Energía gravitacional con sello mexicano

Inventor de tiempo completo a sus 50 años, el ingeniero Héctor Ricardo Macías comienza a destacar a nivel nacional por sus creaciones. Es precisamente una de ellas la que le abrió las puertas para comenzar a patentar los inventos que ha trazado durante horas de trabajo. Se trata del "Sistema para generar energía aprovechando el peso del flujo vehicular y peatonal", que en este momento se encuentra en fase de diseño, realizando prototipos.

En palabras del ing. Macías: "Aunque toda la vida nos han dicho que las plantas hidroeléctricas generan gran parte de la energía que consumimos, en realidad estamos partiendo de un error, ya que es la fuerza de gravedad la que produce la energía. El agua puede tener todo el potencial que se quiera, pero sin la atracción gravitacional que provoca la caída en los ríos y cataratas no se produce ninguna energía. Partiendo de esta idea es que nació este sistema, que aprovecha el peso que los vehículos, las personas y aún el ganado, ejercen sobre la corteza terrestre para presionar fuelles de perfil muy bajo, pero que al ser atacados por el peso generan aire a alta presión. A partir de ese paso sólo resta convertir el aire a presión en electricidad por medio de una turbina y un generador."

"A mediano plazo podemos pensar en una casa que instale sus "rampas escalón", simplemente pegadas en la calle con una manguera hacia el generador interior; tener generadores eléctricos en las tuberías del agua y una "planta generadora de viento solar" en la azotea." Un aspecto importante es que el sistema del ing. Macías puede instalarse en racks, de manera vertical, cosa que no puede hacerse con las celdas solares que tienen que armarse de manera horizontal y en ocasiones robando terreno que ya no puede usarse para la agricultura. La tendencia entonces es generar un poco de energía de cada sistema y así alimentar sustentablemente a los hogares. Al ser iguales las condiciones, podemos pensar que alimentar una casa, un parque o una carretera, se puede hacer sin ningún problema con estos sistemas, sin hacer adaptaciones mayores.

Ver también: El poder de las olas del mar para generar electricidad

El "Sistema para generar energía aprovechando el peso del flujo vehicular y peatonal" no es el único invento de este ingeniero civil, también ha creado un Sistema para generar electricidad aprovechando la fuerza que tienen los líquidos al circular por las tuberías. "Este puede ser interesante también porque puede generar energía incluso con líquidos inflamables: podríamos pensar en electrificar comunidades cercanas al paso de oleoductos, por ejemplo. Tengo además otro sistema para generar electricidad con el agua de lluvia poniendo una turbina helicoidal en los tubos de bajada del agua".

Sistema para generar electricidad con el sol sin usar fotoceldas. "Las celdas aprovechan el paso de los fotones, o dicho de otra forma la parte luminosa de los rayos solares, pero dejan de lado el espectro calórico o infrarrojo de los rayos del sol. Mi invento consiste en turbinas que trabajan en capelos transparentes al vacío con papalotes pintados de negro matizado por una cara y de color plata metalizada la otra cara. Una cara absorbe más calor que la otra y tiende a alejarse, y al estar al vacío no tiene problemas en provocar la rotación de su eje y por lo tanto generar electricidad con el calor del sol, no con la luz como se hace ahora".

Todo el material requerido para inventar estos sistemas ha sido absorbido por el Ingeniero Héctor Ricardo Maclas, quien comenta que únicamente ha recibido apoyo por parte del Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual (IMPI) para patentar sus creaciones. Y califica a este proceso como fácil, "lo difícil viene con los planes de explotación y financiamiento para lograr llevarlos al mercado".

En este momento se encuentra buscando alguna propuesta que le permita sacar a la luz sus proyectos en el territorio mexicano. "Me recibido ofertas de dos países europeos, uno asiático y dos de Norteamérica, pero yo quiero que estas tecnologías se queden en México, pero de aquí nadie me ha hecho ninguna oferta de trabajo".

Ahorro de 3259 GWh/Año en consumo de instalaciones eléctricas residenciales

El FIDE participa de manera activa y permanente en las tareas y estrategias nacionales para alcanzar las metas del desarrollo sostenible del país, camino en el cual el ahorro y uso eficiente de energía eléctrica juega un papel primordial.

Uno de los elementos determinantes en la evolución y desarrollo de la humanidad es la disponibilidad de energía. La preocupación del hombre, en este sentido, pasó de la obtención de este recurso, a lograr un aprovechamiento óptimo que le permita alcanzar la máxima eficiencia en la explotación, producción, transformación y uso del mismo. En este contexto, el ahorro de energía en la actualidad es, y continuará siendo en el futuro, un factor clave en la consecución de objetivos prioritarios en nuestro país, como son el asegurar un suministro suficiente y oportuno de energía, optimizar las inversiones en materia de infraestructura para este sector, contribuir a la preservación y protección de los recursos naturales, elevar las condiciones de vida de la población mejorando su economía, así como incrementar la productividad y competitividad de las empresas.

