En México existen 2,436 municipios que demandan 328 mil 242 litros por segundo, para cubrir una población de 109 millones 666 mil 317 habitantes, con un consumo energético de tres millones 771 mil 508 MWh/año, de acuerdo a cifras de la Comisión Nacional del Agua (Conagua), lo que permite establecer la Línea Base Energética, con el indicador de 0.3634 kWh/m3 y 258.6 litros al día por habitante.
En estudios realizados por la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee), se estima que sólo con el uso de motor-bombas eficientes, se puede alcanzar un ahorro de 18% en el consumo de electricidad. Además, de 5% en el sistema de control de la demanda y 13% con la optimización de la operación hidráulica, que en suma llegaría a un 36%.
Cabe mencionar que si al menos se lograra 18%, a través del reemplazo del motor-bomba, eso equivale a un ahorro de 677 GWh/año, además del positivo impacto ambiental, al reducir la emisión de CO2 a la atmósfera, así como la preservación de los recursos acuíferos y energéticos.
¿Cómo hacerlo? Para mejorar la eficiencia de un sistema de extracción y distribución de agua potable, se debe considerar que la cantidad del vital líquido y la energía están estrechamente relacionadas: la energía está presente para extraer el agua del manto acuífero, en su distribución y potabilización.
Cada litro de agua que atraviesa la red representa un costo por concepto de energía. Las pérdidas de agua, a través de fugas y desperdicio, afectan directamente la cantidad de energía consumida para su distribución. En general, a mayor desperdicio de agua mayor desperdicio de energía y, por ende, mayor costo de operación. De aquí la importancia de eliminar el desperdicio y reducir el consumo de agua, para lograr un uso eficiente y racional de los recursos acuíferos y energéticos del país.
Las acciones para ahorrar agua y energía se pueden potencializar cuando se ejecutan en forma integral. Por ejemplo, un programa de reducción de fugas puede ahorrar agua y, a la vez, reducir las pérdidas de presión, lo que tiene como resultado ahorros de energía, debido a una menor demanda en el bombeo.
Por otra parte, cambiar una bomba por otra más eficiente, también ahorra energía. Y si se trabajan las dos actividades de manera conjunta, a través de un programa integral de ahorro (agua y energía) -como puede ser la reducción de pérdidas de presión por fugas- esto hace posible que se adquiera una bomba más pequeña, sin afectar el suministro de agua, pero sí con un menor costo operativo.
Al entender la estrecha relación existente entre el agua y la energía, dentro de un sistema de agua potable, los organismos operadores de servicios de agua potable tienen la posibilidad de adaptar sus políticas y prácticas para optimizar sus recursos.
Vale decir que al realizar el trabajo de bombeo no sólo se consume la energía que se le transfiere al fluido, sino que en el proceso se generan pérdidas, que incrementan los requerimientos de energía primaria. En un sistema de bombeo eficiente, las pérdidas electromecánicas oscilan entre 25% y 35%.
Actualmente existen sistemas de bombeo con pérdidas superiores a 60% y hasta 85%, que revela lo incosteable y urgente que resulta reemplazar los equipos.
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Redes inteligentes de energía
2013/11/15
La incorporación de tecnología digital para mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia de la red eléctrica es la base medular para contar con una red inteligente de energía, donde el usuario final juega un papel importante.
La manera que hoy en día se distribuye la energía tiene costos elevados y además resulta ineficiente al presentarse cargas desequilibradas, flujos eléctricos inestables y grandes desperdicios de energía. Cada año en el mundo se pierde la electricidad suficiente para abastecer a la India, Alemania y Canadá durante todo un año. Cada día se gastan miles de millones de dólares generando energía que nunca llega a una simple luminaria.
