Tabulador de costos de mano de obra para instalaciones eléctricas residenciales

Con el objeto de complementar la información de la entrada anterior dedicada al tema de presupuestos de obra eléctrica, en esta ocasión ofrecemos una guía de precios que orienta respecto de algunas de las actividades más frecuentes en las que se pueden recurrir servicios de instalación o mantenimiento eléctrico.

Ver también: 8 tips para realizar un presupuesto de obra eléctrica

Ninguno de estos precios debe tomarse como definitivo, sino como un parámetro para poder definir el precio final de la mano de obra de la instalación.

Para que tomes en cuenta, los accesorios, equipos y materiales eléctricos a instalar deberán cotizarse por separado.

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Biogás pecuario para generar electricidad

En la actualidad el FIDE apoya proyectos de generación de energía eléctrica en pequeña escala con el uso de fuentes alternas como la energía solar, eólica y la biomasa.

El Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE) desde su creación ha estado preocupado por el medio ambiente, promoviendo en los diferentes sectores productivos del país proyectos de ahorro de energía eléctrica. Con relación a los proyectos de biomasa residual, éstos se refieren a la producción de biogás que se encuentra en granjas porcícolas, establos, rastros, plantas de tratamiento de aguas residuales, entre otros, mismo que puede ser utilizado como combustible para generar energía eléctrica, por medio de un motogenerador en las instalaciones del usuario.

Para obtener el biogás se requiere un biodigestor, depósito herméticamente sellado, donde llegan por gravedad los desechos o excretas de la granja, como se observa a continuación.

Al interior del biodigestor empieza el proceso “anaeróbico” de descomposición de la materia orgánica con el que se produce el biogás. Este se encuentra formado en mayor proporción por el metano CH₄ (55 a 70%), el bióxido de carbono CO₂ (35 a 40%), hidrógeno (1 a 3%), nitrógeno (0.5 a 3%), ácido sulfhídrico H₂S (0.10%) y vapor de agua. El metano, el bióxido de carbono y el vapor de agua son gases de efecto invernadero, los cuales contribuyen al calentamiento global del planeta.

El biogás es conducido por una tubería hacia un medidor, el cual contabiliza los m³ de biogás producidos por día o en un determinado periodo.

Entre las utilidades del biogás se encuentra la cocción de alimentos, como combustible para operar un motogenerador y producir energía eléctrica. Cabe aclarar que para los motogeneradores el biogás debe limpiarse, eliminando el ácido sulfhídrico, ya que al reaccionar con agua se convertiría en ácido sulfúrico (H₂SO₄) el cual es altamente corrosivo y puede ocasionar graves daños al motogenerador.

Ver también: Energía basada en el hidrógeno

Para adquirir un equipo de generación se deberá conocer la demanda horaria de la energía eléctrica requerida por el usuario durante un lapso de tiempo razonable, en donde estén presentes todas las cargas, para esto se deberá instalar un equipo de medición que nos permita obtener esta información. Una vez determinada la capacidad del equipo de generación, el siguiente punto que se debe de considerar es la producción diaria de m³ de biogás, así como los m³ requeridos por el equipo de generación, con estos dos parámetro podremos conocer el número de horas que se puede generar energía eléctrica.

Utilizar el biogás para generar energía eléctrica desde una fuente alterna a partir de los desechos orgánicos permite a los usuarios obtener beneficios económicos por la disminución del pago de la energía eléctrica, contribuir con la disminución de contaminantes a la atmósfera y evitar el cambio climático.

Otros beneficios ambientales que se pueden obtener con el biodigestor es la no contaminación del subsuelo, mejorar el nivel de vida de los trabajadores, evitar las enfermedades respiratorias, malos olores y el uso de los lodos como biofertilizantes.

El FIDE apoya con financiamiento del 100% la adquisición de los equipos de generación, por lo que invita a todos los empresarios que tengan un biodigestor en sus instalaciones se acerquen para apoyarlos.

"Al utilizar un gestor de biogás ahorramos en energía eléctrica, mejoraremos el nivel de vida de los trabajadores, evitamos la emisión de contaminantes a la atmósfera y el uso de lodos como biofertilizantes".

En la siguiente imagen se muestra el proceso de aprovechamiento del biogás, empezando desde la construcción del biodigestor hasta la generación de energía eléctrica.

Circuitos alimentadores (Parte I)

Con esta entrada iniciamos una nueva serie dedicada al Artículo 215 Alimentadores, de la NOM-001-SEDE vigente; atenderemos a los requisitos de instalación, la capacidad de conducción de corriente y tamaño nominal mínimo de los conductores, para los alimentadores que suministran energía a las cargas de los circuitos derivados.

215-1. Alcance.
Este artículo cubre los requisitos de instalación, de la capacidad de conducción de corriente y tamaño nominal mínimo de los conductores, para los alimentadores que suministran energía a las cargas de los circuitos derivados, calculadas según el Artículo 220.

Excepción: Alimentadores de celdas electrolíticas de los que trata la Sección 668-3(c), Excepciones 1 y 4 (estas excepciones se refieren a los conductores de las celdas electrolíticas, las celdas mismas, sus accesorios y el alambrado de equipo y dispositivos auxiliares que estén dentro de la zona de trabajo de las celdas en línea no requieren cumplir con las disposiciones de los Artículos 110, 210, 215, 220 y 225).

215-2. Capacidad nominal y tamaño mínimos del conductor.
Los conductores de los alimentadores deben tener una capacidad de conducción de corriente no menor que la necesaria para suministrar energía a las cargas calculadas de acuerdo a las partes B, C y D del Artículo 220. El tamaño nominal mínimo del conductor debe ser el especificado en los siguientes incisos (a) y (b) en las condiciones estipuladas. Los conductores alimentadores de una unidad de vivienda o de una casa móvil, no tienen que ser de mayor tamaño que los conductores de entrada de la acometida. Se permite utilizar lo indicado en la Sección 310-15(d) para la capacidad de conducción de corriente de 0 a 2000 V y calcular el tamaño nominal de los conductores (Tablas 310-16 a 310-19).*

a) Para circuitos especificados. La capacidad de conducción de corriente de los conductores del alimentador no debe ser inferior a 30 A, cuando la carga alimentada consista en alguno de los siguientes tipos de circuitos:

(1) dos o más circuitos derivados de dos conductores conectados a un alimentador de dos conductores,

(2) más de dos circuitos derivados de dos conductores, conectados a un alimentador de tres conductores,

(3) dos o más circuitos derivados de tres conductores conectados a un alimentador de tres conductores, y

(4) dos o más circuitos derivados de cuatro conductores conectados a un alimentador de tres fases, cuatro conductores.

b) Capacidad de conducción de corriente de los conductores de entrada de la acometida. La capacidad de conducción de corriente de los conductores del alimentador no debe ser inferior a la de los conductores de entrada de acometida cuando los conductores del alimentador transporten el total de la carga alimentada por los conductores entrada de acometida con una capacidad de conducción de corriente de 55 A o menos.