Con base en lo anterior, el Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE), a partir de 1990 ha desarrollado diversas acciones que van desde el financiamiento de proyectos de ahorro de energía eléctrica en industrias, comercios y empresas de servicio, hasta programas a gran escala, implementando una estrategia basada en cuatro grandes etapas que se ilustran en la siguiente figura.

Los programas se han desarrollado en los sectores residencial, industrial y comercial. En este orden de ideas destaca por su importancia el sector residencial en el consumo de energía eléctrica de México.

En 2012, los 32.2 millones de usuarios de las instalaciones eléctricas residenciales existentes en el país consumieron poco más de 52 mil GWh de energía eléctrica, equivalente a 25% del total nacional. Dicha cifra colocó a este sector en el segundo lugar de consumo, después de la industria.

El sector residencial por sus características de impacto en el consumo de energía, número de usuarios, dispersión y concentración del uso de la electricidad en tres tipos de equipos -iluminación (39%), aire acondicionado (26%), refrigeración (19%) y otros (14%)-; requiere de programas a gran escala para el ahorro de energía.

Estos datos revelan la importancia del consumo doméstico de electricidad y, por ende, del potencial de ahorro energético que tiene este sector a nivel nacional, al aplicar acciones de eficiencia en el consumo de este recurso.

Oportunidad de ahorro energético

Del total de la energía contenida en un barril de petróleo, si ésta se utiliza en una lámpara incandescente sólo se aprovecha 6.16%, en tanto que si se utiliza en una lámpara fluorescente compacta se aprovecha 32.28%, de ahí el gran potencial de ahorro  que  existe  al   sustituir  esos  equipos  por  lámparas ahorradoras.

Con base en lo anterior los primeros programas desarrollados por el FIDE se enfocaron a la sustitución de LI por LFC.  El primero de éstos fue a nivel piloto en el sureste de México con un número limitado de lámparas.

Posteriormente, con base en los resultados del proyecto llumex, que llevó a cabo la CFE con apoyo del FIDE , se continuó con la sustitución de lámparas mediante la instalación de módulos de atención a usuarios en agencias de la Comisión Federal de Electricidad, en los cuales se entregaron lámparas y el usuario las pagó mediante cargos en su facturación eléctrica, en un periodo de 8 meses.

Este programa permitió acelerar el posicionamiento de esta tecnología de iluminación doméstica, generando impactos en los precios de la misma, que empezaron a reducirse facilitando su adquisición para los usuarios residenciales.

En 2011 y 2012 se llevaron a cabo los programas Luz Sustentable I y II. El resultado de este programa fue la sustitución de 45.8 millones de lámparas incandescentes por lámparas fluorescentes compactas.

En ahorro de energía eléctrica el logro de ambas etapas de Luz Sustentable fue de 10 mil 300 GWh en consumo y cuatro mil Megawatt en demanda, que en términos ambientales equivalen a la reducción de 5.7 millones de toneladas de emisiones de bióxido de carbono equivalente (MtCO2e).

Sustitución de equipos electrodomésticos

Con el propósito de lograr ahorros mediante la sustitución de los otros dos equipos que mayor impacto tienen en el consumo de energía -aires acondicionados y refrigeradores-, en 2002 arrancó el Programa de Financiamiento para el Ahorro de Energía Eléctrica (PFAEE), mediante el cual se remplazaron 623 mil refrigeradores, 130 mil equipos de aire acondicionado y se instaló aislamiento térmico en alrededor de 24 mil viviendas. A partir de los beneficios generados por el PFAEE entre 2006-2011, se llevó a cabo el Programa de Sustitución de Equipos Electrodomésticos (PSEE), el resultado de este programa fue la sustitución de un millón 682 mil refrigeradores y 201 mil 300 equipos de aire acondicionado.

Todos estos programas de sustitución de equipos electrodomésticos hicieron posible alcanzar los beneficios que se indican en la siguiente Tabla:

11 consideraciones generales para la instalación de bancos de ductos

Te presentamos 11 consideraciones generales que debemos observar durante la instalación de bancos de ductos:

1. Los circuitos deben seguir una trayectoria que vaya a lo largo de las aceras, camellones, periferia de zonas verdes y andadores.
   


2. En el acabado final de la banqueta y en el eje del trazo del banco de ductos se marcará, cada 5 metros, bajo relieve las siglas de CFE.
   


3. Los registros no deben localizarse en banquetas angostas, en carriles de estacionamiento, cocheras ni frente a puertas o salidas de peatones.
   


4. Los registros deben ubicarse en el límite de propiedad y colocar, según lo permitan las acometidas, lo más retirado uno del otro, cuidando el cumplimiento de los criterios de regulación y pérdidas de la red de distribución.
   


5. Deben instalarse registros en los puntos donde se consideren derivaciones por acometidas.
   
   
   
   
   


6. Los cambios de dirección pueden ser absorbidos por los ductos, siempre y cuando se respeten los radios mínimos de curvatura de los cables y la presión lateral no rebase los límites permisibles para el cable durante el jalado.
   


