Uso racional de energía en la compañía Pavco de Colombia ...

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería

1-1-2004

Uso racional de energía en la compañía Pavco de Colombia en la Uso racional de energía en la compañía Pavco de Colombia en la

planta de pisos planta de pisos

Milena Inés Cogua González Universidad de La Salle, Bogotá

Diego Enrique López Jiménez Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Cogua González, M. I., & López Jiménez, D. E. (2004). Uso racional de energía en la compañía Pavco de Colombia en la planta de pisos. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_electrica/464

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FACULTAD DE INGENERIA ELECTRICA UNIVERSIDAD DE LA SALLE

MILENA INÉS COGUA GONZÁLEZ DIEGO ENRIQUE LÓPEZ JIMÉNEZ

USO RACIONAL DE ENERGIA EN LA COMPAÑÍA PAVCO DE COLOMBIA EN LA PLANTA DE PISOS


UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA AREA DE USO RACIONAL DE ENERGÍA

BOGOTÁ, D.C. 2004



USO RACIONAL DE ENERGIA EN LA COMPAÑÍA PAVCO DE COLOMBIA EN LA PLANTA DE PISOS


Monografía para optar al título de Ingeniero Electricista

Director RAMÓN FERNADO ANTOLÍNEZ OLARTE

Ingeniero Eléctrico

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÍCA AREA DE USO RACIONAL DE ENERGÍA

BOGOTÁ D.C. 2004



Nota de Aceptación

_______________________ _______________________ _______________________

_______________________ Director

_______________________ Jurado

_______________________ Jurado

Bogotá D.C., 27 de septiembre de 2004



Dedicado a Dios por estar junto a mí en todo momento, a mis padres y hermanos, por su apoyo incondicional y amor, a mis amigos por su colaboración y para esa persona que ocupa un lugar en mi corazón. Milena



Dedicado a toda mi familia, que me dió su apoyo en todo momento y para esa persona especial que amo mucho. Diego



AGRADECIMIENTOS Los autores expresan sus agradecimientos a:

Ramón Fernando Antolínez Olarte, Ingeniero Eléctrico y director del Proyecto de

Grado por sus valiosas y acertadas orientaciones.

Jorge Villate Castillo, Ingeniero Electricista y Decano de la Facultad de Ingeniería

Eléctrica, por su colaboración y apoyo al proyecto.

Hernán Giraldo, Ingeniero Mecánico, Gerente General División de Geosistemas y

Pisos, por permitirnos realizar el Proyecto orientado a la empresa PAVCO S.A.

Camilo Hernández, Ingeniero Electrónico, Ingeniero de producción, por el tiempo

prestado para la realización de este proyecto.

Javier Luna, Ingeniero Mecánico, Gerente de la Planta de Pisos y Geosistemas, y

a German Castañeda, Técnico Electromecánico, Supervisor de la Planta de Pisos

de PAVCO S.A. por su valiosa colaboración para la realización de este Proyecto.

Laura Muñoz, Psicóloga del Departamento de Recursos Humanos de la empresa

PAVCO S.A., por su generosa colaboración.

A la Universidad de La Salle, nuestra Alma Mater que influyó y enriqueció

nuestro proceso formativo como profesionales al servicio de Colombia.



NOTA ACLARATORIA: Ni la Universidad ni el asesor ni el jurado calificador son responsables de las ideas expuestas en el presente documento. Los logos y marcas de Pavco S.A. y otras compañías o firmas aquí utilizados son propiedades de sus respectivas compañías, y se emplean en este documento con propósito de referencia sin fines lucrativos. El programa para el estudio financiero que se utilizó es de propiedad del asesor y se uso con su aprobación.



TABLA DE CONTENIDO pág.

RESUMEN.

GLOSARIO.

INTRODUCCIÓN. 24

1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA. 25

1.2 Producción. 26

1.2.1 Materias primas. 26

1.2.2 Materiales previamente elaborados. 29

1.2.3 Principales procesos. 31

1.2.4 Flujo grama planta. 45

1.2.5 Líneas de producción. 48

1.2.6 Volúmenes de producción. 49

1.2.7 Capacidad instalada. 50

1.3 Consumo especifico global de la planta de pisos 52

2. CONSUMO Y BALANCE ENERGETICO. 54

2.1 Descripción del suministro de energía. 54

2.1.1. Suministro eléctrico. 54

2.1.2. Suministro de gas. 54

2.1.3. Suministro de agua. 55

2.2 Consumo y costos 55



pág.

2.3 Descripción básica y consumo de los servicios industriales. 60

2.3.1 Energía eléctrica. 60

2.3.1.1 Equipos. 61

3. PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGÍA Y EVALUACION. 85

3.1 Sistema de energía eléctrica. 85

3.1.1 Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas a gas. 85

3.1.2 Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas con

energía eléctrica. 89

3.1.3 Reemplazo del motor del Banbury. 92

3.1.4 Redimensionamiento del motor del molino. 95

3.1.5 Cambio de iluminación fluorescente T 12 por T 8 98

3.1.6 Instalación variador de velocidad. 101

3.1.7 Mantenimiento en el motor de la calandra 2. 103

3.2 Sistema de vapor. 105

3.2.1 Mantenimiento a la línea de vapor. 105

3.2.2 Implementar un medidor de gas a la entrada de la caldera. 110

3.2.3 Mantenimiento a las trampas de vapor. 111

4. RECOMENDACIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA. 114

4.1 Recomendaciones de los proyectos. 114

4.1.1 Sistemas de energía eléctrica. 114



pág.

4.1.2 Sistema de vapor 118

4.2 Otras recomendaciones 119

4.2.1 Sistemas de energía eléctrica 119

4.2.2 Sistema de vapor 125

5. CONCLUSIONES. 127

BIBLIOGRAFIA. 129

ANEXOS. 130



LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Pigmentos. 26

Tabla 2. Materias primas mezcla normal (Dry-Mix). 27

Tabla 3. Materias primas mezcla especial (Dry-Mix). 28

Tabla 4. Materias primas estabilizante. 29

Tabla 5. Relación del personal. 49

Tabla 6. Producción planta de pisos. 50

Tabla 7. Producción de baldosas. 50

Tabla 8. Consumo y costo de la energía eléctrica. 56

Tabla 9. Consumo y costos del gas natural (m3). 57

Tabla 10. Consumo y costos del agua (m3). 58

Tabla 11. Aspecto técnico horno de resistencias. 86

Tabla 12. Aspectos técnicos lámparas infrarrojas a gas. 87

Tabla 13. Costo de inversión lámparas infrarrojas a gas 87

Tabla 14. Análisis financiero. 88


Tabla 16. Costo de inversión lámparas infrarrojas con energía eléctrica. 90


Tabla 18. Costo de inversión motor de 500 HP. 93




pág.

