Un programa de Gestión de energética integral (P.G.E.I.) que incluye subprogramas de eficiencia energética (mejoramientos de equipos y procesos para ahorro de energía), sustitución de energéticos (implementación de sistemas fotovoltaicos u otras fuentes alternas) y mejoras en la seguridad, calidad (como presencia de reactivos que serán penalizados) o confiabilidad y operatividad del sistema eléctrico, implicará importantes ahorros y un incremento de la seguridad del sistema, en cualquier planta de producción.
Un total de mejoras depende del estado del sistema, el cual se determina mediante una auditoría normativa y energética al mismo con base en una visita de inspección, estudios de calidad de energía, termográficos y del sistema de puesta a tierra, entre otros.
Es importante precisar que la auditoría normativa realizada con una exhaustiva visita de inspección, es básica para dimensionar el alcance o profundidad de la auditoría energética que se realiza posteriormente con equipos especializados de medición (analizador de redes, termógrafo, telurómetro, etc).
Con base en el resultado y análisis de tales estudios o auditorías (normativa y energética), se estructura el programa de G.E.I., evaluándose y definiéndose los pasos siguientes más adecuados (ante costo beneficio), antes de intervenirse el sistema eléctrico con la implementación, por ejemplo, de un sistema fotovoltaico. Si no se realizan tales análisis o estudios previos no se podrían conocer si la inversión es la más óptima en cada etapa del programa, considerando tanto sus aspectos técnicos, como operativos y financieros.
Lo anterior toma actual relevancia si se considera que todo o gran parte de un programa de G.E.I. (como el subprograma de eficiencia energética, y/o un proyecto de implementación de un sistema fotovoltaico), podrían quedar incluidos dentro de los incentivos tributarios que ofrece el gobierno, creados resultado de acogerse el país a los objetivos globales de desarrollo sostenible.
En conclusión es recomendable realizar primero tales estudios o auditorías (normativa y energética, en este orden), antes de intervenirse de manera importante en alguna forma un sistema eléctrico, con el propósito de asegurar paso a paso la mejor inversión: Ahorrando energía, evitando penalizaciones, considerando la implementación de un sistema fotovoltaico (u otra fuente alterna) y en general mejorando el sistema eléctrico de tal forma que asegure el suministro de energía de la manera más rentable, confiable y segura.
CASO GENERAL DE CUALQUIER PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
Una planta de Acueducto o alcantarillado, igualmente tiene cargas sensibles para ser intervenidas dentro de un programa de GEI (gestión Energética Integral), como son los sistemas de bombeo, los sistemas de hidro-presión y los sistemas de aguas residuales.
Dentro de este escenario se entrega cuatro recomendaciones generales que se pueden aplicar en cualquier caso:
1· Minimizar y/o ajustar los requerimientos de caudal del sistema: El potencial de ahorro energético de esta medida va de un 7 a 15%.
2· Usar variadores de velocidad: Con la incorporación de esta tecnología de control el consumo de energía se puede reducir entre un 15% y un 25%.
3. Instalar una bomba más eficiente: El recambio del equipo principal podría ahorrar desde un 3% a un 5%.
4· Cambiar el tamaño del motor: El potencial de ahorro en este caso es de un 3% a un 5%.
Por cierto, el ahorro total de energía dependerá de las características propias de cada sistema y de los tipos de medidas implementadas; y no necesariamente es la suma de la aplicación de todas las medidas.
El Programa de GEI también recomienda aplicar una serie de medidas que ayuden a optimizar el consumo energético, dividiéndolas en aquellas (primera categoría) que requieren una baja inversión y otras que significan un mayor desembolso de recursos.
En la primera categoría se detallan las siguientes medidas:
• Evitar utilizar las bombas a carga parcial, en condiciones distintas a las nominales. Si la contrapresión de la bomba es menor de la especificada o calculada al diseñar la instalación, se recomienda, si la sobrecarga es constante, regular el impulsor. Para saber si esto es posible, es aconsejable consultar con el fabricante.
• Controlar las horas de operación del sistema.
• Seleccionar una bomba eficiente y operarla cerca de su punto de operación.
• Evitar el sobredimensionamiento de las bombas en ampliaciones o proyectos energéticos nuevos.
• Evaluar la reasignación de una bomba a otra ubicación en la planta en donde pueda operar en condiciones cercanas a las nominales.
• Efectuar mantenimiento oportuno según especificaciones del fabricante.