7. Se puede prescindir del registro de la base del transformador colocando las reservas de cable correspondientes a estos equipos en los registros adyacentes, cuidando la llegada de los ductos como se muestra en la siguiente imagen. En los transformadores donde se empleen registros, éstos deben ser del tipo reducido, según se indica en los planos de las Bases para Transformador Monofásico o Trifásico y Registro Reducido.
   
   
   
   
   
   Ver también: 6 tipos de terrenos para bancos de ductos de instalaciones eléctricas subterráneas
   
   


8. Cuando se proyecte la utilización de equipos seccionadores en media tensión, se puede prescindir de los registros del lado fuente y del lado carga de los mismos, siempre y cuando se cuente con registros adyacentes, en los cuales se alojarán las reservas de cable correspondientes a dichos equipos.
   


9. En todos los casos debe respetarse los radios mínimos de curvatura y presiones laterales máximas permisibles de los cables.
   


10. El banco de ductos debe terminarse con boquillas abocinadas en los registros que, una vez cableados, deben sellarse con algún sello-ducto adecuado, compatible con la cubierta del cable, que no la dañe mecánicamente; tiene que ser expandible, formar sello hermético y que no propague el incendio.
    


11. En estructuras de transición preferentemente se emplearán postes con el ducto alojado en su interior, como se indica en el capítulo 4 de la NOM. Cuando esto no sea posible, el ducto será de color negro corrugado o liso con una RD 13,5 y debe cumplir con la norma NRF-057-CFE.
    


12. Los tubos de PAD o PADC deben cumplir con la norma NRF-057-CFE y sólo se podrán utilizar en colores rojo y naranja.

6 tipos de terrenos para bancos de ductos de instalaciones eléctricas subterráneas

Entre las consideraciones que se deben tomar en cuenta para toda instalación eléctrica subterránea están los tipos de servicios y las características de construcción de la obra civil que permitan la realización de los bancos de ductos, acorde a los terrenos.

Tipos de terrenos:

1. Terreno blando y normal


Se puede utilizar como relleno, retirando únicamente las capas con contenido orgánico para evitar la expansión del relleno.



2. Duro y rocoso


Para utilizar este material como relleno es necesario eliminar las rocas con tamaños mayores a ¾”, así como las capas con contenido orgánico.



3. Piedra


Este material no se debe utilizar como relleno, a menos que la excavación se efectúe con zanjadora (1), la cual deja un material de grano fino propicio para la compactación; en caso contrario se utilizará material de banco para los rellenos.


Ver  también: 4 elementos que componen una red eléctrica subterránea



4. Con alto nivel freático


Se puede utilizar producto de excavación que no contenga piedra en tamaños mayores a ¾” y libre de contenido orgánico.



5. Nivel freático muy alto


Se considera terreno con nivel freático muy alto donde el agua esté a 85 cm del nivel de piso o menos.



6. Terrenos inestables


Se excavará hasta encontrar estratos donde se tenga la firmeza de terreno suficiente para poder compactar; se utilizará material de banco para rellenar y compactar hasta el nivel de la instalación.

La tubería conduit de Polietileno de Alta Densidad (PAD) cumple con las condiciones que marca esta sección, excepto si se requiere una perforación horizontal dirigida, es decir cuando no se abre zanja y la perforación e introducción de la tubería se hace a través de maquinaria que perfora por medio de taladro y va introduciendo el PAD. Para este caso se requiere forzosamente la utilización de tubería PAD lisa, debido al esfuerzo de jalado que se realiza a la misma.



(1)La zanjadora o excavadora de zanjas, es una máquina que se emplea en ocasiones donde se necesita instalar varios tubos o cables por debajo de la tierra. Para zanjas de larga distancia esta máquina puede ser más adecuada que la pala excavadora.

3 modelos de Sistema de Monitoreo de Contaminación en líneas y subestaciones en México

Con la llegada de nuevas tecnologías, la tendencia internacional en el mantenimiento de sistemas eléctricos de potencia es el RCM (Reliabi-lity Centered Maintenance, Mantenimiento Centrado en la Conflabilidad), éste se basa en la asignación de índices de importancia y la determinación de niveles de riesgo de falla de sus equipos.

Una filosofía derivada del RCM y que se aplica en sistemas eléctricos es el Mantenimiento Basado en la Condición CCM (Condition Centered Maintenance), que se centra en la condición operativa del equipo o componente del sistema.

Una vez establecido el RCM o el CCM, es posible realizar la gestión del mantenimiento, lo cual implica mantener actualizados los registros de inventarios, las estadísticas de fallas y otros índices que sean de utilidad, además del cálculo económico. Para implementar las técnicas de RCM o CCM es indispensable contar con herramientas de diagnóstico de los equipos o elementos vitales del sistema eléctrico.

El diagnóstico se realiza midiendo un conjunto de variables que mostrarán el estado operativo del equipo e incluso permitirán estimar la vida residual del mismo.

El principal problema es identificar los equipos del sistema a mantener, y determinar las funciones de los mismos y sus posibles modos de falla. Posteriormente se especifica qué variables son las que se deben medir.