Ver también: Requisitos para los alimentadores de energía de las cargas en circuitos derivados

Nota 1: Los conductores de alimentadores, tal como están definidos en el Artículo 100, con un tamaño nominal que evite una caída de tensión eléctrica superior al 3% en la toma de corriente eléctrica más lejana para fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas, y en los que la caída máxima de tensión eléctrica sumada de los circuitos alimentadores y derivados hasta la salida más lejana no supere 5%, ofrecen una eficacia de funcionamiento razonable.

Nota 2: Para la caída de tensión eléctrica de los conductores de los circuitos derivados, véase 210-19(a).

La siguiente información complementaria corresponde al Artículo 310-Conductores para alambrado en general, de la NOM-001-SEDE-vigente:

310-15. Capacidad de conducción de corriente para tensiones nominales de 0 a 2 000 V.

d) Circuitos de alimentación y acometidas a unidades de vivienda a 120/240 V, tres hilos. Para unidades de vivienda, se permite utilizar los conductores de la tabla 310-15(d) como conductores de entrada de acometida monofásica a 120/240 V, tres hilos, conductores de acometida subterránea y conductores del alimentador que sirve como principal fuente de alimentación de la unidad de vivienda y vayan instalados en canalizaciones o cables con o sin conductor de puesta a tierra de los equipos. Para la aplicación de esta sección, el (los) alimentador(es) principal(es) debe(n) ser
el(los) alimentador(es) entre el interruptor principal y el tablero de alumbrado y carga y no se exige que los alimentadores a una unidad de vivienda sean de mayor tamaño nominal a los de la entrada de acometida. Se permite que el conductor puesto a tierra sea de menor tamaño nominal que los conductores de fase, siempre que se cumplan los requisitos indicados en 215-2, 220-22 y 230-42.

Tabla 310-15 (d).- Tipos y designación de los conductores para alimentadores y acometidas monofásicas, tres hilos de 120/240 V para unidades de vivienda RHH, RHW, THHW, THHW-LS, THW, THW-LS, THWN, THHN, XHHW, USE

Las armónicas

La distorsión de la forma de las ondas de corriente y voltaje debida a las armónicas es uno de los fenómenos que afectan la confiabilidad del sistema y, por lo tanto, la calidad de la energía. Este problema no es nuevo, sin embargo, debido al notable incremento de cargas no lineales conectadas al sistema eléctrico de potencia, el nivel promedio de armónicas crece cada día.

Una armónica, en redes eléctricas, es definida como una frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental, así, en sistemas con frecuencia de 60 Hz y cargas monofásicas, las armónicas características son la tercera (180 Hz), quinta (300 Hz) y séptima (420 Hz).

Como en los sistemas eléctricos se tienen señales periódicas, entonces el voltaje, por ejemplo, se puede representar por la siguiente figura:

Usualmente, los valores de distorsión están definidos en porcentajes de cantidades eléctricas, estos valores son muy utilizados para conocer el grado de contaminación de las redes eléctricas. Los tipos de distorsión que se manejan son:

Distorsión armónica total (TDH),que se puede calcular tanto para el voltaje como para la corriente, y para armónicas individuales (IHD).

Distorsión total de demanda (TDD), similar a la anterior, con la diferencia de que el % de la anterior es con respecto a la I₁ y para la TDD es con respecto a la I_dem-max

Interferencia telefónica (TIF), es una medida de la susceptibilidad del oído humano al ‘ruido’ del sistema telefónico, este TIF se obtiene de una curva llamada C-message, obtenida en los laboratorios Bell. Se debe a la aparición de las armónicas de corriente y de voltaje.

Factor K, en la gran mayoría de los casos, cuando un transformador alimenta cargas no lineales, se sobrecalienta, aun cuando no ha alcanzado sus kVA nominales. Se estima que el calentamiento de los transformadores debido a las armónicas es directamente proporcional al cuadrado de la armónica multiplicado por las pérdidas que ésta produce. Este factor K viene especificado en los datos de placa de algunos transformadores, indicando la capacidad del transformador para alimentar cargas no lineales sin exceder la temperatura de operación a la cual están diseñados. Los factores K más comunes de transformadores son de 4 y 13, son utilizados para alimentar cargas que utilizan rectificación principalmente.

En la actualidad, las normas internacionales referentes al control de armónicas son las siguientes:

IEC 36.05 (EUROPA)

DIN 57160 (ALEMANIA)

G 5/3 (INGLATERRA)

AS 2279 (AUSTRALIA)

La tendencia en México, impulsada por CFE, es seguir las recomendaciones expuestas en el Estándar 519 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, por sus siglas en inglés), cuyo título es “IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems”. Son las siguientes:

Límites de distorsión de corriente para sistemas de 120 V a 69 kV (Máxima corriente de distorsión en % de I_L para armónicas impares)

Límites de distorsión de corriente para sistemas de 69 001 V a 161 kV (Máxima corriente de distorsión en % de I_L para armónicas impares)

Límites de distorsión de corriente para sistemas mayores a 161 kV (Máxima corriente de distorsión en % de I_L para armónicas impares)

La generación de armónicas se debe a elementos no lineales como elementos saturados y elementos que utilizan componentes de switcheo, tales como rectificadores y cualquier otro que utilice dispositivos electrónicos.

Ver también: 8 disturbios que afectan la calidad de la energía

Algunos casos en los que se generan armónicas en la industria son:

1. en convertidores;
2. en hornos de inducción;
3. en compensadores estáticos de potencia;
4. en hornos de arco eléctrico.