• Minimizar el número de cambios de dirección en la tubería.
Por otra parte, entre las medidas de mayor inversión figuran:
• Evaluar la implementación de controles automáticos de presión y caudal.
• Instalar un impulsor más pequeño o acondicionar el existente si el sistema estuviese sub-cargado.
• Evaluar el reemplazo del motor de la bomba por un motor de alta eficiencia.
• Implementar variadores de velocidad.
• Evaluar el redimensionamiento de tuberías y accesorios para optimizar la operación de la bomba.
CASO PARTICULAR DE UNA PLANTA DE ACUEDUCTO DE COLOMBIA - PTAP
Dentro de las auditorías o estudios realizados a importante planta de acueducto de la región, que estaba en proceso de implementar un sistema fotovoltaico, se detalla a continuación la primera etapa de auditorías (normativa) que debe realizarse dentro del proceso o programa de Gestión energética integral:
AUDITORÍA NORMATIVA en una PTAP - Colombia.
Objetivo: Este trabajo surge como necesidad de identificar el riesgo eléctrico con una mirada al aspecto reglamentario y aportando una herramienta (informe de auditoría) que le permita a la empresa (planta de tratamiento de agua potable PTAP) mejorar su sistema eléctrico que garantice una prestación del servicio seguro y continuo, y cumplir los aspectos técnico reglamentarios de importancia para las compañías de seguros.
Esta herramienta donde identifica los potenciales incumplimientos para que la empresa interiorice en su sistema de planeación y mantenimiento los aspectos reglamentarios y enfocarse en la creación de una cultura de revisión continua de sus instalaciones con listas de chequeo, de forma tal que puedan realizar una labor predictiva reglamentaria con tareas técnicas que en un caso les evite incumplimientos de normatividades.
Aunque el interés hacia la reglamentación por parte del personal técnico es alto, por la misma rutina de su actividad con continuas tareas de campo, no permite discernir las exigencias reduciendo a interpretaciones diversas que no llevan a la aplicación conveniente de la reglamentación.
ASPECTOS REGLAMENTARIOS
Las instalaciones de la Planta de Tratamiento de Agua Potable, PTAP de Jamundí, están obligadas a cumplir con los requisitos establecidos en:
· Resolución 90708 del 30 de agosto de 2013. Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE.
· Resolución 90795 del 25 de julio de 2014 Correcciones RETIE.
· NTC 2050 del 25 de noviembre de 1998. Código Eléctrico Colombiano.
· Resoluciones CREG aplicables.
REQUISITOS ESPECÍFICOS DEL RETIE.
Conforme a lo exigido en el artículo 10.1.1 del RETIE literales a) a W), todas las subestaciones deben contar con la documentación técnica correspondiente a un diseño Detallado . Por tanto la planta de tratamiento de agua de debe propender por contar con esa información, en caso tal de la ausencia de algún literal debe actualizar o generar la información en la ingeniería de detalle.
A continuación de enumeran los requerimientos documentales:
· Análisis y cuadros de cargas iniciales y futuras, incluyendo análisis de factor de potencia.
· Análisis de coordinación de aislamiento eléctrico.
· Análisis de cortocircuito y falla a tierra.
· Análisis de nivel de riesgo por rayos y medidas de protección contra rayos.
· Análisis de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos.
· Cálculo de campos electromagnéticos para asegurar que en espacios destinados a actividades rutinarias de las personas, no se superen los límites de exposición definidos en la Tabla 14.1
· Cálculo de transformadores incluyendo los efectos del factor de potencia en la carga.
· Cálculo del sistema de puesta a tierra.
· Cálculo económico de conductores, teniendo en cuenta todos los factores de pérdidas, las cargas resultantes y los costos de la energía.
· Verificación de los conductores, teniendo en cuenta el tiempo de disparo de los interruptores, la corriente de cortocircuito de la red y la capacidad de corriente del conductor de acuerdo con la norma IEC 60909, IEEE 242, capítulo 9 o equivalente.
· Cálculo y coordinación de protecciones contra sobre corrientes. En baja tensión se permite la coordinación con las características de limitación de corriente de los dispositivos según IEC 60947-2 Anexo A.
· Cálculos de canalizaciones (tubo, ductos, canaletas y electro ductos) y volumen de encerramientos (cajas, tableros, conduletas, etc.).
· Cálculos de pérdidas de energía, teniendo en cuenta los efectos del factor de potencia.