Tabla 20. Costo de inversión motores de 20 HP y 125 HP. 96


Tabla 22. Iluminación fluorescente de las oficinas de la planta. 98

Tabla 23. Iluminación fluorescente con luminarias eficientes y balastos

electrónicos. 99

Tabla 24. Costos de inversión cambio de la iluminación fluorescente. 100


Tabla 26. Costo de inversión variador de velocidad. 101

Tabla 27. Sensibilidad del ahorro al variador de velocidad. 103

Tabla 28. Costo por metro lineal de inversión mantenimiento del

aislamiento. 106


Tabla 30. Costo de inversión. 111

Tabla 31. Costo de pérdidas por fugas en el sistema de vapor. 113

Tabla 32. Inversión y ahorros totales para la planta de pisos. 114

Tabla 33. Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas a gas. 115

Tabla 34. Redimensionamiento del motor del molino. 116

Tabla 35. Cambio de las luminarias de iluminación fluorescente. 117

Tabla 36. Mantenimiento a la línea de vapor. 118



LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Mezcla normal del Dry-Mix. 27

Figura 2. Mezcla especial del Dry-Mix. 28

Figura 3. Materias primas para elaborar el estabilizante. 29

Figura 4. Un bach. 30

Figura 5. Proceso de producción planta pisos. 31

Figura 6. Bodega materia prima. 32

Figura 7. Pigmento en polvo. 33

Figura 8. Pigmento granulado. 33

Figura 9. Mezclador seco (Dry – Mix). 33

Figura 10. Banbury. 34

Figura 11. Calandras. 34

Figura 12. Horno de resistencias. 35

Figura 13. Embosser. 36

Figura 14. Chorros de agua y Cuchillas de aire. 37

Figura 15. Enserado y horno de resistencias. 38

Figura 16. Troquel. 39

Figura 17. Control de calidad. 40

Figura 18. Cumberland. 41

Figura 19. Sensores. 42

Figura 20. Bodega de almacenamiento. 43

Figura 21. Producción en el mes. 44

Figura 22. Producción en el año. 51

Figura 23. Producción en el Año. 51

Figura 24. Consumo específico de energía eléctrica. 52

Figura 25. Consumo específico de gas. 53



pág.

Figura 26. Consumo específico de agua. 53

Figura 27 Consumo mensual de energía eléctrica. 56

Figura 28. Consumo mensual de gas (m3). 57

Figura 29. Consumo mensual de agua (m3). 58

Figura 30. Costos semestrales de los energéticos. 59

Figura 31. Comportamiento de la corriente y tensión del transformador

general de la planta. 62

Figura 32. Comportamiento de los armónicos en el transformador general

de la planta. 63

Figura 33. Curva de durabilidad THD. 64

Figura 34. Curva de durabilidad TDD. 64

Figura 35. Comportamiento de la corriente y tensión del transformador de

iluminación de la planta. 66

Figura 36. Comportamiento de los armónicos en el transformador de

iluminación. 67

Figura 37. Curva de durabilidad THD. 68

Figura 38. Curva de durabilidad TDD. 68

Figura 39. Porcentaje según la potencia nominal de los motores. 69

Figura 40. Porcentaje según la potencia instalada de los motores. 70

Figura 41. Comportamiento de la corriente y tensión del motor del banbury

en un batch. 72

Figura 42. Consumo de potencia activa. 73

Figura 43. Comportamiento de la corriente y tensión del motor del molino

en un batch. 75


Figura 45. Comportamiento de la corriente y tensión del motor de la

calandra 1 en el proceso. 78



pág.


Figura 47. Comportamiento de la corriente y tensión del motor de la

calandra 2 en el proceso. 81


Figura 49. Comportamiento de la corriente y tensión del compresor en el

proceso. 83


Figura 51. Eficiencia contra porcentaje de carga mecánica. 92



Figura 54. Desbalance de voltaje calandra 2. 104

Figura 55. Corriente contra potencia en caballos de fuerza. 104

Figura 56. Aislamiento en el banbury. 105



LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Memoria de cálculo. 131

Anexo B. Plano unifilar PAVCO S.A. 209

Anexo C. Gráficas del analizador de red AR-5. 211

Anexo D. Estudio financiero. 221

Anexo E. Cotizaciones. 242



GLOSARIO

ALTURA DE MONTAJE: es la distancia vertical entre la superficie del área

considerada y el centro de la fuente de luz de la luminaria.

ARRANCADOR: dispositivo usado conjuntamente con un balasto con el propósito

de iniciar el arco en bombillas de descarga.

AUDITORIA PRELIMINAR: a través de una inspección de las distintas partes de

la industria, identificar los ahorros de energía más evidentes y dar a conocer que

zonas de la industria necesitan un mayor análisis, también es conocida como walk-

through.

AUDITORIA ENERGETICA: es aquella que permite identificar las fuentes y usos

de la energía en las instalaciones de la industria y las oportunidades de uso

racional de energía.

AUDITORIA GENERAL: se inicia con una auditoria preliminar es complementada

con mediciones y análisis técnicos y económicos de todas las fuentes y usos de

energía en la planta.

AUDITORIA SELECTIVA: se inicia con una auditoria preliminar que se

complementa con mediciones y análisis técnicos y económicos de aquellas

fuentes que juicio del auditor pueden entregar las mayores oportunidades de

ahorro.

BALASTO: dispositivo usado para obtener en el circuito eléctrico, las condiciones

necesarias (voltaje, corriente, forma de onda) para el encendido y operación de la

bombilla de descarga.

BANBURY: Mezclador industrial. BATCH: Lote de la material listo (125g), para la fabricación de un producto.

BOMBILLA: fuente artificial construida con el objeto de producir luz.

CALANDRA: Rodillo de tipo industrial, usado para definir el espesor de un

producto especifico.