Como una forma de dar solución a esta problemática se ha comenzado a trabajar sobre la creación de redes inteligentes, ¿pero, qué es una red inteligente? La Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) la define como “una red eléctrica que utiliza tecnologías digitales y otras tecnologías avanzadas para controlar y gestionar el transporte de electricidad, a partir de todas las fuentes de generación, con el fin de satisfacer la demanda variable de electricidad de los usuarios finales. Las redes inteligentes coordinan las necesidades y capacidades de todos los generadores, operadores de red, usuarios finales y actores del mercado eléctrico para utilizar todas las partes del sistema de la manera más eficiente posible, reduciendo al mínimo los costos y el impacto ambiental mientras se aumenta al máximo la fiabilidad, resistencia y estabilidad del sistema”.
Con una red inteligente de energía, el usuario final contará con las herramientas suficientes para determinar cuánta energía quiere consumir; de qué fuentes la está obteniendo; y el costo que pagará en tiempo real.
Los beneficiados: consumidores, distribuidoras eléctricas y el medio ambiente.
Para los próximos 10 años, se prevé un incremento en la demanda de electricidad del 40% para América Latina. Este crecimiento tendrá profundas implicaciones en la industria eléctrica y en la sociedad. Impactará en los planes de inversión para la infraestructura requerida en la generación, transmisión y distribución de electricidad, que representan un costo significativo para la empresa generadora de energía y, en última instancia, impactará en los usuarios al pagar la tarifa.
Adicionalmente, como la mayor parte de la energía se obtiene de combustibles fósiles, una mayor demanda se traduce directamente en mayores emisiones de gases de invernadero como el dióxido de carbono, causa principal del cambio climático global.
Para enfrentar esta situación, Alejandro Crivelli, líder en energía e industria de Global Business Services, Sudamérica, explica la visión de IBM relacionada con redes eléctricas inteligentes: “IBM está buscando posicionarse en América Latina como la empresa líder capaz de brindar soluciones mundiales sobre racionalización de consumo de energía y eficiencia operacional de las redes eléctricas, a través de un proyecto de Smart Grid o Redes inteligentes”.
Al hablar de Redes Inteligentes nos estamos refiriendo a la incorporación de tecnología digital para mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia de la red eléctrica.
Asimismo, implica la incorporación de aplicaciones para optimizar, de manera dinámica, la operación, mantenimiento y planificación de la red eléctrica.
Los componentes de una red inteligente son:
- Dispositivos inteligentes: Medidores, controladores y sensores que relevan los consumos y otras variables relacionadas con la distribución de electricidad: potencia, voltaje, corriente, etcétera.
- Infraestructura de telecomunicaciones: Permite transmitir la información relevada por los medidores y sensores para enviarla a un centro de gestión o control.
- Infraestructura de tecnología: Abarca el uso y gestión de aplicaciones, servidores, almacenamiento y redes, así como su integración con los sistemas legados.
- Capa analítica: Se utiliza para la optimización de la operación mediante el análisis de los grandes volúmenes de información.
Los beneficios:
- La distribución de energía será menos costosa, pues se reducirán las pérdidas asociadas a la infraestructura actual.
- Aprovechamiento de energías renovables que reducen la contaminación.
- Reducción en la factura eléctrica.
- Información en tiempo real de los consumos energéticos de un inmueble.
- Una red eléctrica estable, que reduce apagones o averías.
- El mantenimiento de la red será más fácil, pues se tendrán detectados los puntos en mal funcionamiento. El usuario ya no tendrá que reportar las averías a la empresa que suministre la energía para que las solucione.
Los ejemplos:
- Gracias al proyecto Grid Wise Olympic Peninsula puesto en marcha en el estado de Washington, dispositivos inteligentes de los hogares (como termostatos) se han conectado al sistema eléctrico, lo que ha permitido controlar el consumo energético de forma automática, según un indicativo de precio y de preferencia del consumidor. La factura eléctrica se ha reducido en una media de un 10%.
- Energie Baden-Wurttemberg, un innovador proveedor eléctrico en Alemania, ofrece a los consumidores la información que necesitan para cambiar sus hábitos de consumo. El resultado es un menor consumo de energía durante los picos de distribución, más caros, y una nivelación de la demanda.