En el caso de los sistemas eléctricos de potencia, uno de los componentes principales es el aislamiento externo, en el cual se registran diversos problemas, uno de los principales es la contaminación ambiental. A diferencia de otras fallas que son  momentáneas (sobretensiones producidas por rayo o maniobra), el   flameo   por  contaminación   puede  dejar los equipos primarios de una subestación o líneas de transmisión fuera de servicio por varias horas.

El desconocimiento del nivel de contaminación que tiene el aislamiento, impide la oportuna toma de decisiones para evitar las salidas por contaminación. Las alternativas para contrarrestar los efectos de ésta implican un alto costo en materiales y mano de obra.

Los métodos de mantenimiento modernos emplean herramientas de diagnóstico que permiten conocer el nivel de contaminación de los aisladores. Esto evita un mantenimiento excesivo o inoportuno, lográndose un uso más eficiente de los recursos empleados.

Un aislamiento externo contaminado al humectarse, permite el paso de una corriente sobre su superficie, a esta corriente se le conoce como corriente de fuga (CF), la cual está compuesta por una frecuencia de 60 hz y armónicas impares, especialmente su tercer armónica.

La medición de CF es una buena alternativa para realizar el diagnóstico del nivel de contaminación en aislamientos externos, ya que se realiza en tiempo real e involucra todas las variables asociadas tales como humedad, temperatura, composición del contaminante (soluble e insoluble), perfil, material del aislador, etcétera.

Investigaciones recientes sugieren que la relación en la magnitud de la frecuencia fundamental (60 hlz) y la tercera armónica (180 hz) puede estar ligada con el nivel de contaminación de un aislador y la degradación de un aislador sintético.

Mientras el aislador está completamente humectado, sólo la frecuencia fundamental está presente en la CF. Cuando el aislador se seca y se inicia la actividad de bandas secas, la tercera armónica crece y es un indicativo de la actividad de descargas intermitentes de CF.

El Instituto de Investigaciones Eléctricas (IIE) ha realizado diversos proyectos tendientes a buscar alternativas contra contaminación y a realizar el diagnóstico del aislamiento basándose en la medición de la CF. Así, se llevaron a cabo diversas pruebas en el laboratorio para correlacionar la CF con el nivel de contaminación de un aislador. También se identificó la correlación que existe entre la CF y otros métodos de medición como el DESD y DDMS. Estos últimos métodos se basan en la identificación del material soluble e insoluble en el contaminante depositado.

Una vez establecida la relación entre el nivel de contaminación y la CF, se realizaron nuevas pruebas en el laboratorio a fin de establecer la correlación entre el riesgo de falla del aislamiento con el nivel de CF. Se determinaron niveles de riesgo de falla en función de 8 rangos de corriente de fuga. Estos niveles de riesgo varían en función de la distancia específica de fuga. Es decir, un mismo valor de CF tiene diferentes niveles de riesgo dependiendo de la distancia específica de fuga que se trate.

Con base en la experiencia recabada durante varios años, se generó un semáforo de alerta con una serie de recomendaciones de mantenimiento en función del nivel de riesgo que se determine, tal como se muestra en la siguiente imagen:

Ver también: 8 partes de las subestaciones eléctricas

Sistema de monitoreo de contaminación

En México, la CFE ha establecido un programa de monitoreo de corriente de fuga (CF) en líneas y subestaciones de transmisión para reducir su índice de salidas por contaminación y mejorar la eficacia de sus programas de mantenimiento.

Para ello, el IIE desarrolló un Detector de Corriente de Fuga (DCF) que mide en tiempo real la CF en cuatro canales y almacena la información en su memoria interna. El sensor de corriente también fue desarrollado por el IIE y es capaz de medir desde 0.5 mA hasta más de 1 A de CF. Sin embargo, en caso de ocurrir una falla, el paso de corriente por el sensor será la corriente de cortocircuito de la red eléctrica que puede ser de decenas de kA. Es por ello que el sensor es del tipo inductivo, a fin de evitar el paso de corriente directo hacia el sistema de medición.

Se desarrolló un Sistema de Monitoreo de Contaminación (SMC) capaz de realizar el monitoreo en forma automática y con la capacidad de determinar si los niveles de corriente de fuga representan un riesgo de falla del aislamiento.

SMC_LT


Se tienen tres modelos del SHC, el primero es el Sistema de Monitoreo de Contaminación para Líneas de Transmisión (SMC_LT), que monitorea desde una Subestación los Detectores de Corriente de Fuga cercanos en un radio de 20 a 50 km, dependiendo si existe línea de vista. Cada 24 horas, el SMC_LT le solicita al DCF la información capturada. La comunicación entre los DCF's y el SMC_LT es vía radio en la banda libre de 900 MHz.

Debido a que los DCF's se encuentran a la mitad de las estructuras, muy cercanos a los conductores de alta tensión, la inducción que produce el paso de la corriente es un problema para el uso de radiofrecuencias. Es por ello que se usan radios de espectro disperso a fin de dotarlos de inmunidad al ruido.

