AEP 29 DE OCTUBRE DE 2014

Ing. Pedro Martínez T.L.

HOY VEREMOS

• Conceptos para la selección de conductores eléctricos

• Efecto de las pérdidas en el conductor

• Otros factores que afectan la vida del conductor

• Factores para la selección económicamente eficiente

• Consideraciones ambientales

• La norma NTP-IEC 60287-3-2:2014

• Programas de cálculo y alternativas

• Ejercicio demostrativo

• Obstáculos para la implementación

• Conclusiones y recomendaciones

IMPORTANCIA DE LA ELECTRICIDAD. PAISES OECD

Generalidades

La función del cable es conducir la energía eléctrica en

forma eficiente y amigable al ambiente, desde la

fuente hasta el punto de uso.

Debido a su resistencia eléctrica, el cable disipa una

parte de la energía en forma de calor (efecto joule);

por lo tanto se requiere energía adicional que se refleja

en aumento de costos y en generación de CO2.

Una de las preocupaciones actuales a nivel mundial,

consiste en reducir los costos de la energía y

adicionalmente reducir la emisión de CO2 al ambiente.

Criterio tradicional de Selección

• El criterio es minimizar el costo en la compra de los conductores eléctricos escogiendo el conductor de menor sección que le permite resistir las condiciones extremas esperadas, es decir, cuya corriente máxima resistible, Imax, es mayor que la corriente máxima del proyecto, Ip

• También se considera como exigencia un máximo de caída de tensión en el extremo de la carga.

• Esto determina la existencia de una sección mínima, Smin, impuesta por dichas condiciones de carga y caída de tensión máximas y las características del conductor.

• (Ref. Procobre)

Criterio de eficiencia energética

LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR INCIDE DIRECTAMENTE EN LAS PÉRDIDAS DE ENERGÍA Y EN EL COSTO DEL MISMO. ES POSIBLE OBTENER UNA SECCIÓN ÓPTIMA LA QUE, AL AUMENTAR LOS AHORROS POR PÉRDIDAS DE ENERGÍA SE COMPENSAN LOS COSTOS ASOCIADOS AL AUMENTO DE LA SECCIÓN. (REF. PROCOBRE)

LA TRAMPA DE LA TEMPERATURA: LA ELECTRICIDAD DESPERDICIADA

Figure 1: The most economic cable diameter is, in many cases, 3 sizes up from current standards. Ref. European Copper Institute

Eficiencia (1)

Eficiencia (2)

C(s)=Costo Conductor Perd(s)=Perdidas

Criterio Económico

Dimensionamiento de Conductores

Eléctricos

Sección económica (Sec) de un conductor, es aquella sección que

resulta con el menor costo total inicial y operación durante su vida

económica considerada.

Criterio Técnico

• Sección mínima

• Capacidad de conducción de corriente nominal

• Pérdida de tensión Stec

• Capacidad de soportar sobrecarga

• Capacidad de soportar cortocircuitos

Dimensionamiento de Conductores

Eléctricos

Criterio Económico

Basado en la NTP-IEC 60287-3-2:2014

Mínimo Costo total (CT) = CI + CJ

donde:

CI = costo inicial de la inversión (compra e instalación conductor).

CJ = valor presente de los costo de las pérdidas joule durante la vida

económica.

Dimensionamiento de Conductores

Eléctricos

Valor actual neto

K es el tipo de interés

excel

BENEFICIO ADICIONAL

• LA VIDA ÚTIL DEL CABLE SE PROLONGA PORQUE TRABAJA A MENOR TEMPERATURA

ECUACION DE ARRHENIUS

La Ecuación de Arrhenius establece una relación matemática entre la constante específica de velocidad de una reacción química y la temperatura. Dicha ecuación escrita en forma exponencial es de la forma

RTaE

AeK

Envejecido artificial Cables Electricos

NTP-IEC 60502-1

NTP-IEC 60502-1

Emission Factor

• 6.89551 × 10-4 metric tons CO2 / kWh (eGRID, U.S. annual non-baseload CO2 output emission rate, year 2010 data)

• http://www.epa.gov/cleanenergy/energy-resources/refs.html

El valor de contaminar

Esta es una iniciativa, la cual tiene un precio que oscila entre los US$3 dólares y los US$4,20 dólares, valor que es pagado por tonelada de CO2 que se deja de producir o que se elimina de la atmósfera. El precio de los bonos de carbono no es un precio fijo, ya que, los valores de estos van a ir variando, dependiendo del tipo de iniciativa que se utilice para descontaminar.

¿Qué son y para qué se utilizan los Bonos de Carbono?

