Edición 34 by Electromagazine

numero 34 - Setiembre 2009

PRODUCTOS Y APLICACIONES TM

ColorReach Powercore de Philips

ARTÍCULO TÉCNICO Características del esquema IT

Revisión de un motor. El motor estuvo mucho tiempo parado, fuera de servicio ¿qué debemos hacer antes de ponerlo en marcha?

NOTICIAS DE INTERÉS El laboratorio de UTE inicia los ensayos de eficiencia energética en termotanques

CAPACITACIÓN TÉCNICA Cursos de Electromagazine

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STAFF

ARTÍCULOS TÉCNICOS

índice

Redactor responsable Ing. Alberto Mikalaiunas amikalaiunas@electromagazine.com.uy

Revisión de un motor El motor estuvo mucho tiempo parado, fuera de servicio ¿qué debemos hacer antes de ponerlo en marcha?

Coordinador gral. Freddy García fgarcia@electromagazine.com.uy

35 62

Corrección del factor de potencia

Esquemas de conexión a tierra en Baja Tensión Características del esquema IT

Realización Gráfica Luis Mario Soto msoto@electromagazine.com.uy Fotografías photos.com Foto de Tapa: gentileza de CLP Group Suscripciones Stella Calimaris suscripciones@electromagazine.com.uy Depto. ventas ventas@electromagazine.com.uy Depto. Cursos Alejandra Chirimini Tel: (02) 613 2891 Redacción José B. y Ordóñez 1624 of. 203 Tel: (02) 6132891. C.P. 11600. Montevideo Uruguay Comentario de Tapa Dos ingenieros de mantenimiento de Siemens trabajando en una turbina eólica en el parque offshore Lillgrund (Suecia)

CONTENIDO DEL SITIO WEB

www.electromagazine.com.uy l Solicitud de suscripción l Información técnica para instaladores

e ingenieros eléctricos l Cursos Técnicos de Perfeccionamiento l Ediciones anteriores l Charlas Técnicas gratuitas l Suscripción gratuita a Energiz@do

El objetivo de ElectroMagazine Difundir conocimiento general sobre el uso y manejo de la energía eléctrica, así como de equipamiento específico que distintas empresas ofrecen en el mercado del Uruguay. Brindar un vínculo de encuentro entre las distintas empresas, instituciones, profesionales y técnicos que se relacionan, directa o indirectamente, con el sector eléctrico uruguayo.

Automatización de Plantas Industriales Sistemas de Control Distribuido y Controladores Lógicos Programables

PRODUCTOS Y APLICACIONES

6 10 12 20 28 32 34 38 44 46

ColorReachTM Powercore de Philips Encoders absolutos e incrementales de Lika Electronic RBC-SITEL - Línea de productos para uso industrial Careta de oscurecimiento automático para soldadura eléctrica SYAR presenta dos modelos de registradores Sistema de Automatización Extendido Industrial IT 800xA Control HVAC Actualidades de Phoenix Contact Resistencias de Alta Potencia para la industria La nueva CPU IM151-8 PN/DP de Siemens se suma a la exitosa serie de la línea SIMATIC S7

48 52 69

Termografía en sistemas de distribución eléctrica (Parte 2)

Diagnóstico de Motores Eléctricos en Servicio para un Mantenimiento Predictivo Eficaz

Eaton presentó sus nuevos productos E-Series

Nueva línea de lámparas SICA bajo consumo Secadora de mano eléctrica Dualflow

INFORMACIÓN DE INTERÉS

El laboratorio de UTE inicia los ensayos de Eficiencia Energética en termotanques

Indicadores Energéticos del Uruguay y la región La evolución de los principales indicadores a Julio de 2009

ENERGÍAS RENOVABLES

Energía Solar. Características generales – Uso en calentamiento de agua

CAPACITACIÓN TÉCNICA

Cursos de ElectroMagazine

EDITORIAL Según parece, se vislumbra en el horizonte una reactivación lenta, pero reactivación al fin, de la economía mundial. Y en un país tan pequeño como el nuestro es muy significativo que esto empiece a suceder pues la retracción observada en varios rubros (no en todos afortunadamente) ha frenado la actividad comercial de varias empresas. Al vislumbrarse una mejoría es de esperar que vayan aumentando paulatinamente las inversiones y en consecuencia, el trabajo para nuestro sector eléctrico. Por otro lado, el problema energético nos está dando una pequeña tregua, pero notamos que también gradualmente vamos avanzando en este tema. De a poco estamos tomando conciencia de lo necesario que es hacer un uso eficiente de la energía eléctrica. Por razones económicas, sociales y ecológicas. Vemos que cada vez más empresas están apostando a equipamiento y servicios que apuntan en esa dirección. Y fieles a nuestra meta de aportar conocimiento y recursos para los profesionales eléctricos de nuestro país queremos también ahora beneficiar a nuestros suscriptores con la posibilidad de tener una herramienta de gran valor para su trabajo. Un multímetro de primera línea que sortearemos entre todos los que se apunten en nuestro sitio web. Queremos decirles además que entre quienes reciben nuestro boletín Energiz@do también sortearemos 50 suscripciones anuales a Electromagazine. Queremos acompañar un camino de mayor actividad y por eso contribuimos con más herramientas, con más recursos, que posibiliten a nuestros colegas un mejor desempeño de sus tareas. Un saludo y a disfrutar de su Electromagazine,

Ing. Alberto Mikalaiunas

ELECTROMAGAZINE es publicada bimestralmente por Electromagazine Ltda. (dirección postal: José B. y Ordóñez 1624/203). Suscripciones: $ 400.00 (Montevideo) - $ 500.00 (Interior). Cambios de dirección: los cambios de dirección de los suscriptores deben ser notificados a la dirección postal o al email: suscripciones@electromagazine.com.uy. DepósitoLegal: 341385/09. Inscripción en MEC1832. ISSN 1510-6888. Toda información parcial o total de ELECTROMAGAZINE puede ser reproducida siempre y cuando se nombre “Reproducido de ELECTROMAGAZINE”. La responsabilidad del contenido de los artículos escritos y de los avisos publicitarios es enteramente de sus autores y no de ELECTROMAGAZINE. Impreso en Empresa Gráfica Mosca.

PRODUCTOS Y APLICACIONES

ColorReachTM Powercore de Philips Efectos en Iluminación con LEDs para exteriores por Philips Uruguay

ColorReach TM Powercore es un proyector de elevado rendimiento, con tecnología LED, con la más alta performance para el alumbrado exterior a color en grandes estructuras. ColorReachTM Powercore combina todo los beneficios de la iluminación a base de LEDs y de control en una luminaria especialmente diseñada para barrer superficies de gran escala con luz uniforme (hasta 150 mts). De esta forma, ColorReach TM Powercore permite obtener una infinidad de tonalidades de luz, colores saturados y cambios dinámicos de color.

Figura 1: ColorReach

Powercore Figura 2: Algunos datos del ColorReach

También dispone de ópticas y lentes especiales de forma de cubrir un amplio espectro de necesidades. Incluso las “alas” del proyector (ver foto de la figura 1) pueden trabajar en forma independiente una de otra. Es decir un “ala” con óptica concentrada y la otra con óptica abierta, o usar tonalidades diferentes para ambas. La luminaria está hecha en inyección de aluminio con difusor frontal en cristal templado y horquilla basculante para anclaje. Con una salida en lúmenes sin precedentes, este extraordinario pro-

yector representa la próxima generación de luminarias para iluminación de exteriores.

> Características principales l Integra la tecnología Powercore —

La tecnología Powercore controla en forma eficiente, rápida y exacta la salida de energía a los accesorios de ColorReach Powercore directamente de la línea de voltaje. El Philips Data Enabler combina la tensión y los datos de control en-

Powercore

viándolos a la luminaria sobre un solo cable estándar, simplificando drásticamente la instalación y bajando el costo total del sistema. l Iluminación de salida sin preceden-

tes — Con una salida mayor a los 5.000 lúmenes, una distancia de proyección mayor a los 150 metros, y un ángulo de haz nativo de 5°, ColorReach Powercore es la primer luminaria en ofrecer iluminación de estructuras y de objetos grandes basándose en LEDs.

l Versátiles lentes ópticos – Dispone

de lentes cambiables de 8°, 13°, 23°, 40° y 63°, y asimétricos de 5° x 17° dando la posibilidad de una variedad de distribuciones fotométricas para una multiplicidad de usos y efectos. l Colores saturados - los LED de alto

rendimiento ofrecen múltiples colores saturados a menor costo de instalación, operación y mantenimiento que las fuentes de luz tradicionales. l Fácil direccionamiento - el soporte

permite una instalación y rotación de la luminaria de 360°. La fijación lateral provee un posicionamiento seguro con sólo una llave estándar. l Gama universal de entrada de ener-

gía - ColorReach Powercore funciona con amplio margen de tensión de entrada de energía de 100 a 240 VAC, permitiendo la instalación de múltiples unidades en una sola línea continua. l Controles Industriales - ColorReach

Powercore trabaja ininterrumpidamente con la línea completa de controladores Philips, incluyendo iPlayer 3 y Light System Manager, así como controladores externos como DMX.

Figura 4: Millennium Bridge - Gateshead, UK

> Especificaciones De salida: 5200 Lúmenes (90000 hs L50@ 25 ºC o 68000 hs L50@50 ºC) Colores: 16.7 millones de colores RGB de intensidad variable Consumo eléctrico: 290 W máximo Datos físicos Dimensiones: 521x734x122 mm Area efectiva protegida (EPA): 0.42 m2 Peso: 34 kg

Lentes: vidrio templado Conexiones eléctricas: cable de 1.8 m con conector macho/hembra a prueba de agua Temperatura de trabajo: -40º a 50º C (operación), -20º a 50º C (encendido) Certificaciones y seguridad Clase de LED: Class 2 LED Ambiente: Húmedo a Mojado, IP 66 UL / cUL / FCC Class A, CE, PSE

> Caso de studio: Millennium Bridge - Gateshead, UK El puente Millenium Bridge (en Gateshead, Reino Unido) es reconocido como el primero y único con inclinación en el mundo. Philips ha provisto una solución avanzada de iluminación en este famoso puente al complementarlo con la tecnología de Color-Reach™ Powercore. Consultas: Philips Uruguay S.A. – Tel: (02) 619 6666

Figura 3: Millennium Bridge - Gateshead, UK

Acerca de Royal Philips Electronics Royal Philips Electronics de los Países Bajos (NYSE: PHG, AEX: PHI) es líder mundial en salud, estilo de vida y tecnología, y provee productos, servicios y soluciones acordes con el compromiso de la marca de “sentido y simplicidad”. Con sede en los Países Bajos, Philips cuenta aproximadamente con 124.300 empleados en más de 60 países de todo el mundo. Con una facturación de EUR 27.000 millones en 2006, la empresa es líder de mercado en sistemas de seguimiento de pacientes y diagnóstico por imágenes, soluciones en iluminación con uso eficiente de energía, cuidado personal, electrodomésticos, y en electrónica de consumo. Se pueden consultar noticias acerca de Philips en www.philips.com/newscenter.

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L N

PRODUCTOS Y APLICACIONES

Encoders absolutos e incrementales de Lika Electronic Control y medida de la posición por departamento técnico de Secoin

Lika Electronic (Italia) desarrolla con éxito, desde 1982, productos para la automatización industrial. Durante estos años se ha consolidado como líder en Europa en la producción de encoders ópticos, sistemas de medida magnéticos y posicionadores. La orientación hacia la exportación ha permitido a la empresa estar presente con su propio producto, en todo el mundo. Actualmente, el 50 % de la producción se comercializa en el exterior. En particular, la gama de productos disponible se puede clasificar de la siguiente manera: ROTAPULS: encoders ópticos incrementales; ROTACOD: encoders ópticos absolutos; ROTAMAG: encoders magnéticos; LINEPULS: sistemas de medida magnéticos, lineales y rotativos; LINECOD: sistema de medida magnético absoluto; DRIVECOD: unidades de posicionamiento integral; POSICONTROL: visualizadores y posicionadores; ACCESSORIOS: acoples flexibles, soportes de fijación, cables con conectores, etc. La innovación y la investigación forman parte del día a día de la empresa. Es un orgullo para Lika Electronic colaborar con las más prestigiosas universidades italianas y con los más acreditados Centros de Investigación Científica, con la finalidad de desarrollar nuevos proyectos y realizar continuos intercambios de conocimiento. En este aspecto, podemos destacar la colaboración con el CISAS de Padua (Centro Interdepartamental de Estudios y Actividades Espaciales), que ha permitido a Lika Electronic participar activamente en Rosetta, un proyecto mundial en el ámbito espacial, realizando un modelo de en-

coder incremental especial. Este encoder está actualmente integrado en los mecanismos del telescopio WAC y NAC del satélite OSIRIS. Los principales sectores de aplicación de los productos Lika son las máquinas industriales y la automatización de procesos, en particular:

s Máquinas para la madera, el mármol y el vidrio;

s Ascensores y elevadores; s Máquinas para el packaging; s Máquinas herramientas. Lika posee desde 1997 el certificado de calidad ISO 9001. De entre toda la gama de productos deseamos destacar las características del encoder Incremental IT65 y del encoder absoluto AST6.

Temperatura de trabajo: -40°C a +100°C max. Protección: IP66 max. Opciones: frecuencia de salida hasta 300 kHz max

Encoder absoluto AST6 Diámetro del cuerpo: 65 mm Diámetro del eje: 6, 8, 9.52, 10, 12 mm Salida cable: Si Salida conector: Si Resolución: 16 Bit max. Corriente de salida: 40 mA max. Frecuencia de salida: 60 kHz max. Circuitos de salida: NPN, Push-Pull, SSI Temperatura de trabajo: -40°C a +100°C max. Protección: IP66 max. Opciones: salida con LATCH – salida a triestado - bit de paridad electrónico – ajuste electrónico de cero.

> Encoder Incremental IT65 Diámetro del cuerpo: 65 mm Diámetro del eje: 6, 8, 9.52, 10, 12 mm Salida cable: Si Salida conector: Si Resolución: 10000 PPR max. Corriente de salida (por canal): 40 mA max. Frecuencia de salida: 100 kHz max. Frecuencia de conteo: 300 kHz max. Circuitos de salida: NPN, PNP, Push-Pull, Line Driver, Universal Circuit Figura 2: encoder absoluto AST6

Descubra la gama completa de productos Lika en: http://www.lika.biz Usted puede consultar por toda la gama de encoders de Lika Electronic a través de Secoin S.A., el mayor proveedor nacional de soluciones en automatización industrial.

Figura1: encoder incremetal IT 65

Contacto: secoin@secoin.com.uy Tel: (02) 2093815*

SOLUCIONES CONFIABLES EN AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL División Instrumentación y Control de Procesos Caudal: magnéticos, másicos, ultrasónicos, Vortex y de área variable KROHNE

Temperatura: controladores y SSR de CROUZET, controladores PIXSYS y sensores SECOIN

Nivel: Horquillas y radares de onda guiada VEGA, para sólidos y líquidos. Hidrostáticos y ultrasónicos VEGA. Radares para inventario, custodia y transferencia SAAB ROSEMOUNT.

Presión: Manómetros y transmisores ASHCROFT Transmisores inteligentes EJA-EJX YOKOGAWA y Bar50 de VEGA

Válvulas de control modulantes de DRESSER MASONEILAN

División Sistemas Controladores Lógicos Programables: Millenium III de CROUZET

Sistemas de Control Distribuido (DCS) y Sistemas de Seguridad de YOKOGAWA Software SCADA: Intellution IFIX de GE Fanuc Soluciones Inalámbricas: ELPRO

SECOIN S.A. Gral. Aguilar 1270 bis - 11800 - Montevideo / Tel: (02) 2093815-203 0850 Fax: (02) 209 2584 / Email: secoin@secoin.com.uy / Web: www.secoin.com.uy

PRODUCTOS Y APLICACIONES

RBC-SITEL Línea de productos para uso industrial por departamento técnico de RBC-SITEL

Manteniendo el exigente standard de calidad de sus productos para uso domiciliario, RBC-SITEL presenta su línea de Productos para Uso Industrial conformada por Temporizadores Multirango de innumerables aplicaciones en la industria por ser aptos para actuar durante cualquier espacio de tiempo comprendido entre 0.15 seg y 60 hs; Temporizadores Estrella/Triángulo aplicables a la optimización del arranque de los motores de las distintas maquinarias presentes en el ámbito industrial; y Protectores de Sobre y Baja Tensión Trifásicos que brindarán al usuario la seguridad de que sus costosos equipos no sufrirán daños ante elevadas o bajas tensiones, interrupción de alguna de las fases, interrupción de neutro o alteración en la secuencia de fases.

lida para la conexión Triángulo una vez transcurrido un tiempo de acoplamiento o retardo de 60 mseg. El producto posee un conjunto de indicadores luminosos para reportar las condiciones de salida estrella activada (led rojo) y salida triángulo activada (led verde). Características Técnicas: l Tensión de alimentación:

220 V~ - 50 - 60 Hz. 24 V~ - 50 - 60 Hz. l Capacidad de salida: 5 A. l Tiempo de Estrella ajustable (T):

1 seg. a 60 seg. l Precisión: 5 %. l Tiempo de acoplamiento: 60 mi-

lisegundos. l Precisión a la repetibilidad: 20

milisegundos.

