PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN (CI-02/2014) · 2014-02-17 · CI-02-2014 3 Convocatoria de Apoyo a...

CI-02-2014 Convocatoria de Apoyo a Proyectos de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico 2014

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PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

(CI-02/2014)

NOMBRE DE LA INSTITUCIÓN INSTITUTO TECNOLÓGICO DE QUERÉTARO

Título del proyecto

Supervisor del consumo y seguridad en el uso de la energía eléctrica en viviendas.

1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 Resumen.

Se presenta la propuesta para el diseño y construcción de un aparato electrónico para supervisar el consumo de energía y detectar riesgos en la operación de la instalación eléctrica de una vivienda. Este proyecto de desarrollo tecnológico conforma la segunda etapa del proyecto ya concluido, con título “Aparato de monitorización del consumo de energía y de la seguridad de utilización de la instalación eléctrica de una vivienda”, registrado en la convocatoria de DGEST 2012 (proyectos sin financiamiento), con clave de registro QRO-INGE-2012-108, con fechas de inicio el 02 de enero del 2012 y término el 15 de diciembre del 2013, y fecha de entrega del informe final a la División de Estudios de Posgrado e Investigación del Instituto Tecnológico de Querétaro, el 14 de enero del 2014.

En este proyecto se atenderá el desarrollo de varias versiones de un prototipo casi comercial del aparato electrónico propuesto, con una aportación específica hacia la detección eficaz de una de las principales causas de siniestros en las casas-habitación: las fallas de arco eléctrico. Se enfatizará en el uso de las nuevas tecnologías de comunicación móvil y la aplicación de las normas de seguridad vigentes, todo en concordancia con las reformas energética y hacendaria del gobierno actual.

El interés en desarrollar prototipos comerciales va encaminado a conjuntar los elementos necesarios para en un futuro próximo, promover una transferencia tecnológica del producto resultante, sustentada por uno de los resultados del proyecto previo ya concluido: el registro de la solicitud de patente y su correspondiente sesión de derechos patrimoniales a la DGEST.

1.2 Introducción.

La Comisión Federal de Electricidad (CFE) continúa con el proceso de actualización tecnológica en la medición del consumo de sus clientes domésticos, con la sustitución de los kilowatthorímetros electromecánicos por otros digitales. En Querétaro, este cambio está siendo acompañado por un proceso de post-pago por parte de los consumidores, utilizando una tarjeta con tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID), con la correspondiente eliminación de la lectura por parte de personal de CFE y la cancelación de la entrega a domicilio de los recibos de la facturación de energía. Pero si bien con este cambio la empresa optimiza sus operaciones, los clientes son afectados al no recibir información que les permita definir planes de ahorro de energía.

Actualmente los usuarios solo tienen la cifra del consumo mensual de energía, la cual no es una información representativa de lo que sucedió en ese periodo. En ese momento, es tarde para hacer algo al respecto y solo resta pagar la cuenta. Se necesita un medio de uso común como el teléfono celular, para recibir la información de consumo, en orden de ahorrar energía y dinero cada día. Y si además la información que proporciona corresponde al tipo de tarifa y servicio que contrataron, los usuarios no dudarían en tomar en cuenta esta información para reducir su consumo todos los días.


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Otro aspecto importante es la seguridad de operación de la instalación eléctrica de una vivienda. Una instalación eléctrica, segura y confiable es aquella que minimiza la probabilidad de ocurrencia de accidentes que pongan en riesgo la vida y la salud de los usuarios, reduciendo las posibilidades de falla en los equipos eléctricos y evitando la consiguiente inversión de dinero necesaria para su reparación o reposición. Las instalaciones eléctricas inadecuadas aparecen entre las principales causas de incendios en todo el mundo [Procobre2011].

En el 2009, un estudio de la Federación de Colegios de Ingenieros Mecánicos, Electricistas, Electrónicos (FECIME) basado en información del INEGI, contabilizó 560 muertes por electrocución en la República Mexicana [Oropeza2013a]. El 31.4% de estos decesos ocurrieron en casa habitación (176), lo que representa un deceso cada 48 horas a causa de accidentes eléctricos en el hogar. El estudio expone que los accidentes eléctricos se deben a una multiplicidad de factores, entre los que destacan la antigüedad de la vivienda y la demanda eléctrica de sus habitantes, así como el mantenimiento que se ha dado a la instalación.

En el 2009, la Cruz Roja Mexicana atendió 2106 incidentes donde el fuego se registró como agente de trauma. De acuerdo a los expertos, una parte importante de estos incidentes se debió a problemas con instalaciones eléctricas. Si se suman otros 1501 casos donde la electricidad se consideró como agente de trauma, se fortalece el argumento de considerar la seguridad eléctrica como una prioridad para la sociedad [Oropeza2013b]. Un primer elemento crítico de la instalaciones eléctricas son los conductores (la parte oculta de la instalación), los cuales deben estar correctamente dimensionados, no solo para resistir la carga eléctrica actual, sino también para la carga futura, considerando la vida útil de la instalación. Si con el aumento de carga, los conductores llegan a estar sub-dimensionados, se producirá un sobrecalentamiento en los cables que causara pérdidas de energía que incidirán en la facturación. Aún más grave es el deterioro prematuro del aislamiento de los conductores con el calor, que al principio llegan a causar fugas de corriente, con la consiguiente pérdida de energía, pero que finalmente pueden convertirse en cortos circuitos.

A la par de los conductores están las conexiones, empalmes y uniones, los cuales deben garantizar un acoplamiento eléctrico perfecto entre los elementos de la instalación, porque de otra manera se pueden presentar fallas de arco eléctrico, que ocasionan sobrecalentamiento, con el riesgo de un incendio.

De acuerdo a lo anterior, se mantiene la necesidad de desarrollar un aparato comercial que además de ofrecer información sobre el consumo de energía, realice un diagnóstico de la seguridad del uso de la energía eléctrica en las viviendas, para que los usuarios tengan una referencia de su confiabilidad y de acuerdo a ello tomen las medidas preventivas o correctivas necesarias.

1.3 Antecedentes

En el estado de la técnica se encuentran equipos Kilowatthorímetros que además de medir el consumo de energía eléctrica, monitorean fenómenos eléctricos en el suministro o protegen al usuario y a su instalación eléctrica contra riesgos potenciales; equipos administradores y monitores de energía eléctrica, que controlan y/o monitorean el consumo de energía de cargas específicas; redes de medición del consumo de energía eléctrica en viviendas compuestas por equipos inteligentes, que también informan sobre eventos anormales en el consumo o la potencia; aparatos, sistemas y métodos para detectar irregularidades o condiciones de falla en circuitos eléctricos; y sistemas, aparatos y métodos para medir la caída de tensión en un conductor o circuito eléctrico.