Son una iniciativa que nace al alero del protocolo de

Kyoto y en el cual se tiene por principal objetivo reducir el CO2 del planeta. Esto quiere decir que las empresas y/o industrias que producen este gas, deben disminuir sus emisiones o no pasarse del limite permitido a cada país (límite que debe ser repartido para cada empresa y/o industria según lo estime el gobierno de ese país), logrando esto a través de las búqueda de proyectos implementados en su propio territorio o en otros países en vías de desarrollo, lo cual contaría como un proyecto dentro de su territorio, ya que se dice que la atmósfera es una sola.

Bonos de Carbono

• Bonos de carbono, la llave para atraer capital

• En el 2015, México2 comercializará más de 100 mil bonos de carbono para firmas mexicanas interesadas en proyectos sustentables, cada certificado equivale a una tonelada de CO2 que no se envía a la atmósfera, dijo Eduardo Piquero, director general de la subsidiaria de la BMV.

• El Financiero, Mexico 19.10.2014

Comparing the carbon footprints of different cable sizes in various types of buildings. The base case is the international standard. S+1 and S+2 are cables upsized by one and two standard calibres. ‘Economic’ means designed to the lowest life cycle cost. ‘Carbon’ means designed to the lowest carbon footprint. Ref. European Copper Institute

La Dirección General de Eficiencia Energética (“DGEE”), es el órgano técnico normativo, encargado de proponer y evaluar la política de eficiencia energética y las energías renovables no convencionales, promover la formación de una cultura de uso racional y eficiente de la energía, así como, de conducir la planificación energética. Asimismo, es la encargada de proponer y expedir según sea el caso, la normatividad necesaria en el ámbito de su competencia.

Finalmente tenemos una norma peruana: NTP-IEC 602887-3-2 2014

• IEC 60287-3-2 2012 “Economic Optimization of Power Cable Size”. (Originalmente de 1995)

• UNE 21144-3-2:2000 “Optimización económica de las secciones de los cables eléctricos de potencia”.

• NCh2625.Of2001. Id.

• GTC 221:2011 Id.

• ABNT NBR 15920:2011 ”Otimização econômica das seções dos cabos de potência”

Ventajas globales DEAC:

Aumento de la vida útil debido a trabajar a menores temperaturas;

El conductor presentará un mejor comportamiento en relación a

las corrientes de sobrecarga y corto-circuito;

Menores emisiones de CO2 (ISO 14.001 – Certificación LEED – Huella de

Carbono)

Menores costos totales de operación.

La sección económica ambiental de un conductor

eléctrico es bastante ventajosa:

En circuitos con secciones nominales ≥ 25

mm2 obtenidas por dimensionamiento técnico;

En circuitos que funcionan muchas horas por

año, con corrientes que no presentan grandes

variaciones.

Conclusiones DEAC (Chile)

Dimensionamiento Económico y Ambiental de Conductores Eléctricos

• Muchos programas disponibles

• Procobre tiene el DEAC. Libre y disponible en:

• Colombia - http://procobre.org/es/?ddownload=4976

• Chile - http://procobre.org/es/?ddownload=4978

• México - http://procobre.org/es/?ddownload=4979

• Brasil - http://procobre.org/pt/?ddownload=5484

DATOS FABRICANTES LOCALES

http://www.ceper.com.pe/cepermatic_web2/

NEXANS – INDECO Seleccionador de Cables

EXCEL SIMPLIFICADA: PMTL

¿Y QUE PASA EN EL PERÚ?

FONAFE (Electrificación rural)

23 de Octubre del 2007

Reglamento de la Ley de Promoción del Uso Eficiente de la Energía DECRETO SUPREMO Nº 053-2007-EM

MEM - DGEE

• EN LA PÁGINA WEB NO APARECE LA NTP

• http://www.minem.gob.pe/_detalle.php?idSector=12&idTitular=3094&idMenu=sub3006&idCateg=742

TODO ES CHACRA

WEF 2015-14 de 144 paises

¿LO QUEREMOS ASÍ?

CONCLUSIONES

• Puede obtenerse un ahorro significativo de energía eléctrica al seleccionar una sección económicamente adaptada

• Normalmente uno o dos puntos por encima del calibre seleccionado por caída de tensión dan un resultado positivo de ahorro

• Hay que vencer la gran resistencia a invertir para ahorrar.

• No existen incentivos para que el consumidor haga inversiones en eficiencia eléctrica

FINALMENTE

• En nuestro país si no hacemos nosotros mismos lo que hay que hacer, nadie lo hará por nosotros.

• La competitividad empieza al nivel micro.

AEP 29 DE OCTUBRE DE 2014

Ing. Pedro Martínez T.L.

pmartineztl@gmail.com