Si la CF medida alcanza un nivel de riesgo peligroso en alguno de los canales, el SMC_LT envía una alarma por correo electrónico. Un SMC_ LT puede supervisar 7 DCF's vía radio. Cuenta con aplicación web para el envío de correos electrónicos y manejo de base de datos por internet. Los SMC_LT instalados también tienen estación meteorológica que mide temperatura, humedad, viento, presión y precipitación pluvial.



SMC_MOI//L


Cuando un Detector de Corriente de Fuga no tiene línea de vista hacia la subestación, la información puede ser extraída a través de un Sistema de Monitoreo de Contaminación Móvil (SMC_MOVIL). Éste consiste en un sistema de radiocomunicación acoplado en una computadora portátil, que mediante un programa se puede enlazar al DCF vía radio, en un punto en donde ya exista línea de vista. Posteriormente, cuando el SMC_MOVIL esté dentro de una red, descargará la información capturada en un servidor de algún SMC_LT.



SMC_SE


En forma paralela al desarrollo del SMC_LT, el IIE desarrolló un sistema de medición de CF para el laboratorio. Este sistema permite la adquisición en tiempo real de la CF. En una versión nueva para subestaciones, se desarrolló el Sistema de Monitoreo de Contaminación para Subestaciones (SMC_SE), que reúne y amplía las características técnicas de los DCF's para líneas de transmisión, ya que permite el monitoreo en tiempo real de 16 sensores en una subestación. Está basado en la conexión física entre los puntos de monitoreo y una Unidad Central de Monitoreo en el cuarto de control.

Mediante el SMC_SE es posible monitorear equipo eléctrico primario en subestaciones. El SMC_SE recibe información del oscilograma de la CF y su transformada rápida de Fourier (FFT, por sus siglas en inglés), graficándola en tiempo real. Posteriormente, guarda el oscilograma si el evento es mayor a un rango preestablecido (usualmente 15 mA). Si el SMC_SE determina un Nivel de Riesgo peligroso, se genera una alarma por correo electrónico.

Factores Meteorológicos

Todos los SMC_SE instalados cuentan con estación meteorológica que mide temperatura, humedad, viento, presión, precipitación pluvial.

Se ha iniciado el análisis de la correlación de los parámetros meteorológicos y la CF. Se ha logrado establecer tres condiciones para la existencia de CF. El incumplimiento de una de las tres condiciones significa que la probabilidad de evento es baja. Estas tres condiciones demuestran que el nivel de CF depende principalmente de la humedad relativa, temperatura ambiente y dirección de viento.

Por otro lado, para altas velocidades de viento y altas presiones barométricas, la fuente de humectación puede lavar el aislamiento, reduciendo de esta manera la probabilidad de circulación significativa de CF. Sin embargo, se requiere un mayor análisis de este tipo de casos para validar esta aseveración.

Equipo de seguridad para trabajo en altura

El trabajo en altura implica el riesgo de caída en aberturas que presenten las superficies de trabajo, tales como perforaciones, pozos, cubos y túneles verticales.

En muchos lugares de nuestro país la construcción vertical ha venido en incremento. Un ejemplo son los grandes desarrollos de departamentos, en los que se requiere del importante trabajo del electricista, al igual que las instalaciones en almacenes, iluminación perimetral y áreas comunes.

En este tipo de trabajos se requiere subir a realizar conexiones, instalación, mantenimiento y un sinnúmero de actividades que pueden implicar desde 15 minutos hasta varias horas, por lo que resulta riesgoso. Y es que al estar más de 15 minutos sujetado y soportando cierta parte del peso, comienzas a perder sensibilidad en las manos y se adormecen las extremidades; esta situación es altamente peligrosa, ya que puedes perder el equilibrio y sufrir accidentes. Con esto queda claro que los accidentes no necesariamente se registran debido al cansancio, ya que es posible sufrir un choque eléctrico, caer desde 1.5 m y presentar fracturas considerables o incluso tener consecuencias fatales.

Equipo de protección personal

El Equipo de Protección Personal (EPP) para trabajos en altura es aquel empleado para suspender o soportar a un trabajador en actividades que impliquen riesgo de caída. Comprenden también los utilizados para la prevención de caídas de altura y para la detención en el caso de que éstas lleguen a presentarse, los denominados de restricción, posicionamiento así como de ascenso y/o descenso controlado.

Andamios

Entre los equipos que no son precisamente de protección personal, pero cuyo uso es totalmente recomendado, se encuentran los andamios; se trata de cualquier plataforma con sus elementos de estructura, soporte y anclaje, elevada en forma temporal, soportada o suspendida, que es empleada para realizar trabajos en altura y puede ser de seis tipos:

1. De un punto: El sostenido por cables en un punto de anclaje.


2. De dos puntos: El sostenido por cables en dos puntos de anclaje.


3. De varios puntos: El sostenido por cables en tres o más puntos de anclaje, y en el que los módulos de la plataforma no están articulados entre sí.