CALDERA DE VAPOR: Maquina térmica de recuperación de calor, concebida

especialmente para aprovechamiento de energía térmica, el cuerpo de la caldera,

está formado por un cuerpo cilíndrico de disposición horizontal, incorpora

interiormente un paquete multitubular de transmisión de calor y una cámara

superior de formación y acumulación de vapor, la circulación de gases se realiza

desde una cámara frontal, hasta la zona posterior donde termina su recorrido en

otra cámara de salida de humos. El acceso al cuerpo, lado gases, se realiza

mediante puertas atornilladas y con bisagras en la cámara frontal y posterior de

entrada y salida de gases. En cuanto al acceso, al lado de agua, se efectúa a

través de una boca, situada en la bisectriz superior del cuerpo y con tubuladuras

de gran diámetro en la bisectriz inferior y placa posterior para facilitar la limpieza

de posibles acumulaciones de lodos. El conjunto completo, calorífugado y con sus

accesorios, se asienta sobre un soporte deslizante y bancada de sólida y firme

construcción suministrándose como unidad compacta y dispuesta a entrar en

funcionamiento tras realizar las conexiones e instalación.

CARBONATO DE CALCIO: CO3Ca está muy extendido en la naturaleza; se

conoce dos formas cristalinas: la calcita o espato de Islandia.

CONJUNTO ELÉCTRICO: son todos los elementos eléctricos necesarios para el

adecuado funcionamiento de una bombilla de descarga (balasto, condensador,

arrancador, etc).

MEDIDOR DE ENERGÍA ELÉCTRICA: Es el aparato que mide la demanda

máxima y los consumo de energía eléctrica.

COPOLIMERO: Es cuando hay dos tipos diferentes de monómeros que están

unidos a la misma cadena polimérica. CORRIENTE: Es una termino genérico que se emplea cuando no hay posibilidad

de ambigüedad al referirse a cualquiera de las otras corrientes, por ejemplo al

decir la corriente de un circuito en serie simple, el termino corriente se refiere a la

corriente de conducción por el alambre del inductor y a la corriente de

desplazamiento entre las placas del capacitor.



CURVA DE CARGA: la curva de carga es una representación gráfica de la

potencia demandada en función del tiempo. El área bajo la curva representa la

ENERGÍA: consumida en ese período. Como puede observarse en la figura,

existen zonas de la curva más pronunciadas a las que se denominan "PICOS" (en

las que el requerimiento de potencia es mayor) y otras depresiones denominadas

"VALLES".

DRY-MIX: Mezclador seco.

EFICIENCIA O RENDIMIENTO: es el cociente entre la potencia mecánica de

salida de un motor o equipos utilizados y la potencia eléctrica entregada al mismo.

EMBOSER: Rodillo con tintas para uso de estampados industriales.

FACTOR DE POTENCIA: Es el coseno del ángulo de fase θ, entre el voltaje y la

corriente.

FLUJO LUMINOSO: se define como la radiación visible que emite una fuente

luminosa en todas las direcciones. Su unidad es el Lúmen. Símbolo: φ

FOTOMETRÍA: es la ciencia de la medición de la luz realizada por medio de

instrumentos, que utilizan la energía radiante incidente sobre un receptor que

produce cantidades eléctricas medibles (voltaje o corriente) . Estos instrumentos

son conocidos como fotómetros, esferas de integración fotométrica (Esfera de

Ulbricht) y fotogoniómetros.

FRECUENCIA: repetición de eventos en un periodo determinado.

HORA PICO: existen ciertas horas del día en que la producción de energía

eléctrica resulta más costosa, por cuanto aumenta el consumo por el aumento de

electrodomésticos, focos, letreros luminosos, iluminación pública, industria,

comercio, etc; y es necesario que entren en operación generadores de energía

eléctrica alimentados con derivados del petróleo, por períodos de tiempo cortos (3

o 4 horas). La necesidad de que operen mayor cantidad de unidades generadoras

en la hora "pico" ayuda a satisfacer el aumento de la demanda y el consumo. El

aumento de la demanda implica "Aumentar la potencia" de generación a través del



encendido de unidades adicionales en las centrales hidráulicas y térmicas. El

aumento del consumo obliga a que con la entrada de nuevos grupos generadores

en la HORA PICO, necesitemos de mayor cantidad de agua o combustible para

hacerlos funcionar.

ILUMINACIÓN: es el acto de iluminar.

LUMINARIA: Aparato que sirve para distribuir la luz emitida por las bombillas,

incluyendo todas las piezas necesarias para fijar y proteger las bombillas y demás

elementos necesarios para su conexión a la red eléctrica de suministro.

LUX: Unidad de iluminancia. Corresponde a la iluminancia de una superficie de un

metro cuadrado que recibe un flujo de un lumen uniformemente repartido.

LUXÓMETRO: instrumento electrónico empleado para la medición de la

intensidad de la luz, da la medida en luxes.

MOTEO: Material de reproceso o scrap.

MOTOR: son máquinas eléctricas giratorias (móviles), su misión es convertir

energía eléctrica (electricidad), continua o alterna, en energía mecánica, apta para

mover todo tipo de dispositivos. Consta de dos (2) partes ESTATOR FIJO y

ROTOR MOVIL. Su vida útil puede superar los veinte (20) años si se efectúan los

procedimientos de rutina de mantenimiento del fabricante y sobre todo si no se

sobrepasan las temperaturas máximas admisibles en cada caso. Los motores

eléctricos representan aproximadamente un 60% de la carga instalada en la

mayoría de las industrias y su consumo puede llegar a representar hasta en 40%

del total registrado; los hay de corriente continua y de corriente alterna, y sus

características muy definidas, permiten su uso según la naturaleza de la carga a

alimentar.

NIVEL DE TENSIÓN: Los sistemas de Transmisión Regional y/o Distribución

Local se clasifican por niveles, en función de la tensión nominal de operación,

según la siguiente definición:

Nivel 4: Sistemas con tensión nominal mayor o igual a 57.5 kV y menos a 220 kV.

Nivel 3: Sistemas con tensión nominal mayor o igual a 30 kV y menos a 57.5 kV.



Nivel 2: Sistemas con tensión nominal mayor o igual a 1 kV y menos a 30 kV.

Nivel 1: Sistemas con tensión nominal mayor o igual a 1 kV.

ORIENTACIÓN DE LA DEMANDA: comprendiendo acciones orientadas a inducir

a los consumidores a mejorar sus hábitos de consumo, invertir en procesos y

equipos eficientes, y optimizar el uso de la infraestructura eficiente.

PLASTIFICANTE: Sustancia liquida o sólida, que se añade a una materia para

aumentar su plasticidad.

POTENCIA: es la rapidez con respeto al tiempo de la energía de transferencia o

transformación.

REFLECTOR: Dispositivo que se utiliza para redirigir el flujo luminoso de la fuente

de luz por el proceso de reflexión.

RESINA: Sustancia orgánica, sólida o semifluida, transparente, fácilmente fusible,

insoluble en el agua, con poca tendencia a cristalizarse.

