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Importancia del análisis de los regímenes de Distribución Eléctrica

Saludos. 

Espero se encuentren muy bien estimados lectores, A continuación les comparto el artículo "Importancia del análisis de los regímenes de Distribución Eléctrica”

Con este contenido podemos iniciar a conocer sobre los sistemas eléctricos de distribución ya que este sub-sistema no solo se debe saber que se compone de postes, conductores, herrajes, aisladores, entre otros.  Si no que debemos esta capacitados para evaluar problemas que se puedan presentar así como optimizar esta parte del sistema eléctrico, ya que por lo general los estudios de ingeniería se concentran en el sub-sistema transmisión. 

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Introducción:

Plantear como realidad hoy día que tenemos un entorno que se mueve rápidamente y que está en constante evolución. Debido a esto aparecen nuevos retos para las empresas distribuidora de energía eléctrica en un entorno cada vez más complejo y claro los ingenieros electricistas, Para adaptarse las organizaciones deben tener las habilidades necesarias para ser capaces de dirigir a sus organizaciones en ese entorno, asegurando su funcionamiento y su permanencia en el mercado.

Figura 1. Captura de pantalla (padeepro).

Tomada de : http://www.padeepro.com/pdf/analisis_redes_distribucion_padee_descripcion.pdf


En este orden de ideas debemos enfocarnos en buscar nuevas formas de encontrar resolver los problemas, diseños, planes de mantenimientos, trabajos u otros que superen al tradicional en esta temática, que este fuertemente ligado a una orientación al servicio público y a la atención de averías, acercándonos a materias como la orientación a la seguridad, a la calidad y a la protección del medio ambiente.

Actualidad de las Redes de Distribución Eléctrica

Los estudios de los sistemas de potencia están cobrando mayor importancia sobre los puntos de cargas o usuarios a los que se les suministra el servicio de energía por la expansión de los sistemas de distribución de energía eléctrica en el mundo, nos referimos en particular a estos por ser el eslabón final en la cadena producción – transmisión y consumo de electricidad ya que es la zona funcional donde se atiende a la mayoría de los usuarios.
La contrariedad de la interrupción del servicio de energía eléctrica, se ha convertido en un tema de gran interés para las empresas del sector eléctrico y más aún, para los usuarios residenciales e industriales.


Ítem
Descripción
Participación[%]
1
Pérdidas de energía
70
2
Número de fallas
90
3
Indisponibilidad
99
4
Energía no entregada
75
5
Costo de entrega de energía
40
6
Inversión anual para transporte
70
7
Costo de operación
20
Tabla 1: Cifras de participación de los sistemas de distribución en el sistema de potencia
Fuente:  www.feis.unesp.br/Home/departamentos/engenhariaeletrica/lapsee/curso_2011_zapata_2.pdf



En la tabla antes mostrada se puede detallar como participa el sub-sistema distribución porcentualmente para cada problema que se presenta en sistema eléctrico. Como por ejemplo las pérdidas de energía  del 100% que se tienen en el sistema al sub-sistema distribución corresponde aproximadamente el 70%. Con esto se resalta  la importancia de estudiar esta parte del sistema que con anterioridad ha sido subestimado.
Aunado a esto por los procesos de modernización, las empresas de suministro del servicio eléctrico del mundo, realizan estudios para valorar los costos debidos a una inadecuada continuidad en el suministro, y de esta forma, obtener un punto equidistante entre el costo de inversión para mejorar la confiabilidad de un sistema y los costos que las interrupciones representan a los usuarios del servicio (Sullivan et al., 1995; Sullivan et al., 1996).las interrupciones del suministro de energía eléctrica (Alfonso et al., 2005).

    Análisis de los Sistemas de Distribución eléctrica:

En los últimos años se han aumentado los estudios realizados al sistema de distribución debido a como se dicho anteriormente es parte fundamental del sistema de eléctrico al que no se le prestaba la misma importancia que a los otros dos grandes  sistemas (generación y transmisión). Entre los análisis más importantes se encuentran:

            • Reducción de pérdidas.
            • Reconfiguración de alimentadores primarios.
            • Balance de fases.
            • Confiabilidad.