Otros casos de interés son los siguientes:

Saturación de transformadores. La saturación de transformadores crea armónicas, pues se trata de un elemento no lineal. Las originadas por la saturación son las armónicas impares, principalmente la tercera. La generación de estas armónicas se presenta en estado estable cuando el transformador está sobrecargado, provocando que el transformador opere en su región no lineal como se muestra en la siguiente figura:

Otro de los momentos más comunes de generación de armónicas en el transformador es cuando se energiza. Durante este fenómeno transitorio, abundan las armónicas pares e impares y puede llegar a durar hasta algunos minutos. Este fenómeno se explica gráficamente a continuación:

Lámparas fluorescentes. Las lámparas fluorescentes son otro tipo de cargas que generan armónicas, estas armónicas son generadas por el efecto de los balastros y los dispositivos no lineales y electrónicos que utilizan para su funcionamiento.

Como se puede observar, las lámparas fluorescentes y todas las ahorradoras son una fuente importante de armónicas que en conjunto (por ejemplo, en el alumbrado público) pueden acarrear grandes problemas por la magnitud de estas armónicas, en las cuales predomina la tercera.

Equipo de cómputo. El equipo de cómputo y en general el equipo de oficina funcionan mediante una fuente de alimentación, la cual es un puente rectificador con la característica natural de generar armónicas.

Equipo doméstico. El equipo doméstico en la actualidad es electrónico, consecuentemente es fuente de armónicas, la tabla de la derecha lo ilustra:

Una casa habitación de clase media genera armónicas, si sumamos todas las corrientes provenientes de un fraccionamiento o colonia que van a dar a los alimentadores, tendremos una idea de cuán expuestos están a transportar este tipo de corrientes, principalmente la tercera armónica.

Más aún, como vimos en los ejemplos, las armónicas se encuentran prácticamente en todos los niveles. De su propagación y comportamiento en las redes eléctricas depende en gran manera la calidad de la energía, por ello, aunque es un tema un tanto abstracto, nos dimos a la tarea de darte esta breve introducción.

8 tips para realizar un presupuesto de obra eléctrica

Con frecuencia, quien se dedica a la noble profesión de electricista, se encuentra con la necesidad de hacer el presupuesto de una instalación eléctrica. Las preguntas que surgen inmediatamente son: ¿cuánto se cobra por esto?, ¿será barato o caro?, ¿cómo saber si es justo?, ¿y si no me dan el trabajo por no saber cobrar?, etc.

Ante esta situación y para tu tranquilidad, te hacemos las siguientes recomendaciones:

1. Busca el equilibrio entre el trabajo a realizar y el importe a cobrar. Actúa con seguridad en ti mismo, con la firmeza de saber lo que vale tu trabajo y evita regatear. Quien empieza cobrando caro y termina con un costo muy bajo denota inseguridad, falta de preparación y de carácter. La experiencia demuestra que cuando se trata con clientes que por costumbre regatean, es necesario empezar con un presupuesto más alto para que al final quede en lo justo.
   
   
2. Si el presupuesto es justo, nunca te sientas mal si no te es concedida la obra. Los electricistas que casi regalan su trabajo, terminan desprestigiados por hacer las cosas mal y a la carrera con tal de adjudicarse la obra y no salir perdiendo. No necesariamente quien tiene mucho trabajo gana más que los demás, recuerda que "el que mucho abarca poco aprieta" y la mejor recomendación es la calidad de tu trabajo.
   
   
3. Al elaborar el presupuesto es importante resaltar tanto la calidad de las marcas de los materiales y equipos eléctricos a instalar, así como la calidad de la mano de obra, por ello resulta indispensable la continua actualización y el dominio de los avances tecnológicos en la materia. Es importante contar con un currículo aceptable, que te respalde y que al cliente le brinde seguridad.
   
   
Ver también: Trabajos preliminares para realizar instalaciones eléctricas residenciales


4. Al presentar un presupuesto, hazlo siempre por escrito, cuidando la redacción y la ortografía, que contenga una lista de materiales y equipos con sus costos, describiendo los trabajos por efectuar de forma general, sin dar detalles sobre cálculos, planos ni diagramas (memoria descriptiva o memoria de cálculo), pues con dicha información el cliente puede hacer la instalación con personal no calificado y habrás perdido tiempo, esfuerzo y dinero. Solamente cuando el contrato es seguro, podrás facilitar dicha información si te es solicitada.
   
   
5. Es importante convenir desde un principio tiempos de ejecución, anticipos y pagos contra avance de obras, con lo que evitarás conflictos y malos entendidos. En obras medianas y grandes, el primer pago debe cubrir por lo menos la mitad del importe total de los materiales y equipos a instalar; en obras pequeñas, el anticipo debe cubrir la totalidad. Cuando el tamaño de la obra lo justifique, tendrás que contratar personal que te ayude a cumplir con el trabajo en tiempo y forma, por lo que habrás de considerar sus honorarios, que deben ser justos y puntuales.
   
   
6. El importe por concepto de mano de obra es relativo, es decir, no está sujeto a un tabulador, como se quisiera. Lo anterior significa que no se puede cobrar igual por una misma actividad bajo distintas circunstancias, es necesario considerar distancias, tiempos, costos de traslado, volumen de trabajo (a mayor volumen, generalmente corresponde un menor importe), puntualidad en los pagos (algunas empresas otorgan contratos pero por política pagan las facturas hasta dentro de tres meses, lo que debe compensarse con un porcentaje de costo extra), facilidad o dificultad en cuanto a horarios y libertad para hacer los trabajos (existen casos en los que sólo se puede trabajar en días de descanso o en jornadas nocturnas, como en una fábrica o un supermercado), a veces es necesario hacer adaptaciones a instalaciones existentes y es necesario trabajar con circuitos vivos, es decir, no se puede interrumpir la energía eléctrica, por lo que hay que considerar un incremento por trabajo bajo riesgo, lo mismo es aplicable cuando se labora a más de 3 m de altura del nivel del piso firme.
   