> Temporizador Estrella – Triángulo

l Salida a Relay.

Genera la secuencia de señales de control necesarias para un arranque en estrella - triángulo regulándose con un ajuste manual que permite seleccionar, mediante una perilla ubicada en su frente, el tiempo de permanencia en estrella, pudiéndolo fijar entre 1 seg. y 60 seg. Las señales se generan por medio de dos contactos independientes, uno correspondiente al lapso de estrella y el otro al de triángulo, de la siguiente forma: al recibir alimentación, se activa la salida para conexión Estrella permaneciendo en este estado durante el tiempo prefijado, después de transcurrido ese tiempo se desactiva la salida para conexión Estrella y se activa la sa-

l Dispositivo clase II

l Anclaje: riel DIN l Uso interior

> Temporizador Multirango Este producto está diseñado para usos tales como señalización, conmutación, automatización industrial, etc; actuando a través de un contacto inversor. Cuenta con seis rangos de temporización programables mediante una llave selectora ubicada en su frente y posee los tres contactos de salida libres ( NC 1, NA 1 y C1 ), por lo que se puede utilizar para Accionamiento Directo o Accionamiento Retardado de la carga que maneja. Posee también un contacto adicio-

Figura 1: Temporizador EstrellaTriangulo RBC

nal ( C 2, NA 2 ), trabajando en modo auxiliar, simultáneamente con la alimentación del Temporizador. Para su operación, una vez programado el rango deseado con la llave selectora, se regula el tiempo

de actuación a través del potenciómetro ubicado en el frente de la unidad, luego se le suministra tensión de alimentación, comenzando automáticamente a transcurrir a partir de ese momento la temporización programada. La salida activa es indicada a través de dos leds en el frente del producto (Rojo: Normal cerrado, Verde: Normal abierto ). Características Técnicas: l Tensión de alimentación:

220 V~ 50 - 60 Hz.

Reconexión automática: posicionando la llave del frente de la unidad hacia arriba, reconecta con un retardo de 2,5 minutos. Reconexión manual: posicionando la llave del frente de la unidad hacia abajo, no reconecta. En el caso que las tensiones de fase retornen a su valor normal, dicha situación se manifiesta con el led verde (normal) destellando y podrá reconectarse accionando la llave hacia arriba y luego hacia abajo nuevamente.

24 V~ 50 - 60 Hz. / 24 V cc.

Características Técnicas:

l Potencia máxima: 2000 W (con

l Tensión de alimentación: 3 N

carga resistiva) / 1000 VA (con carga reactiva). l Precisión: > 5 %. l Precisión a la repetibilidad: 20

milisegundos. l Salida a Relay.

380V~ - 50hz l Rango de protección:

220 V~ + 10 % ( 242 V~) - 50 Hz. (entre cada fase y neutro). 220 V~ - 20 % ( 178 V~) - 50 Hz. (entre cada fase y neutro).

l Anclaje: riel DIN

l Precisión : 3 V~.

l Dispositivo clase II

l Retardo de desconexión por so-

l Uso interior

> Protector de sobre y baja tensión trifásico con detección de secuencia de fase Es un producto apropiado para ser utilizado en la protección general de equipos en circuitos eléctricos industriales porque interrumpe la alimentación eléctrica del circuito en el cual está instalado, con el auxilio de un contactor, cuando la tensión de la red sufre variaciones o interrupciones de fase o neutro que puedan dañar los artefactos o equipos conectados a dicho circuito eléctrico, reconectándola en forma automática (con un cierto retardo) cuando la tensión se normaliza. Además, realiza un monitoreo constante de la secuencia de fase, no conectando la salida ante una eventual inversión de la misma indicando el fallo a través de una señal lumínica. Su operación en la desconexión de la alimentación es totalmente automática, existiendo dos formas de reconexión:

bretensión: 10 milisegundos máx. l Retardo de desconexión por baja

tensión: 1 seg. l Retardo de reconexión: Selec-

cionable entre 2,5 minutos (automática) o sin reconexión (manual).

Figura 3: Protector de sobre y baja tensión RBC

l Anclaje: riel Din l Dimensiones: dos bocas Din. l Indicadores:

- “Sobre” o “Baja” tensión, 3 led bicolores (Rojo = Alta tensión; Amarillo = Baja tensión). - Tensión Normal (Led verde “Normal” encendido). - En espera de reconexión, en Modo “automático” ó “manual”: destello del led verde (Normal). - Secuencia de fase incorrecta: destello de 3 led variando entre rojo y amarillo. l Salida a relay (bornes 2 y 4,

NA) (bornes 2 y 1, NC), I máx.= 2,5 A. l Dispositivo clase II l Uso interior l Peso: 130 gramos. l Dimensiones: 2 bocas Din. l Anclaje: riel Din.

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Figura 2: Temporizador multirango

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INFORMACIÓN de INTERÉS

El laboratorio de UTE inicia los ensayos de Eficiencia Energética en termotanques por: Unidad de Gerenciamiento del Proyecto de Eficiencia Energética – Dirección Nacional de Energía y Tecnología Nuclear – MIEM.

> El etiquetado de Eficiencia Energética (EE) El Proyecto de Eficiencia Energética es un programa de alcance nacional orientado a promover el uso eficiente de la energía en todos los sectores de la economía nacional. A partir de fondos de donación provenientes del Fondo para el Medioambiente Mundial (FONAM) a través del Banco Mundial y una importante contribución de fondos de contraparte nacional, viene siendo implementado el proyecto por la Dirección Nacional de Energía y Tecnología Nuclear y por UTE, con el propósito de fijar instrumentos de política energética del lado de la demanda, para promover el uso eficiente de la energía entre los consumidores. El concepto de eficiencia energética (EE) implica un uso más racional y eficiente de los recursos energéticos, manteniendo el nivel de satisfacción de las necesidades. El uso eficiente de la energía beneficia tanto a los consumidores de energía, como al medioambiente y a la sociedad en general, principalmente para aquellos países altamente dependientes de combustibles fósiles importados. En el marco del Proyecto, y como una de las líneas de trabajo fundamentales, se está impulsando la implementación del Programa de Etiquetado y Normalización de Eficiencia Energética de productos, equipos e instalaciones que utilizan energía. El objetivo del Programa es la elaboración de normas y especificaciones técnicas que permitan clasificar a los distintos productos y equipos que consumen energía de acuerdo a su grado de eficiencia y brindar información a los consumidores respecto al desempeño.

Laboratorio de EE de UTE

Las etiquetas de eficiencia energética brindan información al consumidor y le permiten tomar decisiones teniendo en cuenta el desempeño del equipo y el costo de operación durante su vida útil. La implementación del etiquetado está prevista para este mes de setiembre, con una etapa transitoria de adhesión voluntaria, para posteriormente pasar a un esquema de aplicación mandatoria de la etiqueta de eficiencia energética para los distintos equipos incluidos en el programa. Los primeros equipos a ser etiquetados serán las lámparas fluorescentes compactas y los calentadores de agua eléctricos de acumulación (comúnmente llamados calefones o termotanques), para posteriormente abarcar refrigeradores, acondicionadores de aire, cocinas y hornos a gas.

nacional de ensayo y considerando las particularidades del mercado uruguayo, se han firmado acuerdos con LATU, UTE y Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República para la readecuación de sus laboratorios para el desarrollo de los ensayos de eficiencia energética en calentadores de agua de acumulación y lámparas. En los Laboratorios de EE de UTE y LATU se realizarán ensayos de EE de termotanques y en el laboratorio de fotometría de la Facultad de Ingeniería los ensayos correspondientes a lámparas. Una vez implementado el programa de etiquetado nacional, se podrá reconocer la etiqueta nacional que contará con la Marca del Programa Nacional de Etiquetado y la marca de los organismos de certificación y de control involucrados.

> Laboratorios de EE

> El laboratorio de EE de UTE

Entendiendo de fundamental relevancia el desarrollo de la capacidad

En el Laboratorio de UTE se realizan gran cantidad de ensayos de di-

versa índole, además de contar con patrones de referencia nacional y realizarse tareas de investigación y desarrollo. En particular, en el Laboratorio, se llevan a cabo los ensayos referentes a Seguridad de aparatos electrodomésticos y similares, incluyendo calentadores de agua de acumulación. Uruguay es el único país de la región en el cual los calentadores de agua de acumulación eléctricos representan la tecnología más utilizada. Esto ha requerido que se desarrollen métodos e instalaciones específicamente diseñadas para medir la eficiencia energética de estos equipos. En el año 2007 se inició el proceso de readecuación del espacio físico y del equipamiento del laboratorio de UTE, a efectos de contar con las instalaciones para llevar a cabo la clasificación según norma de los acumuladores de agua eléctricos de acuerdo a su desempeño energético. Se utilizará la Norma UNIT 1157 – Especificaciones y etiquetado de calentadores de agua eléctricos de acumulación de uso doméstico. La inversión para la creación del laboratorio de EE en UTE supera los 60 mil dólares; de este monto, 51 mil dólares han sido financiados con fondos de donación y contraparte nacio-

nal a través del Proyecto de Eficiencia Energética. Se prevé que los ensayos de eficiencia energética en termotanques sean totalmente automatizados, monitoreando y registrando en forma continua la temperatura ambiente y del agua, caudal de agua, energía entregada y tiempo. Los distintos equipos serán comandados por medio de PLCs en función de los parámetros monitoreados. La capacidad de ensayos del laboratorio es de 5 equipos semanales con una duración aproximada del ensayo de 2 días y medio por cada equipo ensayado. Las instalaciones permiten ensayar hasta 3 equipos en paralelo, siendo posible aumentar esta cantidad en el futuro. El laboratorio ya se encuentra en funcionamiento y actualmente se está en una fase de ajustes operativos.

> Ensayo de EE de termotanques eléctricos La Norma UNIT – IEC 60379 describe los métodos normalizados de ensayo para medir el desempeño de los calentadores de agua eléctricos de acumulación. Procedimiento de Ensayo En forma resumida, el ensayo de EE consiste en: 1. Llenar el termotanque con agua fría, conectar la alimentación eléctrica, y esperar a alcanzar condiciones estables de temperatura del agua. 2. Medir por un período de no menos de 48 hs la energía consumida por el equipo. 3. Durante este período se registra, mediante una termocupla, la temperatura del agua en cada entrada y corte del termostato. Esto permite determinar la temperatura media del agua.

4. Transcurridas las 48 hs, se apaga el calentador de agua y se extrae una cantidad de agua igual a la capacidad del termotanque, suministrando agua fría. Durante esta operación se registra la temperatura del agua de salida. 5. Inmediatamente se conecta la alimentación eléctrica. Se registra el tiempo de calentamiento, tiempo en que se alcanza la temperatura de corte del termostato. 6. Se apaga el calentador, se corta el suministro de agua y se extrae el agua acumulada, registrando la temperatura de salida del agua. Resultados Los resultados obtenidos de este ensayo permiten determinar la clase de eficiencia a la que pertenece el termotanque y obtener la siguiente información a incluir en la etiqueta de EE: l Clase de eficiencia l Consumo de Energía / mes (kWh) l Tiempo de recalentamiento (h)

El etiquetado de eficiencia energética constituye un hito fundamental para promover el uso responsable de los recursos energéticos por parte de los usuarios brindando información sobre el desempeño de los productos adquiridos. El calentamiento de agua representa más del 30% del consumo de energía en un hogar tipo, cualquier medida adoptada para medir y mejorar la eficiencia en este uso repercute fuertemente en el gasto de los consumidores, y de forma agregada en la demanda energética del país. En ese sentido es de fundamental importancia fortalecer las capacidades de ensayo locales que sustenten el programa nacional de etiquetado de eficiencia energética.

BERON INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS PARA RIEL DIN Procedencia Europa

BERON, importador exclusivo de ETI, líder en fabricación de interruptores termomagnéticos diferenciales y combinados como también accesorios de última generación.

Fabricante europeo, de primer nivel, con tecnología de última generación. Alcances de hasta 125A

Líneas EFI 2 y EFI 4: Interruptores Diferenciales 2 Polos: 25-40 y 63 A

De procedencia Europea con una (30-100-300-500 mA) capacidad de producción anual de 4 Polos: 25-40-63 y 100 A 12 millones de polos, provee al (30-100-300-500 mA) mercado internacional, incluyendo fabricantes a los cuales les produce con su marca tanto en Europa, como en la red de distribuidores de Líneas KZS : Medio y Extremo Oriente. Interruptores Combinados Origen certificado, con severos Termomagnético Diferencial controles de calidad en su producción y homologados por 2 Polos: 6 a 40 A (30 y 300 mA) laboratorios internacionales de Versión común o superinmunizado primera línea que responden a la 4 Polos: 20-25 norma IEC 898 e IEC 947 requerido y 32 A (30 mA) para su utilización. Sus características de diseño aseguran el buen funcionamiento; la calidad de los materiales utilizados para su fabricación, los elementos conductores y aislantes, dan como resultado productos de excelente calidad y garantizan una vida útil en relación a otras marcas en un 30 y 40% superior.

Líneas ETIMAT: Interruptores Termomagnéticos Versiones de 1 a 4 Polos. Desde 6 a 125 A. Poderes de corte Icu desde 6 KA hasta 20 KA/400 V (IEC 60898; IEC 60947-1 e IEC 60947-2).

VENTAJAS DE LA LÍNEA ETIMAT

Posibilidad de precintado

Marca de “ON/OFF” en la palanca de encendido

-Posibilidad de doble conexión -Cada producto está marcado con el código EAN

Mejor protección de los terminales ante el contacto de las partes con tensión

Nuevo método de montaje en el riel DIN y reemplazo simple

-Indicación del estado del contacto -Posibilidad de marcado de circuitos

El mejor respaldo técnico y asesoramiento en nuestros productos Av. Gral. San Martín 2761 | Tel:200 2862 Fax: int 118/119 | beron@beron.com.uy | www.beron.com.uy

PRODUCTOS Y APLICACIONES

Careta de oscurecimiento automático para soldadura eléctrica por departamento técnico de Compel SRL

El gigante asiático CHINT, es el mayor productor de materiales eléctricos de bajo voltaje en China, tanto en volumen de producción como de ventas. El nombre CHINT está asociado con productos de alta calidad. Su red de distribución se extiende ahora a más de 70 países, incluyendo a Uruguay con COMPEL SRL. La empresa ha alcanzado Certificaciones bajo ISO 9001, ISO14001 y OHSA 140001. Su línea de productos es extensa, y la fabricación automatizada, con estrictos Controles de Calidad. Dicha línea se amplía permanentemente dada su importante reinversión en Investigación y Desarrollo. Uno de los productos novedosos que CHINT ha lanzado recientemente al mercado es la careta ZTG-2 para soldadura eléctrica. La misma, se oscurece automáticamente al detectar la luz de la soldadura eléctrica, usando el principio fotoeléctrico. De esta forma bloquea la radiación ultravioleta e infrarroja para que no pase a los ojos del usuario. No obstante, la careta permite el pasaje de cierta cantidad de luz, lo que posibilita realizar la soldadura. Este grado de opacidad puede ser ajustado mediante filtros UV-IR disponibles (DIN 9 y DIN 13) compuestos de capas de vidrio reflectantes, polarizadas y sensible a la luz (LCD). Luego de cierto tiempo programable, la visión de la careta vuelve a la normalidad, con lo que el usuario puede controlar la calidad de la soldadura, trabajando en forma continua, evitando la molestia de sacarse y colocarse la careta, como en el sistema convencional. De esta forma, se logra aumentar sensiblemente la productividad. Además, la careta ZTG-2, posee un margen de protección mayor al de la careta común, al cubrir tanto la cara

Figura 1: principio de funcionamiento

como el cuello de todo tipo de daños, provenientes del arco eléctrico. Este producto está siendo usado en muchos países en todo tipo de obras.

> Principio de funcionamiento El casco convierte la luz proveniente del arco eléctrico de la soldadura en señales electrónicas. Luego que esas señales son amplificadas, son usadas por el circuito de control para comandar a las capas de LCD para cambiar su estado de transparente a opaco. De esta forma, se protege a los ojos de los usuarios bloqueando el pasaje de luz. En la figura 1 se muestra el principio de funcionamiento.

zando. Una alta sensibilidad hará que el filtro pase a modo opaco ante la menor luz, siendo recomendable cuando se trabaja con corrientes bajas de soldadura. El tiempo de retardo selecciona el tiempo en que el filtro se mantiene en el estado opaco. Esto debe ser ajustado de acuerdo a las condiciones de trabajo.

> Características técnicas Tiempo de cambio estado: < 0.5 mS Tiempo de permanencia de estado: 0.2 S a 0.8 S Temperatura de trabajo: 10ºC a 60ºC Penetración del UV: < 0.0003 a 313 nm - 365 nm Penetración del IR: < 0.085 a 1300 nm – 2000 nm

Figura 2: Casco ZTG-2 de Chint

Usted puede adquirir la careta ZTG-2 en la Casa de Electricidad o Ferretería Industrial de su confianza, con el respaldo técnico de COMPEL SRL.