4. Continuo articulado: El constituido por módulos articulados sostenidos por cables en tres o más puntos de anclaje.


5. Suspendido temporal: El instalado temporalmente en un edificio o estructura para efectuar tareas específicas, sostenido por uno o más puntos de anclaje, que deberá ensamblarse antes de ser utilizado en el sitio de trabajo, y desmantelarse o removerse al concluir las tareas.


6. De varios puentes: El formado por dos o más niveles montados verticalmente.

Ver también: 8 tipos de accidentes de trabajo en construcciones (y cómo proporcionar primeros auxilios)

Participación de todos

Es de vital importancia contar con el EPP, pero también entender que los electricistas deben participar en la capacitación que proporcione el patrón para el desarrollo seguro de los trabajos en altura y para la aplicación del plan de atención a emergencias.

Conocer y cumplir con las medidas de seguridad establecidas por el contratista en los instructivos, manuales o procedimientos, e informar sobre cualquier condición insegura y/o acto inseguro que se observe en los trabajos en altura (cualquier desgaste, daño, deterioro, mal funcionamiento u otra anomalía que se detecte en los sistemas, equipos y componentes, empleados para la realización de este tipo de actividades), a efecto de que se tomen las medidas correctivas pertinentes y se constate que no existe riesgo en su uso.

De igual forma, es importante someterse a los exámenes médicos que indique el patrón, e informar a éste sobre cualquier afectación a la salud o acrofobia (miedo a las alturas) que comprometa tu seguridad o a de terceros.

Sistema de protección contra caídas

Otro elemento adicional y muy importante es el arnés de seguridad de cuerpo completo, un equipo de protección personal que se ajusta al torso y a los muslos del usuario, compuesto por elementos como bandas flexibles, hebillas, mecanismos de ajuste, herrajes y anillos metálicos. Se emplea principalmente en los sistemas de detención de caídas.

El arnés, junto con la línea de vida y el amortiguador, hacen el sistema de protección contra caída. El amortiguador o absorbedor de energía disipa la energía cinética generada durante una caída; limita las fuerzas aplicadas en el sistema, en el dispositivo de anclaje y en el usuario.

La línea de vida por otro lado es el segmento de material flexible que, junto con un absorbedor de energía, se utiliza como elemento de unión o conexión, en caso de caída de un trabajador. Existen dos tipos:

1. Horizontal o de posicionamiento, que se sujeta a puntos de anclaje, y sobre la cual se puede deslizar un conector de un sistema de protección personal para interrumpir caídas de altura.
   
   
   
   
   
2. El otro tipo es el vertical o contracaídas, que se instala en forma temporal o permanente, suspendida o bajo tensión, y sobre la cual se puede conectar un bloqueador de caída de tipo corredizo.
   
   
   
   
   

6 consejos para una instalación eléctrica en una central de abastos

Las instalaciones eléctricas de cualquier tipo deben proporcionar seguridad al usuario, pero en sitios donde la concentración de gente es mayor este punto cobra particular importancia.

En esta entrada veremos algunos aspectos importantes a considerar en el diseño y realización de una instalación eléctrica en una central de abasto. En primer término, debemos entender de manera general la acometida principal y las derivaciones para los diferentes locales comerciales.

1. Acometida.
Dependiendo de la carga total de la central de abasto y de la disponibilidad de energía eléctrica en esa zona por parte de la CFE, se debe contratar una acometida trifásica, ya sea en alta (13 KV o 23 KV); o en baja tensión (127 V / 220 V).


2. Subestación.
En caso de que sea en alta tensión, se deberá contar con una subestación para reducir la tensión a valores de utilización (127 V / 220 V); actualmente se prefiere utilizar una subestación compacta, ya que tiene la ventaja de ser pequeña, ser más segura y su mantenimiento es menor que el requerido por una subestación eléctrica convencional.


3. Sistema de alimentación.
En cualquiera de los casos anteriores, al final de cuentas se tendrá un sistema de alimentación a 3 fases 4 hilos, es decir, se contará en los alimentadores principales con 4 conductores, de los cuales 3 serán fases y el 4º conductor será neutro.


Ver también: Requisitos de CFE para preparaciones residenciales


4. Alimentaciones independientes.
A partir de la acometida general, se derivarán las alimentaciones independientes para cada local, que dependiendo del tipo y cantidad de carga podrá tener un tipo de alimentación: a 1 fase y neutro (para cargas monofásicas solamente); a 2 fases y neutro (para cargas monofásicas y bifásicas); o bien a 3 fases y neutro (alimenta cargas monofásicas, bifásicas y trifásicas). En cualquiera de los casos, siempre deberá existir de manera adicional el conductor de tierra física de protección de acuerdo con la NOM-001-SEDE-2012. Es importante aclarar que cada local deberá tener su propio medidor de consumo eléctrico.


5. Conductores de la acometida.
Los conductores de la acometida principal son determinados y proporcionados por el proveedor del servicio del suministro eléctrico en función de la carga total instalada en todos y cada uno de los locales comerciales.