Con respecto a equipos Kilowatthorímetros, la patente de Japón No. JP2008032436A (Hidehisa), describe un aparato basado en microcomputadora, que además de medir el consumo de energía eléctrica, determina el estado del suministro de energía con la adquisición de las señales de tensión y corriente. Junto con esta información, se indica al usuario el tiempo de ocurrencia de fenómenos como falla de energía, caída de tensión instantánea, tensión normal, corriente cero y restauración. La patente de Corea No. 100900273 (Lee y Jeong), muestra un Kilowatthorímetro que incluye una función de protección contra incendios debido a arcos eléctricos, en base a la supervisión de la corriente de carga. El modelo de utilidad de China No. CN2296014 (Zhang y Xu), muestra un Kilowatthorímetro multifuncional con elementos protectores contra baja y alta tensión, descargas


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eléctricas, cortocircuito, fase abierta y robo de energía. La solicitud de patente presentada en México No. MX9805059 (Bond y otros), hace referencia a un medidor tipo Kilowatthorímetro para sistemas polifásicos y el método para detectar y compensar uno o más errores de alambrado, que incluyen errores de polaridad y errores de fase cruzada, por medio de la medición del ángulo entre fases.

De los equipos administradores y monitores de energía, la solicitud internacional publicada en virtud del tratado de cooperación en materia de patentes (PTC), con número de publicación WO2010089438 A1 (Sanchis y Rodilla), especifica un administrador inteligente de consumo de energía eléctrica, que controla el apagado/encendido de cargas eléctricas en forma remota para evitar consumos indeseados y posibles sobrecargas, determinando el mantenimiento predictivo de cada carga en función de su tasa de consumo, con el objetivo de incrementar el confort y la seguridad de toda la instalación eléctrica. La patente de Estados Unidos de América (E.U.A) No. US5869960 (Brand), describe un medidor de energía portátil para medir y exhibir la potencia instantánea y energía consumida de aparatos eléctricos con montaje temporal o permanente. Este tipo de monitores de consumo de energía incluyen normalmente un exhibidor alfanumérico, aunque también pueden utilizar un exhibidor gráfico, como lo menciona la patente de E.U.A. No. US5745114 (King y otros), y así ofrecer al usuario información de las mediciones eléctricas en un formato que facilite y agilice su interpretación.

En cuanto a redes de medición del consumo de energía, la patente de E.U.A. No. US7747399B2 (Smith y Desorbo) describe un sistema para medir y monitorizar el consumo de energía en una vivienda, negocio u otro tipo de edificio. Consiste de un nodo transmisor conectado a la entrada de suministro o en una sección del circuito, que mide y envía la información de consumo en forma inalámbrica a uno o varios nodos receptores. El nodo transmisor incluye un circuito que calcula la diferencia entre la tensión actual y los valores de tensión almacenados previamente, para determinar el cambio de la tensión de suministro a través del tiempo y con ello apoyar la detección de la cantidad de electricidad consumida. Los nodos receptores pueden procesar, almacenar, comparar con datos de Internet o exhibir la información de consumo, además de activar alarmas en respuesta a la ocurrencia de al menos un evento de consumo preestablecido. La patente de E.U.A. No. US7231482B2 (Mark), describe un método y sistema para monitorear un medidor de energía y transmitir un mensaje de estado por medio de una interface de comunicación universal a un receptor remoto. Además de la medición del contador de electricidad, se supervisa la pérdida o aumento de potencia, especificada por una condición de bajo o alto nivel en las señales de corriente y tensión. En este bloque también se consideran los medidores inteligentes de consumo de energía eléctrica, aparatos con que las empresas suministradoras de energía están llevando a los hogares el concepto de Smart Energy. El estado de la técnica se puede observar en los medidores que instala la empresa CenterPoint Energy en Estados Unidos de América, (http://www.centerpointenergy.com/ services/electricity/residential/ medidoresinteligentes/), los cuales incluyen o apoyan las siguientes funciones: lectura del medidor en forma remota, conexión/desconexión del servicio a distancia, notificación automática de interrupción del servicio, acceso al historial de consumo en Internet, medición de fuentes alternas de generación, e interacción con dispositivos de red de área domiciliaria compatibles con la tecnología ZigBee.

Para la detección e indicación de anormalidades y fallas en circuitos eléctricos, la patente de Gran Bretaña No. GB2226896A (Tazawa) presenta un sistema para detectar condiciones anormales en un circuito eléctrico, utilizando un sensor de corriente para medir el flujo de corriente en el circuito antes y después de aplicar una señal de control. La diferencia entre corrientes es comparada con un valor de referencia para determinar si existe una condición de falla. La solicitud de patente presentada en México No. MX2010004939A (Muench y Banting), hace referencia a un aparato indicador de falla de circuito y estado de una línea de transmisión y su método de uso. Consta de un sensor acoplado eléctricamente a un conductor para adquirir datos de corriente, tensión, temperatura y vibración presente en el conductor e indicar su estado o condición de falla. El indicador de falla de circuito y estado puede incluir una memoria para registrar los eventos y una instalación de comunicaciones para transmitir esta información a una locación remota. La empresa Extech Instruments (http://www.extech.com) comercializa el aparato Comprobador de Carga de Circuito CA, modelo CT70, que verifica la capacidad de carga y alambrado de un receptáculo y su circuito


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alimentador. Algunas de las pruebas y mediciones eléctricas que se realizan con este equipo son: verificación de la tensión de línea dentro de la tolerancia de 120 V.C.A. ± 10%; verificación de la tensión tierra/neutro, con un valor máximo de 2 V.C.A.; cálculo de la caída de tensión en el circuito del receptáculo, en base a la medición de la tensión antes y después de aplicar cargas eléctricas de 12 A, 15 A ó 20 A; medición de la impedancia de los conductores de línea, neutro y tierra del circuito del receptáculo, por medio de la aplicación de una pequeña cantidad de corriente en el conductor de tierra.

De los sistemas, aparatos y métodos para la medición de caída de tensión, la patente de China No. CN201368895Y (Duan y otros) presenta un sistema de medición de la caída de tensión y diferencia de fase entre dos puntos de un conductor. Utilizando inductancias mutuas y comunicación vía fibra óptica, los autores aumentan la seguridad en la realización de este tipo de mediciones utilizadas en el campo de control de energía. La patente de China No. CN101609136A (Qian y otros), define otro sistema para medir la caída de tensión y el método para medir el ángulo de fase entre el secundario de un transformador y un punto en el lado del medidor de energía. El sistema utiliza dos nodos de medición, uno esclavo y otro maestro, comunicados en forma inalámbrica y sincronizados por un equipo GPS.