Estos estudios incluyen una serie de tareas a realizar en los sistemas de distribución y podemos nombrar algunos como:

     Elaboración de esquemas eléctricos detallados y actualizados de distribución.

  Modelar matemáticamente el funcionamiento de los componentes de la red de distribución eléctrica.

    Contar con el registro histórico y temporal de faltas tales como cortocircuitos, pérdida de grupo, defecto homopolar, entre otros... Estos son datos que contribuirán a la rigurosidad de los análisis.

     Información sobre los sistemas nuevos que van a ser instalados o están propuestos.

 Demanda eléctrica actual, evolución histórica, y estimaciones futuras recogidas en las planificaciones energéticas. Esta información es necesaria para analizar escenarios de penetración de energías renovables.

Todo esto a realizar en un proyecto de electrificación se debe considerar el factor social, a fin de lograr un sistema que se ajuste a las necesidades y requerimientos de la zona y que debe servir como principio fundamental  para lograr un desarrollo óptimo tanto  técnica y económicamente, escogiendo la combinación más adecuada del conjunto: alimentador primario, capacidad y cantidad de puntos de transformación, alimentador secundario y acometidas.

Para ello existen diferentes metodologías a considerar a la hora de realizar el análisis pero siempre se deben considerar los reglamentos y normas  del país donde se proceda a ejecutar dicho estudio, sin olvidar considerar los tres aspectos básicos de la ingeniería:

·         Diseño eléctrico.
·         Diseño mecánico.
·         Diseño económico.  .

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Referencias:

Alfonso, P., Jenny, P., Jairo H. y Gabriel O. y J. Benjamín. Methodological proposal for cost valuation due to an inadequate continuity in the electric energy supply. III International Symposium on Electric Energy Quality SICEL 2005, Bogotá 16 a 18 November (2006). 
Esri. "SIG para empresas de servicios públicos y telecomunicaciones". 2001
 M. Estrada. "Integración de sistemas de información geográfico de una red de distribución eléctrica".
Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Eléctrico. Universidad de Tarapacá. Arica, Chile. 2012.         
Sullivan M., T. Vardell, N. Suddeth y A. Vojdani, Interruption Costs, Customer Satisfaction and Expectations for Service Reliability. IEEE Transactions on Power Svstems: 11(2), 989-995 (1995).    
Z. Wang, D.E. Julian, M. Bass and W. Peterson. "Interpreting GIS data for operation and control of distribution networks". Power Systems Conference and Exposition. IEEE PES. Vol. 2, pp. 907-912. 2004. October 10-13, 2004
Direcciones consultadas:
Herramientas avanzadas para monitorización y operación de Redes MT/BT. 11/01/2018; tomado de


¿Cómo determinar si el nivel de iluminación es el adecuado para un área interna?


Saludos estimados lectores.

En esta ocasión y como siempre deseando se encuentren bien estimados, les comparto esta entrada con el título: ¿Cómo evaluar la intensidad lumínica de un ambiente? Publicado en Tecnología Eléctrica. 

¿Cómo saber cuando tenemos suficiente luz? La pregunta podría ser bastante difícil responder, pero para conocer esta incógnita se deben realizar mediciones acorde a la normativa para así calcular la iluminación promedio del ambiente que se desea evaluar, considerando la arquitectura y el uso del espacio bien sea  comercial, residencial o industrial, acá mostraremos cómo conocer este valor para saber si la iluminación  es adecuada o no.

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¿Cómo evaluar la intensidad lumínica de un ambiente?

Por medio de este post se explicará el procedimiento para conocer si la iluminación de un sitio de trabajo, estudio u otro espacio es el adecuado según los lúmenes que deba tener según norma ya que la intensidad de iluminación o el nivel de iluminancia media depende enteramente de las características del lugar a iluminar y de las actividades que se realizarán en el mismo, es por esto mismo que es un punto al cual debemos prestar atención los ingenieros y técnicos encargados del proyecto  a la hora del diseño en los circuitos(ramales o derivados) de iluminación, porque con una mala iluminación en un espacio el rendimiento de las personas que trabajen allí es menor que con una iluminación adecuada, debido a la fatiga visual.