> Instrucciones de ajuste El casco ZTG-2 posee sensibilidad y retardo ajustables, de acuerdo al tipo de trabajo que se esté reali-

Consultas: compel2@gmail.com Tel: (02) 902 8890 – 901 4819

PROTECTORES

Desde hace varios años contamos con la gama completa de contactores CHINT hasta 100 A, con todos sus accesorios correspondientes.

RELÉS

CONTACTORES

More Than Power

CHINT es el mayor productor de materiales eléctricos de bajo voltaje en China tanto en volumen de producción como de ventas. El nombre CHINT está asociado con productos de alta calidad. Su red de distribución se extiende ahora a más de 70 países, incluyendo a Uruguay con COMPEL SRL.

Relés de 12, 24 y 110 V, triple inversor, 10 A. Relés de 220 V, doble inversor, 10 A, con zócalo.

La careta ZTG-2 permite ver normalmente pero se oscurece inmediatamente en 0.2 mS ante la chispa de la soldadura permitiendo, de esta forma, trabajar de forma continua. Una vez que la chispa cesa, el lente vuelve a ser transparente.

Usted puede adquirir estos productos en su casa de electricidad o ferretería industrial de confianza

Importa y respalda: Compel SRL Tel: (02) 902 8890 (02) 901 4819

ARTÍCULO TÉCNICO

Revisión de un motor El motor estuvo mucho tiempo parado, fuera de servicio ¿qué debemos hacer antes de ponerlo en marcha? por departamento técnico de Motores Eléctricos Ltda.

Es habitual que tengamos que poner en marcha un motor que no estuvo funcionando durante varios años. Y es probable que el mismo no sea nuevo. En estos casos, se aconseja revisar los siguientes ítems que lo pudieron afectar durante el período que estuvo fuera de servicio: l La armadura (carcasa) l Devanado húmedo o sucio l Lubricación de rodamientos l Estado de los rodamientos

> Armadura La armadura (o carcasa) es el medio por el que el motor despide al medio ambiente el calor que se produce en su interior, razón por la cual este es un buen lugar por donde comenzar a trabajar. Una armadura llena de polvo o suciedad atenta contra la vida útil del motor al impedir su ventilación. Limpiar al motor de polvo debería ser una medida habitual de mantenimiento. Sin embargo, no recomendamos pintar al motor para darle una “apariencia de nuevo”, ya que una capa adicional de pintura también agrega una aislación térmica al motor, perjudicando la disipación del calor.

> Devanado húmedo o sucio La humedad reduce la resistencia de aislación del bobinado; lo mismo pasa con el polvo depositado en el punto donde el bobinado entra en la ranura. De allí que sea recomendable medir la resistencia de aislación, entre cada bobina y masa y entre las fases del motor analizado.

La aislación se debe medir con un megóhmetro de 500 / 1000 V. Es bueno recordar que para comprobar la resistencia de aislación de un motor monofásico debe desconectarse el capacitor de arranque. La norma IEEE 43 “IEEE Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery” (que es una guía para testear motores) exige una aislación mínima de 1,5 MΩ para un motor de baja tensión (por ejemplo, de 400 VAC); pero normalmente, un motor deja la fábrica con una resistencia de aislación superior a los 2000 MΩ. La pregunta entonces es: ¿Cuál debe ser el valor de nuestra medición para liberar la puesta en marcha del motor? En la práctica se suele esti-

mar que si el resultado de la medición es mayor a 100 MΩ está todo bien; las corrientes de pérdida tendrán un valor tan ínfimo (menos de 40 µA) que no podrán afectar al aislante de las bobinas. En cambio, si el resultado es menor a 100 MΩ se recomienda abrir al motor y realizar una limpieza interna (con pincel y/o soplete) y secado del devanado en un horno, ya que una corriente de pérdida persistente puede producir un daño mayor y una falla directa de aislación. Si el valor medido es cercano al límite superior de los 100 MΩ, tal vez sea suficiente con alimentar al motor con aproximadamente un 15% de la tensión nominal manteniendo el rotor bloqueado y controlando que la

intensidad de corriente no sobrepase el 60 % del valor nominal durante un tiempo prudencial de 1 o 2 horas (dependiendo del motor) para que levante temperatura el devanado, se seque y recupere la aislación. Si el resultado está entre 1,5 MΩ y 50 MΩ es recomendable además de realizar la limpieza y el secado, rebarnizarlo (para esto es muy importante corroborar que no hayan quedado rastros de suciedad en el devanado) . Después de las intervenciones antes mencionadas, se debe volver a medir la aislación del bobinado para ver si se alcanzó un valor elevado. Si ya en la primera medición se obtiene un valor por debajo de 1 MΩ es muy posible que aun tomando las medidas anteriores, de limpieza, secado y barnizado, el motor no se recupere y si se pone en servicio, se destruya en poco tiempo. El encargado de la tarea debe decidir si aun así, de todos modos, pone en marcha al motor hasta conseguir uno en mejor estado, sabiendo que debe esperar inconvenientes a la brevedad.

Los valores de resistencia de aislación con que sale un motor de fábrica son siempre por encima de 2000 MΩ . En nuestra empresa después de calentar los devanados que fueron bobinados para retirarles la humedad, la impregnación se realiza por inmersión total y luego secados al horno para lograr un valor de resistencia de aislación superior a los 1000 MΩ.

Valor Límite (M Ω ) -----

Evaluación del aislamiento Peligroso

Malo

100

Insatisfactorio

100

500

BUENO*

500

100

Muy Bueno

Encima de 1000

Excelente

* Concepto mínimo para aceptación de la máquina

Otro ensayo a realizar es el índice de polarización. Para efectuar esta medición es necesario el uso de un megóhmetro con alta escala tomando el valor al minuto y a los 10 minutos. El índice de polarización es dado por la fórmula : IP =

R(10`) R (1`)

Valor Límite Evaluación Mayor Menor del Aislamiento o igual

PELIGROSO

1,5

Malo

1,5

2,0

Insatisfactorio

2,0

3,0

BUENO **

3,0

4,0

Muy Bueno

1,0

Excelente

** Concepto mínimo para aceptación de la máquina

> Lubricación de rodamientos Una sencilla forma de conocer el estado de los rodamientos es haciendo girar el eje del motor con la mano. Si notamos que hay que hacer mucho esfuerzo para que gire es probable que la grasa lubricante se haya endurecido. En el caso de los modernos motores pequeños que tengan este problema es poco lo que podremos hacer para solucionarlo, pues los mismos poseen rodamientos sellados autolubricados. Sólo un recambio de rodamientos será posible, no así su lubricación. Los motores de mayor potencia, más grandes, po-

seen generalmente un alemite para reengrase. Si este es el caso, el motor deberá tener una placa de engrase junto a su placa característica donde el fabricante indica el tipo y la cantidad de grasa a utilizar y la frecuencia con la que debe realizarse el engrase (cada cuántas horas de funcionamiento). La operación de reengrase deberá realizarse con el motor en marcha (siempre y cuando no genere un peligro para el operario) y no deberá colocarse una cantidad excesiva de grasa.

> Estado de los rodamientos Si al efectuar la prueba antes mencionada (hacer girar con la mano el eje del motor) percibimos que alguna vibración o golpe aparece, esto pudiera ser indicación de que el roda-

miento está marcado, es decir, que tiene alguna irregularidad debida a algún golpe que marcó la pista interna del rodamiento. Esta marca pudiera originarse por diferentes razones (porque el motor sufrió una caída violenta quizás al desplazarlo, también pudiera suceder que el rotor haya estado apoyado durante mucho tiempo en un punto, lo cual ha dañado la pista interna del rodamiento). Cualquiera sea el caso, el rodamiento deberá ser reemplazado. De lo anterior se deduce lo recomendable de girar periódicamente el eje de un motor que haya estado guardado en depósito durante mucho tiempo y que se desea utilizar como recambio de emergencia. Para el recambio de rodamientos es fundamental tener las herramientas adecuadas tanto para el desmontaje (extractores manuales, hidráulicos, etc) como para el montaje (el más utilizado es el calentador inductivo). Sobre el Autor: la empresa Motores Electricos Ltda. posee más de 40 años de experiencia en la reparación de todo tipo de motores y generadores. Consultas: motoreselectricos@adinet.com.uy Telefax: (02) 604 3806

INFORMACIÓN de INTERÉS

Indicadores Energéticos del Uruguay y la región La evolución de los principales indicadores a Julio de 2009 por departamento de eficiencia energética de SEG Ingeniería

> Buenas noticias para la Eficiencia Energética en Uruguay Por Decreto del 3/8/09, el gobierno decidió promover la Eficiencia Energética en Uruguay instalando incentivos fiscales a varias actividades destacándose entre ellas la Energía Solar Térmica, la Cogeneración, la Generación Eléctrica de fuentes renovables no tradicionales y los servicios brindados por Empresas de Servicios Energéticos (ESCOs). Paralelamente, acaba de aprobarse en la comisión del Senado, la Ley de Eficiencia Energética, que es un salto cualitativo en materia legislativa. Esta Ley contiene varios aspectos, entre los que se destacan la declaración de Interés Nacional a la Eficiencia Energética, la obligatoriedad del Etiquetado Energético para los electrodomésticos, los castigos impositivos a electrodomésticos ineficientes, la creación de un fondo (FUDAEE) para financiar estudios e inversiones en Eficiencia Energética, entre otros. Además se incluye que las empresas de Energía del País deberán aportar de un 0,13% a un

empresas de Energía a efectos de su aporte (0,13% de su facturación). En síntesis, se están poniendo en marcha los mecanismos para incorporar la EFICIENCIA ENERGÉTICA, como un eje de la política energética nacional.

> IPEI - Índice de Precios de los Energéticos Industriales Descripción: índice de precio (SEG) que refleja la evolución del precio de la canasta energética del sector industrial según Balance Energético Nacional (fuente DNETN). Incluye consumos de: Energía Eléctrica, Leña, Fuel Oil, Gas, etc..

IPER - Índice de Precios de los Energéticos Residenciales

0,25% de su facturación bruta para solventar estos planes. Se crearán «Certificados de Eficiencia Energéti-

ca» para los proyectos que ahorren Energía, que tendrán un valor de mercado, y podrán ser comprados por las

Descripción: índice de precio (SEG) que refleja la evolución del precio de la canasta energética del sector residencial según Balance Energético Nacional (fuente DNETN). Incluye consumos de: Leña, Energía Eléctrica, Gas, etc..

PRODUCTOS Y APLICACIONES

SYAR presenta dos modelos de registradores Registran temperatura y humedad por departamento técnico de SYAR S.A.

Registrador LogBox de Novus

LogBox-RHT y LogBox-RHT-LCD son data loggers de 2 canales con sensores de temperatura y humedad integrados. Utilizan sensores de alta calidad para mediciones precisas y confiables en aplicaciones de transporte, stock de perecederos, auditoría de procesos, entre muchas otras aplicaciones. Pueden ser fácilmente programados y configurados a través de una versátil interface de comunicación conectada al puerto USB del PC con software en ambiente Windows® o PalmOS. El software Logchart II posibilita la configuración, colecta, análisis y exportación de los registros. En el modelo LogBox-RHT-LCD los valores de las mediciones del sensor son mostrados en un display. También es posible verificar en el display los valores mínimo y máximo ocurridos mientras se realizan las adquisiciones.

Configuración El software Logchart II permite la configuración, colectar, visualizar, analizar y exportar los datos registrados. La comunicación infrarroja con un PC es realizada utilizando la interface de comunicación IrLink3 conectada al puerto USB (RS232 es opcional). La configuración, recolección y análisis de los datos también puede ser realizada por un Palm Top con sistema operativo PalmOS, a través de su interface IrDA. De esta forma se reduce el costo y se mejora la portabilidad. Los datos colectados de varios LogBox pueden ser posteriormente transferidos para el PC utilizando la herramienta de sincronismo nativa en el Palm. Una vez transferidos para el ordenador, los datos pueden ser visualizados y exportados utilizando el software Logchart II.

Especificaciones Sensor de temperatura:

s Rango: -40 a 80 °C. Resolución de 0,1 °C; s Tiempo de respuesta: hasta 30 s en aire en movimiento lento.

Figura 1: Data Loggers LogBox

s Tiempo de respuesta: 8 s en aire en movimiento suave (20 a 80% RH). Capacidad de memoria para 32.000 registros con un canal o 16.000 registros con dos canales. Intervalo de adquisición: programable entre 1 s hasta 18 horas. Inicio de adquisición: inmediato, por el botón de disparo, en fecha/hora programado o setpoint programado. Final de adquisición: por memoria llena, por fecha y hora, número de adquisiciones o memoria circular. Comunicación Infrarrojo: 50 cm, ángulo de 30°. Software de configuración y comunicación: para Windows® 98, XP, 2000, Vista y PalmOS.

> Registrador THL1 de UEi Utilice el UEi THL1 para registrar los valores de temperatura y humedad para un análisis posterior. Verifique así los márgenes de variación de dichas propieda-

des de sus cámaras frigoríficas, ambientes de oficinas, etc.

Propiedades l l

l l l l l l l

32,000 registros (16,000 de temperatura y 16,000 de humedad relativa). Software de análisis con cálculo del punto de rocío, tabla de resultados, y exportación a otros formatos. Interfase USB y software compatible con Windows™. Arranque manual o programado. LED’s de alarma con valores seleccionables por el usuario. Montaje magnético. Batería de larga duración. 1 año de garantía. Intervalo de registro: seleccionable desde 2 segundos hasta 24 hs.

Consulte a SYAR por otras aplicaciones, distribuidor de Novus y UEi en Uruguay. Contacto: syar@syar.com.uy Tel: (02) 908 5350

BERON SOLUCIONES EN TABLEROS ELÉCTRICOS

Cemarplast II DIN

Cajas de Derivación/Cemarbox

Cajas de comando CC Plast

Cajas de comando CE

Para instalaciones con interruptores para riel DIN Tamaños: de 4 a 64 módulos Embutir y sobreponer Material termoplástico Grado de protección IP40.

Construídos en material termoplástico Modo de fijación: en pared Grado de protección: IP67 e IK08 Tamaños: desde 10x10x5 a 38x30x17 cm

Construídos en material termoplástico Modo de fijación: en pared Grado de protección: IP 67 e IK09 Tamaños: desde 30x20x13 a 50x40x20 cm

Construídos en chapa de acero Modo de fijación: pared o poste Apertura de la puerta: 130º Grado de protección: IP 54 e IK10 Tamaños: desde 20x20x12 a 120x80x35 cm

Consulte por nuestra amplia gama de sistemas de distribución eléctrica: cajas de montaje/cms; cajas de pasajes /cps-pvc/ps; cajas multiuso/multi pvc/ps; centro de distribución en chapa; cajas de comando/cemar pro; paneles modulares desmontables; kit panel/cemar.

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PRODUCTOS Y APLICACIONES

Sistema de Automatización Extendido Industrial IT 800xA Automatización de alta confiabilidad por ABB S.A. El Sistema de Automatización Extendido Industrial IT 800xA de ABB, es una solución de automatización de alta confiabilidad que permite la mejora continua de la productividad. El mismo se compone de tres niveles: un nivel de software, donde se encuentra el Sistema 800xA propiamente dicho; un nivel de controladores de proceso, donde se encuentra la línea de Controladores AC800M; y un nivel de módulos de entrada/salida, donde se encuentran las líneas de módulos S800, S900 y S800M. A continuación se presentan las principales características técnicas de los productos de cada nivel.

Sistema 800xA:

l Operaciones. l Ingeniería. l Seguridad (Sistemas Integrados de

Seguridad IEC 61508/61511). Manejo de Información. Manejo de Producción. Optimización de Activos. Control de I/O. Manejo de dispositivos de campo (Profibus, Foundation Fieldbus y HART). l Auditoría (FDA 21 CFR part 11). l Integración a Sistemas de Mantenimiento (SAP, Maximo). l l l l l

Controlador de Proceso AC800M

Figura 1: Línea de controladores y módulos de I/O AC800M y S800. l Capacidad de I/O por Profibus: 99 es-

l Bases terminales para módulos (bor-

taciones de 24 módulos de I/O c/u. l Ethernet: 2 puertos 10BaseT. l Módulos de comunicación: 12 (1 para PM851)

neras separadas de los módulos de I/O) compactas o extendidas. l Cambio en caliente de módulos (“hotswap”). l Módulos de I/O:

- CI854A: Profibus. - CI860: Foundation Fieldbus. - CI853: RS232-C (Modbus, Comli, Siemens). - CI857: INSUM. - CI858: DriveBus. - CI867: Modbus TCP. l Controladores por sistema 800xA: máximo 75.

> Sistema de Módulos de I/O S800 l Conexión local al controlador o remota

mediante Profibus. l Interfaces de comunicación simples o

redundantes por cable o fibra óptica.

