e m p o q u e p u e d e s e r f i j o c o m a n d a d o p o r e l m i s m o e q u i p o ( Te m p o r i z a d o s ) o c o m a n d a d o a d i s t a n c i a d e s d e u n p u n t o e n c a b e c e r a d e l í n e a ( C o n l í n e a d e M a n d o A d i c i o n a l ) , e l e q u i p o a l c a n z a e l N I V E L M Í N I M O o S E G U N D O N I V E L .
E l ahorro de energía estará dado por la d i ferencia entre la energía consumida durante toda la noche a plena potencia y la energía consumida durante e l mismo per íodo pero con el equipo de doble potencia ac tuando después de 5 hrs. de in ic iado el a lumbrado. Veamos una evaluación para una potencia de 250W:
E n e r g í a : 1 e r N i v e l : 2 8 0 W x 1 1 h r s = 3 0 8 0 W h
E n e r g í a c o n f l u j o R e d u c i d o :2 8 0 W x 5 h r s + 1 6 8 W x 6 h r s = 2 4 0 8 W h
A h o r r o d e e n e r g í a p o r d i a :3 0 8 0 W h – 2 4 0 8 W h = 6 7 2 W h
E l a h o r r o p o r c e n t u a l s e r á :6 7 2 W h / 3 0 8 0 W h X 1 0 0 = 2 1 , 8 %
C á l c u l o d e a h o r r o e c o n ó m i c o.Pa r a c a l c u l a r e l p e r í o d o d e a m o r t i z a c i ó n , d e b e m o s c o n s i d e r a r l a e n e r g í a a h o r r a d a y e l c o s t o d e l a m i s m a .
El precio de la energía eléctrica tiene distintos valores según el departamento considerado, pero podemos adoptar para el cálculo, un valor promedio de 0,60Bs/KWh.
Ahorro diário por luminaria:0,672KWhx0,60Bs/KWH=0,40Bs.
Ahorro anual por luminaria:0,40Bsx365días=147Bs.
Ahorro anual de un cojunto de 10.000 luminarias:147Bs.x10.000=1.470.000Bs.
E l ahorro de energía , no sólo benef ic ia e l presupuesto munic ipal , s ino que t iene una gran importancia ecológica ya que una buena parte de la energía eléctrica producida, se obtiene por combustión que, además de util izar combustible no renovable, es la causante de la contaminación de la atmósfera y de la l luvia ácida que perjudica la productividad de los suelos.
Edic ión:SCHRÉDER BOLIVIA S .A.
Av. Amér ica O. #655 Cala- CalaTel f. +591 4 4285092Fax. +591 4 4283892Cochabamba, Bol iv ia
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Los estudios de carga contribuyen a ahorrar energía y mejoran la seguridad de la distribución de alimentación eléctrica
Helios S.R.L.
El estudio de la carga y potencia instalada es una fuente de información de gran util idad para empresas consumidoras de energía eléctrica en lo que a seguridad, rendimiento y benefi cios se refiere. Gracias al estudio de la carga instalada se puede determinar si el sistema de distribución eléctrica de una planta puede admitir nuevas cargas, verificar la capacidad del sistema eléctrico y del cableado, distribuir correctamente la carga entre las tres fases, realizar un seguimiento del factor de potencia y calcular el consumo de energía antes y después de las mejoras para justif icar de esta forma las medidas adoptadas para el ahorro de energía.
Esta nota de aplicación trata sobre el uso del registrador Fluke 1735 para la realización de estudios de carga instalada.
Si el propietario de un edificio le pide que conecte nuevos equipos y sistemas a la instalación eléctrica existente, lo primero que debe determinar es si el sistema de distribución eléctrica puede soportar las nuevas cargas.
Para contestar a esta pregunta se debe realizar otras primero: ¿cuál es la mayor carga que puede admitir el sis tema? A menudo, las autoridades locales deben contar con esta información antes de emitir cualquier permiso para este tipo de modificaciones en las instalaciones eléctricas. Asimismo, necesitará conocer la carga actual para evaluar el nuevo sistema una vez instalado.
Para determinar la capacidad de la instalación, debe tener en cuenta la sección de los conductores, la potencia nominal de los elementos que forman parte de dicha instalación y el espacio para nuevos circuitos. Para determinar cuál es la carga actual, evidentemente, deberá medir las cargas existentes. Registre la demanda
de potencia durante un período de 30 días y establezca la demanda máxima. En este artículo se describe el método de registro durante un período de 30 días, esto es, el estudio de carga.