   
7. En un presupuesto se acostumbra cobrar por salida (a lámpara, contacto, apagador, interruptor, etc.) un monto que oscila entre los $100.00 y los $300.00, considerando trabajos de guiado, cableado, conexiones e instalación de accesorios eléctricos, además de los aspectos mencionados en el punto anterior. En caso de que se requieran trabajos adicionales como ranurado, sea sobre muro y/o elementos estructurales de concreto armado (como losas, columnas, trabes, etc.), que por deficiencia del proyecto civil no se canalizaron antes de los colados, éstos se cobran aparte y generalmente se determina un precio por metro lineal, según la complejidad y dificultad de los mismos (de $30.00 el metro lineal de ranurado en block o tabique, hasta a $300.00 en concreto armado). En ocasiones hay que considerar la renta de equipo hidráulico o neumático de rotomartillo, cortadora de disco, andamios y escaleras, etc., que deben ser contemplados en el presupuesto.
   
   
8. Es importante que en la cotización proporciones un tiempo de garantía (de tres meses a un año), incluyendo cláusulas sobre el uso y cuidado apropiado de la instalación eléctrica. En caso de modificaciones y/o ampliaciones, la garantía se conserva siempre y cuando los trabajos sean hechos por ti. Un ejemplo típico de mal uso de una instalación eléctrica se da cuando los fusibles son puenteados y se conecta temporalmente una máquina de gran consumo, como una planta de soldar, ocasionando que los conductores eléctricos se quemen o se dañen, de lo cual no podemos hacernos responsables.

Finalmente, también es necesario que contemples gastos indirectos, como pago de servicios, si cuentas con una oficina, consumibles de papelería y equipo de cómputo, impresoras, teléfonos, fax, internet, pago de impuestos, facturaciones, honorarios a quien nos lleve la contabilidad, etc.

Conceptos básicos de nanotecnología

Muchas veces confiamos demasiado en nuestros sentidos y creemos que algo no existe o no es posible porque no podemos verlo, sin embargo, una revolución se está llevando a cabo en lugares que nunca lo hubiéramos separado.

La nanotecnología es una de las ramas de la tecnología aplicada con un futuro muy prometedor. Empecemos por aclarar su nombre: el prefijo nano hace referencia a la milmillonésima parte de un metro, un átomo es la quinta parte de eso, es decir que si colocáramos cinco átomos en línea sumarían un nanómetro. Para darnos una idea, comparando un nanómetro con un metro la proporción sería la de una canica con el planeta Tierra, otro ejemplo sería la cantidad de barba que le crece a un hombre en el breve lapso que le toma levantar el rastrillo hacia su cara.

La nanotecnología se ocupa del estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia en una escala molecular y nano, es decir, de 100 nanómetros o más pequeños.

Sus inicios están en la conferencia “Hay mucho espacio en el fondo” (There’s Plenty of Room at the Bottom, en inglés), impartida el 29 de diciembre de 1959 por el físico y divulgador de la ciencia Richard Feynman, en ella auguraba una gran cantidad de descubrimientos y posibilidades si se pudiera fabricar materiales de dimensiones atómicas o moleculares.

Feynman describía un proceso mediante el cual podría llegarse a la capacidad de manipular átomos y moléculas utilizando las herramientas precisas para construir y operar otro equipo más pequeño y así sucesivamente, hasta obtener el tamaño requerido. Mientras esto sucedía él notó que se presentaban cuestiones relativas al tamaño: la gravedad se volvía menos importante, la tensión superficial o las fuerzas de atracción y repulsión entre moléculas se volverían cada vez más significativas. Sin embargo, tuvieron que pasar varios años para que los avances en las técnicas experimentales culminaran en los años ochenta con la aparición del Microscopio de Efecto Túnel (STM), que condujo al descubrimiento de los fulerenos en 1985 y a los nanotubos de carbono, unos años después. El Microscopio de Fuerza Atómica (AFM) fue inventado seis años después. Ambos han hecho posible observar los materiales a escala atómica y después manipular átomos individuales.

A esta escala las propiedades de los materiales, como la conductividad o el magnetismo, cambian, por ejemplo, el color está determinado por longitudes de onda que son demasiado grandes para estos tamaños. Digamos que un material a escala normal tiene cuatrillones de átomos (un cuatrillón=1024), cuando esa cifra disminuye a unos cuantos cientos, su esencia cambia.

Conociendo las propiedades de los átomos se pueden organizar de una manera determinada, uno por uno, lo que resulta en materiales de condiciones predeterminadas, los cuales pueden no encontrarse en la naturaleza.

Los virus se pueden considerar nanoparticulas naturales

Los nanomateriales son aquellos que tienen propiedades únicas provenientes de sus dimensiones de nanoescala, veamos un ejemplo:

La alotropía es la propiedad química que poseen determinados elementos de presentarse bajo distintas estructuras moleculares. Se encuentra en elementos que tienen una misma composición, pero aspectos diferentes, debe presentarse en el mismo estado de la materia y es característico del sólido. Pongamos por caso el carbono, que se presenta como grafito, diamante y fulereno. La explicación de sus diferencias la hallamos en cómo están dispuestos los átomos en el espacio: en el diamante cada átomo se une a otros cuatro y están ordenados en forma de tetraedro, lo que lo da la dureza; en el grafito los átomos están dispuestos en capas superpuestas, cada átomo está unido a otros tres de la misma capa con más intensidad y a uno de la capa próxima en forma más débil, esto es lo que explica por qué el grafito es blando y untuoso al tacto.

Los nanotubos de carbono son una variedad alotrópica del carbono, como el grafito o el diamante. Su estructura se puede considerar procedente de una lámina de grafito enrollada sobre sí misma, según el grado de enrollamiento y la estructura de la lámina original, puede haber tubos de distinto diámetro y geometría interna.

Ver también: La materia y el átomo

Tienen un amplio margen de comportamiento desde un punto de vista eléctrico, pueden ser desde semiconductores hasta, en algunos casos, superconductores, esto se debe fundamentalmente a relaciones geométricas, es decir, en función de su diámetro, torsión y número de capas. Dentro de sus propiedades mecánicas encontramos que la estabilidad y robustez que existe entre los enlaces de los átomos los hacen la fibra más resistente que se puede fabricar hasta el día de hoy. Son capaces de deformarse notablemente y mantener un régimen elástico; es comúnmente aceptada la afirmación de
que los nanotubos son diez veces más resistentes que el acero, y seis veces más ligeros, aunque se trata de un material todavía poco conocido, y estos valores podrían variar.