En las patentes anteriores de equipos Kilowatthorímetros, se realiza la medición de energía sin una indicación al usuario del consumo de acuerdo a su tarifa de cobro y periodo de facturación. Por otro lado, los mismos equipos solo monitorean y actúan sobre los efectos que se presentan en el punto de suministro de energía, y no consideran la detección de riesgos en la utilización de la instalación eléctrica por parte del consumidor.

En las solicitudes y patentes de equipos administradores y monitores de energía, se muestran equipos enfocados a la administración y control de las cargas eléctricas, en forma manual o automática, en función de su consumo de energía, sin considerar las condiciones de la instalación eléctrica que las alimenta.

En las patentes de redes de medición, se observa que estos sistemas proporcionan al usuario información clara y completa del consumo de energía eléctrica en su vivienda y que, si incluyen o apoyan otras funciones, son para facilitar la medición y el control de la energía o para evaluar la operación del sistema eléctrico en función del mismo consumo.

Las patentes que describen la detección de irregularidades o condiciones de falla en circuitos eléctricos utilizan generalmente la técnica de medición de corriente y cuando monitorean el estado o condición de falla con la medición y evaluación de otras variables físicas, lo enfocan a puntos individuales en conductores y circuitos de transmisión de energía. El Comprobador de Carga de Circuito CA modelo CT70 de Extech, puede realizar algunas de las funciones del aparato aquí descrito, con la diferencia de que este comprobador es un equipo enfocado a especialistas del ramo eléctrico, diseñado para mediciones y pruebas discontinuas y que utiliza técnicas en su mayoría invasivas para su operación.

Las patentes que presentan la medición de la caída de tensión en un conductor o circuito eléctrico, orientan sus sistemas, aparatos y métodos hacia la forma de realizar esta operación con seguridad o a la determinación de los parámetros eléctricos del objeto de medición.

De acuerdo a lo anterior, en el mercado nacional no se tiene una solución apropiada para indicar al usuario en forma sencilla, continua y no invasiva, tanto su consumo de energía en función al tipo de tarifas domésticas que utiliza la CFE (o que utilizará en conformidad a las reformas energética y hacendaria), como del nivel de seguridad en el uso de la energía eléctrica en su vivienda. Se concluye que aún existe la necesidad de un aparato que incluya todas las características descritas, que sea configurable ante las modificaciones legislativas y que sea factible tecnológica y comercialmente.

1.4 Marco teórico.

1.4.1 Perdidas en conductores eléctricos. Los conductores eléctricos tienen la función de transportar la energía desde la fuente hasta el lugar de su utilización. Esta transferencia de energía debe ser lo más eficientemente posible, para reducir tanto las pérdidas de energía como las emisiones de CO2 a la atmósfera durante la vida útil del conductor.


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En general, los conductores se calculan para que soporten la intensidad de corriente demandada y no rebasen una caída de tensión máxima, pero aún se privilegia el argumento del costo inicial mínimo, lo que conlleva a pérdidas de energía hasta del 5% [Balán2013]. La pérdida de energía de un conductor es función de su resistencia eléctrica, de la corriente eléctrica que circula y del tiempo de circulación y se calcula con la ecuación (1).

ξc = I2 R t (1) Donde: ξc = Energía disipada en el conductor (Wh). I = Corriente por el conductor (A). R = Resistencia eléctrica del conductor (Ω). t = Tiempo de circulación de la corriente (h).

La resistencia eléctrica del conductor está determinada por su material, longitud y sección transversal (ec. 2). ρL R = ──── (2) S Donde: R = Resistencia eléctrica (Ω). ρ = Resistividad volumétrica del material (Wmm2/km). L = Longitud (m). S = Sección transversal (mm2).

De acuerdo a las ecuaciones (1) y (2), las pérdidas de energía en un conductor son directamente proporcionales a la longitud e inversamente proporcionales a su sección transversal. Las pérdidas se reducen seleccionando un conductor de mayor diámetro al calculado, con el consiguiente incremento en la inversión, por lo que se debe buscar un equilibrio entre el monto inicial y las ventajas técnicas, económicas y ambientales de una instalación con bajas pérdidas de energía.

Una instalación sustentable tiene como ventajas técnicas mayor eficiencia en la transferencia de energía, menor variación de tensión en la carga y menor calentamiento en los conductores. Las ventajas económicas son retorno de la inversión en corto tiempo, disminución de costos operativos y valor presente neto superior al incremento en el monto inicial de la instalación. Sus ventajas iniciales son disminución en la emisión de CO2 al ambiente, reducción en la quema de combustibles fósiles y cumplimiento de políticas que tienden a limitar el calentamiento global por la actividad humana.

En conclusión, parte de la energía que transporta un conductor se disipa en forma de calor debido a su resistencia eléctrica y a más longitud, mayor resistencia y por lo tanto más pérdida de energía, en un porcentaje equivalente a su caída de tensión. Aumentando el diámetro del conductor se reducen las perdidas, con el consiguiente aumento del costo inicial de la instalación. 1.4.2 Fugas eléctricas. En toda instalación eléctrica, el aislante evita que los electrones que circulan por los conductores fluyan hacia fuera de los mismos. Cuando los aislantes pierden sus características y su capacidad de aislar, dejan de hacer su función y la energía eléctrica se fuga a través de ellos [Casasegura2013a].

Algunos factores que provocan lo anterior son la humedad y condensación excesiva, la mala calidad de los artículos eléctricos, un mal trabajo de instalación, la falta de mantenimiento, la antigüedad de la instalación (más de 20 años de servicio), etc.

Algunas fugas son producidas por las características propias de los conductores, resistencia y capacitancia, por lo que en las instalaciones eléctricas siempre existirá un componente de corriente de fuga, el cual se acentúa en el caso de conductores muy largos y aislamientos envejecidos o dañados. Otra causa son los capacitores de los equipos electrónicos, ya que las propiedades no ideales de su dieléctrico, favorecen el incremento de las fugas [Casasegura2013b].


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Las fugas eléctricas más críticas son el contacto entre un conductor eléctrico y una superficie que no es conductora normal, como una tubería, un aparato electrónico, un electrodoméstico, etc., y que puede representar un riesgo de choque eléctrico para las personas, ya que bajo estas condiciones la superficie se energiza. Si el aislamiento no ha fallado totalmente, el contacto con la superficie solo provoca un cosquilleo u hormigueo, pero al paso del tiempo, el deterioro del aislamiento puede incrementarse, provocando lesiones muy serias en las personas.