TENSIÓN: Voltaje con que se realiza una transmisión de energía eléctrica.

TRANSFORMADOR: maquinas utilizadas para elevar o reducir tensiones o

corrientes eléctricas o algunas características de las corrientes alternas. Deben

ser refrigeradas por aire, resinas y/o aceite. Su vida útil es superior a veinte (20)

años pero su obsolescencia se marca con los cambios tecnológicos constantes,

los cuales se traducen generalmente en disminución de pérdidas, las cuales

deben ser permanentemente analizadas par determinar si el transformador se

debe cambian por uno de menores pérdidas. Su uso es para la generación,

distribución, transmisión, protección y medida, los transformadores mas

comúnmente utilizados en Colombia son de tipo sumergido en aceite y de tipo

seco.

VARIADOR DE VELOCIDAD: es un dispositivo electrónico que permite controlar

la velocidad, el torque, la potencia y la dirección de un motor de corriente alterna

(CA) o corriente continua (CC).



SIGLAS - ACRONISMOS

IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers.

ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Técnicas.

NEMA: Nacional Electric Manufacturers Association.

PR: Periodo de repago.

TIR: tasa interna de retorno es la tasa de descuento para la cual dos alternativas

de inversión tienen el mismo valor presente neto.

URE: es la utilización optima del recurso energético manteniendo los niveles de

calidad de vida, producción o incluso mejorándolos.

VPN: Valor presente neto.



UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA

PROYECTO DE GRADO

USO RACIONAL DE ENERGIA EN LA COMPAÑÍA PAVCO DE COLOMBIA EN LA PLANTA DE PISOS.

AUTORES: Milena Inés Cogua González y Diego Enrique López Jiménez

DIRECTOR: Ing. Ramón Fernando Antolínez Olarte.

RESUMEN

El objetivo de este proyecto de grado es adelantar un análisis de Uso Racional de

Energía en la planta de pisos de la compañía Pavco S.A., por medio de un estudio

técnico, donde se investiga y se realiza mediciones de: intensidad, tensión,

potencia y demás variables eléctricas de los equipos e instalaciones considerados

para el estudio. Además se analiza el consumo de energía existente, para

incorporar la variable energética dentro de un planteamiento adecuado que

permita, en el mediano o largo plazo, tomar las decisiones acertadas y obtener

óptimos resultados.

Con los resultados obtenidos se realiza una evaluación tanto energética como

financiera, así como un análisis de sensibilidad.

La gestión energética en cualquier organización es una de las mejores formas de

aumentar su valor; la disminución de costos, de modo racional, lleva a mejorar los

indicadores de rentabilidad, la competitividad, e incluso el posicionamiento dentro

del mercado.



24

INTRODUCCIÓN En la realización de cualquier proceso industrial la energía desempeña un papel

indispensable dentro de la etapa de producción; cuando se expanden los servicios

y se crean nuevos productos la estructura física crece y por lo tanto, se presenta

un incremento en el consumo energético de la misma.

Es un hecho que las tarifas de los servicios públicos, en general, han tenido un

alza importante que ocasiona gastos adicionales representativos para las

empresas, costos que se hacen aun más notables si se considera una industria de

gran envergadura, cuyo consumo la convierte en usuario no regulado.

Al plantear un escenario en el que se debe tener en cuenta un consumo eficiente y

razonado de energía que, por ende, provoque la reducción del precio en la

facturación, nace la idea de evaluar los procedimientos que involucran el consumo

de energía con el fin de maximizar la producción, reduciendo el consumo

energético y por lo tanto, se decidió la estructuración de un estudio de uso racional

y eficiente de energía para la planta de Pisos ubicada en el complejo industrial de

la empresa PAVCO S.A. de Colombia.

Basados en el estudio y análisis realizados se ponen a consideración alternativas

que den como resultado una disminución en el consumo neto de la planta y una

utilización más efectiva de la energía respecto a la situación actual que presenta la

planta de Pisos de PAVCO Colombia.

En el documento se describen las etapas de producción en la elaboración de las

baldosas, los consumos y balances energéticos ayudaran a determinar los

equipos de mayor consumo para su análisis y con base en ellos se propondrán

proyectos de ahorro de energía.



25

1. DESCRIPCION DE LA PLANTA 1.1 INSTALACIONES Pavco S.A. es una compañía dedicada a la producción y comercialización de

soluciones integrales para la construcción e infraestructura, con sistemas de

tuberías y accesorios. Hace parte del grupo Amanco1, el cual cuenta con trece

empresas en Centro y Sur América.

En Colombia Pavco S.A. cuenta con dos sedes ubicadas en Caloto, Cauca y

en Bogotá, Cundinamarca, esta última se localiza en la Autopista Sur No. 71-

75, en la cual se encuentra cuatro (4) plantas: tubería, accesorios, pisos y

geosistemas. En el transcurso de los años y por exigencia del mercado Pavco

S.A. se ha visto en la necesidad de adquirir tecnología de punta mejorando las

instalaciones de las plantas de tubería, accesorios y geosistemas.

La planta de pisos, fué la primera instalación que Pavco puso en operación en

Colombia hacia 1963, dada la necesidad de cubrir el mercado del país, de ahí

su nombre Pavco (Pisos de asfalto y vinilo de Colombia), por la evolución del

mercado y con la implementación de nuevos productos, la empresa ha

cambiado sus prioridades de mercadeo, siendo hoy en día la planta de pisos la

menos tecnificada. Esta planta tiene en sus instalaciones las siguientes

secciones: bodega de materias primas, producción, bodega de producto

terminado y una planta de adhesivos.

1 AMANCO: Es una empresa líder en Latinoamérica en la producción y mercadeo de soluciones para la

conducción de fluidos (Tubosistemas) y sistemas de construcción livianos (Construsistemas).



26

1.2. PRODUCCION

1.2.1 Materia Prima.

Pigmentos

Los pigmentos son utilizados en el proceso en dos presentaciones: polvo y

granulado (Master Batch), en la tabla uno (1) se presentan los principales

pigmentos y sus respectivos costos o precios de compra aproximados.

Tabla 1. Pigmentos.

Materia Prima Color Costo ($/kg.)

Rojo Oxido 3000

Negro 3400 Pigmento en Polvo

Amarillo 3000

Pigmento Granulado

(Master – Batch)

12000 – 13000

Fuente: Pacvo S.A.

Mezclas

Existen dos tipos de mezcla que se elaboran en el Dry Mix2, en la mezcla normal

se utilizan las siguientes materias primas: PVC, copolímero 0.80, carbonato de

calcio 3.25, plastificantes, estabilizante, resina pulverizada y para la mezcla

especial se utilizan las anteriores materias primas ha excepción de la resina

pulverizada.