Existen dos enfoques principales en nanotecnología: el de bottom up, en el cual lo que se busca es a partir de componentes más pequeños crear montajes complejos; el otro es el de top down, que busca crear dispositivos más pequeños a partir de otros más grandes que se ocupen de su ensamblaje.

La nanotecnología todavía no se ha introducido en la producción industrial, sin embargo, ya existen algunas aplicaciones prácticas, por ejemplo, por su gran capacidad como conductores y emisores de electrones se está investigando para poder incorporar esta tecnología en las pantallas de las computadoras o televisiones; en Estados Unidos se ocupan tubos de carbono de tamaño nanométrico para la iluminación de estadios, o en Japón se fabrican paneles luminosos a partir de materiales semiconductores con nanoestructuras.

Por la poca energía que consumen los dispositivos de este tipo y por la facilidad para colocarlos en cualquier lugar, se espera que lleguen a estar presentes en todos los ámbitos de nuestra vida cotidiana. Las posibilidades van desde dispositivos que permitan que los tejidos de la ropa detecten las condiciones ambientales y se vuelvan permeables o impermeables, hasta sistemas que detecten la existencia de células cancerosas y las eliminen; ya existe un plástico que se autoregenera cuando se rompe, su composición nanométrica consta de esferas de dos tipos, unas contienen una resina y las otras el catalizador correspondiente, cuando el plástico se quiebra también lo hacen las esferas y sus contenidos se mezclan como en un pegamento epoxi (los que constan de dos materiales que, al mezclarse, se endurecen).

La nanotecnología involucra a la Química, la Bioquímica, la Biología molecular, la Física, las Matemáticas, la tecnología de la Ingeniería Electrónica, la Informática y muchas otras, por lo que se la ve como un campo multidisciplinar y de convergencia de ciencias altamente especializadas, asimismo se cree que puede tener gran influencia en la economía, los sistemas de producción, las guerras y la vida cotidiana.

Una gran cantidad de preguntas y preocupaciones han surgido por los posibles efectos y aplicaciones que la nanotecnología podría tener, así como por las medidas que deben ser tomadas para prevenir riesgos. El Centro para la Nanotecnología Responsable (CRN, por sus siglas en inglés) sugiere que los nuevos desarrollos podrían resultar en armas de destrucción masiva que no se podrían rastrear, cámaras controladas por el gobierno o armas diseñadas lo suficientemente rápido como para desequilibrar la carrera armamentista.

La investigación en nanotoxicología indica que uno de los campos de atención deben ser los efectos que la producción y el uso a nivel industrial de nanomateriales podrían tener en la salud de la humanidad y el ambiente. Grupos como el CRN recomiendan que la nanotecnología, por las razones mencionadas, sea especialmente regulada por los gobiernos. Otros grupos argumentan que la regulación exagerada entorpecería las investigaciones que podrían ayudar en gran manera a la humanidad.

Algunos de los productos con nanopartículas recientemente creados pueden tener consecuencias imprevistas. Los investigadores han descubierto que las nanopartículas de plata utilizadas en los calcetines para evitar el mal olor, son liberadas cuando son lavados con posibles consecuencias negativas. Estas partículas podrían destruir las bacterias que son benéficas para descomponer la materia orgánica en las plantas de tratamiento de desperdicios o granjas.

Cabe mencionar que muchas de las aplicaciones de la nanotecnología todavía son hipotéticas y están en fase de investigación y desarrollo, éstas son algunas de las más prometedoras:

• Limpieza del agua: filtros físicos con poros de escalas nanométricas podrían eliminar el 100% de las bacterias y virus.
• Almacenamiento, producción y conversión de energía.
• La nanorobótica es una rama todavía hipotética, se ocuparía de diseñar y crear robots en una escala nano, una de sus aplicaciones potenciales estaría en la nanomedicina y consistiría en el diagnóstico anticipado y combate del cáncer. Se espera poder inyectar al paciente estos nanorobots para combatir las células malas, también podrían tener otras aplicaciones como microcirugías o administrar medicamentos.
• Para remediar la contaminación atmosférica.
• Producción agrícola.
• Para el procesamiento de alimentos, etcétera.

Su impacto podría ser comparable al de la Revolución industrial, pero a diferencia de aquélla, los efectos de ésta no pueden ser previstos en pocos años y la humanidad está desprevenida ante tales riesgos:

• Puede ocurrir una nueva carrera armamentista, una competencia entre países por desarrollar armas y aparatos de espionaje que sean más pequeños, potentes y numerosos.
• La sobreexplotación de productos baratos podría causar graves daños al medio ambiente.
• La producción poco costosa y la multiplicidad de diseños en los productos podría generar grandes cambios en la economía.
• Según el CRN, algunas consecuencias podrían poner en riesgo la existencia de la humanidad, otros podrían producir grandes cambios sin causar la extinción de la especie; una combinación de varios podría empeorar la gravedad de cada uno y las soluciones que se plantean deben tomar en cuenta el impacto que tendrían sobre los demás.

Requisitos para los alimentadores de energía de las cargas en circuitos derivados

Con esta octava parte de Circuitos Derivados damos por concluido todo lo referente al Artículo 210 de Circuitos Derivados de la NOM-001-SEDE vigente. Veremos los requisitos de instalación, la capacidad de conducción de corriente y tamaño nominal mínimo de los conductores, para los alimentadores que suministran energía a las cargas de los circuitos derivados.

Respecto de lo que nos ocupa en esta ocasión, seguimos con el resto de las salidas necesarias, que complementarán las salidas necesarias de receptáculos para las unidades de vivienda y para las habitaciones de huéspedes, indicadas en el número anterior de la revista y que iniciamos en el articulo 210-50. Esta vez tratamos las salidas que son para: A) Aparadores, B) Equipo de calefacción, aire acondicionado y refrigeración, y C) Alumbrado en Unidad o unidades de vivienda, Habitaciones de huéspedes y Otros lugares (sótanos o espacios bajo el piso que albergan equipos que requieren reparación).

210-62. Aparadores
Directamente por encima de un aparador debe instalarse por lo menos una salida para receptáculo por cada 3,7 m lineales o fracción del área del aparador, medidos horizontalmente en su parte más ancha.