La fuga eléctrica es una de las causas de los incendios, cuando el contacto entre el conductor eléctrico y la superficie no conductora genera una alta intensidad de corriente, lo que conlleva a un cortocircuito si no se tienen los elementos de protección adecuados que abran el circuito dañado. Ya que en las fugas se tiene una circulación de corriente innecesaria, el pago de la facturación de CFE también se incrementa.

Para proteger a las personas contra los efectos de las fugas eléctricas, toda instalación eléctrica debe contar con una puesta a tierra efectiva y un sistema de protección diferencial, que eviten las descargas a las personas y a los equipos eléctricos.

En la reparación de una fuga en un conductor eléctrico, lo más difícil es detectar su existencia, ubicación y magnitud. La detección de una fuga eléctrica se realiza con aparatos y equipos especiales que miden el estado del aislamiento, como un Megohmetro con puesta a tierra, lo cual es complicado, costoso y fuera del alcance de la población en general. Otras formas más sencillas son teniendo la sensación de una corriente estática, detectando un signo de calor o aumento de temperatura en alguna parte de la edificación o el calentamiento sin justificación de una aparato eléctrico. Otro método es observando si el medidor de energía sigue incrementándose, después de apagar y desconectar progresivamente todos los aparatos eléctricos de la instalación; con este último método se puede detectar tanto una fuga eléctrica como un robo de energía. Una vez conocido donde está el problema, la reparación consiste en restaurar el aislamiento dañado, normalmente con cinta de aislar o en su defecto, reemplazar el conductor completo. 1.4.3 Medición de la corriente de fuga. En las fugas eléctricas, la corriente de fuga es el flujo de electrones que circula por el conductor de tierra (conductor de protección) o por rutas de tierra involuntarias, como edificaciones, tuberías, aparatos y seres vivos. Es decir, la corriente de fuga es todo aquel flujo de electrones que no circula por su camino normal, que es por el cable de alimentación, las cargas eléctricas y su retorno por el cable neutro, ya sea por las características de resistencia y capacitancia de los conductores y sus aislamientos o por efectos de una falla de aislamiento.

En una instalación monofásica, el flujo de corriente con trayectoria irregular se puede diagnosticar por medio de la medición independiente de las corrientes en los conductores de fase y neutro (fig. 1); cualquier diferencia entre ellas se considera una fuga de corriente. Otro método es agrupar los conductores de fase y neutro y medir su flujo de corriente simultáneamente, utilizando un transformador de corriente o pinza amperimétrica (fig. 2); los campos magnéticos producidos por las corrientes de carga se anulan uno con otro y cualquier desequilibrio o diferencia es debido a las fugas que se producen por los conductores a tierra u otros caminos alternativos. Para ambos métodos, los equipos de medición deben tener capacidad de medir corrientes pequeñas, inferiores a 5 ma [Fluke2007]. 1.4.4 Puesta a tierra. La corriente eléctrica circula por el camino que le ofrece menos resistencia, que normalmente son los conductores eléctricos. En caso de falla en el aislamiento de los conductores, se debe evitar que el camino de menor resistencia sea un ser vivo, por lo que se necesita conducir esa corriente de falla hacia un elemento con la que tiene mucha afinidad, nuestro planeta, la tierra, con una conexión continua, permanente y adecuada, llamada puesta a tierra [Zelaya2013].

La norma NOM-001SEDE-2012 en su artículo 250 (puesta a tierra y unión) indica que toda instalación eléctrica debe contar con electrodos de puesta a tierra con un valor de resistencia a tierra entre 0 y 25 ohms. También define la unión o conexión permanente de las partes metálicas que no llevan corriente normalmente, para formar una trayectoria eléctricamente conductora, que asegure la


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continuidad y capacidad de conducir con seguridad cualquier corriente a la que puedan estar sometidas. En caso de que ocurra una falla a tierra en la instalación eléctrica, por las uniones circulará una alta corriente a tierra, por lo que si se dejan flojas puede producirse un arco eléctrico que probablemente inicie un incendio que provoque daño a las personas y propiedades.

Cuando un conductor hace contacto con otro objeto debido al deterioro o falta de aislamiento y en la instalación doméstica no existe toma de tierra, el objeto del contacto se vuelve un conductor de alta resistencia que al ser tocado produce un choque eléctrico que puede intensificarse en presencia de humedad o agua. Si en caso de falla a tierra la instalación cuenta con puesta a tierra y protección adecuada (en este caso un interruptor diferencial o un interruptor de circuito de falla a tierra), su operación abre el circuito en el menor tiempo posible evitando la descarga, protegiendo a las personas y equipos.

Otra de las funciones de la puesta a tierra es actuar como camino de retorno para las posibles

fugas en aparatos e instalaciones defectuosas mal aisladas, un camino de baja resistencia para la electricidad, un sistema de seguridad.

Figura 1. Diagnóstico de la fuga de corriente con la medición independiente de corrientes en conductores de fase y neutro.

Figura 2. Diagnóstico de la fuga de corriente con la medición simultánea de corrientes en conductores de fase y neutro.


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Sin toma de tierra, y protección diferencial, la utilización de la instalación y los equipos eléctricos representan un riesgo potencial, principalmente en zonas húmedas como cuartos de baño, cocheras, exteriores, cocinas, azoteas, etc. La toma de tierra se identifica con un cable sin aislamiento, con aislamiento verde o verde con franjas amarillas.

Los sistemas eléctricos que son puestos a tierra deben ser unidos efectivamente al conductor de tierra, para que limiten la tensión debida a descargas atmosféricas, sobretensiones en la línea o contacto no intencional con líneas de mayor tensión y que estabilicen la tensión a tierra durante la operación normal [Oropeza2013a]. Las situaciones anteriores representan una forma indirecta de determinar las características del sistema de puesta a tierra en una instalación eléctrica. 1.4.5 Fallas de arco. El arco eléctrico es una descarga luminosa que ocurre cuando una corriente eléctrica fluye a través de un medio o material no conductivo en el espacio entre dos electrodos [Puszkar2013]. El arco eléctrico tiene aplicaciones en las lámparas de descarga y en la soldadura eléctrica, pero cuando ocurre en forma imprevista, puede representar un riesgo para los usuarios de las instalaciones eléctricas, ya que cuando la energía que se transfiere en un arco entra en contacto con un ser vivo, puede ocasionar un choque eléctrico que provocará quemaduras, problemas cardiacos e incluso la muerte. Cuando en una instalación eléctrica se produce un arco sostenido, existe el riesgo de que el aumento de temperatura en la falla pueda causar la ignición de materiales combustibles a su alrededor. Si no se tiene la protección adecuada (interruptor termo-magnético e interruptor de circuito de falla de arco) y los conductores no están ubicados dentro de canalizaciones resistentes al fuego, el arco eléctrico puede continuar hasta ocasionar un incendio en el inmueble.