- Entradas digitales: 24VDC, 48VDC, 110 V, 220 V, entradas rápidas (1 ms). - Entradas de pulso. - Salidas digitales: 24VDC 0.5A, relés con NA/NC. - Entradas analógicas: 0..20 mA, 10..0..10 V, simples o diferenciales, RTDs, termocuplas. - Salidas analógicas: 4..20 mA, 0..10 V. - Módulos con seguridad intrínseca. - Módulos redundantes. Consultas: ABB – Tel.: (02) 707 7300 Responsable técnico: Ing. Javier Román javier.roman@uy.abb.com

l Familia de controladores con CPU e in-

terfaces de comunicación. l CPUs: PM851 / PM856 / PM860 / PM861

/ PM864 / PM865 / PM866. l RAM: 8 – 64 Mb. l Procesador: MPC860/862. l Soporte de redundancia de CPU: PM861

o superior. Aplicaciones por controlador: 8. Programas por aplicación: 64. Tareas por controlador: 32. Performance, 1000 operaciones booleanas: 0.15 ms a 0.46 ms. l Alimentación: 24 VDC. l Reloj de tiempo real con sincronismo por CNCP, SNTP. l Capacidad de I/O local: 96 módulos de I/O (24 para PM851). l l l l

Figura 2: Vista del Sistema 800xA.

PRODUCTOS Y APLICACIONES

Control HVAC Operación efectiva de una torre de enfriamiento por Schneider Electric Uruguay

l Conmutación de los canales de

l l l l

> Necesidades del cliente: En una operación de extracción de calor por un proceso de agua refrigerada, los clientes necesitan maximizar la eficiencia energética de la torre de enfriamiento, y a la vez reducir la factura de consumo eléctrico.

> Recomendación: Usando un variador de frecuencia, se puede controlar el encendido y la velocidad de bombas y ventiladores. El variador está equipado con un control PID integrado, y puede ser conectado a un sistema de gestión de edificios. El ALTIVAR 21 está especialmente diseñado para aplicaciones de HVAC, y es fácilmente integrable a un sistema de gestión de edificios (BMS) ya que posee diversas opciones de comunicación con protocolos como: LONworks, BACnet, Metasys, y Apogee. Integra la exclusiva tecnología “Capacitor Less” para el tratamiento de

armónicos sin necesidad de equipos adicionales: THDI < 30% Se destaca además la rápida puesta en marcha sin necesidad de ajustes de parámetros de control así como un conjunto de funciones pensadas para el óptimo control de aplicaciones de bombas y ventiladores:

control (referencias y orden de marcha) gracias a su tecla dedicada LOC/REM. Función de dormir / despertar. Adaptación automática de rampas. Conmutación de rampas. Calibración y limitación de las referencias. Conmutación de 2 parametrizaciones de motores.

l Ley de ahorro de energía, ley ten-

sión/frecuencia cuadrática. l Recuperación automática con bús-

queda de velocidad. l Adaptación de la limitación de co-

rriente en función de la velocidad. l Supresión del ruido y de la reso-

nancia, gracias al ajuste en funcionamiento de la frecuencia de corte hasta 16 KHz.

ALTIVAR 21

l Velocidades preseleccionadas.

l Trifásico 220/240V – 380/480V

l Regulador PID integrado, con refe-

l Hasta 75kW

rencias preseleccionadas con modo automático / manual. l Contador de energía y de tiempo

de funcionamiento.

l Filtros EMC integrados l Sobretorque de hasta 110% -

60seg. l Funciones preconfiguradas.

Schneider Electric Uruguay SA Ramón Masini 3190 Tel: 708.8237 –707.2392 www.schneider-electric.com.uy

ARTÍCULO TÉCNICO

Corrección del factor de potencia Introducción al tema mostrando un método de corrección por Ing. Alberto Mikalaiunas

La mayoría de los aparatos eléctricos industriales consumen tanto potencia activa como potencia reactiva. Esto hace que exista un desfasaje entre la tensión y corriente consumida por dicho aparato y, a fin de mes, un consumo global de energía reactiva facturado por el suministrador de energía eléctrica (UTE en nuestro país). Si dicho valor es excesivo tendremos una multa en dicha factura (los pocos casos en donde no sucede esto es en los calefactores a resistencia, en la iluminación incandescente, etc., donde la tensión y la corriente no están desfasadas). Vamos a repasar los principios de cómo se corrige esta situación viendo la solución desde una óptica muy sencilla.

la relación entre P y S. O sea: factor de potencia (f.p.) = . Ahora bien, como las relaciones que existen entre P, Q, y S son similares a las que existen entre los lados de un triángulo rectángulo, es que se puede armar lo que se conoce como el triángulo de potencias (ver fig2).

> Triángulo de potencias

Tal como se puede observar, el ángulo ϕ de dicho triángulo entre P y S es el mismo que representa el desfasaje entre tensión y corriente de la carga. En la figura 3 se ilustran dos casos en los que la carga eléctrica consume la misma potencia activa pero tienen distintos valores de potencia reactiva. O sea, las cargas eléctricas consumen la misma potencia activa pero, al tener menor f.p., consumen mayor potencia reactiva. Esto significa que para el mismo uso útil de la energía eléctrica (potencia activa) y trabajando con la misma tensión, en un caso se consume mayor corriente de entrada (el lado S y Q son mayores). Sin duda, el caso b de la figura 3 es el menos beneficioso (desfasaje grande, es decir, factor de potencia bajo). En otras palabras, nadie quiere tener que sobredimensionar los cables, interruptores, transformadores, etc. de su instalación para obtener la misma potencia útil (represen-

Supondremos que tenemos una carga trifásica. En este caso la potencia activa P (W, watts), la reactiva Q (VAr, volt-amper reactivos) y la aparente S (VA, volt-amper) valen: P= ;Q= yS= , siendo ϕ representativa del desfasaje que existe entre la corriente de línea y tensión entre fases de dicha carga (ver figura1). El factor de potencia λ de una carga eléctrica siempre se define como

Figura 1: desfasaje T en el tiempo y angulo ϕ

Figura 2: triángulo de potencias

Figura 3. Caso de 2 cargas eléctricas con un mismo consumo de potencia activa pero distinto factor de potencia

tada por la potencia P) que bien puede ser resuelto con cables, interruptores, transformadores, etc. más chicos y por lo tanto más económicos. Es por esto que trataremos de que nuestra instalación funcione como en el caso a de la figura 3. En la mayoría de los países se multa si el factor de potencia es menor a 0.92, y dependiendo del tipo de facturación contratada (doble horario, triple horario, etc.), una bonificación, si es mayor a 0.92 (el f.p. es siempre menor o igual a 1). Ejemplo 1: una carga eléctrica monofásica que consume 10 kW con un factor de potencia igual a 1 (no existe desfasaje entre la tensión y la corriente) consume una corriente de 45 A. Pero si la misma potencia se consu-

me a un factor de potencia de 0,8 entonces la corriente será de 57 A (un 25 % más), mientras que si el factor de potencia fuera de 0,5 entonces la corriente será de 91 A (el doble). Sin duda, un factor de potencia elevado (menor consumo de potencia reactiva) es lo más conveniente.

> Disminuyendo el consumo de reactiva Si bien la mayoría de los aparatos eléctricos son cargas del tipo inductivo, también hay cargas capacitivas, donde la corriente está adelantada en el tiempo respecto al voltaje al cual trabajan. En estos equipos (los capacitivos) el consumo de potencia reactiva es de signo opuesto al que consume una carga inductiva. De allí que se diga que una carga capacitiva "entrega potencia reactiva" a la instalación donde está conectada, contrariamente a una carga inductiva, la cual "consume potencia reactiva" en la instalación donde está conectada. En el caso particular de los capacitores (o condensadores) de correc-

ción de factor de potencia, son una carga capacitiva "pura", es decir, no consumen potencia activa, sino que entregan o ceden energía reactiva a la instalación donde están conectados. Ejemplo 2: Supongamos una instalación que consume una determinada potencia activa (no importa cuánto para este ejemplo) y 100 kVAR de potencia reactiva. Y procedemos a instalar un condensador de 25 kVAR. Una vez en servicio el consumo global de reactiva de la instalación bajará según el resultado de 100-25= 75 kVAR. En la figura 4 se observa cómo cambia el triángulo de potencias en el caso del ejemplo.

Figura 4: Modificación del triángulo de potencias del ejemplo al conectar el condensador trifásico de 25 kVAR

Lo que hay que tener presente es que lo que ha variado es el consumo global de la instalación, y no el individual de sus aparatos conectados. En otras palabras, el sitio de la instalación que consume los 100 kVAR seguirá consumiéndolos, pero el consumo global de la instalación ha variado, con la consecuente mejora para la instalación desde el punto de alimentación general. Esto se muestra de otra forma en la figura 5. En la figura 5 se observa que la conexión del banco de capacitores "compensa" parte de lo que la instalación consume (o necesita). Hacia el lado de la alimentación eléctrica de entrada (aguas arriba) la situación ha cambiado, como si los equipos "consumieran menos" potencia reactiva, pero en realidad los aparatos que sumaban la cantidad de 100 kVAR de consumo siguen inalterados e incambiados, y por lo tanto consumen lo mismo. Uno de los mayores deseos es compensar el consumo de potencia reactiva para que el mismo esté den-

Figura 5: Diagrama de consumo de potencia reactiva del ejemplo 2

tro del rango relativo que no es penalizado por el suministrador de energía eléctrica (f.p.>0.92). Sin embargo, los datos que la factura trae no es la potencia, sino que es la energía consumida en el mes. En este caso la situación es similar. De poseer un equipo que consume 20 kVAR y que funciona 5 horas al día y todos los días, se tiene que al

mes, el mismo consumirá una energía de 20kVARx5horasx30días=3000 kVARh. Entonces podemos generalizar el concepto de triángulo de potencia de una carga eléctrica al de triángulo de energías consumidas en el mes. Ahora bien, lo que no nos dice la factura de consumo, es el dato del factor de potencia o cos(ϕ). En la factura vienen los datos de energía activa y reactiva consumida en el mes. Por lo que tenemos que usar la relacion Q/P para relacionarla con el factor de potencia (P/S). La relación Q/P = (Energía Reactiva)/(Energía Activa) = tg(ϕ), es la tangente del ángulo de desfasaje con el cual podemos deducir el valor del coseno y viceversa. La figura 6 muestra, en las 2 columnas izquierdas, la relación de cos (ϕ) y tg(ϕ) para distintos valores de ϕ . La tabla de dicha figura nos permite calcular el banco de condensadores para compensar globalmente una instalación. El método consiste en tomar los datos de la factura de luz de los últimos meses y realizar un

promedio de la energía reactiva y activa. De esta forma tendremos un valor promedio de consumo. Luego haremos uso del resto de los datos de la figura 6, donde empezaremos "entrando" por alguna de las columnas izquierdas con el valor de cos(ϕ) y/o tg(ϕ ) iniciales de la instalación tal como se indica allí. El procedimiento es seguir buscando, por la fila donde esté nuestro fp inicial (o tg( ) inicial), hasta llegar a la columna donde deseamos corregir el f.p. Así determinaremos una casilla intersección. Ese coeficiente es el valor de los kVAR necesarios por cada kW de consumo. Ejemplo 3: Se tiene una instalación donde las últimas facturas dan los siguientes valores promedio: Reactiva: 53500 kVARh y Activa: 49950 kWh Calcular el banco de capacitores para compensar dicha instalación a un valor de cos(ϕ)= 0.92. Solución: A partir de los datos mencionados calculamos el valor de la tg(ϕ) inicial de 53500/49950=1.07. Este valor (en la columna izquierda de la tabla de la fig.6) se intersecta en el valor 0.65 (para el valor solicitado de factor de potencia deseado). Esto quiere decir que el banco necesario consumirá 0.65 x 49950 = 32467.5 kVARh. Si suponemos que el mismo funciona 24 horas, todos los días, el banco será de 32467.5/ (24x30) = 45 kVAR. Este método, de usar los datos de la factura de luz, tiene sus variaciones al momento de usarlo. Por ejemplo, hay quienes no realizan el promedio, si no que toman el mayor valor de Q calculándolo para distintos meses y de esta forma se aseguran para todos los meses que no haya más consumo de energía reactiva. El problema, de esta forma, es que se puede llegar a sobrecompensar la instalación en aquellos meses donde el consumo baje demasiado. A su vez, la sobrecompensación puede traer otros problemas.

Figura 6: Tabla para calcular el banco de capacitores

Autor: Ing. Alberto Mikalaiunas Consultas: consultas@electromagazine.com.uy

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Actualidades de Phoenix Contact Soluciones para la industria automatizada por Phoenix Contact

Fuentes de alimentación para la construcción naval

Para todas las fuentes de alimentación de 24 V de la serie Quint Power SFB (Selective Fusebreaking Technology), Phoenix Contact cuenta ahora con la homologación de American Bureau of Shipping (ABS), una de las compañías de clasificación de barcos y otras aplicaciones marítimas de liderazgo mundial. La aplicación en el sector marítimo plantea a la tecnología elevadas demandas en lo referente a esfuerzo climático y mecánico así como a la compatibilidad electromagnética. La homologación por parte de la compañía de clasificación ABS garantiza una prolongada vida útil sin fallos. Todas las fuentes de alimentación monofásicas y trifásicas con tensión de salida variable entre 18 y 29,5 V CC cumplen las elevadas exigencias de calidad de este instituto. Entre otros asFigura 2: Relé de seguridad

Figura 1: Fuentes Quint Power para la construcción naval

pectos se comprueban por ejemplo, la temperatura ambiente, humedad, vibración, presión o magnitudes perturbadoras asociadas a conductores. Gracias a la tecnología SFB (Selective Fusebreaking Technology), con 6 veces la corriente nominal durante 12 ms, estas fuentes de alimentación hacen actuar por primera vez de forma fiable y rápida incluso a disyuntores estándar. Con esta reserva dinámica de corriente, las líneas defectuosas del circuito son desconectadas de forma selectiva y se delimita la zona en que se ha producido el defecto, de forma que partes importantes de la instalación puedan permanecer en servicio. Para iniciar la conexión de cargas con corrientes de encendido elevadas, se dispone de la reserva de potencia Power Boost que ofrece de forma permanente una corriente de 1,5 veces la corriente nominal. El diagnóstico completo tiene lugar por medio de un seguimiento continuo de la tensión y la corriente

de salida. Este seguimiento preventivo de las funciones permite visualizar los estados críticos de servicio y los comunica al control antes de que se produzcan los fallos.

Relé de seguridad para todas las normas nuevas

Phoenix Contact es uno de los primeros fabricantes en presentar un programa de seguridad completo que cumple todas las nuevas normas de seguridad. Junto a los módulos ya disponibles para aplicaciones hasta SIL 3 conforme a IEC 61508, ahora también hay disponible una amplia gama de productos para aplicaciones hasta PL conforme a ISO 13849-1 y SILCL 3 conforme a IEC 62061. De este modo, se ofrece al usuario la posibilidad de adaptarse con tiempo a la introducción de las nuevas normas. Esto es necesario ya que la ampliamente aplicada norma EN 954-1, con sus categorías de se-

guridad B a 4, dejará de estar vigente a finales de noviembre de 2009. Será sustituida por la ISO 13849-1, la nueva norma universal para la construcción de máquinas, que no solo es adecuada para controles eléctricos, sino también neumáticos e hidráulicos. En el caso de sistemas electrónicos complejos para grandes instalaciones se recomienda la aplicación de IEC 62061, mientras que IEC 61508 se aplica fundamentalmente en la industria de proceso. Todas las nuevas normas tienen en común la determinación de la fiabilidad o la probabilidad de fallo de toda la cadena, desde el sensor al actuador, en lugar de meramente clasificar los controles en categorías de seguridad. Esto aumenta los requisitos que deben cumplir los responsables de la planificación y los proyectistas. Para facilitar este cambio, Phoenix Contact ofrece una amplia gama de servicios adicionales, desde el asesoramiento personal a la línea directa 24h.

Bornes de separación del neutro para las instalaciones de edificios

La familia de bornes de tornillo UT del sistema de bornes para carril Clipline complete de Phoenix Contact ha sido ampliada: ahora se dispone también de potentes bornes UTN de separación del neutro con secciones de 2,5mm² a 10/16 mm². Estos combinan las ventajas de la técnica de conexión por tornillo con la utilidad de los contactos elásticos. La separación elástica del neutro y los puentes insertables normalizados ofrecen un ahorro de tiempo en el montaje de los bornes de carril. Por este motivo, los bornes de instalación UT son especialmente ade-

Figura 4: conexión para Terminal circular

cuados para las instalaciones de edificios y la construcción de distribuidores. Además, pueden combinarse con todos los bornes de instalación de los distintos tipos de conexión de Phoenix Contact. Los bornes de paso UTN se integran perfectamente en todo el sistema de instalación, ya que la barra colectora del neutro atraviesa en una línea todos los tipos de bornes. En esta familia de bornes de instalación se han integrado todas las ventajas del sistema, como el foso de puenteado, la separación del neutro sin tornillos o la posibilidad de sustituir elementos individuales dentro del sistema de interconexión. Una rotulación extensa de todos los puntos de embornaje, así como los accesorios de comprobación y de puentes enchufables normalizados del sistema de bornes para carril Clipline complete dan el toque final a la gama de productos.