210-63. Salidas para equipos de calefacción, aire acondicionado y refrigeración
Debe instalarse una salida para receptáculo monofásica de 120 V o 127 V y 15 A o 20 A en un lugar accesible para el servicio o mantenimiento de los equipos de calefacción, refrigeración y aire acondicionado en las azoteas, áticos y espacios de poca altura. La salida para receptáculo debe estar situada al mismo nivel y a una distancia dentro de los 760 mm del equipo de calefacción, refrigeración o aire acondicionado. La salida para receptáculo no debe conectarse del lado de la carga del medio de desconexión del equipo.

Excepción: Equipos en azoteas de viviendas unifamiliares y bifamiliares.

210-70. Salidas requeridas para alumbrado
Las salidas para alumbrado deben instalarse donde se especifica en 210-70 (a), (b) y (c) siguientes:

a) Unidad o unidades de vivienda. En las unidades de vivienda, las salidas de alumbrado deben instalarse de acuerdo con (1), (2) y (3).

(1) Cuartos habitables. Debe instalarse al menos una salida para alumbrado controlada por un interruptor de pared, en todos los cuartos habitables y cuartos de baño.

Ver también: Cargas máximas y permitidas en circuitos derivados

Excepción 1: En otros recintos diferentes de cocinas y cuartos de baño se permite uno o más receptáculos controlados mediante interruptor de pared en lugar de salidas de alumbrado.

Excepción 2: Se permite que las salidas de alumbrado estén controladas por sensores de presencia que:


(1) Sean complementarios a los interruptores de pared, o

(2) Estén localizados donde se instalan normalmente los interruptores de pared y estén equipados con un control manual adicional que permita que el sensor funcione como interruptor de pared.


(2) Lugares adicionales. Se debe instalar al menos una salida de alumbrado controlada con un interruptor de pared, en pasillos, escaleras, garajes adjuntos y garajes separados con energía eléctrica y debe suministrarse iluminación en la parte exterior de entradas y salidas exteriores con acceso a nivel de piso. Una puerta vehicular en un garaje no debe considerarse como una entrada o salida exterior. Cuando estén instaladas salidas de alumbrado en escaleras interiores, debe haber un interruptor de pared al nivel de cada piso, para controlar la salida de alumbrado, en donde la diferencia entre los niveles de los pisos es de seis escalones o más.

Excepción: En pasillos, escaleras y accesos exteriores, se permite un control remoto, central o automático del alumbrado.

(3) Espacios para almacenamiento o equipo. En sótanos, espacios bajo el piso y cuartos de máquinas, debe instalarse al menos una salida para alumbrado con un interruptor o controlado por un interruptor de pared, en donde estos espacios se utilizan para almacenamiento o para contener equipo que requiere reparación. Al menos un punto de control debe estar en el punto habitual de entrada a estos espacios. La salida de alumbrado debe instalarse cerca del equipo que necesita reparación.

b) Habitaciones de huéspedes. En las habitaciones de huéspedes de los hoteles, moteles o inmuebles similares, debe haber al menos una salida para alumbrado o receptáculo controlada por un interruptor de pared.

c) Otros lugares. En los sótanos o espacios bajo el piso que albergan equipos que requieren reparación, tales como de calefacción, refrigeración o aire acondicionado, debe instalarse al menos una salida de alumbrado con interruptor, o controlada por un interruptor de pared. Al menos un punto de control debe estar en el punto habitual de entrada a estos espacios. La salida de alumbrado debe instalarse cerca del equipo que necesita reparación.

8 disturbios que afectan la calidad de la energía

Debido a la importancia que tiene la electricidad en nuestra vida es necesario contar con una buena calidad de energía. Los disturbios y variaciones de voltaje que se producen en la red eléctrica afectan directamente al usuario.

El concepto de calidad de la energía es muy amplio, para nuestro fin la definiremos como la ausencia de interrupciones, sobretensiones, deformaciones producidas por armónicas en la red, además le concierne la estabilidad de voltaje, la frecuencia y la continuidad del servicio eléctrico. Actualmente la calidad de la energía es el resultado de una atención continua. En años recientes, esta atención ha sido de mayor importancia debido al incremento del número de cargas sensibles en los sistemas eléctricos, las cuales por sí solas resultan ser una causa de degradación en la calidad de la energía eléctrica.

Por ejemplo, las depresiones de voltaje de sólo cinco milisegundos son capaces de hacer que una computadora pierda su información o tenga errores, es por esto que el incremento de equipo de procesamiento de datos (computadoras) ha señalado al problema de la calidad de la energía como algo muy serio.

Los disturbios no sólo afectan el equipo de los consumidores, también perjudican la operación de las líneas eléctricas de suministro y causan problemas como los siguientes:

1. Operación incorrecta de controles remotos.
2. Sobrecalentamiento de cables.
3. Incremento de las pérdidas reactivas de los transformadores y motores.
4. Errores en medición.
5. Operación incorrecta de sistemas de protección, entre otros.

A causa de estos problemas un componente de cualquier equipo puede sufrir un daño considerable al presentarse algún transitorio (variación de voltaje que dura relativamente poco tiempo) que rebase su nivel de aislamiento. Un ejemplo sería un rectificador, que puede llegar a fallar si es expuesto a un voltaje transitorio arriba de cierto nivel.

Podemos decir que el objetivo de la calidad de la energía es encontrar caminos efectivos para evitar y protegerse de los disturbios y variaciones de voltaje del lado del usuario, y proponer soluciones para evitar y protegerse de las fallas que se presentan del lado del sistema de la compañías suministradoras de energía eléctrica, para lograr con ello un suministro de energía eléctrica con calidad.

El problema de la calidad de la energía puede ser visto desde tres perspectivas diferentes:

1. La primera de ellas corresponde a los consumidores después del medidor, es el impacto de los disturbios en los equipos.
2. La segunda, también del lado de los consumidores, es que los fabricantes de equipos deben conocer los niveles de estos disturbios y la frecuencia con que ocurren, para así determinar una tolerancia razonable para sus equipos.
3. La tercera es más amplia, cómo los disturbios ocasionados por un consumidor afectan a otros consumidores que están conectados a la misma red de suministro.

La compañía de suministro no puede darse el lujo de suponer que provee una excelente calidad de energía, ya que algunos de los disturbios quedan fuera del control de la empresa. Por ejemplo, no puede evitar que una descarga atmosférica no caiga sobre o en las cercanías de una línea de transmisión, ni tampoco que un desperfecto en algún equipo genere una interrupción de energía.

