Mejoras del portador de Energía en la planta de beneficio de áridos en Miguel Sagua de Tánamo.

Título: Mejoras del portador de Energía en la planta de beneficio de áridos en Miguel Sagua de Tánamo.

Autor: Ing. Nordis Lamorú Matos    nlamoru@emni.moa.minem.cu

Planta de beneficio de áridos de El Miguel.

Resumen:

En el presente artículo se hará referencia a la planta productora de áridos ubicada en El Miguel, Sagua de Tánamo. Donde se muestra los problemas energéticos existentes en la planta y como mediante del trabajo técnico e inversiones se puede desarrollar y producir con eficiencia, para el desarrollo de los materiales de la construcción.

Introducción:

La industria de los materiales de la construcción se ha ido desarrollando paulatinamente en el país, la producción de bloques, áridos, y otros materiales ha ido en aumento, pero la situación que presenta estas instalaciones es bastante deficiente por la obsolescencia técnica que poseen

En el caso de la planta de estudio cumplía satisfactoriamente sus planes de producción, pero con gastos sumamente altos en la energía ya que era penalizado por bajo factor de potencia, La demanda contratada además de la poca supervisión y control por los directivos del uso eficiente de la energía y el control de los portadores energéticos, el objetivo de este artículo es la responsabilidad de los directivos, técnicos y obreros a producir con mayor eficiencia y ahorro.

Materiales y Métodos.

Se realizaron mediciones en la planta para analizarlas mediante métodos estadísticos, se estableció el monitoreo y control del proceso productivo se identificaron los problemas existentes en la instalación.

Estado de las pizarras de los cuartos de control.

En estos momentos las pizarras de control que existen en la planta no cuentan con las condiciones requeridas para una instalación eléctrica adecuada, influyendo así en el buen funcionamiento de la misma. Este planteamiento se basa en que:

·        El armazón de las pizarras se encuentra en mal estado por falta de mantenimiento técnico.

·        La mayoría de los breakers están sobredimensionados, algunos presentan problemas debido a los años que llevan operando.

·        Los conductores eléctricos no presentan las mejores condiciones, muchos de estos tienen dañado su material aislante, debido al calentamiento por mala selección del calibre de estos y por tiempo de uso.  

·         Las pizarras de control no presentan una correcta señalización para la identificación de los elementos que contiene, dificultándole el trabajo al operario.

·        En la cara externa de todas las puertas de acceso, es necesario emplear señales de aviso de peligro y de entrada prohibida a agentes no autorizado, junto con instrucciones de primeros auxilios.

·        Toda instalación requiere de medios para la extinción de incendios del tipo polvo o de CO₂, la misma carece de tales condiciones.

·        Los cuartos de control no cuentan con la iluminación requerida, es decir, no existe ninguna.

 Estado de los conductores de la instalación.

Banco de condensadores automáticos

En una instalación típica de baja tensión, los circuitos alimentadores parten de un panel de control desde el cual se suplen otros paneles que alimentan las cargas. Estos conductores deberán cumplir con los requisitos adecuados para lograr una buena conducción de la energía eléctrica. En el estudio realizado a la instalación se pudo observar tales dificultades como el mal dimensionamiento de los conductores trayendo como consecuencia las pérdidas de voltajes, cortocircuito, riesgos de incendios, sobrecalentamiento en las líneas, etc. 

Es de mucha importancia mencionar el mal estado del material aislante de los conductores al presentar raspaduras, golpes e incluso en algunos tramos no existe dicho material, trayendo consigo que la energía eléctrica que circula por él pueda entrar en contacto con personas o con objetos, ya sean estos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de la instalación. Del mismo modo, existe la posibilidad de que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sí. No se realizó la mejor selección de los conductores considerando la capacidad de transporte de corriente, de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mecánica y un comportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operará.

 Estado de los dispositivos de protección.

Existen diferentes maneras en que se deben llevar a cabo los circuitos eléctricos de las instalaciones de baja tensión, las funciones y limitaciones de los diversos   dispositivos de protección. Los cuales no han sido seleccionados de la manera correcta, trayendo como dificultad no poderse cumplir el objetivo principal que es el de evitar o limitar las consecuencias destructivas o peligrosas de las corrientes excesivas (cortocircuitos) o causadas por sobrecargas y defectos de aislamiento, así como seccionar el circuito defectuoso del resto de la instalación. En estos casos la protección la proporcionan fusibles o interruptores automáticos en el cuadro de distribución en el que se origina el circuito final (es decir, el circuito al que está conectada la carga). 

Almacenaje de áridos

Uno de los problemas detectados en la planta está relacionado con la ausencia de relés térmicos, diseñados especialmente para adaptarse a las características concretas de los motores y así protegerlos contra sobrecalentamiento causado por una sobrecarga a largo plazo, un rotor bloqueado u operación monofásica, etc. Además, los valores de los breakers se encuentran sobredimensionados impidiendo la protección efectiva del sistema de suministro eléctrico. Esta planta carece de dispositivos de protección contra las sobretensiones transitorias atmosféricas provocando una vulnerabilidad ante fenómenos como el rayo que puede causar daños significativos como es el caso de pérdidas de vidas humanas, explosión, fuego, destrucción mecánica, fallas de los sistemas eléctricos y electrónicos internos.

Tabla 1. Historial de facturas de la electricidad antes de la compensación.