Los interruptores de circuito de falla de arco son dispositivos eléctricos diseñados para monitorear la forma de onda eléctrica, e interrumpirla (abriendo el circuito) tan pronto como detecte cambios en la forma de onda patrón que caracteriza un arco peligroso. Los arcos que activan el interruptor se distinguen de aquellos que se producen por la operación normal de otros interruptores o de una conexión retirada de un tomacorriente.

Las fallas de arco se pueden presentar por cables o cordones dañados o deteriorados, falso contacto en elementos como clavijas y contactos o desconexiones de equipo eléctrico en operación [Cooper2013]. Una recomendación es que en las unidades de vivienda se instale una protección contra falla de arco en todos los circuitos derivados de 120 volts, de 15 y 20 amperes, que alimenten salidas monofásicas en habitaciones, comedores, salas de estar, salones y demás espacios. Esta protección ayudará a resguardar la instalación eléctrica en caso de que exista un arco eléctrico en serie o un arco eléctrico en paralelo. Esto puede suceder en conexiones flojas, empalmes mal realizados, fallas de aislamiento de los conductores, corto circuito entre fase y neutro o falla de fase a tierra. Cuando inicia el arco eléctrico, el dispositivo de protección contra fallo de arco lo detectará y desenergizará inmediatamente el circuito derivado, evitando con ello el inicio de un incendio [Oropeza2013b].

Cuando una instalación se realiza correctamente, utilizando cables y componentes adecuados y certificados, es poco probable que se generen arcos eléctricos. Sin embargo, a lo largo de la vida útil del inmueble, se pueden generar condiciones que contribuyan a la formación de arcos eléctricos y los riesgos que estos conllevan. Algunos ejemplos de estas situaciones son: a) Aislamiento eléctrico desgastado o cable eléctrico dañado por el ataque de roedores u otras

plagas. b) Cordones eléctricos desgastados o cables de fuentes de poder de equipos que se conectan a la

instalación eléctrica. c) Perforaciones accidentales con clavos, grapas, brocas o tornillos y los cables eléctricos ubicados

dentro de cajas de conexión en las paredes. d) Envejecimiento natural y exposición de cables a salidas de calefacción, luz solar y tráfico peatonal. Un método para la detección de falla de arco es cuando el dispositivo interruptor de circuito ante falla de arco (AFCI) detecta tanto las frecuencias de la línea de corriente alterna como las altas frecuencias asociadas con la formación de arco. Ambos valores promedio e instantáneo de la


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frecuencia de línea de corriente alterna y de las señales de arco de alta frecuencia se procesan para generar una señal de falla de arco [Leviton2003].

Los AFCI de Siemens emplean otro método utilizando circuitos electrónicos para vigilar continuamente el circuito y detectar las características singulares de la formación de arcos [Murray2007]. Las fallas de arco se pueden identificar por la interrupción de corriente en un circuito. Esta interrupción se observará como «hombros» (proyecciones) en la forma de onda de la corriente (fig. 3). La formación de arcos ocurre intermitentemente en cada medio ciclo de la forma de onda de tensión. Este complejo suceso de formación de arcos causa fallas chisporroteantes que alteran la corriente de carga normal.

Cargas conectadas, tales como luces fluorescentes, motores, dimmers y apagadores, pueden formar arcos en forma inherente durante su operación normal. El AFCI de Siemens está diseñado para diferenciar estas fallas de arco de otras fallas de arco peligrosas ya que vigilan la intensidad, duración, y frecuencia de la falla de arco. 1.4.6 Factor de potencia. El factor de potencia es el coseno del ángulo de desfase entre la tensión y la componente fundamental de la corriente y es igual al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente (ec. 3). P F.P. = Cos Ɵ = ─── (3) S Donde: F. P. = Factor de potencia. Ɵ = Angulo de desfase entre tensión y corriente. P = Potencia activa (watts). S = Potencia aparente (VA).

El F.P. está directamente relacionado con la potencia reactiva, que es la encargada de generar el flujo electromagnético que requieren las cargas inductivas como motores y transformadores para su funcionamiento. Al tener varios equipos como estos en una instalación eléctrica, los requerimientos de potencia reactiva aumentan, lo cual produce una disminución en el F.P. [López2009].

El F.P. se puede considerar como el factor de aprovechamiento del consumo de energía eléctrica en trabajo útil o fuerza mecánica, por lo que su valor mínimo recomendable es de 0.9 (90%); un porcentaje menor significa demasiada energía que se desperdicia.

Un bajo F.P. reduce la eficiencia de los equipos eléctricos, con los siguientes efectos negativos: * Aumento en la intensidad de corriente. * Caída de tensión. * Sobrecargas en transformadores, generadores y líneas de distribución. * Mayores pérdidas y temperatura en los conductores. Para mejorar el F.P., una opción es la colocación de bancos de capacitores que proporcionen potencia reactiva que contrarreste la potencia reactiva de las cargas inductivas. Los capacitores son

Figura 3. Forma de onda de corriente ante una falla de arco.


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conectados en paralelo con la carga de bajo F.P. El uso de equipos electrónicos como televisores, computadoras, consolas de videojuego complica la corrección del factor de potencia, ya que son cargas no lineales, por lo que previo a la corrección se debe hacer un análisis de la instalación eléctrica. No es recomendable excederse al instalar capacitores; se puede lograr un F.P. alto, pero puede producirse un efecto de armónicas. Los beneficios que se obtienen al corregir el factor de potencia en una vivienda son: * Se reducen las caídas de tensión. * Disminuyen las perdidas por efecto Joule en los conductores. * Ayuda a estabilizar la tensión del sistema. * Se incrementa la vida útil de equipos e instalaciones. 1.4.7 Tensión de suministro. La pérdida de energía y las condiciones de riesgo no solo son efectos de los problemas en la instalación eléctrica y equipos del consumidor o de su uso irracional. También se deben a la calidad de servicio del proveedor, en este caso la CFE. Por citar solo un concepto, la tensión de suministro en una vivienda es de 120±10% V. En un motor de inducción (la carga de mayor consumo por su utilización en refrigeradores, lavadoras, aire acondicionado, motobombas, etc.), una disminución de la tensión de suministro del 10% provoca un aumento en la corriente a plena carga hasta del 11% y un aumento en la temperatura de hasta 7% [CNA2007], lo cual también provoca mayor caída de tensión en los conductores y por lo tanto una pérdida de energía equivalente, por lo que un diagnóstico de consumo y seguridad de utilización de la energía eléctrica en una casa-habitación también debe contemplar las condiciones del suministro.