En el cuadro dos (2) se describe las cantidades utilizadas en la elaboración de la

mezcla normal del Dry Mix y el costo de obtener un batch de mezcla.

2 DRY MIX: mezclador seco



27

Tabla 2. Materias primas mezcla normal (Dry-Mix).

Materia Prima Cantidad (kg.) Costo ($/kg.) Local / Importado

PVC 500 2732 Local

Copolimero 0.80 500 2886 Local

Carbonato de

Calcio 3.25 750 1805 Local

Plastificante 31 4500 Local

Estabilizante 53 -------- Local

Resina

pulverizada 50 5178 Local

Fuente: Pacvo S.A.

Figura 1. Mezcla normal del Dry-Mix.

MEZCLA NORMAL DRY-MIX

500 kg

500 kg

750 kg

31 kg 53 kg 50 kg

PVC Copolimero 0.80 Carbonato de Calcio 3.25

Plastificante Estabilizante Resina pulverizada

Fuente: Personal administrativo planta de pisos de Pavco.



28

En el cuadro tres (3) se describe las cantidades y costo para elaborá un batch de

mezcla especial en el Dry-Mix.

Tabla 3. Materias primas mezcla especial (Dry-Mix).


PVC 35 125 2732 Local

Copolímero 0.80 375 2886 Local

Carbonato de

Calcio 3.25 1450 1805 Local

Plastificante 31 4500 Local

Estabilizante 19.5 -------- Local Fuente: Pavco S.A.

Figura 2. Mezcla especial del Dry-Mix.

MEZCLA ESPECIAL (DRY -MIX)

1450 kg

31 kg19,5 kg

125 kg

375 kg

PVC 35 Copolimero 0.80 Carbonato de Calcio 3.25 Plastificante Estabilizante




29

1.2.2 Materiales Previamente Elaborados.

El estabilizante requiere las siguientes materias primas: Plastificante, Estearato de

calcio, Pentaeritritol, Oxido de zinc, oxido de magnesio, melanina, este es

elaborado previamente en un mezclador antes del proceso.

Figura 3. Materias primas para elaborar el estabilizante.

MATERIAS PRIMAS ESTABILIZANTE

50 kg25 kg 75 kg

100 kg

10 kg100 kg

Plastificante (carboflex) Estearato de Calcio Pentaeritritol

Oxido de Zinc Oxido de Magnesio Melamina


Tabla 4. Materias primas estabilizante.


Plastificante

(carboflex) 10 4500 Local

Estearato de

Calcio 100 Local

Pentaeritritol 75 4700 Local

Oxido de Zinc 25 3100 Local

Oxido

de Magnesio 50 7000 Local

Melamina 100 5433 Local Fuente: Pacvo S.A.



30

En el cuadro cuatro (4) se describe las cantidades utilizadas y los costos para

elaborar el estabilizante.

En la planta se utiliza una medida llamada batch, la cual es equivalente a 126 kg

de material preparado.

Figura 4. Un batch.

MATERIAL PREPARADO

60%10%

30%

Carbonato De Calcio Pigmentos Mezcla Dry-Mix




31

1.2.3 Principales Procesos.

Planta de Pisos

Los principales procesos encontrado para la fabricación de pisos son los

siguientes: Recepción de materias primas, Preparación, Cocción, laminado

Grabado (opcional), Enfriamiento, Sellado, Troquel, Control de calidad y Empaque.

Figura 5. Proceso de producción planta pisos.

21

12

3

4

5

6

7 8 9 10 11 12

1314151718

1920

PROCESO DE PRODUCCIÓN PLANTA PISOS PAVCO S.A.

16

1. Almacenamiento Plastificante.2. Tanque Suministro Plastificante.3. Preparación Dry Mix.4. Banbury.5. Silo Almacenamiento Carbonato de Calcio.6. Almacenamiento Material de Reproceso.7. Molino.8. Calandra No.19. Horno de Resistencias.10. Calandra No.2.

11. Emboser.12. Chorros de Agua.13. Enfriamiento con Aire.14. Aplicador Sellador.15. Zona de Secado con Resistencias.16. Enfriamiento con Aire.17. Troquel.18. Triturador, Molino Cumberland.19. Inspección.20. Empaque.21. Reproceso.



32

• Recepción de materias primas, figura 6, en esta etapa se almacena en la

bodega todo el material que se va a utilizar en la elaboración de los pisos. La

materia prima utilizada para el proceso son pigmentos los cuales le da el color al

piso, estos vienen en forma de polvo y granulado (master batch), estabilizante el

cual es elaborado anteriormente en la planta y scrap (material de reproceso),

Figura 6. Bodega materia prima.

Fuente: Pavco S.A.



33

• Preparación, en este proceso se presentan dos alternativas: En la primera se

requiere mezclar los pigmentos en polvo para que esto alcancen un punto de

uniformidad, figura 7. En la segunda opción se utiliza pigmentos granulados, figura

8, los cuales no requieren ser mezclados con anterioridad por lo tanto se utiliza

directamente en el proceso, en otro mezclador se elabora estabilizante. También

en esta etapa interviene la mezcla que va al Mezclador seco o (Dry – Mix), figura

9, para ello se utilizan las siguientes materias: copolimero, carbonato, plastificante

y estabilizante, PVC, resina pulverizada si la mezcla es normal, si la mezcla es

especial contiene los mismos componentes a excepción de la resina pulverizada.

Figura 7. Pigmento en polvo. Figura 8. Pigmento granulado.

Figura 9. Mezclador seco (Dry – Mix).

Fuente: Pavco S.A.



34

• Cocción (Figura 10), en esta etapa del proceso se cocina en el Banbury3 a

170C por medio de un sistema de vapor proveniente de la caldera la mezcla que

viene del mezclador Dry Mix y se le añade carbonato de calcio, scrap,

plastificante y pigmentos (en polvo o granulado). Después de ser cocinada en el

Bambury sale por medio de una banda transportadora una masa amorfa, caliente

y homogénea, figura 11.

Figura 10. Banbury. Figura 11. Banda transportadora.

Fuente: Pavco S.A.

3 BANBURY: Mezclador el cual cocina la mezcla por fricción y calor.



35

• Laminado, en esta etapa interviene cuatro dosificadores de moteo4 (scrap), el

cual se adiciona a la masa y es laminada por medio de unos rodillos (calandras),

figura 12, las cuales lograr una uniformidad de la misma y es aquí donde el piso

comienza a tomar consistencia y forma. Pasa a un horno de resistencias, figura

trece 13, para lograr que el moteo se adhiera a la mezcla y así poder darle el

diseño deseado, después se vuelve a pasar la lamina a otra calandra para poder

lograr que está llegue a un espesor determinado.