> Robusta técnica de conexión por espárrago para conductores con terminal circular

Figura 3: bornes para neutro

Los terminales Ring Lug RT homologados conforme a DIN 50155 amplían el sistema de bornes para carril Clipline complete de Phoenix Contact con la robusta técnica de conexión por espárrago para el cableado de conductores con terminal circular. Una sencilla distribución del po-

tencial a través de puentes enchufables, grandes superficies de rotulación con marcado continuo del centro y accesorios unitarios de ensayo son ventajas del sistema de bornes para carril que también puede utilizarse con bornes RT de conexión por espárrago. La familia RT abarca bornes de paso o de conductores de protección para conductores de entre 1,5 mm2 y 35 mm2 con terminal circular. Para su aplicación en la alimentación de energía dispone de bornes separadores que permiten conectar convertidores de corriente. La protección ante contacto ofrece ventajas al usuario: las tuercas de sombrerete están integradas en las tapas abatibles de forma que no puedan perderse. Pueden apretarse por medio de los destornilladores habituales en el mercado y se colocan justo encima de los pernos de conexión, al abatir la hoja. Si no es preciso contar con protección ante el contacto, puede utilizarse la familia de productos RTO, que cuenta con el mismo perfil, pero es más económica. Todos los productos Phoenix Contact los puede encontrar a través de Tikal S.A., representante para Uruguay. Contacto: Sr. Aldo Mostarda Email: phoenixcontact@adinet.com.uy Tel: (02) 203 3291

Resistencias de Alta Potencia para la industria Resistencias para Inyectoras o Extrusoras por departamento técnico de Tarmax S.A.

> Resistencias Microblindadas

> Resistencias planas cerámicas

l Cerámica: Esteatita l Hilo Calefactor: Ni-Cr 80/20 l Se fabrican según plano del

cliente

> Resistencias tipo suncho Este tipo de resistencia es utilizada en las boquillas de colada caliente para eliminar el scratch (elimina el sobrante de la colada)

> Resistencias planas con cuerpo cerámico

l l l l l

Funda: Chapa acero inoxidable AISI-304 Cerámica: Esteatita Hilo Calefactor: Ni-Cr 80/20 Altura mínima: 11 mm Se fabrican según plano del cliente

l l l l

Chapa: AISI-430 Hilo Calefactor: Ni-Cr Cerámica: Esteatita Pueden soportar cargas de hasta 10Wxcm2. Se utilizan en sitios donde se precisa una temperatura más alta y con las abrazaderas con cuerpo de mica no es posible alcanzar Contacto: Tarmax S.A. dptotecnico@tarmax.com.uy Tel. 4000 502

PRODUCTOS Y APLICACIONES

La nueva CPU IM151-8 PN/DP de Siemens se suma a la exitosa serie de la línea SIMATIC S7 por Siemens Conatel La línea SIMATIC S7 se incrementa con la aparición de la nueva PLC, la CPU IM1518 PN/DP de Siemens. Su programación se realiza mediante la herramienta de ingeniería STEP 7 y se puede programar mediante cualquiera de sus puertos Ethernet, o a distancia mediante Internet. Como controlador Profinet I/O puede controlar hasta 128 dispositivos de Entrada/Salida, manejando hasta 2.048 entradas y salidas digitales. Asimismo, posee una página Web embebida, que permite el fácil acceso al diagnóstico de Hardware y de Software desde cualquier ubicación, mediante la red local o Internet. Esta funcionalidad sólo requiere tener instalado el Internet Explorer (un Web Client), sin la necesidad de ninguna programación ni ningún software especial en la PC, Multi-panel o PDA a conectar. La nueva CPU IM151-8 PN/DP de Siemens se suma a la línea SIMATIC S7. Su capacidad de comunicación por Ethernet y Profibus DP, las prestaciones de procesamiento y memoria equivalente a una CPU de prestaciones medias, y su reducido tamaño, la convierten en la opción ideal para su uso en maquinarias con requerimientos de comunicación o con periferia distribuida.

La CPU posee capacidad de comunicación Profinet mediante tres puertos Ethernet, switch incluido, logrando topologías lineales o estrella. Estos puertos permiten la comunicación con otras CPU (IM151-8/S7200/S7-300/S7-400), con módulos de periferia distribuida Profinet y con sistemas de visualización (paneles/SCADAs). De igual forma, es posible la comunicación mediante otros protocolos gracias a la posibilidad de programar su protocolo de comunicaciones en forma abierta. Su programación se realiza mediante la herramienta de ingeniería STEP 7, como cualquier CPU de la línea SIMATIC S7-300. Al igual que la familia de PLC S7-300, utiliza una MMC para su rápido reemplazo sin requerimientos de conocimientos de programación ni STEP 7.

Permite comunicación RT (Real Time, por ejemplo para el control distribuido de señales críticas), con tiempo de escritura/ lectura de 10 mseg, como también comunicación IRT (Isochronous Real Time), con tiempos de escritura/lectura menores a 1 mseg (por ejemplo, para el sincronismo exacto de ejes). Mediante un módulo opcional (6ES71384HA00-0AB0), se le puede agregar un puerto Profibus DP Maestro, logrando direccionar módulos de I/O Profibus o de Profinet. La CPU IM151-8 PN/DP está disponible en su versión estándar y en la opción de seguridad extendida (Failsafe). Ambas CPU pueden ser expandidas modularmente en el rack central, mediante los módulos de expansión de la familia ET200S, ó distribuida vía Profinet. Asimismo, en su versión de seguridad extendida también puede ser expandida en forma distribuida vía Profisafe sobre Ethernet, logrando usar combinaciones de aplicaciones estándar y aplicaciones con grado seguridad. Esta CPU de seguridad está certificada para el uso en aplicaciones con requerimientos de hasta SIL 3, según las normas IEC 61508, 1999, ó EN 62061, 2005, y hasta CAT4 / PL, según ISO 13849-1, 2006. Por consultas, dirigirse a Siemens – Conatel, al teléfono (598 2) 9020314, con cualquiera de los siguientes técnicos: Ing. Jorge Fernandez, interno 2434 o por email : jfernandez@conatel.com.uy Sr. Pablo Milán, interno 2206 o por email : pmilan@conatel.com.uy Sr. José Luis Rius, interno 2218, o por email: jlrius@conatel.com.uy

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Termografía en sistemas de distribución eléctrica (Parte 2) por Coasin Instrumentos (tomado de nota de aplicación de Fluke Ibérica)

En esta nota técnica vamos a continuar con los diferentes aspectos relacionados con la inspección termográfica de las líneas e instalaciones de distribución eléctrica iniciados en la edición anterior.

> Líneas de distribución eléctrica Son las encargadas de unir las centrales eléctricas con los puntos de consumo a través de las subestaciones y centros de transformación, proporcionando en la medida de lo posible la redundancia requerida gracias a su estructura de malla. Dada la gran distancia que puede existir entre centrales y usuarios, la tensión de las líneas de distribución eléctrica se fija a diferentes valores en las subestaciones donde es elevada y reducida a los valores generalmente normalizados, de forma que se minimicen las pérdidas eléctricas a la vez que se optimiza el coste de las instalaciones. En función de dicha tensión de trabajo podremos hablar de líneas de media y alta tensión, cada una con sus características particulares tanto a nivel técnico (tensión nominal, altura de las torres, tipo de aisladores, número de líneas, etc.) como de gestión (criticidad, redundancia, disponibilidad, etc.), características que habrá que tener en cuenta a la hora de realizar la inspección termográfica de las mismas. Uno de los aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de considerar la inspección termográfica de las líneas de distribución será su accesibilidad. En este sentido podemos considerar tres formas básicas de inspección: Inspecciones aéreas: Este método se utiliza principalmente cuando es necesario inspeccionar grandes

Figura 1: Análisis en líneas aéreas

distancias en líneas de transmisión. El medio de transporte habitual es el helicóptero en el cual se instalan cámaras termográficas con sistemas giroscópicos. Este método presenta unas ventajas claras en cuanto a ve-

Figura 2: Las termografías obtenidas desde el suelo con el cielo de fondo proporcionan imágenes de alto contraste

locidad y accesibilidad, sin embargo, dado el alto coste que implica este tipo de inspecciones, su uso debe ser rentabilizado en la inspección rápida de amplias redes de distribución o en aquellos lugares donde la accesibilidad por tierra presente dificultades. De esta forma, las compañías eléctricas suelen realizar inspecciones rutinarias cada 3 años para líneas de más de 45 kV. Dado el alto coste de esta técnica su uso en mantenimiento reactivo es mínimo, recomendándose para esta situación el uso de equipos portátiles. Inspecciones en todo-terreno. Este método es adecuado cuando sea posible seguir el tendido eléctrico por medio de un vehículo todo-terreno sobre el cual se puede instalar

de forma adecuada una cámara termográfica con la cual obtener las termografías rutinarias. Inspecciones a pie. Así como la termografía aérea nos permite la revisión de largas distancias de una forma rápida, la inspección a pie nos va a permitir no solo la revisión preventiva de la instalación en aquellas zonas más accesibles sino también la revisión de los sistemas de forma puntual en aquellos casos en los que se realizan labores de mantenimiento y reparación. Igualmente, presenta la ventaja del gran contraste de las imágenes termográficas ya que al estar tomadas normalmente con el cielo como fondo, el cual presenta una temperatura muy baja, ofrece un contraste muy elevado con los elementos eléctricos a inspeccionar. Esta situación, por el contrario, puede no darse en las inspecciones aéreas donde el fondo puede ser vegetación, pastos, asfalto, terreno, etc., los cuales al estar a temperatura ambiente proporcionan un menor contraste con los sistemas eléctricos.

Figura 3: Elementos de suspensión en una torre de alta Tensión

Figura 4: Elementos en una torre de paso aéreo a tierra

> Elementos a inspeccionar Los elementos a examinar son típicamente los puntos de unión y distribución de las líneas. De esta forma se revisarán:

a) grapas de amarre b) elementos de suspensión en estructuras de aislamiento c) pasos aéreos a subterráneo d) botellas de paso a tierra e) seccionadores tripolares f) cortacircuitos g) Igualmente y dependiendo de las circunstancias es posible detectar fallos en aisladores, los cuales pueden presentar un calentamiento anormal debido a suciedad, deposiciones salinas, etc.

> Aspectos a tener en cuenta Condiciones ambientales. Como en cualquier otra inspección al aire libre, habrá que tener en cuenta aspectos ambientales y atmosféricos como por ejemplo: a) La velocidad del viento, lluvias recientes, humedad, niebla, etc., aspectos que pueden enmascarar un punto caliente al reducir la temperatura del mismo por efecto de la convección, evaporación, etc. b) Igualmente habrá que tener en cuenta cualquier fenómeno de reflexión del sol, por lo que en este sentido se recomienda el uso de cámaras termográficas de longitud de onda larga (8 a 14 micras), frente a las cámaras de longitud corta (3 a 5 micras) que se ven, a priori, más afectadas por el sol y sus reflejos. En este sentido, una forma de proceder para determinar si se trata de un reflejo o de un verdadero punto caliente será la toma de diferentes termografías con diferentes ángulos de incidencia, si el punto caliente desaparece al movernos entonces se trata de un reflejo. c) La época del año. Ya que en función de la misma la temperatura ambiental será diferente, pudiendo influir en la temperatura de los puntos calientes d) La hora del día. Aspectos ligados a la propia instalación a) Habrá que tener en cuenta el nivel de carga de la línea, recomendándose no realizar inspecciones con niveles de carga inferiores al 30%. En este sentido, la época del año también puede ser importante a la hora

de elegir el momento adecuado para estacionalizar las rutinas de termografía; hay que tener en cuenta que en tiempos recientes y en determinadas zonas, el pico de consumo se ha trasladado del invierno al verano debido al uso de sistemas de climatización. b) La altura de las torres. Dada la diferente altura de las torres de distribución eléctrica, dos aspectos a tener en cuenta a la hora de utilizar una cámara termográfica serán la resolución espacial o IFOVt y su resolución óptica o IFOVm. Como ya se ha comentado anteriormente, la resolución espacial nos determina el objeto más pequeño que es capaz de ver la cámara y la resolución óptica nos determina el objeto más pequeño sobre el cual se puede obtener una medida precisa de la temperatura. Ambos aspectos están determinados por el tipo de sensor y por la óptica de la cámara y habrá que tenerlos en cuenta a la hora de considerar la distancia desde la que vamos a realizar las termografías.

> Subestaciones Las subestaciones eléctricas son los sistemas encargados de realizar la transformación y adecuación de las tensiones entre las diferentes redes de distribución eléctrica que llegan a las mismas, a la vez que proporcionan los elementos de mando, protección y corte para la gestión de dichas líneas. Teniendo en cuenta lo anteriormente dicho, las subestaciones son instalaciones con una mayor riqueza de equipos y sistemas en comparación con las líneas de distribución, y con unas características particulares que las diferencian a la hora de realizar inspecciones termográficas.

> Elementos a inspeccionar Los aspectos a examinar son los ya comentados: principalmente puntos de mal contacto tanto entre elementos fijos como entre elementos móviles, y en menor medida, fallos de aislamiento. Sin embargo, dada la gran riqueza de equipos, podemos hablar también de fallos en baterías de condensadores, motores, siste-

mas de refrigeración, etc. Examinemos los principales puntos de fallo: a) Puntos de mal contacto. Las líneas de alta y media tensión que llegan hasta las subestaciones dan lugar a diferentes puntos de conexión y contacto. En este sentido se deben revisar, entre otros, los puntos de acometida, los contactos móviles de seccionadores, los cuales dada su naturaleza pueden tender a disminuir la presión de contacto incrementándose de esta forma su resistencia, lo que da lugar a puntos calientes fácilmente detectables con las cámaras termográficas. Igualmente se deben revisar las conexiones en interruptores, transformadores de medida, tanto de tensión como de corriente, y válvulas de descarga. A continuación revisaremos las conexiones de alta y baja en los transformadores de poFigura 8: Análisis en una subestación

Figura 5: Punto caliente en un transformador

Figura 6: Punto caliente en un seccionador

Figura 7: Conexiones en un transformador

tencia donde nuevamente podremos encontrar contactos defectuosos. b) Sistemas de refrigeración. En el caso de los transformadores de potencia podemos aprovechar su inspección para revisar la temperatura de su cuerpo y sus sistemas de refrigeración, tanto si se trata de ventilación natural como forzada. En este segundo caso, y en menor importancia dada la redundancia de elementos, podemos revisar posibles sobrecalentamientos o defectos en los motores de ventiladores o el correcto patrón de temperatura de los intercambiadores de calor y el estado abierto o cerrado de sus válvulas de apertura. c) Sistemas de aislamiento. Al igual que ocurría con las líneas de distribución, los aisladores sucios o con depósitos pueden dar lugar a la aparición de corrientes de fuga que aumentan la temperatura del equipo. Este es un problema que suele aparecer en instalaciones que muestran contaminación en los aisladores, la cual, junto a un aumento de la humedad pueden dar lugar a la aparición de descargas en los anillos del aislador. En dichos casos se recomienda la limpieza de estos elementos o la aplicación de siliconas especiales. Se deben revisar también los cuerpos de los descargadores.

d) Igualmente examinaremos posibles fallos en sistemas accesorios tales como baterías de condensadores de compensación de reactiva, sistemas de control en continua, cuadros auxiliares, etc.

> Aspectos a tener en cuenta Nuevamente, habrá que tener en cuenta las condiciones ambientales mencionadas en el caso de las líneas de distribución, al igual que aspectos relacionados con la distancia de la cámara a los equipos; aunque en este caso dada la estructura de las subestaciones, en general dichas distancias suelen ser mucho menores, lo cual va a influir en la termografía obtenida, como hemos comentado anteriormente, a través del IFOVt e IFOVm. En la próxima parte de este artículo, concluiremos con las inspecciones en los centros de transformación. Consulte por una demostración gratuita de análisis termográfico en su instalación. Toda la gama de cámaras Fluke la puede obtener sólo a traves de Coasin Instrumentos, service oficial y garantía en Uruguay. Consultas: instrumentos@coasin.com.uy Tel: (02) 708 5266

PRODUCTOS Y APLICACIONES

Nueva línea de lámparas SICA BAJO CONSUMO por departamento técnico de SICA

> Contexto Mundial No es necesario agregar más argumentos para demostrar que ha habido, en los últimos 10 años, un aumento sustancial en el consumo eléctrico del mundo. Es así, que hoy en día se habla de “desarrollo sustentable”, “políticas verdes”, “uso racional de la energía”, etc. cuando se refiere al problema energético. Es por este problema, que hoy más que nunca, debe tomarse conciencia de la energía que se utiliza. En iluminación, aplicar el uso racional de la energía no implica realizar esfuerzos extra o comprar equipos más costosos para disminuir notablemente el consumo de energía. Es más, las soluciones de iluminación son incluso más baratas para el usuario. Entonces, existe una relación benéfica mutua (ganar-ganar) en la concientización y en el uso de luminarias más eficientes.

> Contexto Nacional El conjunto de sistemas y componentes del sistema eléctrico argentino (redes de alta y media tensión, protecciones, playas de transformación de tensión, etc.) es mejor conocido como el SADI. El 16/06/2007 fue superado el máximo histórico de POTENCIA del SADI para día sábado con 16818 MW y el 14/06/2007 fue superado el máximo histórico de POTENCIA del SADI para día hábil con 18345 MW, según informó la Fundación para el Desarrollo Eléctrico (Fundelec). Es decir, que la máxima oferta que puede generar el sistema (que ronda los 18.500 MW de potencia) está rápidamente siendo alcanzada por la demanda y que pronto podría verse superada por la misma, generando interrupciones del servicio en ciertas localidades del país. Es en este contexto de agotamiento de los recursos energéticos nacionales, que surge la preocupación por habilitar en el

Fuente: FUNDELEC

mercado el consumo de una buena calidad de lámparas de bajo consumo, que realmente provea la iluminación necesaria utilizando menos potencia.