Basados en el conocimiento del área eléctrica, los fabricantes deben diseñar y construir equipos que puedan resistir niveles razonables de disturbios. Los usuarios de equipo sensible a los disturbios pueden escoger entre dos opciones para eliminarlos o, al menos, reducirlos: una es hacer un buen diseño del circuito de distribución, otra, utilizar equipo de acondicionamiento.

Ver también: Voltaje y Corriente Eléctrica

Éstos son algunos tipos de consumidores que requieren forzosamente equipos de acondicionamiento para mantener un buen nivel de calidad de energía eléctrica:

1. Sistemas de información que utilizan equipo de cómputo.
2. Departamentos de paramédicos y bomberos.
3. Empresas públicas (gas, agua, energía eléctrica).
4. Aeropuertos.
5. Instituciones financieras.
6. Departamentos de policía, entidades gubernamentales, etc.

Los términos usados para describir los disturbios frecuentemente tienen diferente significado para distintos usuarios. Pero muchos atributos de calidad de energía son comúnmente reconocidos. A continuación se da una breve descripción de algunos de los más comunes:

1. Pico de voltaje. Es un incremento en el nivel de voltaje que dura microsegundos. Se debe principalmente a fallas en la red eléctrica, descargas atmosféricas y switcheo (del inglés switch,‘interruptor’, se utiliza para conectar y desconectar algo) de grandes cargas.
   
   
   
   
   
2. Depresión de voltaje (sags). Es un decremento momentáneo (varios ciclos de duración) en el nivel de voltaje debido a la conexión de grandes cargas, descargas atmosféricas y fallas en la red eléctrica.
   
   
   
   
   
3. Dilatación de voltaje (swell). Es un incremento del voltaje de varios ciclos de duración. Es ocasionado por la desconexión de cargas grandes y no llega a ser un sobrevoltaje.
   
   
   
   
   
4. Sobrevoltaje. Es una condición de voltaje elevado (arriba del valor nominal) que, a diferencia del swell, dura mucho más tiempo. Es causado por una pobre regulación de voltaje.
   
   
   
   
   
5. Parpadeo (flickers). Son fluctuaciones en el nivel de voltaje. Se deben a la conexión de cargas cíclicas, como hornos eléctricos, o por oscilaciones subarmónicas (que son señales de frecuencia menor a la fundamental). Por lo general este efecto se observa fácilmente en un cambio de intensidad en las lámparas y en el ruido acelerado y desacelerado de motores.
   
   
   
   
   
6. Interrupción de energía. Es la pérdida total de potencia. Por lo general se considera interrupción cuando el voltaje ha decrecido a un 15% del valor nominal o menos. Las causas son aperturas de líneas, daño de transformadores, operación de fusibles o equipos de protección de la red, entre otras posibilidades. También se consideran interrupciones de energía aquellas que duran milisegundos.
   
   
   
   
   
7. Ruido eléctrico. Es la distorsión (no necesariamente periódica) de la forma senoidal (representada aquí por la línea naranja) del voltaje. El origen puede estar en switcheo, transmisores de radio y equipo industrial de arco eléctrico.
   
   
   
   
   
8. Distorsión armónica. Es la distorsión (periódica) de la forma de onda senoidal del voltaje o corriente. Ésta es causada por la operación de equipos no lineales, como lo son rectificadores y hornos de arco eléctrico.
   
   
   
   
   

Pasado y presente de CFE

El servicio al cliente es prioridad para La Comisión Federal de Electricidad (CFE). Su compromiso es ofrecer servicios de excelencia, garantizando altos índices de calidad en todos los procesos, al nivel de las mejores empresas eléctricas del mundo.

CFE es un organismo público descentralizado, con personalidad jurídica y patrimonio propio del gobierno mexicano, que genera, transmite, distribuye y comercializa energía eléctrica para cerca de 27 millones de clientes, lo que representa casi 80 millones de habitantes, e incorpora anualmente más de 1 millón de clientes nuevos.

La CFE es también la entidad del gobierno federal encargada de la planeación del sistema eléctrico nacional, la cual es plasmada en el Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico (POISE), que describe la evolución del mercado eléctrico, así como la expansión de la capacidad de generación y transmisión para satisfacer la demanda en los próximos diez años, y se actualiza anualmente.

Para satisfacer la demanda de energía eléctrica que exige la sociedad mexicana, las obras de infraestructura eléctrica no sólo toman en cuenta su costo y sus requerimientos técnicos, sino también consideran las condiciones ambientales y sociales del entorno donde se desarrollan. Esto les permite asumir decisiones sobre la ubicación de cada proyecto y las características de su diseño y operación, previniendo consecuencias en el ambiente y el patrimonio cultural. De ser necesario aplica las medidas pertinentes para controlar las posibles secuelas de dichas obras sobre el entorno ambiental y cultural, y cumplir así con la normativa en ambas materias.

Objetivos

• Mantenerse como la empresa de energía eléctrica más importante a nivel nacional.
• Operar sobre las bases de indicadores internacionales en materia de productividad, competitividad y tecnología. 
• Estar orientada al servicio al cliente y ser reconocida por sus usuarios como una empresa de excelencia que se preocupa por el medio ambiente.
• Elevar la productividad y optimizar los recursos para reducir los costos y aumentar su eficiencia, así como promover la alta calificación y el desarrollo profesional de los trabajadores.

El 14 de agosto de 1937 el gobierno federal creó la Comisión Federal de Electricidad (CFE), su objeto sería organizar y dirigir un sistema nacional de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica, basado en principios técnicos y económicos, sin propósitos de lucro y con la finalidad de obtener con un costo mínimo, el mayor rendimiento posible en beneficio de los intereses generales. Hacia 1960 la CFE aportaba ya el 54% de los 2308 megawatts (MW) de capacidad instalada, la empresa Mexican Light el 25%, la American and Foreign el 12%, y el resto de las compañías 9%.

Sin embargo, a pesar de los esfuerzos de generación y electrificación, para esas fechas apenas 44% de la población contaba con electricidad. Por eso el presidente Adolfo López Mateos decidió nacionalizar la industria eléctrica el 27 de septiembre de 1960.