· Cálculos de regulación.
· Clasificación de áreas.
· Elaboración de diagramas unifilares.
· Elaboración de planos y esquemas eléctricos para construcción.
· Especificaciones de construcción complementarias a los planos, incluyendo las de tipo técnico de equipos y materiales y sus condiciones particulares.
· Establecer las distancias de seguridad requeridas.
· Justificación técnica de desviación de la NTC 2050 cuando sea permitido, siempre y cuando no comprometa la seguridad de las personas o de la instalación.
· Los demás estudios que el tipo de instalación requiera para su correcta y segura operación, tales como condiciones sísmicas, acústicas, mecánicas o térmicas.
· Los demás estudios que el tipo de instalación requiera para su correcta y segura operación.
Diagnóstico RETIE en la PTAP: En la inspección realizada se identificó el estado de las instalaciones de la planta en cuanto al cumplimiento de mencionados requisitos: Examen objetivo, profesional e independiente, efectuado con posterioridad a la construcción de las Instalaciones y de conformidad con la reglamentación y normatividad vigente. Durante este proceso de inspección física se constató técnicamente el cumplimiento de los aspectos reglamentarios en la instalación eléctrica y en los casos de hallazgos e incumplimientos denominados ¨No Conformidades¨ se procedió a relacionarlas en una tabla con registros fotográficos, en donde se referencia el artículo Reglamentario (RETIE) o Normativo (NTC2050), la clase de riesgo eléctrico y la evidencias fotográfica o documentales.
Actividades de campo:
1. Reunión de apertura.
2. No se revisa la información documental: Dado que no se encuentra disponible en las Instalaciones.
3. Inspección de recorrido: El inspector realizó el recorrido planeado revisando la instalación e identificando las desviaciones presentadas a los Artículos de la Reglamentación, principalmente en los que respecta a los Artículos 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 23 y 24 del RETIE. Igualmente, las desviaciones del aspecto Normativo de la NTC 2050.
RESUMEN DE NO CONFORMIDADES ENCONTRADAS Y RECOMENDACIONES GENERALES:
- No cuenta con Diagramas Unifilares Generales
- El encerramiento en malla eslabonada NO tiene el conductor de Protección de Tierra.
- No cuenta con Demarcados que definan los Niveles de Tensión y de la energía incidente, o sea el Nivel de Cortocircuito en cada tablero, parámetro sobre el cual se especifican los elementos de protección personal requeridos.
- La planta de Emergencia NO cuenta con una Puesta a Tierra adecuada.
- Las Distancias de Seguridad y las Barreras de Seguridad entre Planta de Emergencia y Subestación NO se conservan
- No existen Protocolos de Operación y Mantenimiento Eléctrico
- El cuarto técnico carece de libro de mantenimiento.
- No se dispone de instrucciones de control de acceso al Cuarto Técnico.
- NO cuenta con la iluminación convencional adecuada.
- No cuenta con el alumbrado de emergencia.
- NO cuenta con extintores contra incendio.
RECOMENDACIONES GENERALES
- DEBEN inspeccionarse las mallas de tierra, Potencia, Apantallamiento, Sistema Fotovoltaico que se encuentran en la Planta, y establecer la Equipotencialidad entre ellas al igual que los valores de las variables geo-eléctricas del terreno, considerando que todas las protecciones eléctricas esta referidas a estas mallas.
- Se recomienda construir un apantallamiento dieléctrico utilizando la separación en malla eslabonada entre la Planta de Emergencia y las Celdas de baja tensión de la Subestación.
- Debe elaborarse la Matriz de Riesgo para el Sistema de Apantallamiento y Potencia y conforme a ella elaborar el Protocolo de Seguridad y Confiabilidad Operativa de la Planta.
- Debe implementarse un Programa de Mantenimiento donde se verifique periódicamente las variables de Calidad de Energía acompañadas de una capacitación permanente del personal involucrado en estas actividades como lo exige EL RETIE
Contenido de caso elaborado por el Ingeniero Helmer A. Hernández
Bachelor´s Degree in Electrical Engineering
Matrícula No. 76 205 060 63
TESIMONIO DE CLIENTE " Muy buena la interventoría al proyecto solar, y la consultoría RETIE a las instalaciones eléctricas "
Ing, José Luís Muñoz
Director ejecutivo del proyecto solar PTAP ACUAVALLE
Mares Group - Colombia