Las normativas y regulaciones pertinentes determinan cuándo debe realizarse un estudio de la carga, qué información se requiere y qué aspectos hay que tener en cuenta en el proceso de revisión. Asegúrese de que conoce y comprende todas las disposiciones y normativas vigentes antes de comenzar a realizar un estudio de carga.
Evitar sanciones de la compañía eléctrica
El factor de potencia es uno de los pará-metros más importantes que se registran en un estudio de carga. Las compañías de suministro eléctrico suelen sancionar a las empresas que operan con un factor de potencia inferior al estipulado en el contrato. Realizar un seguimiento del factor de potencia e implementar una adecuada corrección del mismo pueden evitarle duras sanciones económicas.
Por ello, un estudio de carga es una herramienta muy útil para garantizar que la factura eléctrica de un usuario se corresponde con el consumo que realiza.
Registro de parámetros de calidad eléctrica con el Fluke 1735
El registrador Fluke 1735 es un instru mento excelente para realizar estudios de la carga instalada. Incluye sondas flexibles de corriente que facilitan su conexión alrededor de múltiples
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conduc tores o barras colectoras; además de contar con interfaz para PC y un potente software que permite la descarga y pos-terior análisis de las medidas. El modelo 1735 realiza medidas de tensión y corriente tanto en las tres fases como también en el neutro, registrando simul táneamente numerosos parámetros que le ayudarán a determinar el estado de carga de la instalación, incluyendo tensión, corriente, frecuencia, potencia activa (kW ), potencia aparente (kVA), potencia reactiva (kVAR), factor de potencia y consumo de energía (kWh).
Ejemplo: Corrección del factor de potencia en una planta de tratamiento de aguas residuales
Con el siguiente ejemplo se demuestran dos de las ventajas que le ofrecen los estudios de carga. Una planta de tratamiento de aguas residuales decidió añadir nuevas bombas para aumentar su capacidad; en primer lugar fue necesario comprobar si el sistema de distribución eléctrica existente y el transformador de potencia podían alimentar los nuevos equipos, además de a las cargas existentes. Con la ayuda de un registrador Fluke 1735 se realizó un estudio de carga, en el que la unidad se dejó conectada durante un período de 30 días para medir la carga existente.
Transcurridos 30 días, se comprobó que el sistema de distribución de la planta tenía capacidad suficiente para alimentar las nuevas bombas.
Sin embargo, poco después, la compañía eléctrica informó a la planta que su factor de potencia había descendido por debajo del 95%. Las compañías eléctricas vigilan continuamente el factor de potencia de sus clientes, especialmente los grandes consumidores, para evitar, por ejemplo, que las subestaciones se vean afectadas y tengan dificultades para cumplir con la demanda contratada.
Con una pinza amperimétrica Fluke, el técnico electricista de la planta comprobó el centro de control de motores correspondiente a las bombas recién instaladas descubriendo que, efectivamente, el factor de potencia era del 93%. De acuerdo con las disposiciones del contrato con la compañía eléctrica, la planta podría enfrentarse a sanciones económicas por operar con un factor de potencia inferior al 95%. A continuación, se utilizó el registrador Fluke 1735 para llevar a cabo un estudio de consumo de energía durante una semana, recopilando suficiente información para confirmar que la reducción del factor de potencia coincidía con el funcionamiento de estos nuevos motores en la planta. El problema se solucionó gracias a la corrección adecuada del factor de potencia en el centro de control de motores. La planta no tuvo que aumentar la capacidad de su sistema de distribución eléctrica y evitó las sanciones por la reducción del factor de potencia. visualizar el valor de corriente promedio máximo.
El estudio de carga se realiza en solo cinco pasos:
1. Conecte las sondas del instrumento a la instalación eléctrica. En el caso de un sistema trifásico, existen ocho conexiones: la tensión en las tres fases, la tensión en el neutro, la corriente en las tres fases y la corriente en neutro.
2. Establezca los parámetros del sistema eléctrico y la topología de la red para que
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coincidan con el tipo de instalación que se va a analizar. Compruebe que la tensión nominal (tensión de red) y la frecuencia son correctas.