> Nueva normalización El Instituto Argentino de Normalización y Certificación (IRAM) ha determinado, en consenso técnico entre los representantes de empresas, cámaras, universidades y laboratorios, imponer una nueva regulación de etiquetado para los envases de las lámparas. Este etiquetado corresponde a la clasificación de las luminarias por clase de eficiencia. Esto permite al consumidor elegir correctamente la lámpara que realmente necesita, ahorrándole dinero en potencia consumida, recambios y cantidades. Dicha normativa es la IRAM 62404-1 para lámparas incandescentes y la IRAM 62404-2 para lámparas fluorescentes. La misma se aplica como obligatoria por certificación a los tipos de lámparas especificados en cada norma y define que el envase de cada lámpara deberá especificar la información de lm / W, flujo luminoso en lm, potencia en W y vida nominal para una tensión aplicada de 220V eficaces. Estos

datos se vuelcan en el siguiente etiquetado, donde la eficiencia de la lámpara se clasifica de la A (la más eficiente) a la G (la menos eficiente).

Lámparas fluorescentes compactas con balasto electrónico incorporado de tubo Espiral Tri-Fósforo

LUZ

85 - 105 W

E - 40 Aplicaciones de Sica Espiral 85W y Espiral 105W 6400 oK Iluminación para Industria y Almacenamiento Logístico: Puede utilizarse como reemplazo de lámparas mezcladoras de 160W y 250W para equipos con rosca E40, conectando el portalámpara directamente a la alimentación de 220Vca sin necesidad de equipos auxiliares. Con esto se disminuye el consumo eléctrico de las instalaciones sin perder en potencia lumínica. Al no usar equipos auxiliares, las lámparas no requieren consideraciones adicionales en la instalación para prevenir vibraciones. Dadas las 8000 horas de uso, las Bajo Consumo Sica minimizan los recambios necesarios y simplifican el mantenimiento de los galpones.

Código

°K

Flujo lumínico mín. [Lm]

Indice de reproducciónRa

Largo total [mm]

Tubo [mm]

S85W

914214

6400

4335

295

17 (T5)

100

E40

400

160

S105W

914215

6400

5335

310

17 (T5)

110

E40

500

250

Lámpara

www.sicalec.com

Equivalencia Diámetro máximo Casquillo Incandescente Mezcaldora [mm] [W] [W]

> Nueva Línea Industrias SICA fue la primera empresa Argentina en 1998 en comercializar lámparas de bajo consumo. A través de los años, SICA realizó importantes progresos en diseño, ingeniería, calidad y economía en la especificación de estos productos. De esta forma, se introdujeron varios modelos de lámparas que rápidamente satisficieron las necesidades del mercado. Hoy SICA presenta su nueva línea de lámparas, especialmente diseñadas y afinadas para satisfacer las exigencias del mercado. Desde el requerimiento general hasta los más particulares, pueden ser resueltos utilizando las lámparas de la nueva línea. Las nuevas lámparas de SICA conforman la línea de productos ideal para iluminar mejor y de forma más económica. Esta nueva línea cuenta con rendimientos propios de una lámpara de primera marca, pero aún así, conserva el precio que el mercado realmente está dispuesto a pagar por las mismas.

> La Elección Correcta Muchas veces surge la ocasión en que debemos elegir una lámpara para cierto ambiente. Al encarar esta situación, tenemos que saber cuáles son las figuras de méritos que debemos conocer para elegir correctamente. La elección correcta no siempre es la lámpara con las mejores prestaciones posibles ya que esa es generalmente la que mayor impacto tendrá sobre nuestros bolsillos. Entonces, ¿Cuál es la solución? Veamos primero las figuras de mérito para conocer cuáles son los grados de libertad de nuestra elección. Las siguientes, están indicadas por norma en el nuevo etiquetado. Potencia: Es la potencia que consume la lámpara. O sea, cuánta potencia necesita. Flujo Luminoso: Es la potencia lumínica que emite la lámpara. O sea, cuánto ilumina. Índice de eficiencia: Es la relación entre la potencia lumínica que emite la lámpara y la potencia que consume la misma. Es más eficiente cuanto mayor sea la potencia lumínica que emite a igual potencia consumida. Esto es lo que se marca en el etiquetado de la “A” a la “G”. Vida útil: Es la cantidad de horas que dura encendida la lámpara antes de tener

que cambiarla. Por norma se toma una vida media nominal. Todo dependerá de qué queramos iluminar. En la tabla se detallan los valores que se necesita para iluminar cada tipo de ambiente. Véase como las lámparas de bajo consumo requieren un gasto menor en iluminación que resulta a igual iluminación más barato para el usuario. No solo son más baratas por el menor consumo eléctrico, sino porque duran más que las incandescentes (que necesitan ser reemplazadas reiteradamente). Entonces, cuando uno compra una lámpara, la elección correcta resulta ser la más conveniente, tanto en eficiencia como en precio.

> Eficiencia La nueva línea de lámparas SICA, cuenta con los más altos niveles de calidad. Desde su diseño, cuenta con las aperturas necesarias para asegurar el flujo de aire entre los componentes del balasto, refrigerando el mismo y asegurando una larga vida útil de la luminaria. Hasta los materiales, cuenta con los componentes de calidad que aseguran el funcionamiento de la lámpara por hasta 8000hs. La línea cuenta con todas las opciones que hoy en día requiere el mercado: temperaturas de color tanto de 6800oK como de 2700oK, formas en U, espirales y decorativas y también las de colores. Y como esto no es todo, los circuitos del balasto aseguran una eficiencia total de la luminaria de “Clase A”.

> Tubos fluorescentes Economía La opción más económica para iluminar cualquier ambiente son los tubos fluorescentes SICA, por su fácil instalación y su excelente rendimiento. Funcionan tanto con balasto electromagnético como electrónico. El tubo fluorescente es la opción ideal para aplicar en ambientes comunes como oficinas, negocios, garages y otros ambientes grandes que necesiten ilumina-

ción al menor costo posible. Los tubos fluorescentes SICA vienen en los modelos que más solicita el mercado: 18W y 36W.

> LED Ahorro energético Cuando se quiere hablar de ahorro energético, no hay lámpara que supere a la de LED. Es decir, que utilizando 1W podemos iluminar de forma muy sofisticada ambientes que antes hubieran requerido lámparas dicroicas de 60W. O sea, 60 veces menos consumo de energía. Esto se debe a que utiliza la tecnología del semiconductor para emitir luz. Es evidente que ésta es la solución del futuro para el problema energético en materia de iluminación. Pero esto no es todo, gracias a esta tecnología, la luz es emitida siempre en la misma longitud de onda, garantizando el color estable de la luminaria. Asimismo, por trabajar con tan poca potencia y por su eficiencia, no generan el típico calor que se desarrolla en la disipación de las lámparas dicroicas. Incluso, su alta duración (30.000hs aprox.) las hace aun más económicas y evita la necesidad de reponerlas seguido. Las lámparas de LED de Industrias SICA vienen tanto en formato MR16 (para uso con transformador 12V como las dicroicas) como con rosca E27 y balasto incluido (para uso en cualquier portalámparas E27). Además, cuentan con la línea de colores: blanco puro, azul, rojo y verde. Con lo que se puede desarrollar la más elegante iluminación de ambientes interiores.

> Lámparas incandescentes Confort y calidez Industrias SICA también mantiene dentro de su línea de lámparas, las opciones más utilizadas por el mercado. Así, se completa la línea para las aplicaciones típicas como el alumbrado publico, de filiación, de comercios e industrias, decorativo y de acentuación. Encuentre este y otros productos SICA en su casa de venta de material eléctrico de confianza.

ENERGÍAS RENOVABLES

Energía Solar Características generales – Uso en calentamiento de agua

El Sol es nuestra fuente principal de energía. Nuestro planeta, a 150 millones de kilómetros del sol, intercepta 4.000.000.000 de kWh cada día, con lo cual en pocos días recibimos más energía del sol que la contenida en todas las reservas mundiales conocidas de combustibles fósiles. El empleo consciente de la energía solar es tan antiguo como la agricultura. Las plantas, mediante la fotosíntesis, convierten la energía del sol en carbohidratos, fuente de energía de los animales que se alimentan de aquellas. En consecuencia, toda la energía vital procede del sol, a través de las plantas. Cuando nuestros antepasados quemaban las ramas de los árboles para cocinar o darse calor, liberaban la energía del sol que el árbol había captado y almacenado durante años. Mucho más tarde, con el descubrimiento de los llamados combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas), se realiza una explotación tal de estos

recursos energéticos que su reposición no es posible en escalas de tiempo humanas. De allí que se las considera no renovables. Otras fuentes de energía en cambio, llamadas renovables están presentes en la biosfera y no se agotan con su utilización en tanto forman parte de los ciclos naturales: eólica, solar, hidráulica y biomasas. Así, la energía solar térmica, aprovecha en forma directa el calor proveniente del sol. La constante solar es la cantidad de energía recibida en forma de radiación solar por unidad de tiempo y unidad de superficie, medida en la parte externa de la atmósfera en un plano perpendicular a los rayos. Los resultados de su medición por satélites indican un valor promedio de 1366 W/m2, valor al cual se le denomina “constante solar”. La Radiación solar llega a toda la superficie terrestre, pero su intensidad depende de la latitud. En Uruguay, la radiación solar incidente en un pla-

no horizontal varía entre 4.0 kWh/m2 día en el sur a 4.60 kWh/m2 dia en el norte, radiación comparativamente superior a la de muchos países en los cuales la tecnología solar térmica es ampliamente utilizada.

> Cómo aprovecharla Una forma es utilizando la tecnología fotovoltaica para generar electricidad. La otra manera es aprovechar la energía del sol para generar calor que puede emplearse en la producción de agua caliente para su uso en viviendas y en otros edificios con necesidad de agua caliente (hoteles y clubes deportivos, entre otros). También se puede calefaccionar ambientes y en el sector industrial se utiliza en procesos de secado (madera, hierbas, granos, etc.), en la elevación de temperatura de diversos fluidos (aceites, alcoholes, etc.) y en la generación de vapor. Usos típicos de la energía solar térmica l l l l l

Agua caliente sanitaria Piscinas Calefacción Uso Industrial Cocción de alimentos

Potenciales usuarios

Figura1: mapa de radiación solar

l l l l l l l l l l l

Viviendas individuales Edificios de viviendas Cooperativas de viviendas Clubes deportivos Cuarteles Hospitales Hoteles Plazas de deportes Tambos Curtiembres Frigoríficos

> Ventajas La energía solar térmica posee ventajas en varias dimensiones: ambientales, estratégicas, sociales y económicas. Ambientales l Permite sustituir una parte del con-

l l l

sumo de combustibles fósiles y/o electricidad por energía solar, evitando o enlenteciendo el agotamiento de los limitados recursos naturales. Renovable No emite gases contaminantes perjudiciales para la salud No emite gases de efecto Invernadero qua afecta al cambio climático. Es una fuente autóctona, limpia, silenciosa y confiable.

Estratégicas l Reduce dependencia energética del exterior. Cálculos realizados en Uruguay demuestran que si se suministra agua caliente con este tipo da aplicación de la energía solar al 20% de los hogares y a

400 grandes consumidores podría sustituir la electricidad generada por una central térmica de 110 MW, generando fuentes de trabajo para 700 personas. l Promueve el autoconsumo y la independencia energética. Implica un cambio de modelo en la producción de energía, el cual progresivamente se va descentralizando. l Proyecta al Uruguay como destino turístico responsable del medio ambiente. Sociales l Generación de puestos calificados

de trabajo directos en la producción, la instalación y mantenimiento de las instalaciones. Económicas l La sustitución de energía eléctri-

ca y/o de combustibles fósiles por la energía solar térmica posee beneficios económicos a escala individual y colectiva. Los primeros relacionados a la economía de cada uno de los particulares que aprovecha la energía del sol y en términos colectivos reduciendo la

dependencia del país de la importación de energía. l El beneficio económico de las instalaciones depende de su tamaño, implantación, orientación geográfica, finalidad (instalaciones sanitarias, de calefacción, para piscinas o fines industriales), de la fuente energética que sustituya (electricidad, fuel-oil, gas, leña, etc.), del correcto mantenimiento y del buen uso del equipo. l La inversión se amortiza con el ahorro de energía. A modo de ejemplo, en el caso de una instalación doméstica, (para una familia de 4 personas) la instalación de un sistema solar de calentamiento de agua posee un retomo de la Inversión aproximado entre 2 y 5 años, dependiendo de la calidad y las prestaciones que brinde (vida útil estimada, preparado para resistir heladas atmosféricas y presionas elevadas de trabajo, resistencia al granizo, curvas de rendimiento, etc.). A la fecha, el costo de una instalación doméstica se encuentra entre $U 14.000 y $U 18.000.

l En instalaciones para calenta-

miento de agua para piscinas, el período de retomo es de aproximadamente 3.5 años, como es el caso de la experiencia de los colectores solares en el Parque de Vacaciones de UTE en Minas. En este caso, se produjo la sustitución del 75% de la energía eléctrica empleada en calentamiento del agua. En instalaciones para hoteles, sustituyendo energía eléctrica, la inversión se podrá amortizar en 4 a 5 años. (El plazo de amortización de un sistema solar determinado depende del precio actual de la fuente energética que se sustituye y de su evolución, así como de la tasa de interés. Se verifica fácilmente que el costo de los combustibles y electricidad crece continuamente, lo que hace a la tecnología solar térmica una inversión muy interesante.)

> Características de las instalaciones La Instalación solar térmica es un sistema sencillo, compuesto de los siguientes elementos: Captores solares Son elementos que capturan la radiación solar y la convierten en energía térmica o calor. Los tipos de captores solares que se encuentran en el mercado son de tipo plano, con o sin cubierta de vidrio o los llamados tubulares o tubo de vacío. En los captores planos con vidrio, la superficie captora está cubierta por un vidrio, el cual deja pasar la radiación solar. Esta calienta los tubos metálicos que transmiten su calor a un líquido. En los sistemas llamados directos este líquido es la misma agua que saldrá luego por las canillas de agua caliente. Si los sistemas son indirectos, el fluido que circula por los tubos metálicos del colector es agua con aditivos anticongelantes. Este fluido primario cederá el calor captado al agua del tanque por medio de un serpentín intercambiador. Circuito primario Este circuito existe en los sistemas indirectos. Se trata de un circuito

Figura 2: Sistema Directo e Indirecto

formado por cañerías que transporta el calor del captor al sistema de almacenamiento de calor o intercambiador. El líquido calentado (agua o una mezcla de substancias que facilitan el transporte de calor) lleva el calor hacia el acumulador y retorna un poco mas frío al colector para calentarse nuevamente. Las cañerías del circuito primario están recubiertas de material aislante para evitar la pérdida de calor. Intercambiador de calor: Es un elemento que calienta el agua de consumo a partir del calor captado del sol. Posee forma de serpentín para aumentar la superficie de contacto y ser más eficiente. El agua que entra al acumulador, siempre que esté mas fría que el serpentín, se calentará. Esta agua, calentada en las

horas del sol, quedará disponible para su consumo posterior. Acumulador: Es el elemento que posee el agua caliente acumulada para el consumo. Posee una entrada de agua fría en la parte inferior y una salida de agua caliente por la parte superior desde donde saldrá para el consumo. Debe estar aislado térmicamente para evitar pérdidas de calor. Colocando el acumulador al nivel de los captores solares o por sobre los mismos, el sistema funciona por termosifón, sin necesidad de bombeo del agua. El propio calefón de las viviendas con adaptaciones puede servir de acumulador. Circuito secundario o de consumo: Es el propio circuito de agua que ya existe en las instalaciones con-

vencionales, en el cual por un extremo entra agua fría de abastecimiento y por el otro extremo se consume el agua caliente: duchas, canillas de agua caliente, lavarropas, etc. En nuestro caso, el agua fría, en vez de entrar a un calefón o caldera en forma directa, pasa por el acumulador donde se calienta el agua a una temperatura determinada. Sistema auxiliar o de soporte: Es el sistema que entra en funcionamiento cuando falta el sol o cuando no se llega a la temperatura requerida para determinado fin. Puede ser un sistema de soporte integrado al acumulador, que puede ser una resistencia eléctrica, una caldera a gas, eléctrica, a leña, etc, conectada al circuito secundario.

> Mantenimiento Los sistemas solares térmicos son de fácil mantenimiento, siendo recomendable que el mismo se realice por empresas con solvencia técnica. Entre los aspectos a tener en

cuenta, se pueden enumerar los siguientes: l Mantener limpia la superficie de

captación l Proteger a las estructuras de so-

porte contra la corrosión l Verificar el funcionamiento correc-

to y ajustar las presiones y la temperatura del circuito l Verificar el funcionamiento de los sistemas de regulación y control y de los elementos térmicos para evitar sobrecalentamiento

> Consejos Una instalación de energía solar térmica permite, en general, cubrir un 60% de las necesidades de agua caliente sanitaria. Esta cifra puede aumentar hasta un 80% si se hace un uso eficiente del agua caliente relacionado a los hábitos de consumo y aspectos relativos a la instalación de agua. En este último punto, el aislamiento del acumulador y de las cañerías por donde circula el agua caliente es da suma Importancia.