6. Tipo de acometida.
Dependiendo de las condiciones topográficas del lugar de la instalación eléctrica, la acometida puede ser aérea o subterránea. Actualmente se prefiere la acometida subterránea, tanto por estética como por funcionalidad, seguridad y eficiencia.

Para el caso de una acometida aérea, la CFE indica las especificaciones de la acometida principal y las alimentaciones para cada local mediante su enlace de internet:

https://www.cfe.mx/negocio/Informaci%C3%B3n%20al%20Cliente/Documents/Red_aerea/Plaza.pdf

Para el caso de una acometida subterránea, la CFE nos indica las especificaciones de la acometida principal y las alimentaciones para cada local mediante su enlace de internet:

https://www.cfe.mx/negocio/Informaci%C3%B3n%20al%20Cliente/Documents/Red_subterranea/Plaza2.pdf

En ambos diagramas se muestran sólo 6 alimentaciones para los locales comerciales, pero pueden agregarse o reducirse según las necesidades. De igual manera, de forma ilustrativa se muestran algunas alimentaciones típicas, pero se utilizarán en el número y tipo que se requieran y no necesariamente tal y como lo muestran las ilustraciones.

En una próxima entrada, analizaremos la distribución eléctrica al interior de cada local, comentando los casos más representativos.

Circuitos alimentadores en instalaciones eléctricas residenciales

La NOM-001-SEDE-2012 es la norma actual aplicable a todas las instalaciones eléctricas, desde las residenciales hasta las industriales. En este número actualizaremos algunos términos, útiles en el trabajo diario.

El objetivo de la NOM-001-SEDE-2012 es establecer las especificaciones y lineamientos de carácter técnico que tienen que cubrir las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus propiedades, en lo referente a la protección contra:

• Choques eléctricos


• Efectos térmicos


• Sobrecorrientes


• Corrientes de falla


• Sobretensiones

El cumplimiento de las disposiciones indicadas en esta norma garantiza el uso de la energía eléctrica en forma segura; no intenta ser una guía de diseño, ni un manual de instrucciones para personas no calificadas, por lo cual los trabajos del sistema eléctrico deben ser realizados por personal calificado y certificado.

Los métodos de cableado para la NOM-001-SEDE-2012 son todos aquellos en los cuales los conductores, protecciones, apartarrayos y supresores de picos, están considerados. Ahí se encuentran también los sistemas de tierra, alimentadores y circuitos derivados.

¿Qué son los circuitos alimentadores?

Los alimentadores son los que suministran energía a las cargas de los circuitos derivados, como se muestra en el siguiente diagrama unifilar:

Los alimentadores pueden ser de dos tipos:

1. De hasta 600 V.


2. Más de 600 V.

Ver también: Circuitos alimentadores (parte III)

En el caso de las instalaciones eléctricas residenciales, los alimentadores son de hasta 600 V; por lo tanto los conductores de los alimentadores deben tener una ampacidad (corriente máxima), que cumpla con las siguientes tres características:

1. No debe ser menor a la suma de las cargas en los circuitos derivados alimentados.


2. Cubrir las demandas de las cargas adicionales, como por ejemplo aires acondicionados que no hayan sido considerados como alumbrado general, o circuitos de alimentación generales o para pequeños electrodomésticos.


3. Si la vivienda se encontrara en una granja, deben considerarse aspectos adicionales y específicos, debido a que pueden presentarse circuitos para secado o calefacción.

¿Cuál es el tamaño mínimo de los conductores del circuito alimentador?

En general el tamaño mínimo del conductor del circuito alimentador, antes de la aplicación de cualquier ajuste o de factores de corrección, debe tener una ampacidad permisible no menor a la carga no continua, más el 125 por ciento de la carga continua; a menos que el ensamble, incluyendo los dispositivos de sobrecorriente que protegen los alimentadores, esté aprobado para operación al 100 por ciento de su valor nominal. Si esto ocurre, entonces se permitirá que la ampacidad de los conductores de los alimentadores no sea menor a la suma de la carga continua, más la carga no continua.

Por otro lado, se permite que los conductores puestos a tierra que no están conectados a un dispositivo de protección contra sobrecorriente se dimensionen al 100 por ciento de las cargas continuas y no continuas.

Cuando lleven el total de la carga alimentada por los conductores de acometida, la ampacidad de los conductores del alimentador no debe ser menor a la de éstos (55 amperes o menos). En el caso específico de los conductores de unidades de vivienda individuales o de casas móviles, no es necesario que los conductores de los alimentadores sean mayores que los de acometida. Sin embargo deberán tener un tamaño que evite una caída de tensión superior al 3 por ciento en la salida más lejana para cargas de fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas, y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos alimentadores y derivados hasta la salida más lejana no supere el 5 por ciento; esto ofrecerá una eficiencia de funcionamiento razonable.

Para alimentadores de hasta 600 V, la ampacidad de los conductores puede ser determinada mediante el uso de tablas, con la aplicación de sus respectivos factores de ajuste y la corrección de temperatura, para el valor nominal de temperatura del conductor, siempre que la ampacidad corregida y ajustada no exceda la ampacidad para el valor nominal, o bajo la supervisión de ingeniería.