Figura 12. Calandras.

Fuente: Pavco. S.A.

4 MOTEO O SCRAP: Material de reproceso



36

Figura 13. Horno de resistencias.

Fuente: Pavco S.A.



37

• Grabado, esta etapa es opcional, dependiendo del diseño del piso. Si es

grabado se utiliza el (embosser), figura 14, que es un rodillo entintado que tiene

un grabado especifico, y le imprime un estampado a la lamina.

Figura 14. Embosser.

Fuente: Pavco S.A.



38

• Enfriamiento, la lamina grabada o sin grabar es enfriada por medio de chorros

de agua, y después está es evacuada por medio de unas cuchillas de aire, figura

15.

Figura 15. Chorros de agua y Cuchillas de aire.

Fuente: Pavco S.A.



39

• Sellado, a la lámina se le da un enserado para darle brillo y al mismo

protegerla, y es pasada por un horno de resistencias para secar la cera, figura 16.

Figura 16. Enserado y Horno de resistencias.

Fuente: Pavco S.A.



40

• Troquel, en este momento la lamina esta lista para ser cortada según las

especificaciones del diseño, los cuales son de 30 x 30 centímetros y 25 x 25

centímetros, figura 17.

Figura 17. Troquel.

Fuente: Pavco S.A.



41

• Control de calidad, las láminas ya troqueladas son inspeccionadas por dos

operarios, los cuales verifican la calidad del color, el espesor de la lámina y el

diseño según la producción, figura 18. Las láminas rechazadas son transportadas

al molino de cuchillas (cumberland), figura 19, en el cual son trituradas y este

material es reciclado para ser utilizado posteriormente. Las láminas que cumplen

con el control de calidad son transportadas a un contador para su empaque.

Figura 18. Control de calidad.

Fuente: Pavco S.A.



42

Figura 19. Cumberland.

Fuente: Pavco S.A.



43

• Empaque, por medio de un sistema de sensores que cuentan las laminas y las

agrupan, figura 20, son empacadas manualmente en cajas de cartón,

debidamente marcadas y clasificadas, se transportan a la bodega de

almacenamiento o de producto terminado, figura 21.

Figura 20. Sensores.

Fuente: Pavco S.A.



44

Figura 21. Bodega de almacenamiento.

Fuente: Pavco S.A.



45

1.2.4 Flujo grama Planta.

PROCESO DE PRODUCCIÓN PISOS OPERACIÓN EN SITUACIÓN NORMAL

Recepción de Materias Primas

Suministro de Servicios Almacén y Caldera

Preparación Estabilizante y

Pesaje de Pigmentos

Preparación Dry Mix

Cocción, Laminado Calentamiento y

Calandrado

Piso es Grabado

Embosser y Entintado

Enfriamiento

Enfriamiento

Sellado

Troquel Molienda e Inspección

Control de Calidad y Desarrollo

Empaque, Producto terminando y

Bodega

SI

NO



46

DESCRIPCION PROCESO DE PISOS EN VINILO

RECEPCIONMATERIAS PRIMASEN BODEGA M.P.

Estabilizante

Carbonato de Calcio

CopolimerosResina Pigmentos

Electricidad

RECEPCIONMATERIAS PRIMASSILO CARBONATO

Carbonato de CalcioPlastificante

Electricidad

PREPARACIONESTABILIZANTE Y

PIGMENTOS

Plastificante

Estabilizante

Pigmentos

Carbonato de Calcio

Electricidad

PREPARACIONDRY-MIX

Plastificante

Copolimeros

Carbonato de Calcio

Electricidad

COCCION(Banbury y Molino)

Carbonato de Calcio

Reproceso

Plastificante

Electricidad

Pigmentos

Gas Natural

LAMINADO(Calandra 1, Horno,

Calandra 2)

Electricidad Gas Natural Agua

GRABADO(Embosser)

Tinta

AguaElectricidad

ENFRIAMIENTO YSELLADO

(Duchas, Cuchillasaire, Horno)

Cera Acri l ica

AguaElectricidad

Estibilizante yPigmentos

MaterialMezclado

Mat

eria

lCoc

ido

Batch

Cinta deVinilo

Cinta de ViniloGrabada



47

DESCRIPCION PROCESO DE PISOS EN VINILO

ENFRIAMIENTO YSELLADO

(Duchas, Cuchillasaire, Horno)

Cera Acri l ica

AguaElectricidad

Cinta de ViniloGrabada

Cinta FriayBrillante

TROQUELADO

Electricidad

Bald

osa

INSPECCION

Electricidad

Baldosa O.K.

Mat

eria

l de

Rech

azad

o

EMPAQUE YALMACENAMIENTO

Electricidad

REPROCESO(Molino Cumberland,Banda Larga y Corta)

Electricidad

Mat

eria

lSob

rante

COCCION



48

1.2.5 Líneas de Producción.

Estabilizante

Dry-Mix (Normal)

Dry-Mix (Especifico)

Producción

Moteo Normal

Moteo Transparente

Terrazas

Maderas

Tamiz

Mármol

Rocas

Brocatel



49

1.2.6 Volúmenes de Producción Los parámetros de producción fueron tomados del último año:

• Días laborales al año: 350 • Turnos/día: 3 • Horas/turno: 8 • horas/año : 2800 de producción. • horas/mantenimiento: horas que pare la planta

En la planta trabajan veintiocho (28) personas y se desarrollan tres (3) turnos, en

la tabla cinco (5) se encuentra la relación de los turnos, las horas y personal

Tabla 5. Relación del personal.

Personal Cantidad Días Turno Producción 20 Lunes-Sábado 6am – 2pm

Área Adm. planta 4 Lunes-Viernes 7am – 5pm Mantenimiento 1 Lunes-Sábado 5am – 1pm Despacho del

producto 3 Lunes - viernes 7am -5pm Fuente: Pavco S.A. El mantenimiento se desarrolla cada vez que la planta se encuentre parada,

realizando así su correspondiente mantenimiento preventivo y correctivo.



50

Los volúmenes de producción de la planta se tomaron de los últimos 6 meses

entre los meses comprendidos entre Enero – Junio del 2004.

Fuente: Pavco S.A. La producción en estos 6 meses se mantuvo en un promedio de 228,000 kg, para

el mes de marzo se registra las mayores ventas de los 6 meses, y tiene una

tendencia a la baja por el comportamiento del mercado debido al Tratado de Libre

Comercio.