3. Establezca el tiempo de registro, por ejemplo, un intervalo de registro de 15 minutos y un período de 30 días en total.
4. Inicie el registro de datos. En la posición W (potencia), el equipo Fluke 1735 registrará los valores mínimo, máximo y promedio cada 15 minutos de los siguientes parámetros:
• Potencia (en vatios para cada fase y el valor total) • Potencia reactiva (en VAR para cada fase y el valor total) • Potencia aparente (en VA para cada fase y el valor total) • Factor de potencia (para cada fase y el valor promedio) • Consumo promedio de energía (en
kWh) • Energía reactiva (en kVARh)
En la pantalla de tendencias podrá visualizar de forma actualizada los valores mínimos, máximos y promedios cada quince minutos, desplazándose de izquierda a derecha (tal como se muestra en la Figura 3). Transcurridos 30 días, desconecte el registrador Fluke 1735 de la red, y conéctelo a su ordenador utilizando el cable de comunicación serie y gracias al software PowerLog que se incluye con el equipo podrá descargar todos los datos almacenados.
5. Descargue y revise las medidas. Después de 30 días y un registro de datos de medida cada 15 minutos, el equipo
contará con 2880 conjuntos de medidas en total. PowerLog creará un gráfico con estos datos, de manera que pueda verse fácilmente la corriente o potencia máxima encada fase, comparar las tres fases y proporcionar el valor más alto. En la Figura 3 se muestran los registros de corriente de las tres fases ampliados para visualizar todos los detalles que este instrumento es capaz de registrar. PowerLog incorpora la función de generación de informes, que incluye creación de gráficos de corriente y potencia, así como gráficos de barras para visualizar el valor de corriente promedio máximo.
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Selección de instrumentos de análisis de Calidad Eléc trica de Fluke diseñados para realizar estudios de carga
La comprensión de un estudio de potencia y carga instalada resulta fundamental para los técnicos de man tenimiento industrial y contratistas externos cuyo trabajo está relacionado con los sistemas de distribución eléctrica y la instalación de equipos y sistemas. Estos estudios son vitales a la hora de determinar si un sistema de distribución puede admitir más cargas, determinar el factor de potencia y controlar el consumo de energía y los costes de operación. Gracias a la gama de instrumentos de registro y análisis de calidad eléctrica de Fluke, estas taeas son más precisas y fáciles de realizar, ayudándole a optimizar sus recursos, tanto técnicos como económicos.
Registrador portátil Fluke 1735
El registrador tr ifásico portátil 1735 de Fluke posibil ita parametrizar la calidad eléctrica de una instalación, realizar estudios de carga y capturar eventos de tensión difíciles de detectar. Con este instrumento podrá registrar parámetros de potencia, energía, datos básicos de la calidad eléctrica y armónicos durante una período de hasta 45 días, necesitando solamente unos segundos para confi gurarlo correctamente. Resulta además útil para cuantificar el consumo de energía y comprobar el funcionamiento de los dispositivos de ahorro de energía.
Registradores de calidad eléctrica Serie 1740 de Fluke
Los registradores de calidad eléctrica de la Serie 1740 de Fluke son los instrumentos idóneos para la localización y resolución de problemas y el análisis diario en los sistemas de distribución eléctrica. Los tres modelos ofrecen múltiples funciones como el análisis de las perturbaciones, el estudio de la carga y la verificación de la calidad del servicio conforme a las normas aplicables. La precisión de las medidas de tensión cumple con los requisitos de la Clase A. Los instrumentos son fáciles de configurar y pueden capturar eventos y registrar 500 parámetros durante 85 días
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Registrador de calidad de la tensión Fluke VR1710
E l a n a l i z a d o r y r e g i s t r a d o r d e c a l i d a d e l é c t r i c a V R 1 7 1 0 d e F l u k e e s u n
r e g i s t r a d o r m o n o f á s i c o d e c a l i d a d d e l a t e n s i ó n q u e c o n s t i t u y e u n a s o l u c i ó n s e n c i l l a p a r a l a d e t e c c i ó n y e l r e g i s t r o d e p r o b l e m a s d e c a l i d a d e l é c t r i c a , y a q u e p e r m i t e t o m a r m e d i d a s i n m e d i a t a s y r e d u c e l o s t i e m p o s d e i n a c t i v i d a d .