A partir de entonces se comenzó a integrar el Sistema Eléctrico Nacional, extendiendo la cobertura del suministro y acelerando la industrialización. El Estado mexicano adquirió los bienes e instalaciones de las compañías privadas, las cuales operaban con serias deficiencias por la falta de inversión y los problemas laborales.

Para 1961 la capacidad total instalada en el país ascendía a 3250 MW. CFE vendía 25% de la energía que producía y su participación en la propiedad de centrales generadoras de electricidad pasó de 0 a 54%.

En esa década más de 50% de la inversión pública se destinó a obras de infraestructura. Se construyeron importantes centros generadores, entre ellos los de Infiernillo y Temascal, y se instalaron otras plantas generadoras, con lo que se alcanzó, en 1971, una capacidad instalada de 7874 MW.

Para finales de esa década se superó el reto de sostener el ritmo de crecimiento al instalarse, entre 1970 y 1980, centrales generadoras que dieron una capacidad instalada de 17 360 MW. Cabe mencionar que en los inicios de la industria eléctrica mexicana operaban varios sistemas aislados, con características técnicas diferentes, llegando a coexistir casi 30 voltajes de distribución, 7 de alta tensión para líneas de transmisión y 2 frecuencias eléctricas de 50 y 60 hertz.

Esta situación dificultaba el suministro de electricidad, por lo que CFE definió y unificó los criterios técnicos y económicos del Sistema Eléctrico Nacional, normalizando los voltajes de operación, con la finalidad de estandarizar los equipos, reducir sus costos y los tiempos de fabricación, almacenaje e inventariado.

Posteriormente se unificaron las frecuencias a 60 hertz y CFE integró los sistemas de transmisión en el Sistema Interconectado Nacional.

En la década de los ochenta el crecimiento de la infraestructura eléctrica fue menor que en la década anterior, principalmente por la disminución en la asignación de recursos a la CFE. No obstante, en 1991 la capacidad instalada ascendió a 26 797 MW. A inicios del año 2000 se tenía ya una capacidad instalada de generación de 35 385 MW, cobertura del servicio eléctrico del 94.70% a nivel nacional, una red de transmisión y distribución de 614 653 km, lo que equivale a más de 15 vueltas completas a la Tierra y más de 18.6 millones de usuarios, incorporando casi 1 millón cada año.

Ver también: Coordinación entre CFE y FIDE

Infraestructura

La infraestructura para generar la energía eléctrica está compuesta por 177 centrales generadoras, con una capacidad instalada de 50 238 MW. El 22.81% de la capacidad instalada corresponde a 21 centrales construidas con capital privado por los Productores Independientes de Energía (PIE). En la CFE se produce la energía eléctrica utilizando diferentes tecnologías y diferentes fuentes de energético primario. Tiene centrales termoeléctricas, hidroeléctricas, carboeléctricas, geotermoeléctricas, eoloeléctricas y una nucleoeléctrica.

Para conducir la electricidad desde las centrales de generación hasta el domicilio de cada uno de sus clientes, la CFE tiene cerca de 672 000 km de líneas de transmisión y de distribución. El suministro de energía eléctrica llega a cerca de 188 000 localidades (184 613 rurales y 3325 urbanas) y al 96.68% de la población de acuerdo con el último censo de población 2008.

En los últimos diez años se han instalado 42 000 módulos solares en pequeñas comunidades muy alejadas de los grandes centros de población. Esta será la tecnología de mayor aplicación en el futuro para aquellas comunidades que aún no cuentan con electricidad.

En cuanto al volumen de ventas totales, 77.3% lo constituyen las ventas directas al público; 22.3% se suministraba a la extinta empresa Luz y Fuerza del Centro, y el 0.4% restante se exporta.

La Compañía de Luz y Fuerza del Centro (LyFC) transmitió, distribuyó y comercializó energía eléctrica en la zona central de México, todo el Distrito Federal, 80 municipios del Estado de México, 2 de Morelos, 2 de Puebla y 5 de Hidalgo, fue liquidada mediante un decreto publicado en el Diario Oficial de la Federación el 11 de octubre de 2009. A partir de entonces, CFE es la encargada de brindar el servicio eléctrico en todo el país.

Durante noviembre del año 2009 el promedio mensual de consumo por usuario fue de 476 kWh. CFE es reconocida como una de las mayores empresas eléctricas del mundo, y aún mantiene integrados todos los procesos del servicio eléctrico.

Organización

La CFE está organizada en diversas áreas foráneas: Gerencias Regionales de Producción; Gerencias Divisionales de Distribución; Gerencias de Transmisión y Transformación; Áreas de Control, Residencias Regionales de Construcción. Por otro lado, se tienen áreas desconcentradas como es el caso de la Gerencia de Laboratorio, de la Gerencia de Estudios de Ingeniería Civil, la Gerencia de Centrales Nucleoeléctricas y la Gerencia de Centrales Termoeléctricas.

La capacidad efectiva de cada una de las Gerencias Regionales de Producción es la siguiente:

1.  Noroeste: 5925.257 MW
2.  Norte: 6826.441 MW
3.  Occidente: 8449.530 MW
4.  Central: 5744.960 MW
5.  Sureste: 10 301.138 MW

Las centrales eléctricas por tipo de tecnología se dividen en:

• 26 Centrales Termoeléctricas tipo Vapor Convencional, con 87 unidades generadoras;
• 2 Centrales Carboeléctricas y 1 Dual, con 14 unidades generadoras;
• 12 Centrales tipo Ciclo Combinado, con 56 unidades generadoras;
• 7 Centrales Geotermoeléctricas, con 38 unidades generadoras;
• 64 Centrales Hidroeléctricas, de las cuales 20 son de gran importancia y 44 son centrales pequeñas, con un total de 181 unidades generadoras;
• 32 Centrales Turbogas (Fijas), con 78 unidades generadoras (70 fijas y 8 móviles);
• 2 Centrales Eólicas: La Venta, en Oaxaca, fue la primera planta eólica integrada a la red en México y en América Latina, con una capacidad instalada actual de 85.250 MW, consta de 104 aerogeneradores; y Guerrero Negro, en Baja California Sur, con una capacidad instalada de 0.600 MW, consta de un solo aerogenerador.
• 1 Central Nucleoeléctrica, Laguna Verde, en Veracruz, con 2 unidades generadoras.