1.2.7 Capacidad Instalada. Tabla 7. Producción de baldosas.

kg. m2

Mes 6.000.000 1.500.000 Año 500.000 125.000

Fuente: Pavco S.A.

Tabla 6. Producción planta de pisos.

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO Ventas (kg.) 225,024 228,952 263,670 228,050 221,924 205,534

Producción m2 55,764 52,911 52,565 59,823 62,014 44,759 Venta m2 51,484 52,430 61,474 56,294 54,113 44,670

Producción Teórica (kg.) 229,045 250,783 232,529 230,999 267,799 204,656

Producción real (Kg.) 226,771 249,535 230,601 233,302 263,16 200,832Scrap Consumido

(kg.) 7,926 16,224 11,815 11,223 17,503 9,573

Scrap Producido (kg.) 7,168 9,569 15,875 14,49 2,982 5,602 Porcentaje de

Utilización de la Planta

44,60% 43,90% 42,10% 47,90% 49,60% 35.8%



51

Figura 22. Producción en el mes.

CAPACIDAD DE PRODUCCION MES

1.500.000

6.000.000

kg. m2

Fuente: Personal administrativo planta de pisos de Pavco Figura 23. Producción en el año.

CAPACIDAD DE PRODUCCION AÑO

500.000

125.000

kg. m2

Fuente: Personal administrativo planta de pisos de Pavco



52

1.3 CONSUMO ESPECÍFICO GLOBAL DE LA PLANTA DE PISOS Relacionando los consumos con la producción, pueden determinarse los

consumos específicos de energía (energía por unidad de producción). Estos

valores son mensuales y corresponden al mes de junio del 2004.

El índice del consumo total para un proceso cualquiera será: el consumo de

energía del proceso dividido entre la unidad de medida del producto.

MsalECe = (1.1)

Donde:

Ce: Índice de consumo.

E: Energía. (kWh o kcal)

Msal: Medida del producto. (kg o m2)

Figura 24. Consumo específico de energía eléctrica.

De la ecuación 1.1 tenemos:

22 68,0000.125

529.85

17,0000.500

529.85

mkWh

mkWhCe

kgkWh

kgkWh

MsalECe

==

===

PLANTA DE PISOS

Electricidad85.529 kWh

Producción mensual500.000 kg ó125.000 m2



53

Figura 25. Consumo específico de gas.

De la ecuación 1.1 tenemos:

2

3

2

3

33

10,0000.125019.13

026,0000.500

019.13

mm

mmCe

kgm

kgmCe

==

==

Figura 26. Consumo específico de agua. De la ecuación 1.1 tenemos:

2

3

2

3

33

6,1000.125

203

4,0000.500

203

mm

mmCe

kgm

kgmCe

==

==

Para la planta lo ideal es tener el consumo específico en cada operación unitaria

de la producción y registrarla en el tiempo para su evaluación.

PLANTA DE PISOS

Gas13.019 m3


PLANTA DE PISOS

Agua203 m3




54

2. CONSUMO Y BALANCE ENERGETICO

2.1 DESCRIPCION DEL SUMINISTRO DE ENERGIA. 2.1.1. Suministro Eléctrico.

La compañía Pavco S.A. posee una tensión de alimentación de 115 kV, (Nivel de

tensión IV), la cual es reducida a 11.4 kV por medio de un transformador de marca

ABB y esté nivel de tensión llega a las diferentes plantas de la compañía, el

diagrama unifilar de la compañía está en el Anexo B.

La planta de Pisos se encuentra alimentada a una tensión de 11400 V, la

instalación cuenta con un (1) transformador trifásico, conectado en ∆ -Y, de 1600

kVA a 11400/460 V, marca General Electric, que fué construido aproximadamente

en el año de 1974. No dispone de una planta de emergencia.

La planta cuenta con dos (2) bancos de condensadores trifásicos para corregir el

factor de potencia, asociados con el transformador, la capacidad de los bancos es:

un banco de marca ABB de 25/27.5 kVAr y el otro de marca MICAFIL de 44 kVAr.

2.1.2. Suministro de Gas.

La compañía ha venido utilizando gas natural como combustible para la caldera

desde el año 1999 en la planta de pisos, también es utilizado en la cafetería

proporcionándoles vapor para los diferentes procesos. El mayor consumidor de

este combustible es el Banbury ya que en la etapa de cocción de la mezcla se

utiliza vapor en seguida el molino y la calandra 1 y calandra 2 y por último los

intercambiadores de calor.



55

El suministro de gas natural es realizado por la compañía GAS NATURAL E.S.P.

S.A., por medio de gasoductos es llevado a la planta desde la subestación de gas,

el método de facturación para la planta es realizado por la parte administrativa de

la compañía la cual por medio de la producción saca el porcentaje del consumo de

gas en la planta, ya que la está no cuenta con un medidor de gas.

2.1.3. Suministro de Agua.

El agua es suministrada por la empresa de acueducto y alcantarillado de Bogotá

(EAAB), aunque poseen una planta de tratamiento que hoy en día ya no se utiliza

y un pozo profundo.

El suministro es de tipo industrial, la etapa de enfriamiento es donde se consume

más agua.

2.2 CONSUMOS Y COSTOS

Los servicios básicos involucrados en los diferentes procesos de la planta son:

energía eléctrica, agua y gas natural, las siguientes figuras muestran los

porcentajes de participación de los energéticos en el consumo de energía total y el

costo de cada uno.

Las tarifas que la planta tiene con sus proveedores de energéticos es de $134.14

por kWh para la energía (Nivel de tensión IV), para el gas es de $528 por 1 m3, y

de agua es de $3865 por 1 m3 a precios de junio de 2004.



56

Tabla 8. Consumo y costo de la energía eléctrica en la planta de pisos.

CONSUMO DE ENERGIA (kWh)

MES ENERGIA (kWh) COSTO (Millones de pesos)

ENERO 63,665 8.540,023

FEBRERO 96,526 12.947,998

MARZO 86,167 11.558,441

ABRIL 95,759 12.845,112

MAYO 96,800 12.984,752

JUNIO 74,258 9.960,968 Fuente: Pavco S.A.

Figura 27. Consumo mensual de energía eléctrica.

63,665

96,52686,167

95,759 96,800

74,258

0

1020

3040

5060

70

8090

100

ENERO MARZO MAYO

kWhCONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA




57

Tabla 9. Consumo y costos del gas natural (m3) en la planta de pisos.