E l r e g i s t r a d o r m o n o f á s i c o V R 1 7 1 0 s a t i s f a c e l a s d e m a n d a s d e l p e r s o n a l d e m a n t e n i m i e n t o y d e g e s t i ó n d e i n s t a l a c i o n e s d e o r g a n i z a c i o n e s i n d u s t r i a l e s , s e r v i c i o s y p ú b l i c a s , c u y o a c t i v i d a d d e p e n d e d e u n a c a l i d a d e l é c t r i c a f i a b l e . L o s p a r á m e t r o s d e c a l i d a d e l é c t r i c a , c o m o e l v a l o r e f i c a z p r o m e d i o , t r a n s i t o r i o s , p a r p a d e o y a r m ó n i c o s h a s t a e l o r d e n 3 2 s e r e g i s t r a n d u r a n t e u n p e r í o d o d e t i e m p o m e d i o , d e f i n i d o p o r e l u s u a r i o , d e e n t r e 1 s e g u n d o s y 2 0 m i n u t o s .
A r t i c u l o b a s a d o e n u n a n o t a d e A p l i c a c i ó n d e F l u k e C o r p.
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2009 en tiempos de crisis………..
María Julia Jiménez
Centro Espacio Ecológico
Como ciudadana común igual que cada uno de ustedes escucho día a día noticias desalentadoras sobre como van las cosas en el mundo y como siempre parece que todo lo negat ivo cubre cualquier not ic ia que nos br inde esperanza u opt imismo.
Pa r e c e q u e e n e s t e s i g l o XX I v a m o s a e m p e z a r a v i v i r l o s i m p a c t o s y consecuencias de nuestra historia y nuestros ac tos produc to del t ipo de sociedades que la humanidad ha organizado, estos impac tos ya empezaron a manifestarse y se expresan en 4 cr is is que en estos momentos se han desencadenado:
• crisis alimentaria, que se refleja en precios de alimentos cada vez más altos y escasez de cereales y otros productos especialmente en sectores pobres de la población, con tendencia a agudizarse en el futuro.
• crisis energética, debido al incremento en el consumo de combustibles y energía en países desarrollados, que provocan f luctuaciones (alzas y bajas) en el precio del petróleo.
• crisis ambiental, porque el cl ima debido al calentamiento global, a la contaminación , la deforestación, la urbanización, los agroquímicos, etc. , dejo de tener ciclos armónicos y estables, presentando cambios significativos que generan desordenes y desastres naturales, superando la capacidad de las sociedades para adaptarse.
• crisis f inanciera, que surge por la especulación bancaria con créditos hipotecarios, que soportaban economías ficticias que l legaron a derrumbarse, disminuyendo inversiones, empleos y el efectivo.
E s e e s e l p a n o r a m a e n q u e e l a ñ o 2 0 0 9 l l e g a r a a n u e s t r a s p u e r t a s , c u a l q u i e r a d e l a s c o n s e c u e n c i a s d e e s t a s c r i s i s n o s t o c a r a d e a l g u n a m a n e r a , p o r l o q u e d e b e m o s s e r r e a l i s t a s y e m p e z a r a c a m b i a r m u c h a s a c t i t u d e s y p a r a d i g m a s p a r a s o b r e l l e v a r e l d í a a d í a : c o n s u m i r m e n o s , c o n s u m i r r e s p o n s a b l e m e n t e , r e c i c l a r, a h o r r a r e n e r g í a , c u i d a r e l a g u a , p r o m o v e r l a p r o d u c c i ó n l o c a l d e a l i m e n t o s y m u c h a s c o s a s m a s q u e c a d a u n o d e b e i r d e s c u b r i e n d o.
S o b r e t o d o h a c e r q u e n u e s t r a v i d a , n u e s t r o s h o g a r e s , n u e s t r o s b a r r i o s y n u e s t r a s c i u d a d e s s e a n s o s t e n i b l e s , s e a n a m i g a b l e s c o n e l m e d i o a m b i e n t e , s e a n e c o l ó g i c o s , p a r e c e q u e f r e n t e a l a cr is is solo nos queda aferrarnos a nuestra conciencia ecológica .
ESPACIO ECOLÓGICO
I nst i tución f in f ines de lucro dedicada a la invest igación y asesor ia en temas de ecología urbana
Correo electrónico : [email protected]ón : Carandaiti 1996 Zona Alto SopocachiTeléfono - Fax : 2428866
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