El tamaño del conductor puesto a tierra del circuito alimentador, cuando esté instalado, no debe ser menor al exigido en la Tabla 250-122, excepto cuando los conductores puestos a tierra estén instalados en paralelo, en canalizaciones múltiples o cables.

3 componentes de un circuito eléctrico y 4 formas de combinarlos

El circuito eléctrico permite la conexión y funcionamiento de diferentes elementos de consumo energético; pueden estar constituidos por una fuente de corriente continua o alterna.

En una entrada anterior se habló sobre la historia de la electricidad desde los primeros indicios de su estudio, esta vez toca el turno al análisis de circuitos eléctricos; para ello necesitas entender qué es un circuito eléctrico.

Si se analiza una aplicación concreta, como una lámpara instalada en una habitación, se pueden identificar fácilmente los siguientes elementos que constituyen un circuito eléctrico:

1. Fuente de energía eléctrica, como la pila en la linterna o el contacto en la instalación doméstica.


2. Un material conductor que permita la circulación de la corriente eléctrica, desde la fuente hasta el elemento receptor o carga.


3. El receptor, que absorbe la energía eléctrica y la convierte en energía luminosa; es el foco.

Siguiendo esta idea, se puede afirmar que un circuito eléctrico es un conjunto de elementos correctamente interrelacionados, que permite el establecimiento de una corriente eléctrica y su transformación en energía utilizable para cada aplicación concreta, por ejemplo iluminar una habitación.

Ver también: El Circuito Básico (la forma en que controlamos a la electricidad)

La interacción implica que los distintos elementos tienen que estar conectados eléctricamente, de modo que sus partes metálicas situadas en los terminales de conexión se mantengan en contacto para permitir el paso de la corriente.

En una configuración como la mencionada del foco siempre encendido, para facilitar su conexión y desconexión se introduce en el circuito eléctrico un elemento de control, en este caso un interruptor, que permite actuar a voluntad sobre el circuito. Si el circuito eléctrico está interrumpido en algún punto, sea por la acción del interruptor, por la mala conexión de los distintos elementos con el conductor, o bien por la fusión del elemento receptor, se dice que el circuito está abierto y no permitirá la transformación y el aprovechamiento de la energía eléctrica. Si, por el contrario, existe continuidad eléctrica como para iluminar una habitación, el circuito está cerrado.

Con un análisis más conciso y teórico, conocerás la forma en que se determinan los parámetros eléctricos básicos, para lo anterior nos referiremos a la Ley de Ohm y a la también llamada Ley de Watt, que es una variante de la Ley de Ohm en términos únicamente de corriente y tensión eléctrica.

1. Comencemos con el siguiente circuito básico.
   
   
   
   
   Determinar la I TOTAL es simple, solamente se debe aplicar la Ley de Ohm de forma directa.
   
   I=E/R; aplicando directamente queda como: I=(50 Vcd)/(10Ω)=5A.
   
   Ahora determinemos otro parámetro sobre el mismo circuito, cambiando los valores.
   
   
   
   
   Este parámetro se obtiene despejando la Ley de Ohm.
   
   R=E/I; queda de la siguiente forma:
   
   
   
   
   Hasta aquí todo es aplicación directa; puedes obtener la potencia del segundo ejemplo, aplicando la Ley de Watt:
   
   P=E×I
   
   P=60×15=900 W; para el primer ejemplo es 250 W.
   
   Definir la corriente junto con la potencia es uno de los parámetros más utilizados para determinar conductores y protecciones, en el caso de la instalación eléctrica; para el análisis de circuitos adicional a lo anterior se pueden realizar distintos cálculos. Continuaremos entonces con determinar valores de resistencia, para ello se aplicarán las configuraciones en serie y paralelo.
   
   
2. La configuración de resistencias en serie es simple; están conectadas una tras de otra y sólo comparten una terminal.
   
   La forma de determinar la resistencia entre los puntos A y B es sumar los valores de resistencia, para la imagen sería:
   
   
   
   
   
3. En otro caso, se tiene una configuración de resistencias en paralelo, la fórmula a aplicar es distinta ya que en los puntos A y B se determina de la siguiente forma:
   
   
   
   
   La solución para el circuito la encuentras aplicando la fórmula de resistencias en paralelo:
   
   
   
   
   
4. Para circuitos mixtos, los cuales involucran resistencias en serie y en paralelo, la solución consiste simplemente en aplicar ambas fórmulas de forma ordenada, primero se resuelven las resistencias en paralelo y posteriormente las resistencias en serie.
   
   
   
   
   La solución de este circuito, parte con solucionar las resistencias en paralelo.
   
   Cuando hacemos esto, obtenemos un circuito en serie, que es la reducción del circuito combinado o mixto.
   
   El último paso es sumar ambas resistencias:
   
   
   
   
   De los circuitos mixtos tenemos varios casos, en una próxima entrada resolveremos a detalle otro circuito donde es necesario obtener valores de corriente en resistencias en paralelo y determinar las potencias para cada una de ellas.