Taller Sagua (Miguel)	Pérdidas por transf.	Deman. contratada	Deman. Registrada	F.P	Penaliz. Por deman.	Penaliz. Por F.P
Noviembre 2008	518	63	137	0.62	1110.00	67.49
Diciembre 2008	557	63	145	0.77	1230.00	193.35
Enero 2009	544	63	143	0.61	1200.00	140.67
Febrero 2009	502	63	142	0.77	1185.00	220.76
Marzo 2009	567	63	130	0.76	1005.00	269.97
Abril 2009	517	63	115	0.61	760	121.19
Mayo 2009	546	63	124	0.76	915.00	240.27
Junio 2009	520	63	139	0.72	1140.00	261.96
Julio 2009	546	63	141	0.70	1170.00	339.53
Agosto 2009	552	63	140	0.69	1155.00	405.65
Septiembre 2009	516	63	120	0.72	655.00	254.98
Octubre 2009	550	63	135	0.71	1060.00	341.96
Noviembre 2009	527	63	121	0.69	670.00	345.25
Diciembre 2009	550	63	0	0.68	0.00	368.43
Enero 2010	550	63	119	0.71	640.00	331.79
Febrero 2010	505	63	0	0.69	0.00	393.70

Historial de facturas de electricidad.

Área de trabajo

Como se puede apreciar la planta por facturas estaba siendo penalizada por la demanda contratada, el bajo factor de potencia, y las perdidas por transformación, se decide acometer el proceso inversionista en la planta donde se sustituyen los motores ineficientes, se cambian los conductores de la planta en mal estado, se monta pizarra eléctrica y de control ajustadas con modernas protecciones eléctricas, y se realiza con el municipio de Sagua un nuevo contrato de demanda que era el mayor gasto en penalizaciones por el portador de la energía que tenía la planta. Terminado el proceso inversionista se muestra como queda la factura de la energía en la planta.

Resultados:

Tabla 2 Historial de las facturas de electricidad después de la compensación

Taller Sagua (Miguel)	Pérdidas por Transformación	Demanda contratada	Demanda Registrada	Factor de potencia	Bonificación. por Factor de potencia.
Enero 2011	503	150	121	0.98	133.00
Febrero 2011	535	150	133	0.98	133.00
Marzo 2011	532	150	117	0,99	143.00
Abril 2011	531	150	132	0,99	110,93
Mayo 2011	531	150	132	0,99	110,93
Junio 2011	531	150	132	0,99	110,93
Julio 2011	514	150	132	0,97	108,46
Agosto 2011	531	150	117	0,99	110,93
Septiembre 2011	504	150	138	0,98	133.00
Octubre 2011	501	150	114	0,98	133,00
Noviembre 2011	514	150	132	0,97	108,46
Diciembre 2011	535	150	117	0,99	110,93
Enero 2012	527	150	100	0,97	104,50
Febrero 2012	523	150	103	0,97	96,77
Marzo 2012	507	150	105	0,97	99.35
Abril 2012	524	150	98	0,96	100,06

La tabla muestra la mejoría en el portador de energía ya que se identifica la bonificación que recibe la planta por su factor de potencia y no tiene penalidades por la demanda contratada, quedando por resolver las perdidas por transformación ya que la OBE de Sagua de Tánamo no cuenta con el transformador requerido para resolver el problema.

Ahorro en Pérdidas Eléctricas.

A partir de la compensación se produce una significativa disminución de las pérdidas de energía eléctrica, para este cálculo es necesario tener en cuenta la factura de energía eléctrica de la planta. (Ver tabla)

            Tabla 3   Ahorro en pérdidas eléctricas.

Descripción	Importe de pérdida día CUC	Importe de pérdida año CUC	Ahorro CUC
Antes de la compensación	62.57	16518.48	7038.88
Después de la compensación	36.46	9479.6

Se tomaron 264 días al año por la razón de que no se trabajan los sábados ni los domingos. 

Antes de la compensación:

                                      

Donde:

P_érdida  →  Importe de pérdida.

K → Coeficiente del mes de la facturación.

0.044 → Tarifa M-1.C.

Después de la compensación:

Estos datos son obtenidos por la Empresa Eléctrica del municipio Sagua de Tánamo.

 Tiempo de recuperación de la inversión.

El tiempo de recuperación de la inversión está dado por la relación entre la inversión realizada y el ahorro obtenido. En este caso al ahorro por concepto de pérdidas se le adiciona el ahorro por penalización por bajo factor de potencia, el cual ya está corregido.  

               

 Años.

El tiempo de recuperación de la inversión efectuada será de 3.04 años, con un VAN de 2932,64 y una TIR 32,56% siendo factible la inversión.

Agradecimientos:

Agradecimientos a la empresa de materiales de la construcción (MEDANO)por permitir realizar el trabajo para la eficiencia en el portador de energía de la planta, al Msc.Grabiel Hernández Ramírez del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa.  y al tecnólogo de la planta Lázaro Charchabal Borrero por su dedicación y ayuda en este proyecto.

Bibliografía utilizada para la realización del Artículo

1. VIEGO FELIPE, V; et. al. Maestría Eficiencia Energética: Temas Especiales de Sistemas Eléctricos Industriales. Cienfuegos: Editorial Universo Sur, 2007. 
2. Uso Eficiente de la Energía Eléctrica. [ en línea]. Perú: Procobre. Disponible en:  http://www.procobreperu.org
3. Reglamento Electrotécnico Cubano. Edición 1.0 2008.
4. Merlín Gerín.  Compensación de Energía Reactiva y Filtrado de Armónicos 2003.
5. Manual de Consumidores: Tarifas Eléctricas y su Aplicación. La Habana: Unión Eléctrica, 2007.