¿Quiénes somos?
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International Copper Association, Ltd. (ICA), miembro de Copper Alliance, es una organización líder en la promoción del cobre a nivel mundial.
Las 43 empresas internacionales que la componen representan el 60% de la producción mundial de este metal.
La red mundial de ICA abarca casi 500 miembros y socios a nivel global. Cuenta con oficinas regionales en Bruselas, Nueva York, Santiago de Chile y Singapur; además de 31 oficinas en 24 países en los 5 continentes.
La estrategia de ICA consiste en reposicionar las cualidades únicas del cobre, principalmente en el aspecto del desarrollo sustentable donde el cobre concentra una gran ventaja en mejorar la sustentabilidad de los productos que lo contienen.
¿Quiénes somos?
Aspectos generales
La función del cable es conducir la energía eléctrica en forma eficiente y amigable al ambiente, desde la fuente hasta el punto de uso.
Debido a su resistencia eléctrica, el cable disipa una parte de la energía en forma de calor (efecto joule); por lo tanto se requiere energía adicional que se refleja en aumento de costos y en generación de CO2.
Una de las preocupaciones actuales a nivel mundial, consiste en reducir los costos de la energía y adicionalmente reducir la emisión de CO2 al ambiente.
Marco Teórico
La resistencia eléctrica de un conductor depende en forma inversa de su sección.
Las pérdidas de energía por efecto Joule en un conductor eléctrico, dependen en forma directa de la resistencia eléctrica, por lo tanto en forma inversa de su sección.
Criterio Técnico
Basado en la Norma Chilena NCh 4-2003
Sección mínima
Capacidad de conducción de corriente nominal
Pérdida de tensión
Stec
Capacidad de soportar sobrecarga
Capacidad de soportar cortocircuitos
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Criterio Económico
Basado en la Norma Chilena NCh 2625-2001
Mínimo Costo total (CT) = CI + CJ
donde:
CI = costo inicial de la inversión (compra e instalación conductor).CJ = valor presente de los costo de las pérdidas joule durante la vida económica.
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Criterio Económico
Se comparan de los costos de compra, instalación y los
costos de las pérdidas de energía a valor presente.
En el cálculo económico se realiza el cálculo de la sección transversal óptima para la carga exigida, para luego seleccionar la sección nominal del conductor más próxima.
Es aplicable para conductores de baja y media tensión.
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Criterio Económico
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Sección económica (Sec) de un conductor, es aquella sección que resulta con el menor costo total inicial y operación durante su vida económica considerada.
Dimensionamiento Ambiental
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Dimensionamiento Ambiental
Emisiones de CO2: Cuando los conductores son dimensionados por el
criterio técnico de menor sección se reemplazan por conductores de sección económica (Sec) se obtiene reducción en las emisiones de CO2.
Como existe un ligero aumento del CO2 en la fabricación del cobre para aumentar la sección del conductor, la reducción total de emisiones se obtiene a través de la condición:
Z1 – Z2 > 0
donde: Z1 = Cantidad anual de reducción de emisiones Z2 = Cantidad anual de aumento de emisiones
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Dimensionamiento Ambiental
Dimensionamiento de Conductores Eléctricos
Z1 – Z2 > 0 Ganancia ambiental (reducción de
CO2)
Reducción CO2 operación Aumento CO2 fabricación
CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC
FABRICA DE ALIMENTOS
Datos generales Precio de la energía: 70 $/kWh Tasa de capitalización: 10% Vida económica de la instalación: 20 años Aumento anual de costo de energía, sin incluir efectos de inflación:
3%
Parámetros comunes a 13 circuitos: Tensión nominal: 380 V Tipo de circuito: trifásico Tipo de cable: 0,6/1 kV – unipolar Tasa de aumento anual de carga: 1% Temperatura máxima nominal para el tipo de cable considerado:
75°C Temperatura ambiente media: 40 °C Número de horas de operación de circuito: 20 Número de días por año de operación de circuito: 200
CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC
FABRICA DE ALIMENTOS
Resultados con el software DEAC
CI ($) 36.813.040
CJ ($) 96.475.033
CT ($) 133.288.073
CI ($) 50.815.870
CJ ($) 61.224.529
CT ($) 112.040.399
Ahorro total proyecto ($) 21.247.677
Ahorro de energía (kWh) 705.011
Ganancia ambiental (reducción
de CO2) (kg-CO2) 418.387
Sección Técnica
(STEC)
Sección Económica y
Ambiental (SEAC)
CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC
FABRICA DE ALIMENTOS
Al aplicar el método DEAC se genera un ahorro total de un 15,9% con respecto al costo total que se obtiene aplicando el método convencional (STEC).
En el período de vida económica considerado la el proyecto (20 años), el ahorro de energía es de 705.011 KWh y se genera una ganancia ambiental por la reducción de gases de efecto invernadero de 418.387 [kg-CO2].
Ventajas globales DEAC: Aumento de la vida útil debido a trabajar a menores
temperaturas; El conductor presentará un mejor comportamiento en
relación a las corrientes de sobrecarga y corto-circuito; Menores emisiones de CO2 (ISO 14.001 – Certificación LEED – Huella de
Carbono)
Menores costos totales de operación.La sección económica ambiental de un conductor eléctrico es bastante ventajosa:
En circuitos con secciones nominales ≥ 25 mm2 obtenidas por dimensionamiento técnico;
En circuitos que funcionan muchas horas por año, con corrientes que no presentan grandes variaciones.
Conclusiones DEAC
Dimensionamiento Económico y Ambiental de Conductores
Eléctricos (DEAC)
Aplicaciones típicas para el DEAC
Centros comerciales
Edificios
Industrias
Hospitales
Estadios
Etc.
Expositor: Alfonso Aravena ArayaIngeniero Civil Electricista, U. de ChileConsultor Procobre