Importancia de la correcta iluminación.

En la actualidad la concienciación acerca de los niveles de iluminación en los ambientes de trabajo o estudio tal como lo indica “Mantener una iluminación adecuada al tipo de trabajo aumenta la productividad hasta en un 20% y reduce las bajas laborales”, según un estudio realizado por los científicos holandeses de Wout van Bommel y Gerrit Van Den Belt. [1] 

Figura N° 1. Imagen ejemplo de área a evaluar

Tomado de: http://132.248.48.64/repositorio/moodle/pluginfile.php/1731/mod_resource/content/11/contenido/index.html

            Es por ello que para prevenir riesgos asociados a la visión de la persona es importante tener la áreas más confortables cuando ejecutamos nuestras tareas diarias en un ambiente bien iluminada. Para lograr esto, es necesario, prestarle especial atención a la iluminación en la actividad profesional. Aunque este aspecto incide positiva o negativamente sobre la salud directa de nuestros trabajadores, todavía son pocas las empresas que inciden y trabajan sobre él.

¿Cómo saber el nivel de iluminación?

Lo primero que se debe realizar es evaluar los niveles y el tipo de iluminación de cada ambiente de trabajo para poder establecer los requerimientos óptimos en todas y cada una de las áreas en los centros de trabajo a estudiar. Este estudio debe estar apegado a la norma que rige el país donde se realizara el estudio. En el caso Venezuela la norma es iluminancias en tareas y áreas de trabajo. La Norma COVENIN 2249-93, «ILUMINANCIAS EN TAREAS Y ÁREAS DE TRABAJO», regula los niveles de iluminación requeridos de acuerdo a la dificultad visual de las tareas, tal como se muestra en las siguientes tablas extraídas de la mencionada norma.

                       Tabla 1. Tipos generales de actividad en áreas interiores.

Áreas o tipo de actividad

Iluminancias (LUX)

Tipo de Iluminancia

Bajo

Medio

Alto

Áreas públicas con alrededores

20

30

50

General en toda el área (G)

Simple orientación para visitas cortas

50

75

100

 

Áreas de trabajo donde las tareas visuales se realizan solo ocasionalmente.

100

150

200

 

Realización de tareas visuales con objetos de tamaño grande o contraste elevado.

200

300

500

Local en el área de la tarea (L)

Realización de tares visuales con objetos de tamaño pequeño o contraste medio.

500

750

1000

 

Realización de tares visuales con objetos de tamaño muy pequeño o contraste bajo.

1000

1500

2000

 

Realización de tares visuales con objetos de tamaño muy pequeño y bajo contraste, por periodos prolongados.

2000

3000

5000

Combinación de general y localizada sobre la tarea (G+L)

Realización de tares visuales que requieren exactitud por periodos prolongados.

5000

7500

10000

 

Realización de tares visuales muy especiales, con objetos de tamaño muy pequeño y contraste extremadamente bajo.

10000

15000

20000

 

Tomado de: Elaboración propia con base en los datos de COVENIN 2249-93, «ILUMINANCIAS EN TAREAS Y ÁREAS DE TRABAJO»

Tabla 2.  Tipos particulares de actividad en áreas interiores

Áreas o tipo de actividad

Iluminancias (LUX)

Tipo de Iluminancia

Bajo

Medio

Alto

Áreas de oficinas

500

750

1000

Localizada

Área de reuniones

100

150

200

General

Sala de conferencias

200

300

500

General

Áreas de estacionamiento (Acceso)

540

300

500

Local en el área de la tarea (L)

Áreas de estacionamiento (Pampas y esquinas)

110

S/I

S/I

S/I

Áreas de estacionamiento (Áreas generales)

54

S/I

S/I

S/I

Áreas de servicio (sanitarios púbicos)

100

150

200

General

Áreas de circulación (pasillos y escaleras)

100

150

200

General

Tomado de: Elaboración propia con base en los datos de COVENIN 2249-93, «ILUMINANCIAS EN TAREAS Y ÁREAS DE TRABAJO»

Iluminación recomendada para los espacios del hogar.