1.5 Objetivos. 1.5.1 Objetivo general. Diseñar y construir un aparato supervisor del consumo y de la seguridad en el uso de la energía eléctrica en viviendas, enfatizando el uso de nuevas tecnologías y la aplicación de las normas de seguridad vigentes. 1.5.2 Objetivos específicos. a) Desarrollar el prototipo comercial de un aparato electrónico que supervise el consumo de energía

eléctrica en una vivienda, utilizando como interfaz hombre-máquina un teléfono celular inteligente, para ofrecer a los usuarios información clara y de fácil interpretación que les permita realizar acciones tendientes a reducir el costo en el uso de la energía.

b) Desarrollar el prototipo comercial de un aparato electrónico que detecte las condiciones de inseguridad en la instalación eléctrica de una vivienda, como conductores mal dimensionados, fugas de corriente y fallas de arco eléctrico, para que el usuario realice acciones que minimicen los riesgos en el uso de la energía eléctrica.

1.6 Metas.

a) Diseñar y construir un prototipo del aparato para supervisar el consumo de energía eléctrica en una vivienda, que en las pruebas de campo apoye a los usuarios para lograr una reducción de hasta el 15% en el costo de la energía eléctrica consumida.

b) Diseñar y construir un prototipo del aparato para detectar condiciones de inseguridad en la instalación eléctrica de una vivienda, que en las pruebas de campo indique hasta un 90% de las situaciones de riesgo en el uso de la energía eléctrica en el hogar.

c) Obtener los prototipos de un producto que en su versión final sea utilizado en al menos el 1% de las viviendas en México, para contribuir en mejorar la economía y seguridad de las familias.

1.7 Impacto o beneficio en la solución a un problema relacionado con el sector productivo o la

generación del conocimiento científico o tecnológico. De acuerdo al Anuario 2012 del Instituto de Estadística y Geografía (INEGI) [INEGI_2012], en el año censal 2010 se contabilizaron en México 28 138 556 viviendas particulares habitadas por 110 547 584 ocupantes, para un promedio por vivienda de 3.93 personas. Del total de viviendas habitadas, el


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97.784% (27 515 030) disponían de energía eléctrica. De esta cantidad, el 51.51% ya disponía de energía eléctrica en 1990. Igualmente en el 2010, cada hogar dedicó un promedio trimestral de $2 292.40 M.N. dentro de su gasto corriente para vivienda, servicios de mantenimiento, energía eléctrica y combustibles, cantidad que ha ido decreciendo al paso del tiempo (en cada trimestre del 2006, se destinaban para el mismo fin $2624 M.N.).

La información del INEGI indica que en 14 173 076 viviendas, la instalación eléctrica ya cumplió su vida útil (más de 20 años de servicio), pero que la inversión en su mantenimiento es mínima y se reduce cada vez más, por lo que su utilización representa un riesgo para 55 700 189 mexicanos. Si estas personas tienen al alcance un aparato electrónico que diagnostique el estado de cada circuito, probablemente hagan conciencia de la necesidad de renovar su instalación eléctrica. Aquí radica la importancia y trascendencia de diseñar y fabricar un aparato que entre otras funciones, mida el nivel de seguridad de utilización de la instalación eléctrica de una vivienda.

Por otro lado, la CFE en sus estadísticas 2013 (http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE /1_AcercadeCFE/Estadisticas/Paginas/Clientes.aspx) muestra que de un total de 37.8 millones de clientes, el 88.52 % pertenecen al sector doméstico, lo que representa el 25.41% de las ventas directas. De acuerdo a su ubicación geográfica, los clientes domésticos pueden contratar su servicio en las tarifas 1, 1A, 1B, 1C, 1D y 1F, ubicándose en la tarifa 1, el 48.57% del total de los clientes de CFE y en las tarifas 1A a 1F, el 38.25%. Cuando el consumo mensual promedio registrado en los últimos 12 meses es superior a un valor específico para cada tarifa en kWh/mes, se reclasifica el servicio en la Tarifa Doméstica de Alto Consumo (DAC), en la cual se ubicaban en el 2010 el 1.49% de los usuarios.

La tarifa doméstica 1 se aplica a todos los servicios que destinen la energía para uso exclusivamente doméstico, para cargas que no sean consideradas de alto consumo de acuerdo a lo establecido en la tarifa DAC, conectadas individualmente a cada residencia, apartamento, apartamento en condominio o vivienda. En la tarifa 1, para el mes de febrero del 2014, se tienen cargos de $0.795 por consumo básico para cada uno de los primeros 75 KWh/mes, de $0.966 por consumo intermedio por cada uno de los siguientes 65 KWh/mes y de $2.826 por consumo excedente por cada KWh/mes adicional a los anteriores.

En las tarifas 1A a 1F, se considera la temperatura media mensual en verano, manteniéndose los niveles de consumo básico, intermedio y excedente, pero difiriendo en los límites de KWh/mes consumidos y en los cargos correspondientes. Si el consumo mensual promedio es superior al límite de alto consumo, que en la tarifa 1 es de 250 KWh/mes, se puede pasar a la tarifa DAC, con un costo mayor en la facturación de la energía eléctrica (en febrero del 2014 para una tarifa 1 como origen, la tarifa DAC consiste en un cargo fijo de $78.40 M.N., más $3.858 por kWh consumido)

La interpretación de las tarifas domésticas de CFE es compleja para los usuarios que no están involucrados en los conceptos de la energía eléctrica. Si a esto se le suma el cambio en la modalidad de facturación, con la llamada facturación de punto de venta, que utiliza una tarjeta con tecnología RFID, para que el usuario cargue la lectura del medidor, pague en los cajeros CFEmáticos y finalmente descargue en el medidor el pago de la energía consumida, sin que exista de por medio el tradicional recibo de la luz con los datos del consumo en el periodo de facturación (solo un comprobante de pago), se llega a un vacío de información que dificulta la realización eficaz de planes y acciones de ahorro de energía, aun para los usuarios con conocimiento del tema.

La solución es que los usuarios puedan disponer de un sistema de supervisión del consumo de energía eléctrica en sus viviendas, que sea de fácil instalación e interpretación, que indique de una manera sencilla y efectiva el costo y consumo de energía, acorde totalmente a las características del suministro y tarifas de CFE. Lo anterior refuerza la importancia de desarrollar un aparato de calidad, operación segura y precio accesible, con la funcionalidad descrita.