- Con la red inteligente, la mayor empresa energética de Dinamarca DONG Energy puede detectar un apagón de forma instantánea, conocer su localización y resolverlo rápidamente.
- En Río de Janeiro, Brasil, se estableció un centro de comando y control que permite detectar desde cortes de electricidad, hasta accidentes de tráfico e inundaciones, para que se puedan solucionar de manera casi inmediata. Este es uno de los proyectos más grandes y ambiciosos, que permitirá a esta ciudad aumentar su eficiencia y operatividad, de cara al Mundial de Fútbol.
Centro de Operaciones en Río de Janeiro, Brasil, que permite detectar incidentes de diversa índole, incluyendo fallas eléctricas.
Así, IBM está ayudando a las compañías de servicios públicos a añadir una capa de inteligencia digital a sus redes eléctricas.
Estas redes eléctricas inteligentes usan sensores, medidores, controles digitales y herramientas analíticas para automatizar, supervisar y controlar el flujo bidireccional de energía en las operaciones, desde la central eléctrica hasta el enchufe. Las compañías de energía pueden optimizar el rendimiento de la red, impedir interrupciones, recuperarse rápidamente de las interrupciones y permitir que los consumidores administren el uso de energía incluso en cada aparato conectado a la red.
Las redes inteligentes también pueden incorporar nuevas energías sostenibles, como la generación eólica y solar, e interactuar localmente con fuentes de energía distribuidas o bien conectarse a vehículos eléctricos.
Conclusión
Los proyectos de redes de suministro inteligentes están contribuyendo a que los consumidores de algunos países ahorren un 10% en sus facturas y reduzcan los picos de demanda en un 15%. Sin embargo, esto es poco comparado con los ahorros potenciales cuando esto se amplíe a empresas, agencias gubernamentales y universidades, en el resto del mundo.
Expertos industriales y científicos de IBM trabajan en soluciones energéticas inteligentes como estas en todo el planeta.
Colaboran con empresas de suministro a nivel mundial para acelerar la adopción de redes inteligentes para que sean más fiables y ofrecer a los clientes un mejor uso de la información.
Además, esta empresa trabaja en siete de los 10 proyectos de gestión de contadores automatizados más grandes del mundo y se encuentra investigando cómo convertir millones de futuros vehículos eléctricos en un sistema de almacenamiento distribuido, de forma que el exceso de energía pueda aprovecharse y devolverse al sistema.
Te invito a observar el siguiente vídeo de IBM España sobre Ciudades más inteligentes:
4 elementos que componen una red eléctrica subterránea
2013/11/14
En esta entrada veremos los elementos principales que componen una red eléctrica subterránea; la función que tiene cada uno; y la importancia de los mismos dentro de las instalaciones:
- Bancos de ductos Son los que alojan y protegen los cables de energía. Deben ser de Polietileno de Alta Densidad como el especial para redes subterráneas, que protege los cables y garantiza su hermeticidad al realizar acoples seguros.
- Registros Este elemento forma parte del trazado del banco de ductos, en la mayoría de los casos son registros de derivación que permiten realizar empalmes, cambios de dirección o instalar equipos de maniobra como seccionadores, registros o pozos de visita. Comúnmente son de concreto, y los encuentras prefabricados. En la actualidad existen de materiales más ligeros y resistentes (concreto polimérico).
- Cinta señalizadora Este elemento se coloca una vez que el banco de ductos está dentro de la zanja. Sirve para advertir que debajo de ella se encuentran cables de energía, con el fin de proteger la instalación y la integridad de las personas que realicen algún tipo de trabajo en la zona.
- Cables y Transformadores Parte fundamental de toda instalación son los conductores eléctricos. Para la electrificación en una red de media tensión se utilizan del tipo XLP, ya sea de aluminio o de cobre. En la actualidad, por cuestiones de costo y como una forma de abatir el robo de conductor, se instalan en su mayoría de aluminio. El calibre es superior al 1/0 AWG, dependiendo del tipo de red subterránea a diseñar. En el caso de los transformadores, existen de tipo pedestal o sumergibles, tanto monofásicos como trifásicos, que permiten disminuir o aumentar los niveles de tensión para la red subterránea, dando como resultado el nivel de tensión adecuado para la alimentación de las viviendas o cualquier tipo de obra a energizar.