Para mejorar la comodidad en el hogar, los ambientes deben estar bien iluminados. Y es importante conocer que «bien iluminadas» significa que cada ambiente debe tener la iluminación adecuada: ni más ni menos que la necesaria. Si la cantidad de luz es insuficiente, los ojos se ven obligados a trabajar en exceso, y esto deriva en fatiga visual, la cual a su vez ocasiona síntomas como dolores de cabeza, irritación ocular, pesadez en los párpados, entre otros.

Por su parte, el exceso de iluminación deriva en el deslumbramiento, es decir, la sensación de molestia que se produce cuando la luz de un objeto es mucho mayor que la de su entorno.

Figura N° 2. Deslumbramiento.

Tomado de: https://www.arqhys.com/contenidos/deslumbramiento.html

Iluminación recomendada: Cocina: la recomendación para la iluminación general está entre los 200 y 300 lx, aunque para el área específica de trabajo (donde se cortan y preparan los alimentos) se eleva hasta los 500 lx.

·         Dormitorios: en los de los adultos, se aconsejan niveles no muy altos para la iluminación general, entre 50 y 150 lx. Pero en las cabeceras de las camas, sobre todo para leer allí, se recomiendan luces focalizadas con hasta 500 lx. En los cuartos de los niños se recomienda un poco más de iluminación general (150 lx) y unos 300 lx si hay una zona de actividades y juegos.

·         Salón: la iluminación general puede variar entre unos 100 y 300 lx, aunque para ver la televisión se recomienda que baje a unos 50 lx y para leer, al igual que en el dormitorio, una iluminación focalizada de 500 lx.

·         Baño: no hace falta demasiada iluminación, unos 100 lx son suficientes, excepto en la zona del espejo, para afeitarse, maquillarse o peinarse: allí se recomiendan también unos 500 lx.

·         Escaleras, pasillos y otras zonas de paso o poco uso: lo idóneo es una iluminación general de 100 lx.

Tomado de: https://www.consumer.es/bricolaje/como-calcular-la-cantidad-de-luz-apropiada-para-una-habitacion.html)

Teniendo el sitio seleccionado se debe tener:

·         Valor de iluminación del espacio a evaluar: Los requisitos/necesidades de iluminación varían según el tipo de espacio que se ilumina. Por ejemplo, un baño o cocina requerirá más luxes que una sala de estar o un dormitorio y este valor está reflejado en la norma antes mencionada para el caso Venezuela.

·         Dimensiones del local: Determinar el área de la habitación Multiplique la longitud por el ancho de la habitación para obtener el área. Por ejemplo, si la habitación mide aproximadamente 3 m de ancho y 3 m de largo, la superficie cuadrada será de 9m².

·         Numero de luminarias y lámparas que existen en el espacio: (Ejemplo) El espacio es rectangular cuenta con 5 filas de lámparas por 4 luminarias y cada una de estas posee 4 lámparas fluorescentes.

·         Color de las paredes, techo y piso: Este punto a considerar, puede ayudarnos a mejorar la decoración y ambientación del lugar sin embargo su impacto va más allá del color que vemos en una pared.  Ya que pintar de colores claros las paredes y techos de la parte interna de la vivienda ayuda a aprovechar mejor la luz natural y artificial.

 Es por ello que al momento de pintar e instalar la iluminación de un espacio es importante calcular el factor de reflexión en el plano de trabajo y las paredes para evitar deslumbramientos por reflexión porque si se tienen colores en las paredes y mobiliario de color muy oscuro se necesitará aumentar los lúmenes necesarios para el ambiente. ¿Acá es bueno preguntarse que colores considero el proyectista a la hora de realizar el diseño? 

 Luxómetro: Este es un dispositivo de medición para conocer cuánta luz o luminosidad que hay en un ambiente con que la luz aparece en el ojo humano. No es lo mismo que medir la energía producida por una fuente de luz. La unidad de medida es lux. Un lux es el equivalente a la energía producida por una fuente de luz, para el ojo humano.