Cabe resaltar que México está en un proceso de reformas gubernamentales que impactan en todos los ámbitos (sociales, económicos, políticos, económicos, educativos, etc.), y que así como está evolucionando la forma de facturación, también se esperan modificaciones en las tarifas domésticas de acuerdo a las ya aprobadas reformas energética y hacendaria. El cambio concreto en las tarifas se definirá en las llamadas leyes secundarias de ambas reformas, programadas para este 2014, por lo


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que el aparato que se propone debe ser fácilmente programable y configurable para cumplir fielmente con la legislación vigente. El diseño y construcción de un aparato monitor que indique a los habitantes de una vivienda la información de su consumo de energía eléctrica y el grado de seguridad de utilización de su instalación eléctrica, es factible con la tecnología de hardware y software actual, principalmente de los circuitos System on Chip (SoC), los microcontroladores, los equipos de comunicación móvil y todo el soporte de configuración y programación. El proyecto a realizar es congruente con la línea de trabajo propuesta Sistemas Electrónicos Embebidos, que en los próximos meses se registrara ante DGEST para el programa de Ingeniería Electrónica del Instituto Tecnológico de Querétaro, ya que los prototipos a desarrollar entran en la categoría de los sistemas computarizados diseñados para realizar funciones específicas utilizando procesadores digitales.

Este proyecto de desarrollo tecnológico impacta en el programa educativo de Ingeniería Electrónica con los productos de investigación que se obtendrán, los cuales apoyarán el proceso de obtención de reconocimiento al perfil deseable PROMEP de los profesores responsable y colaboradores.

1.8 Metodología.

Ya que la propuesta del Supervisor del consumo y seguridad en el uso de la energía eléctrica en viviendas se puede ubicar en la categoría de proyectos de innovación tecnológica, se planea utilizar el conjunto de técnicas y métodos que sistematizan la búsqueda de conocimiento, la inventiva y la innovación y que se encuadran en la metodología TRIZ (Teoría de Resolución de Problemas de Inventiva) [Coronado2010]. Con un soporte de 60 años de investigación liderados por el profesor Genrich Saulovich Altshuller y aplicada por las empresas tecnológicas líderes en el mundo, TRIZ es una metodología que no soluciona los problemas, pero sí aporta conceptos de solución, que constituyen directrices para la búsqueda de soluciones.

Para la solución de problemas estándar de ingeniería, TRIZ comprende los 40 principios de inventiva, las contradicciones técnicas y físicas, el modelado sustancia-campo, los estándares de inventiva, el análisis de recursos, etc. Para problemas de ingeniería no-estándar, se tienen las técnicas de análisis funcional, los efectos científicos, el concepto de idealidad, el trimming, etc. En problemas de investigación y desarrollo, TRIZ ofrece las técnicas de evolución de sistemas, la inercia mental, el ARIZ, etc. [Oropeza2010].

Con la aplicación de estos métodos se pretende mejorar los prototipos originales, así como definir el modelo de negocios acorde con el servicio que se desea prestar a la sociedad. Para el cumplimiento de los objetivos y metas, se aplicará el método de considerar el proyecto como un gran problema que se descompone en problemas pequeños, concretos y relativamente independientes. A continuación se resolverán los problemas pequeños, obteniendo para cada uno, una lista de alternativas de solución. Posteriormente se hará el estudio, evaluación y comparación de las alternativas de solución de cada problema básico para determinar la óptima. Aun cuando se abordan problemas independientes, siempre se deberá tener en mente que todos intervienen en el resultado global, por lo que al final se realizará la integración de las soluciones óptimas para obtener la solución completa del problema original.


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1.9 Programa de actividades, calendarización y presupuesto solicitado.

No. Nombre del Responsable de

la actividad

Actividad Periodo de realización

Indicar mes(es)

Resultados entregables de

la actividad

Partidas solicitadas

Monto Solicitado

Descripción de los bienes

1. Armando Mora Campos.

Diseño de prototipos. Agosto y sept. 2014.

Diagramas esquemáticos.

- - -

2. José Idilberto Vega González.

Estudio de métodos de detección de fallas de arco en instalaciones eléctricas de viviendas.

Agosto, septiembre y octubre 2014.

Informe de los métodos.

- - -


Selección y adquisición de componentes y materiales electrónicos.

Septiembre 2014.

Paquete de componentes y materiales electrónicos, y herramientas menores, listas para su uso.

24601 29101

$28,000.00 M.N.

Semiconductores integrados y discretos, componentes pasivos, pantallas LCD, conectores, herramientas menores y accesorios.

4. Subcontratación de servicios con terceros.

Fabricación de circuitos impresos y montaje de tarjetas electrónicas.

Septiembre y octubre 2014.

Primera versión hardware de los prototipos.

33901 $16,000.00 M.N.

Tarjetas electrónicas de prototipos.


Desarrollo de software. Septiembre, octubre y noviembre 2014

Programas en lenguaje C de los prototipos.

- - -

6. Estudiante residente.

Desarrollo de aplicaciones para el teléfono celular en ambiente Android.

Septiembre, octubre y noviembre 2014.

Programas ejecutables en lenguaje Java.

- - -


Pruebas de laboratorio y depuración de la 1a versión de los prototipos.

Diciembre 2014.

1ª ver. prototipos funcionando en laboratorio.

- - -

8. Martha Erika Duran Castellanos, José Idilberto Vega González y Armando Mora Campos.

Pruebas de campo de la 1ª versión de los prototipos.

Enero y febrero 2015.

1ª versión de prototipos funcionando en campo.

- - -


Selección y adquisición de componentes y materiales electrónicos, para depuración de prototipos.

Febrero y marzo 2015.

Componentes y materiales electrónicos listos para su uso.

24601 29101

$12,000.00 M.N.

Componentes electrónicos, herramientas menores y accesorios varios.

10. Subcontratación de servicios con terceros.

Fabricación de circuitos impresos y montaje de tarjetas electrónicas.

Marzo y abril 2015.

2ª versión hardware de los prototipos.

33901 $14,000.00 M.N.

Tarjetas electrónicas de prototipos.

11. Armando Mora Campos, Martha Erika Duran Castellanos y José Idilberto Vega González.

Depuración y pruebas de laboratorio y campo de la 2a versión de los prototipos.

Mayo, junio y julio 2015.

2ª versión de prototipos funcionando en laboratorio y su validación en campo.

- - -

12. Armando Mora Campos, Martha Erika Duran Castellanos y José Idilberto Vega G.

Redacción de documentación, registro de prototipo y divulgación.

Enero 2015 a julio 2015.

Informes, artículo de divulgación, articulo en memoria en congreso.

- - -


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1.10 Productos entregables Los productos de investigación que se planean obtener con este proyecto son: * El prototipo enviado para su registro en la DGEST, de un aparato electrónico que supervise el

consumo de energía eléctrica en una vivienda. * El prototipo enviado para registro en la DGEST, de un aparato electrónico que detecte las

condiciones de inseguridad en la instalación eléctrica de una vivienda. * Una tesis de un estudiante de maestría en Ingeniería (concluida). * Un artículo de divulgación enviado en una revista institucional. * Un artículo en memorias en congreso enviado. * El informe de residencia de un estudiante de licenciatura. El principal beneficio que se quiere obtener, es la promoción del proceso de innovación entre la comunidad tecnológica, por medio de un ejemplo visible y transparente, que utilice los conocimientos adquiridos en el aula y que sirva, entre otros, como referencia para que los profesores y estudiantes de este instituto consideren la innovación tecnológica como el camino a seguir para mejorar nuestra sociedad.