En cuanto a los hábitos de consumo, es conveniente adecuarlos al ciclo diario de la radiación solar ya que la energía proveniente del sol no es la misma a lo largo del día. Al mediodía la insolación es mayor, por lo cual, dentro de lo posible, es conveniente adaptar nuestros hábitos al ciclo diario de radiación. Si consumimos agua caliente al mediodía, consumiremos el calor acumulado durante la mañana y permitiremos calentar el agua durante la tarde. Se debe considerar la incorporación de los sistemas solares térmicos a los proyectos en las etapas iniciales de los mismos. De esta manera se logra integrarlos a los edificios de manera armónica y se evitan los costos de la posterior integración.

Referencias: Tomado, con permiso, de la “Guía para el Usuario” de la página web de Mesa Solar. Las fotos son de la Mesa Solar y de la European Solar Thermal Industry Federation

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ARTÍCULO TÉCNICO

Automatización de Plantas Industriales Sistemas de Control Distribuido y Controladores Lógicos Programables

La brecha que históricamente ha separado los mercados individuales de controladores lógicos programables (PLCs) y sistemas de control distribuido (DCS) se ha acortado progresivamente en los últimos años. Desarrollos en ambos frentes han acercado estas tecnologías al punto que plantas industriales, pequeñas y grandes, pueden ahora beneficiarse de lo mejor de ambos escenarios en una solución de automatización total. Si bien hoy en día la línea que los separa es cada vez más difícil de definir, ciertas diferencias aún persisten.

> Controladores Lógicos Programables Un PLC (Controlador Lógico Programable) es un controlador electrónico capaz de ejecutar una lógica programada por software para control industrial de máquinas, líneas de ensamblado, etc. Fue diseñado a fines de los ‘60 para reemplazar la lógica de relés usada en control discreto (señales on/off), principalmente en la industria automotriz. La programación inicial fue en “lógica de escalera” (ladder) que emula el cableado eléctrico usado con relés y presenta simplicidad para ser usado por técnicos de planta, con una clara ventaja sobre el “re-cableado” asociado con cambios de lógica. Tradicionalmente, poseen su mayor aplicación en procesos de manufacturas donde la mayoría de las señales de entrada/ salida (I/O) son digitales y se requiere alta velocidad de ejecución (tiempos de ciclo del orden de milisegundos). Con el tiempo, los PLCs han incorporado funcionalidades de DCS tales como bloques de control PID, I/O analógicos, protocolos de comunicación, etc.

Un PLC se compone típicamente de una unidad de procesamiento (CPU), módulos de I/O e interfaces de comunicación. Se caracteriza por ser escalable tanto en potencia de cálculo como en cantidad de I/O, y versátil, ya que puede operar aislado o conectado en una red, con o sin interacción con operarios, etc. Es fácil de programar y dispone actualmente de varios lenguajes regidos por la norma IEC 61131-3 que se adaptan a diferentes necesidades, ampliando la oferta inicial de lógica de escalera. En caso de ser necesaria la supervisión del proceso controlado, se conectan a interfaces hombre-máquina (HMIs) que pueden ser desde paneles industriales a PCs con un software SCADA que cumple las funciones de adquisición de datos, supervisión y operación del proceso. La interconexión con otros PLCs y HMIs requiere normalmente de un trabajo de integración manual donde se define un protocolo de comunicación común, se asignan registros y sus direcciones de hardware, y se programa la comunicación. Esto tiene algunas desventajas al momento de modificar registros o reasignarlos, dado que se trabaja con bases de datos separadas (por ej.: PLC y SCADA).

> Sistemas de Control Distribuido En un sistema de control distribuido (DCS por sus siglas en inglés) el control de secciones individuales de una planta es asignada a controladores de proceso locales que gestionan la información en lugar de centralizar el control en un único punto. El sistema comprende estaciones de operación que actúan como interfaces hombre-máquina, controladores donde

reside la lógica, módulos de entrada/ salida que proveen la conexión a campo y redes de comunicación que los interconectan. Es usual que los módulos de I/O se encuentren distribuidos por la planta en estaciones remotas a efectos de reducir el cableado a campo, y a su vez comunicados a los controladores por protocolos de comunicación de campo (buses de campo o “fieldbus”). Introducido en 1975, el DCS fue diseñado principalmente para control de procesos en grandes industrias tales como petroquímicas, refinerías, pulpa y papel (entre 3,000 y 20,000 puntos de I/O); en contraposición con el control discreto de máquinas realizado típicamente por PLCs. Inicialmente se utilizó para reemplazar los instrumentos de panel analógicos, con interfaces que simulaban la vista frontal de estos paneles (“faceplates”). En consecuencia, la mayoría de las señales de I/O manejadas eran analógicas (4..20 mA, 0..10 V, etc.), representando variables de proceso tales como temperatura, presión, caudal, pH, etc. Se destaca por su funcionalidad para control continuo (lazos de control PIDs, etc.), control secuencial, control por lotes (batch), así como alarmas, tendencias, diagnósticos y la posibilidad de usar algoritmos complejos de control. La confiabilidad y robustez son esenciales dada la criticidad de los procesos que controla, por lo cual el concepto de redundancia es integral a un DCS. Presenta posibilidades de redundancia a nivel de controladores, módulos de I/O, servidores y redes de comunicación. Esto otorga una mayor tolerancia a fallas (continuidad del proceso ante la falla en un componente) elevando la disponibilidad del equipamiento en general. La necesi-

dad de velocidad de ejecución de la lógica no es tan exigente como en los PLCs, siendo del orden de décimas de segundo. En la Figura 1 se muestra la arquitectura típica de un DCS. Se diferencian 3 capas vinculadas por redes de comunicación: l Capa de operación: PCs servido-

res y estaciones de operación. l Capa de control: controladores de

proceso. l Capa de campo: módulos de I/O,

buses de campo, dispositivos de campo (instrumentación, accionamientos, etc.). Un concepto clave del DCS es que todos estos elementos conforman un único sistema que se maneja integralmente, por lo cual no es necesario desarrollar las interfaces entre ellos y se utilizan herramientas de ingeniería centralizadas que permiten la configuración de todo el sistema desde una única estación. De la misma forma permite integrar instrumentación mediante buses de campo (Profibus, Foundation Fieldbus, HART) y realizar

Figura 1: Arquitectura de un DCS

su configuración desde la misma estación de ingeniería. Como resultado de esta arquitectura, un DCS dispone de una única base de datos para todo

el sistema, comunicación automática entre controladores y el acceso a variables sin necesidad de saber su ubicación física o hardware asociado.

La Tabla 1 resume las principales diferencias históricas entre DCS y PLC. A modo de ejemplo del concepto integral de todas las partes de un DCS, para realizar el control de un motor, basta con definir las señales de entrada/salida asociadas (nivel de campo) y configurar el bloque de lógica de control de una biblioteca predefinida (nivel de control) para disponer en forma automática de la interfaz gráfica de operación asociada (nivel de operación) con la cual arrancar y parar el motor, administrar sus alarmas, visualizar una tendencia de corriente, etc. Es decir, que el objeto “motor” dentro del DCS tiene asociados un conjunto predefinido de funcionalidades a diferentes niveles que no requieren programación adicional sino una mínima configuración (similar al concepto “plug and play”). En un esquema de PLCs conectados a un SCADA, el trabajo de programación requerido para obtener la misma funcionalidad es sensiblemente mayor debido a que son productos diferentes que requieren de una integración. Para el caso del motor mencionado, usualmente se debe programar la lógica de arranque/parada en el PLC, definir las direcciones de memoria de las variables de interés a efectos de comunicarlas al software SCADA, realizar la comunicación de estas variables mediante algún protocolo común, desarrollar los gráficos a usar en pantalla vinculando las variables definidas, definir y programar las alarmas a usar, tendencias, etc. El trabajo en horas de ingeniería para programación, pruebas, detección y

Figura 2: Posicionamiento de PLC y DCS

corrección de errores es significativamente mayor frente a la solución de un DCS.

> Evolución del DCS a OCS Originalmente, un DCS se asociaba a plantas de gran escala, con altos costos de instalación e ingeniería compleja. Uno de los grandes cambios de los últimos 20 años ha sido reemplazar hardware propietario por computadoras personales (PCs) y tecnologías de redes de área local (LAN) estándar (Ethernet, TCP/IP), con su consiguiente drástica reducción de costos y simplificación de instalación. Adicionalmente, el DCS se ha hecho

Criterio

DCS

PLC

Industrias

de Proceso

Máquinas

Aplicación

Control Continuo

Control Discreto

Mayoría de I/Os

Analógicos

Digitales

Tiempo de ciclo

Décimas de segundo

Milésimas de segundo

Tamaño típico

2,000 a 20,000 I/Os

10 a 2,000 I/Os

HMI

Interna

Externa

Base de Datos

Única

Diversas

Herramientas de Ingeniería

Integradas

Separadas

Tabla 1 – Diferencias históricas entre DCS y PLC.

escalable, tanto en funcionalidad como en precio, y amigable, incorporando la norma IEC 61131 por ejemplo, posibilitando su instalación en procesos o plantas pequeñas (< 1.000 puntos de I/O). Tal vez el cambio más importante de algunos DCS es el incorporar el concepto de sistemas de control abiertos (OCS) facilitando la integración de productos de terceros mediante estándares industriales tales como OPC (OLE para Control de Procesos). Esta apertura brinda flexibilidad para recurrir a diferentes proveedores manteniendo interoperabilidad entre ellos, y posibilita también su conexión a sistemas de información y gestión en capas superiores.

> Sistemas Híbridos Actualmente, la línea que separa los mundos de PLCs y DCS es bastante difusa y se encuentran PLCs realizando control de procesos, así como DCS realizando control discreto. Los proveedores tradicionales de controladores de procesos se encuentran ingresando al terreno de PLCs y viceversa. Este cruce de fronteras ocurre mayormente porque la tecnología que soporta ambas solu-

Industrias de Proceso

Industrias Híbridas

Industrias Discretas

Petroquímica

Farmacéutica

Automotriz

Refinería

Química

Aeronáutica

Generación

Alimenticia y Bebida

Mecanizado

Pulpa y Papel Tabla 2 – Clasificación de industrias por tipo.

ciones presenta cada vez más similitudes. Los diferentes tipos de hardware de control usados actualmente utilizan en gran parte los mismos componentes (como procesadores Intel), llevando las mayores diferencias entre PLCs y DCS a un nivel de software (integración de productos, desarrollo de ingeniería, etc.). Adicionalmente, existe un mercado para sistemas híbridos que requiere funcionalidades de control de procesos y control discreto interconectadas (por ej.: industrias alimenticia o farmacéutica), donde tanto PLCs como DCS tienen su rol. En estos casos, ambos se integran bajo un mismo sistema aportando sus ventajas según la funcionalidad requerida por el área de proceso y potencian-

do la acción de los operarios con capacidad de tomar mejores decisiones con una supervisión global.

> Decisión sobre Tecnología Hoy en día, en una situación donde se requiere una decisión entre PLCs o DCS, además de los puntos expuestos, surgen también factores de negocio de igual importancia, tales como el conocimiento interno de una planta para ejecutar un proyecto, soporte del proveedor o integrador, mantenimiento a largo plazo y costos del ciclo de vida. Es fundamental en cualquier caso saber quién entrega y soporta el sistema final. Dentro del escenario actual de competencia global, con preferencias de mercado en cambio constante, la

tecnología de automatización no debe ser vista como una solución en sí misma sino como un pre-requisito para unificar en una misma entidad, la automatización de los procesos con el negocio de la industria. La operación armoniosa de soluciones basadas tanto en PLCs como DCS representa un avance significativo hacia esta meta. Glosario PLC: controlador lógico programable. DCS: sistema de control distribuido. SCADA: control supervisor y adquisición de datos. I/O: señal de entrada/salida. HMI: interfaz hombre-máquina. OCS: sistema de control abierto. LAN: red de área local. OPC: OLE (“Object Linking and Embedding”) para Control de Procesos. PID: controlador proporcional, integral y derivativo. Consultas: ABB – Tel.: (02) 707 7300 Responsable técnico: Ing. Javier Román javier.roman@uy.abb.com

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Diagnóstico de Motores Eléctricos en Servicio para un Mantenimiento Predictivo Eficaz por Ing. Luis Beltrán – SKF América Latina Usuarios de máquinas eléctricas rotativas buscan que sus equipos trabajen en forma confiable para asegurar la productividad y reducir costos por paradas no programadas. Entre las posibles causas de fallas en los motores eléctricos tenemos el envejecimiento térmico, contaminación química, esfuerzos mecánicos, arranques, paradas, uso de variadores de velocidad, desbalance de voltajes en la alimentación o presencia de armónicos. Estudios realizados por la IEEE y EPRI han hallado que entre un 35 y 45% de las fallas en los motores se deben a problemas eléctricos, y es por ello que es indispensable monitorear y crear históricos de las condiciones de alimentación, parámetros del motor, carga e interacción entre ellas. De esta forma podemos planear una parada programada de la máquina y realizar trabajos menores de reacondicionamiento en lugar de trabajos más costosos como es el de un rebobinado o reemplazo total, además de las pérdidas en producción por paradas no programadas.

> Pruebas de Motores Eléctricos en Servicio Las pruebas eléctricas dinámicas deberán ser las más actuales, efectivas y aceptadas por normas internacionales para el posterior diagnóstico de posibles fallas en los motores. El equipo de pruebas deberá ser capaz de medir, grabar, y graficar tendencias de parámetros asociados a la alimentación del motor, del mismo motor, y la carga, los cuales podrían afectar su operación e inclusive dañar el aislamiento a tierra, entre fases, o entre espiras.

Figura 1

La fig.1 muestra el histórico de corriente (línea celeste) realizando diferentes pruebas en un mismo motor.

útil del aislamiento del motor. Muchos de los equipos que miden armónicos se concentran solamente en el cálculo de componentes que son múltiplos de la frecuencia fundamental (Total Harmonic Distortion – THD). Sin embargo, los variadores de velocidad realizan conmutaciones a altas frecuencias introduciendo distorsiones en las formas de onda, cuyas componentes se encuentran ubicadas “entre” los múltiplos de la frecuencia fundamental (interarmónicos). El cálculo de la distorsión total “TD” cuantifica el efecto de las componentes fundamentales y no-fundamentales (interarmónicas). Las figuras 2 y 3 mues-

> Calidad de la Energía Suministrada La medición de armónicos, niveles de voltajes y sus desbalances son, entre otras variables más, muy importantes de obtener para detectar problemas que podrían provocar un sobrecalentamiento en el motor aun sin presencia de sobrecarga. Una disminución del voltaje nominal de alimentación generará un incremento en los niveles de corriente que necesitará el motor para entregar la potencia nominal, elevando la temperatura y deteriorando el aislamiento del motor. Un desbalance en los voltajes de alimentación también generará calor en el motor debido a corrientes de secuencia negativa en el estator. La norma NEMA MG-1 30.1 explica los efectos de la combinación de motor-accionamiento (variador de velocidad). Tenemos así la presencia de armónicos, los cuales incrementan las pérdidas eléctricas, elevan la temperatura, reducen la eficiencia y la vida

Figura 2

Figura 3

tran ejemplos de las mediciones de “THDv” y “TDv”. Nótese que los valores de THDv son mínimos, mientras que los valores TDv se encuentran en un nivel muy elevado en un mismo motor.

> Rendimiento del Motor Unas simples mediciones de corrientes, voltajes, y potencias no son suficientes para determinar una sobrecarga en el motor. La Norma NEMA MG-1 II 14.36 especifica el nivel de carga permitido ante la presencia de desbalances de voltajes en la alimentación al motor. El cálculo del Factor de Servicio Efectivo (Eff.s.f.) identifica los niveles apropiados de carga para evitar sobrecalentamiento en los devanados. Un incremento de 10 ºC en la temperatura del devanado reduce a la mitad la vida útil del aislamiento del motor (IEEE 43-2000). La fig. 4 muestra un ejemplo de cómo se detecta un motor trabajando con sobrecalentamiento de acuerdo a su nivel de carga y el factor de demérito de NEMA.

Figura 4

Es importante el análisis del arranque de los motores eléctricos con diversos tipos de configuraciones como el directo, estrella triángulo, tensión reducida, autotransformador, o durante el uso de dispositivos electrónicos (arrancadores suaves). Se debe efectuar una medición de las tres señales de voltajes, tres corrientes, y el torque durante las partidas. Estas señales se obtienen durante la medición de transitorios, y nos pueden revelar problemas en la programación de dispositivos (contactores y relés), altas resistencias de contacto, uso de cables de diámetros inadecuados,

Figura 5

el que la carga podría cambiar, causando un cambio en la velocidad, y cambiando la posición de la banda lateral. Este cambio puede reflejarse en un mal diagnóstico. Para solucionar este problema, necesitamos un equipo de mayor resolución, el cual aplique una técnica especial de procesamiento de señal: DFLL (Digital Frequency Locked Loop) que se basa en formas de correlación. Las figuras 7 y 8 muestran las diferencias de las dos técnicas, en la cual se aprecia una mejor resolución con la técnica DFLL.