Figura N° 3. Medición de intensidad luminosa en el lugar de trabajo.


Ejemplo: Salón de Dibujo donde se realice una tarea de alto contraste.

Al tener esto a la mano lo siguiente es medir con el luxómetro en los puntos indicados  en la norma ver figura N 2 anotando cada valor en una tabla para luego procesarlos y calcular la iluminancia media, como una media ponderada en áreas, con bases en las lecturas obtenidas.

Figura N° 4. Ubicación de los sitios de medición de la iluminancia para procedimientos simplificados de medición en áreas interiores.

Tomado de: https://www.medicinalaboraldevenezuela.com.ve/archivo/covenin/luz-vision/2249-1993_Iluminacion.pdf

Procedimiento a realizar:

·         Se divide el área o superficie en la cual se va a evaluar la iluminancia, en sectores preferiblemente  iguales cuya dimensión mayor no deberá exceder de 0,6 m en áreas interiores

·         Se mide la iluminancia en el centro de cada una de las áreas unitarias o puntos definidos con el luxómetro ubicado en la altura del plano de trabajo adecuado al área donde se mide

·         Se energiza la instalación, se deja funcionar durante 30 minutos, y se deja tiempo  suficiente de 5 a 10 minutos para la estabilización del instrumento a la iluminancia existente.

·         Se calcula la iluminancia media, como una media ponderada en áreas, con bases en las lecturas obtenidas.

Los puntos a medir se determinaran según las mediciones del local a evaluar.

Luego se aplica la siguiente ecuación de la norma según el tipo de área y como están distribuidas las luminarias y lámparas. Para este caso se tomara la ecuación para un Área rectangular con luminarias espaciadas simétricamente en dos o más filas.

Formula N° 1: Área rectangular con luminarias espaciadas simétricamente en dos o más filas.


·         Página 57 de la norma.

 Al tener el valor promedio de la iluminación  el área a evaluar este se comparara con el valor arrojado en tabla.

Este valor de corresponder con el intervalo dado en tabla se puede decir que está bien la iluminación:

1.- Si está por debajo del valor normado no cumple con la misma. (Baja iluminación) Rediseñar.

2.- Si está por encima valor normado no cumple con la misma. (Posible deslumbramiento) Rediseñar.

3.- Si está entre los valores máximo y mínimo cumple con la norma. (Iluminación recomendada)

Con esto se puede emitir el juicio de cómo está el nivel lumínico en el sitio y con eso se recomendara o no rediseñar.

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 Referencias:

1.       FUENTE: Wout van Bommel y Gerrit Van Den Belt (2004) La iluminación en el trabajo: efectos visuales y biológicos. Phillips Lighting Holanda

 

Referencias electrónicas:

 1.   https://www.fau.ucv.ve/idec/racionalidad/Paginas/Manualelectricos.html

2.https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/897793/como-calcular-la-intensidad-de-luz-necesaria-para-tus-ambientes

3.       https://recursos.citcea.upc.edu/llum/interior/iluint2.html#entrada

4. https://www.argentina.gob.ar/sites/default/files/calculo_de_iluminacion_interior_en_oficinas_-_metodo_de_los_lumenes.pdf

5.       https://www.uv.mx/cosustenta/files/2014/06/ANALISIS-LATEX_VERSION-FINAL.pdf

6.       https://www.lumika.com.mx/files/Calculos%20en%20la%20iluminacion.pdf

7.  https://www.consumer.es/bricolaje/como-calcular-la-cantidad-de-luz-apropiada-para-una-habitacion.html

8.       https://procables.com.mx/blog/tips-electricos-procables/la-importancia-de-la-pintura-al-iluminar-un-espacio/#:~:text=%23Sab%C3%ADasQue%20pintar%20de%20colores%20claros,la%20luz%20natural%20y%20artificial.

9.       https://como-funciona.co/un-luxometro/

Sistema Eléctrico de Potencia: ¿Qué es y cuáles son las etapas?

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