1.11 Vinculación con el Sector Productivo. Actualmente no se tiene una vinculación directa o algún tipo de cooperación con el sector productivo u otras instituciones, solo una vinculación con la División de Estudios de Posgrado e Investigación del ITQ, con la asesoría de tesis de los estudiantes de la Maestría en Ingeniería que ofrece este Instituto. De acuerdo a los resultados del proyecto, se buscará convenir una transferencia tecnológica con alguna empresa nacional para la explotación comercial del aparato resultante. Esta posible transferencia está en función del otorgamiento de la patente correspondiente, cuya solicitud se registró ante el IMPI en noviembre del 2012, como resultado del proyecto previo ya concluido.

Los usuarios potenciales de los resultados de la investigación son los habitantes de viviendas que tienen un suministro monofásico a 127 V.C.A. 60 Hz de CFE, con tarifas de la 1 a la 1F y DAC.

1.12 Referencias

[Balán2013] Balán R. E., “Conductores eléctricos y sustentabilidad en edificios”, revista

Constructor Eléctrico, año 2, No. 15, pp. 20-22, México, marzo 2013. URL: www.constructorelectrico.com.

[Casasegura2013a] Programa casa segura (2013), “No desperdicies la energía, evita las fugas”,

recuperado de http://programacasasegura.org/mx/economia/ no-desperdicies-energia-evita-las-fugas/

[Casasegura2013b] Programa casa segura (2013), “Fugas eléctricas, causas y soluciones parte 1”,

recuperado de http://programacasasegura.org/mx/para-usted/fugas-electricas-causas-y-soluciones-parte-1/

[Coronado2010] Coronado M. M., Oropeza M. R., Rico A. E., “TRIZ, la metodología más

moderna para inventar o innovar tecnológicamente de manera sistemática”, ed. Panorama, 2ª reimpresión, México 2010.

[Cooper2013] International Copper Association, folleto: “Modificaciones y adiciones en

vivienda”, México, pag. 6. [CNA2007] Comisión Nacional del Agua, “Diseño de instalaciones eléctricas”, manual de

agua potable, alcantarillado y saneamiento, edición 2007, CNA, México D.F. [Fluke2007] Fluke (julio 2007), nota de aplicación 11263-spa, España, recuperado de

http://www.fluke.es.


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[INEGI_2012] Instituto Nacional de Estadística y Geografía, “Anuario estadístico de los Estados Unidos Mexicanos 2012”, ISSN 0188-8692.

[Leviton2003] Leviton Manufacturing CO. Inc., “Detector de falla de arco con interruptor de

circuito”, patente otorgada en México el 09/10/2003, pat. en USA y prioridad US9947721997-12-19 863 1996/01/25.

[López2009] López Ortiz L., “Ahorro y uso eficiente de energía eléctrica”, Comisión Nacional

del Agua, documento técnico DT-AE/01, 2ª edición, pp 5-6, México 2009. [Murray2007] Murray Electrical Products (2007), “Folleto MYPM-AFCI1-0507: Reduce el riesgo

de incendios eléctricos AFCI”, recuperado de http://www.murrayconnect.com. [Oropeza2010] Oropeza M. R., “Creatividad e innovación tecnológica mediante TRIZ”, ed.

Panorama, 1ª reimpresión, México 2010. [Oropeza2013a] Oropeza A. J., “Opinión: puesta a tierra y unión en las instalaciones eléctricas”,

revista Constructor Eléctrico, año 2, No. 17, p. 08, México, mayo del 2013, URL: www.constructorelectrico.com.

[Oropeza2013b] Oropeza A. J., “Opinión: la nueva NOM-001-SEDE-2012 en las viviendas”,

revista Constructor Eléctrico, año 2, No. 15, pp. 08, México, marzo 2013, URL: www.constructorelectrico.com.

[Procobre2011] PROCOBRE Connects Life, “Aplicaciones del cobre, instalaciones eléctricas”, 9

agosto 2011, URL:http://www.procobre.org/procobre/aplicaciones_del_cobre/ inst_electricas_detalle2.html

[Puszkar2013] Puszkar E., Gómez J., “Arco eléctrico y falla a tierra, la importancia de usar

AFCI y GFCI”, revista Constructor Eléctrico, año 2, No. 19, pp 28-31, México, julio 2013, URL: www.constructorelectrico.com.

[Zelaya2013] Zelaya H., “Seguridad física”, revista Constructor Eléctrico, año 2, No. 21, pp.

26-29, México, septiembre 2013. URL: www.constructorelectrico.com.

2. LUGAR(ES) EN DONDE SE VA A DESARROLLAR EL PROYECTO El proyecto se realizará en los laboratorios de Eléctrica y Electrónica del Instituto Tecnológico de Querétaro, con domicilio en Av. Tecnológico esq. Gral. Mariano Escobedo S/N, Col. Centro, C.P. 76000, en la ciudad de Querétaro, Qro. Las pruebas de laboratorio se realizarán en el mismo lugar. Las pruebas de campo se realizarán en las viviendas de las personas que intervienen en el proyecto, ubicadas en la misma ciudad.

3. INFRAESTRUCTURA La infraestructura disponible en el plantel para el desarrollo del proyecto es: * 40 m2 de área de laboratorios, disponibles para la realización de proyectos. * Módulos R, L, C, para la emulación de cargas eléctricas. * Motores eléctricos monofásicos. * Tableros de conexión de lámparas para instalaciones eléctricas. * Osciloscopios digitales. * Multímetros digitales. * Analizadores de la calidad de la energía eléctrica. * Estaciones para soldar circuitos y componentes electrónicos. * Servicio de Internet.


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No se hacen uso de instalaciones en otras instituciones o dependencias, pero sí de la siguiente infraestructura propia de los profesores y estudiantes involucrados en el proyecto: * Computadoras personales. * Impresoras LASER. * Servicio de internet.

Se deberán proporcionar informes de avances semestrales y final, en donde se incluya el cumplimiento de las metas comprometidas en función de los productos entregables. El cual será un criterio de evaluación para apoyos posteriores.

Profesor-Investigador Responsable

Dr. Armando Mora Campos

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PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN (CI-02/2014) · 2014-02-17 · CI-02-2014 3 Convocatoria de Apoyo a...

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