> Análisis de la Carga

Figura 6

fallas internas en los arrancadores suaves, o problemas asociados entre el motor y la carga, los cuales podrían aumentar el estrés mecánico y eléctrico, provocando aumento de temperatura y deterioro del aislamiento del motor. Las figuras 5 y 6 muestran un ejemplo de la detección de fajas o correas sueltas en el acople de un motor con su carga, mediante la visualización de las señales de las tres corrientes y el torque. Otra causa de fallas prematuras en los motores eléctricos es el hecho de existir problemas en el rotor, como es el caso de las barras rotas las cuales ocasionan exceso de calor, disminuye la eficiencia, acorta la vida útil del aislamiento y produce daños en el núcleo magnético. Algunos equipos de pruebas dinámicas emplean el algoritmo de Transformada Rápida de Fourier (FTT) para hallar el espectro de corrientes en el dominio de la frecuencia. Algún problema que afecte el campo magnético en el entrehierro se verá reflejado en las componentes de frecuencia en el espectro de las corrientes del estator (banda lateral). La adquisición de datos para el algoritmo FTT toma cierto tiempo en

Una herramienta eficaz para diagnosticar problemas asociados a la carga es la adquisición del espectro de torque, el cual es ampliamente más eficaz que un espectro de corriente. Las variaciones de torque indican problemas con la correcta operación del motor y/o carga. Es importante analizar las mediciones instantáneas y compararlas con su histórico (tendencias), es así que el rizado de torque es la forma instantánea de encontrar problemas asociados con la carga. La fig. 9 muestra una señal de torque en una bomba con cavitación, y otra señal sin problemas. Finalmente, existen otras herramientas muy importantes para diag-

Figura 7

Figura 8

Figura 9: Cavitación (gráfica izquierda) y trabajo normal (gráfica derecha)

nosticar problemas en motores en servicio. Si el motor trabaja con un variador de velocidad, necesitaremos adquirir las señales de Torque y Velocidad vs. Tiempo, así como el Voltaje y Frecuencia vs. Tiempo. Si es necesario realizar un monitoreo continuo, debemos escoger correctamente las variables necesarias que podrían afectar el buen desempeño del motor. Las figuras 10 y 11 son ejemplos de las señales mencionadas anteriormente. En SKF brindamos este y otros tipos de servicios de mantenimiento de forma de brindar la máxima confiabilidad a sus activos.

Figura 11

Figura 10

Comuníquese sin compromiso con nosotros y uno de nuestros técnicos le visitará.

Contacto: Dpto de Ingeniería SKF Uruguay S.A. Ing. Cristian Cagnoni cristian.cagnoni@skf.com Tel: (02) 908 2821 Autor: Luis Beltrán, EE, MBA Gerente de Ventas – América Latina Baker Instrument Company (An SKF Group Company)

PRODUCTOS Y APLICACIONES

Eaton presentó sus nuevos productos E-Series por departamento técnico de Dacas

El pasado 13 de agosto, Eaton presentó oficialmente la familia E-Series. La nueva familia de productos se incorpora a la amplia gama de soluciones que brinda el vendor para soluciones de protección de energía. La línea E-Series está dirigida tanto a los usuarios de computadoras personales como así también a comercios y empresas de diferentes portes. La línea completa está compuesta por tres productos: El UPS Eaton NV de línea interactiva ofrece protección eléctrica a un precio accesible para computadoras personales y periféricos. Aunque posee varios dispositivos tales como protección del modem y cantidad de receptáculos, su tamaño compacto es ideal para espacios de trabajo reducidos tanto en la oficina como en el hogar. El software WINPOWER monitorea las condiciones de energía y cierra las aplicaciones de la computadora antes de que se agote la batería. El UPS Eaton DX-Monofásico con tecnología online de doble conversión que protege aplicaciones críticas contra la pérdida de datos, el tiempo de inactividad y el deterioro. Gracias a su capacidad de adaptación a una amplia gama de voltajes de entrada, el sistema E Series DX evita la utilización de la batería durante fluctuaciones pequeñas de energía, y reserva su capacidad para cuando se produzcan cortes totales del suministro de energía. Con esto se logra maximizar el tiempo

disponible de reserva y extender la vida útil de la batería. La familia E-Series se completa con el UPS Eaton DX-Trifásico, la protección eléctrica ideal para centros de datos medianos y pequeños, centros de administración de redes, racks de cableados y servidores de empresas. Además de proteger la fuente de energía soluciona problemas como interrupciones del servicio eléctrico, caídas, picos o fluctuaciones de tensión, distorsión de armónicos e interferencias y fluctuaciones de frecuencia. El modo de carga inteligente prolonga la vida útil de las baterías, en tanto que la entrada dual de alimentación dual incrementa su confiabilidad. Como beneficio adicional, el UPS Eaton DX ofrece una mejor protección contra el ingreso de polvillo ambiental, convirtiéndolo en un equipo ideal en entornos industriales.

Para más información acerca de la familia E-Series, visite www.eaton.com/eseries y www.eaton.com/nvups. Para ver la línea completa de productos y servicios de Eaton, visite: www.eaton.com. Toda la gama de productos Eaton puede encontrarla a través de Dacas Uruguay S.A., representante para nuestro país. Visite nuestra página web: www.dacas.com

Contacto: Dacas Uruguay S.A. Durazno 875 Tel. 901 5696* montevideo@dacas.com

ARTÍCULO TÉCNICO

Esquemas de conexión a tierra en Baja Tensión Características del esquema IT por Ing. Alberto Mikalaiunas

Vamos a continuar con el tema de las características de los distintos esquemas de conexión a tierra de una instalación de Baja Tensión iniciado en la edición 25 (con el esquema TT) y continuado en la edición 27 (con el esquema TN-S). El esquema IT es básicamente como el mostrado en la figura 1. Es particularmente interesante su análisis pues es uno de los dos esquemas (el más antiguo) usado por la distribución pública de UTE en baja tensión (el otro esquema que usa UTE es el TT). Hablando en términos prácticos, aquellos lugares donde se distribuye trifásica 230 VAC, el esquema es el IT, mientras que donde se distribuye trifásica 400 VAC el esquema es el TT. Su principal característica consiste en que no existe vinculación alguna del neutro (del secundario del transformador que alimenta dicha línea) con tierra, a diferencia del TT o TN-S donde el neutro está conectado directamente a tierra. En general, en un esquema, o sistema IT, no se distribuye el neutro. Por supuesto, si dicha línea fuera muy larga habría que considerar las capacidades existentes entre los cables a tierra, y entonces sí podríamos hablar de una cierta vinculación entre el neutro con tierra. Pero esta no es la situación que vamos a considerar inicialmente. Para el análisis de las principales características de este tipo de redes (esquema IT) vamos a considerar directamente el circuito típico de la figura 1. Veremos que esta característica le otorga ciertas ventajas, respecto al resto de los esquemas tradicionales, al momento de ocurrir una falla de aislación.

Dado que no existe vinculación a tierra del neutro (ni de ninguna otra de las fases) del transformador, dicha falla no resultará en que circule corriente en el punto de la falla. Esto es por lo antes mencionado, es decir, al no estar conectado a tierra el neutro del transformador, no es posible establecer un camino entre la fase L2 (conectada a tierra por la falla, en el ejemplo elegido) hacia alguna de las otras fases. En otras palabras, aunque existe una falla en la aislación, no existe circulación de corriente hacia tierra, y por lo tanto, por

el cable PE de protección (el cable “verdeamarillo”) no circula corriente. Esta es la principal característica de una red IT: la no presencia de corriente debido a una falla de aislamiento. Esto tiene como principal consecuencia que no se accionará ninguna protección y que el equipo podrá seguir funcionando. Esta característica es de gran importancia, y aprovechada en los sitios donde es imperativo no cortar el servicio, por más que exista una falla. O, si lo vemos desde otro lado, cuando no deseemos que exista circulación de

Figura 1: esquema IT

Defecto en un aislamiento

En la figura 2 se muestra una situación hipotética en la cual existe una falla en una aislación en un equipo conectado dentro de un esquema IT.

Figura 2: defecto de un aislamiento en un esquema IT

corriente de defecto por más que se produzca una falla en la aislación eléctrica. Una consecuencia directa de este último punto de vista equivale a decir que el esquema IT aporta seguridad contra los riesgos de incendio.

> Lámparas pilotos que a veces enciende y a veces no Supongamos ahora la situación en que un electricista conecta “un piloto” entre fase y tierra, antes que se presente una falla de aislación en alguno de los receptores. ¿Qué sucederá? El técnico verá que la misma no se enciende pues, como se dijo antes, no existe camino para la corriente por tierra. Pero ¿qué sucederá si conecta el piloto luego que se produjo una falla de aislación en alguno de los receptores de la instalación? En ese caso la lámpara se encenderá si la conecta entre la fase 1 (o 3) a tierra, pero no si lo hace con la fase 2. Este comportamiento es el que, con mucha probabilidad, haya observado un instalador de muchos años cuando era común el uso de las lámparas pilotos para chequear la existencia de tensión en una instalación.

Figura 3: conexión de un “piloto” en una red IT luego de una falla de aislación

Figura 4: segunda falla de aislación en una red IT donde tienen la puesta a tierra en común

Por supuesto que el grado de luminosidad de la lámpara piloto dependerá, a su vez, de la resistencia que tenga la falla del receptor de la instalación. Incluso dependerá de si dicho equipo está conectado o no, en el momento en que el electricista se dispone a conectar dicho piloto. Un ejemplo común, de esto último, sería una baja aislación en una de las fases de una heladera. Dependiendo de cuál de las 2 fases, y de si la heladera está en marcha o no, es que la lámpara piloto encenderá con poca o mucha luminosidad. Esto hacía que los electricistas observaran que variaba la tensión entre fase y tierra dependiendo del momento del día. Sin embargo, como veremos a continuación, todos los beneficios antes mencionados se diluyen cuando se produce una segunda falla.

Existencia de un segundo defecto de aislamiento

En la figura 4 se observa la situación en que se produce una segunda falla en una red IT dentro de una misma instalación (con esto último deseamos indicar que es en una instalación donde los dos equipos que tie-

Figura 5: segunda falla de aislación en una red IT donde no se comparte la puesta a tierra

nen la falla de aislamiento comparten la misma puesta a tierra). Si esta segunda falla se produce en la otra fase de un receptor de la misma instalación, entonces tendremos un cortocircuito entre 2 fases. Obsérvese el camino de la corriente. El mismo es, básicamente, a través de cables, lo que lo hace de muy baja resistencia (típicamente del orden de miliohms). Por lo tanto, el valor de la corriente de cortocircuito será elevado.

En la figura 5 se observa la situación en que se produce una segunda falla en una red IT que alimenta instalaciones distintas (con esto último deseamos indicar que son instalaciones donde los dos equipos que tienen la falla de aislamiento no comparten la misma puesta a tierra). Si esta segunda falla se produce en la otra fase de un receptor de la misma instalación, entonces tendremos un cortocircuito entre 2 fases, pero a través de la tierra.

Figura 6: tensiones de contacto en los chasis al aparecer la segunda falla

Obsérvese el camino de la corriente. El mismo es a través de cables y de las resistencias de puesta a tierra (típicamente del orden de ohms), lo que hace que la resistencia de dicho camino sea mayor al del caso anterior. Por lo tanto, el valor de la corriente de cortocircuito será bastante menor (del orden de las decenas de amper). El caso de la figura 5 es, por ejemplo, cuando la falla se encuentra en casas distintas aunque alimentadas desde una misma red pública en esquema IT.

Para detectar la corriente de defecto alcanzaría con instalar un interruptor diferencial en cada receptor. En la época en que los interruptores diferenciales no eran obligatorios en nuestro país, la corriente resultante podía no llegar a hacer actuar ni siquiera a los fusibles que se tenía en la instalación. Una de las consecuencias era que el electricista podía llegar a medir corrientes distintas en las fases de una misma casa. Esto resultaba en una situación sumamente confusa.

Como conclusión parcial hasta este punto diremos que, en una red IT, la aparición de una primera falla de aislamiento no produce circulación de corriente por los cables de protección (los “verde-amarillo”) ni la aparición de tensiones de contacto en los chasis de las máquinas con dichas fallas. Como consecuencia, no se produce ningún peligro para las personas en contacto con dicho chasis (o masa). Pero la aparición de una segunda falla de aislación sí producirá la aparición de corrientes por los cables de protección con la consecuente aparición de tensión en los chasis (o masas) de dichos equipos. Esto hace que debamos detectar la aparición del primer defecto, y señalizarlo, para que se pueda reparar la fuga en cuestión, de forma de prever los problemas que generará la aparición de una segunda falla. De no poder hacerse lo anterior se tendrán que detectar las corrientes que aparecen ante la segunda falla de aislamiento y cortar automáticamente los circuitos involucrados, previendo así la aparición de tensiones de contacto peligrosas en los chasis respectivos (50 V en ambientes secos, 24 V en ambientes húmedos y 12 V en ambientes mojados). En la figura 6 se ob-

serva la generación de las tensiones de contacto en el caso de las puestas a tierra distintas.

Controladores permanentes de aislamiento

Un controlador permanente de aislación (CPA) es un aparato que está analizando permanentemente la instalación de forma de detectar el primer defecto de aislación. Para este fin, se conecta entre tierra y las fases, inyectando corriente a la red (que se superpone a la que consumen las cargas) y viendo si la misma retorna por la conexión de tierra. Hay de 2 tipos: los que inyectan corriente continua y los que inyectan corriente alterna. El principio de funcionamiento es similar en ambos y es como el que se muestra en la figura 7. La diferencia esencial es que el de alterna permite encontrar el ramal con falta estando la instalación en servicio.

La búsqueda del primer defecto de aislamiento

Un método consiste en abrir sucesivamente las salidas, empezando por las principales. Al abrir la derivación defectuosa,

Figura 7: principio de funcionamiento de un CPA en una red IT

la corriente inyectada por el CPA disminuye mucho, bajando por debajo del umbral de disparo. Al interrumpirse la alarma sonora, que suele depender del CPA, se sabe que es ésta la derivación defectuosa. Este sistema, que obliga a interrumpir la explotación de cada una de las salidas, es contrario a la filosofía de utilización del esquema IT, que es, precisamente, la continuidad del servicio. Muy utilizado en el pasado, ha ido desapareciendo progresivamente con el desarrollo de nuevos sistemas de búsqueda que permiten encontrar el defecto con tensión (sin corte).

El método sin corte utiliza una señal senoidal de baja frecuencia ( ≤ 10 Hz) inyectada por el CPA. Para encontrar el sitio exacto del defecto, la búsqueda se efectúa con dispositivos sensibles únicamente a la señal inyectada, que pueden ser fijos, con toroides de detección colocados en cada salida, o portátiles, con una pinza amperimétrica sintonizada a la frecuencia de la señal (figura 8). Cuando los dispositivos (generadores, captadores y receptor) son fijos, la búsqueda con tensión del defecto puede hacerse automáticamente en cuanto se detecta un defecto, mediante una orden dada por el CPA.

Protección sin CPA

Tal como se dijo antes, la aparición de una segunda falla producirá una corriente de falla que puede ser del orden de miles de amper (en el caso de puestas a tierra comunes, como el de la fig. 4) a decenas de amper (en el caso de puestas a tierra separadas, como el de la fig. 5). En ambos casos las normas de instalaciones eléctricas concluyen que la protección contra los contactos indirectos

> Usos obligatorios y recomendados de un esquema IT Los beneficios del esquema IT hacen que, desde hace muchos años, sea el esquema obligatorio en los quirófanos de los hospitales. Otro caso, donde es recomendable el uso de un esquema IT, es en la alimentación eléctrica de ciertos lugares críticos, tal como podrían ser los tomacorrientes de un baño o piscina. Una situación típica es la de una persona que dentro del baño de su casa, estando descalzo, se dispone a afeitarse con su afeitadora eléctrica de 230 V. En el caso común, cuando hay una fuga de la afeitadora, circulará corriente por el cuerpo de la persona. Si bien un interruptor diferencial puede salvarlo, no evitará el shock eléctrico en todo el cuerpo. Figura 8: búsqueda del punto de falla de aislamiento sin necesidad de corte de las distintas partes de la red

debe hacerse como en un sistema TN-S y TT respectivamente. Es decir, cuando la puesta a tierra es común alcanzaría con un termomagnético cuyo valor de magnético sea menor al del cortocircuito bifásico en el punto de la instalación.

Y cuando la puesta a tierra es separada alcanzaría con la instalación de interruptores diferenciales cuya sensibilidad sea menor a la tensión de contacto máxima para dicho ambiente (50 V, 24 v o 12 V) dividido el valor de la puesta a tierra en el sitio (Idiferencial < Uc/Ra).

Consultas: consultas@electromagazine.com.uy Bibliografía: Norma AEA 90364 IEC 60364 Reglamento de baja tensión de UTE Cuaderno técnico 178 de Schneider Electric Manual de baja tensión de ABB

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