Ver también: 2 tipos de redes subterráneas en México
Apagadores de 3 y 4 vías, comodidad y seguridad para tus espacios
2013/11/13
Los apagadores de 3 y 4 vías sirven para controlar una o varias lámparas (de cualquier tipo) desde 2 o 3 lugares diferentes respectivamente. |
Aunque el presente tema pueda parecer trivial es necesario conocerlo. ¿Cuántas veces te has encontrado con instalaciones eléctricas residenciales mal diseñadas, incómodas para los usuarios e ineficientes, porque el tipo de apagador no es el adecuado para tal aplicación?
Uno de los casos típicos es la lámpara de un pasillo, que en lugar de contar con un apagador en cada extremo tiene sólo uno, lo que obliga a dejarla encendida o apagarla y regresar a oscuras. Esto se resuelve con un apagador de 3 vías, recomendado también para escaleras, patios, iluminación exterior, estacionamientos, recámaras, entre otros, el cual ofrece la ventaja y comodidad de encender o apagar una o más luces desde el lugar más cómodo.
En el diagrama 1 se muestran 2 apagadores de 3 vías (tienen 3 terminales o bornes) y un apagador de 4 vías (tiene 4 terminales). La conexión de estos dispositivos puede tener algunas variantes, pero en general se utiliza el arreglo en puente.
También se observan 3 focos ahorradores controlados por 3 apagadores (2 de 3 vías y el del centro es de 4 vías), al cual pueden agregarse o reducir la cantidad de focos, ya que están en paralelo; asimismo, si sólo se requiere el control desde 2 lugares, puede eliminarse el apagador del centro y los puentes (en color morado) simplemente son continuos.
El diagrama 2 muestra las diferentes posiciones que pueden tener los apagadores al ser operados por los usuarios. Es importante identificar claramente las conexiones del centro de cada apagador y respetar lo que indica el diagrama, ya que los extremos no afecta si están cruzados. Este arreglo, por su sencillez y seguridad es el más utilizado.
Si requieres contactos en cada apagador de los extremos, se procede como se muestra en el diagrama 3, siempre y cuando determines que la iluminación y los contactos pertenezcan al mismo circuito. Si deseas que los contactos estén alimentados por otro circuito, tanto la fase como el neutro y tierra de los contactos serán independientes, es decir provendrán de otro interruptor termomagnético.
El siguiente video nos muestra la forma de instalar un apagador de 4 vías:
7 puntos adicionales para la verificación de las instalaciones eléctricas residenciales
2013/11/12
La verificación se limita a observar y analizar el estado de las instalaciones eléctricas residenciales sin realizar modificaciones; sólo si existe un riesgo latente que ponga en peligro a los usuarios o al inmueble mismo. No es lo mismo una verificación a una reparación; en esta última el electricista se presenta con el equipo de protección personal y herramienta necesaria para reacondicionar o reparar una falla, para lo cual requiere desmontar y desarmar varios componentes que le permita encontrar el origen del problema.
Por otro lado, la verificación se realiza para actualizar el sistema eléctrico completo en el caso de una construcción nueva, remodelación o ampliación de un inmueble.
A continuación te presentamos los puntos adicionales para la realización de la verificación de las instalaciones eléctricas residenciales:
1. Canalización
El tamaño de la canalización debe calcularse dependiendo el número de conductores portadores de corriente que protegen. Es muy común encontrar conductores descubiertos, como por ejemplo alimentadores principales (son los que suministran la energía desde la base del medidor a la protección principal, ya sea fusible o ITM).
En esta sección de la instalación, si es monofásica, se encuentran solamente dos conductores correspondientes a fase y neutro, por lo tanto la canalización debe calcularse para que no ocupen más del 31% de su área total. Otros alimentadores pueden ser los que salen de la protección principal al centro de carga o tablero de distribución.
2. Número de circuitos
La instalación de vivienda debe contar de inicio con tres circuitos: dos para cocina y uno para el área de lavado. Los adicionales corresponderán a contactos de uso general, iluminación y equipos especiales, tales como motores o bombas, aires acondicionados, entre otros.
3. Instalación de contactos
En cocinas, baños, cuartos de lavado, garajes, jardines, sótanos, es decir todas las áreas húmedas, se deben tener instalados contactos con la protección de falla a tierra, conocidos como ICFT o GFCI (por sus siglas en inglés). En otras áreas, tales como recámaras, salas o estancias, tienes que instalar protección combinada, es decir contactos tipo TR y AFCI, que brindarán la mejor protección para infantes al impedir el acceso a partes vivas y evitar un posible incendio debido a un arco eléctrico.
Haciendo una pausa en este punto, podría pensarse que la adquisición de dispositivos de protección ICFT y AFCI encarecerá mucho el proyecto de actualización del sistema, sin embargo algunos fabricantes brindan la posibilidad de proteger todo un circuito completo instalando al inicio un contacto -ya sea ICFT o AFCI- y colocar después contactos con protección TR. Esto reduce considerablemente el costo y aumenta el grado de protección.
4. Número de extensiones utilizadas
El conocer la cantidad de extensiones indicará, de forma clara, si las salidas para contactos que existen son suficientes o no; aunque la NOM-001-SEDE-2012 recomienda instalar una cierta cantidad con base a distancias entre sí, la mejor forma de cubrir la necesidad del cliente es realizar un plano arquitectónico o croquis y acordar en conjunto la reubicación o incremento en el número de salidas para eliminar por completo el uso de extensiones, concientizando al cliente que el uso de una extensión debe limitarse a tiempos cortos y no convertirlos en elementos permanentes de la instalación eléctrica.
5. Temperatura, color y contorno de las placas (contactos e interruptores)
Este es uno de los puntos más delicados, porque es posible que exista un problema de fuga de corriente o arco eléctrico. La decisión de retirar la tapa se basa en verificar si la temperatura en ella es alta, o bien si presenta una tonalidad oscura y que posiblemente se deba al calentamiento excesivo cuando está en uso. Es obligatorio desenergizar antes de realizar el desmontaje, sin embargo puede ser que por alguna situación muy especial esto no pueda hacerse y tengas que trabajar con la línea viva, pero utilizando el equipo de protección personal.
Una vez desmontado el accesorio, determina si es original y ubica los símbolos que identifiquen que está certificado y aprobado. En muchas ocasiones, el contorno de las tapas presenta carbonización que se extiende a la pared o muro, esto es señal inequívoca que ha ocurrido un cortocircuito y que el accesorio ha sido afectado.
6. Ubicación de lámparas
Aunque parezca poco práctico, es necesario invertir tiempo suficiente a este punto, ya que por desconocimiento muchos electricistas instalan focos dicroicos en clósets; esta es una de las prácticas más peligrosas, ya que el calor de la luminaria combinado con el tipo de material que existe en un clóset, puede generar un incendio en cualquier momento. Por otro lado, una falla en un luminario antiguo que opere con balastro magnético puede ocasionar que éste último derrita el encapsulado y provoque quemaduras considerables a algún usuario. Lo mismo ocurre con un candil que no esté bien soportado y pueda llegar a desprenderse, ocasionando una lesión grave adicional a las pérdidas materiales.
7. Ubicación de interruptores sencillos, 3 y 4 vías
La verificación depende de tres puntos simples: que no existe y es necesario; que existe pero la operación no resulta práctica; o bien, que es insuficiente. Lo anterior se puede ejemplificar fácilmente: cuando el usuario debe caminar a oscuras después de apagar la iluminación porque sólo hay un interruptor; porque no hay un interruptor de tres vías cerca; o porque en la instalación sólo existen dos puntos de control, pero en la ampliación del inmueble no se consideró un tercer punto de control de la iluminación, es decir un interruptor de 4 vías.
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