CONSUMO DE GAS (m3)

MES GAS (m3) COSTO (Millones de pesos)

ENERO 14,700 7.761,600

FEBRERO 13,868 7.322,304

MARZO 14,888 7.860,864 ABRIL 11,169 5.897,232 MAYO 12,066 6.370,848

JUNIO 11,424 6.031,872 Fuente: Pacvo S.A.

Figura 28. Consumo mensual de gas (m3).

14,700 13,868 14,888

11,16912,066 11,424

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

ENERO MARZO MAYO

m3CONSUMO DE GAS (m3)




58

Tabla 10. Consumo y costos del agua (m3) en la planta de pisos.

CONSUMO DE AGUA (m3)

MES M3 COSTOS(Miles de pesos)

ENERO 220 850.300

FEBRERO 200 773.000

MARZO 224 865.760

ABRIL 177 684.105

MAYO 239 923.735

JUNIO 159 455.535 Fuente: Pacvo S.A Figura 29. Consumo mensual de agua (m3).

220 200224

177

239

159

0

50

100

150

200

250

ENERO MARZO MAYO

m3COMSUMO DE AGUA (m3)

Fuente: Personal administrativo planta de pisos de Pavco Los costos de los energéticos se representan semestralmente según el porcentaje

de utilización.



59

Figura 30. Costos semestrales de los energéticos.

COSTOS (Millones de pesos) ENERGIA GAS AGUA 68.837.295 41.244.720 4.711.435

60% 36% 4%

PORCENTAJE COSTO SEMESTRAL EN SERVICIOS INDUSTRIALES

60%

36%

4%

ENERGIA GAS AGUA


El energético de mayor consumo es la electricidad, seguido por el consumo de gas

y posteriormente el de agua.



60

2.3 DESCRIPCION BASICA Y CONSUMOS DE LOS SERVICIOS INDUSTRIALES 2.3.1 Energía Eléctrica El suministro de energía eléctrica es de tipo industrial. Pavco está conectado a un

nivel de tensión IV (mayor de 57.5 kV), y su suministro por contrato con EMGESA

S.A.

Para conocer las características típicas del consumo energético se realizó

monitoreos durante las horas de trabajo; ya que la planta no tiene una producción

en línea sino por pedido. Se utilizó para tal monitoreo un analizador de redes de

referencia AR5, marca CIRCUITOR al transformador general de la planta,

transformador de iluminación y principales cargas, las graficas y tablas de

resumen obtenidos por el analizador están en el Anexo C.



61

2.3.1.1 Equipos Transformador 1.600 kVA a 11.400/460 V Se realizó un monitoreo durante las 8 horas de producción, con un tiempo de

muestra de 10 minutos, a la salida del totalizador del transformador de 1.600 kVA.

Este monitoreo se realizó bajo condiciones de operación normal.

Tensión: Se presenta un desbalance promedio de 0.67%, una tensión promedio

de 261 V, un máximo de 266 V en la fase L3, un mínimo en la fase L1 de 257 V.

Se encuentra entre los límites permisibles por la ICONTEC NTC1340,5 “bajo

condiciones normales del sistema se recomienda que la tensión en los terminales

de suministro no difiera de la tensión nominal en +5% y -10%”, los cuales son:

límite máximo permisible 267 V fase -fase, límite mínimo permisible 229 V fase-

fase, un límite máximo permisible 154 V línea-neutro, límite mínimo permisible 132

V. Tensión línea-neutro presenta un promedio de 151 V, un máximo en la línea L3

de 153 V, y un mínimo de 148 V en la línea L1.

Corriente: Se presenta un desbalance promedio de 1.65 % entre líneas. Se

presenta un máximo de 1114 A en la línea L3, un mínimo de 383 A en la línea L1,

y tiene un consumo promedio de 812 A.

5 Icontec, Norma Técnica Colombiana, NTC 1340 (Primera Actualización)



62

Figura 31. Comportamiento de la corriente y tensión del Transformador General de la planta.

Fuente: Autores, AR5 Circuitor Potencia: El consumo máximo se registró en la línea L3 con 889 kVA, que

corresponden a un 55.5% de la potencia nominal del transformador, el consumo

mínimo presentado es de 259 kVA, presenta un consumo promedio de 635.8 kVA.

Factor de Potencia: La medida realizada fué hecha antes del banco de

condensadores, es decir que no involucran la corrección del factor de potencia

hecha por el banco, se presenta un valor promedio de 0.92, con un máximo de

0.96 en la línea L2 y un mínimo de 0.86 en la línea L1, el banco de condensadores

se encuentra operando correctamente.



63

Frecuencia: El sistema no presenta variaciones en frecuencia.

Armónicos: Las tasas de distorsión armónica presentes tanto en la tensión como

en corriente se encuentran dentro de los límites admisibles por la norma IEEE 519

– 19926 , en la cual se indica que la THD (TOTAL HARMONIC DISTORSION) para

la tensión se admite hasta el 5% de THD V y para corriente el Total de Distorsión

en Demanda (TDD) se admite hasta un 8%7.

Figura 32. Comportamiento de los armónicos en el Transformador General de la planta.

Fuente: Autores, AR5 Circuitor

En la anterior gráfica se muestran los armónicos presentes en el transformador,

los armónicos que predominan en la parte de tensión y corriente son el 5º y 7º.

6 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Recommended Practices and Requirements for Harmonics Control and Electrical Power Systems, IEEE 519-1992. 7 Tomado el informe Estudio de Calidad de Potencia de la empresa Genelec Ltda.



64

Figura 33. Curva de durabilidad THD.

CURVA DE DURACIÓN DEL THD PROMEDIO EN TENSIÓN

0,00,51,01,52,02,53,03,5

0%7%15%

22%

29%

37%

44%

51%

59%

66%

73%

80%

88%

95%

T IEM PO ( %)

T HD PR OM ( %)


Distorsión total armónica en tensión: (THD V), se encontró con un valor total

promedio del 2.55%, teniendo en cuenta la figura 33 se muestra que en el 95% del

tiempo, la distorsión se encuentra 2.1%.

Figura 34. Curva de durabilidad TDD.

CURVA DE DURACION DE TDD PROMEDIO EN CORRIENTE

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

T IEM P O (%)

T D D (%)

Fuente: Autores, AR5 Circuitor La distorsión total en demanda TDD presente en la curva de duración indica que

el 95 % del tiempo esta distorsión se encuentra en 0.5%.



65

Transformador de Iluminación 100 kVA a 440/208 V Se realizó un monitoreo durante las 11 horas de funcionamiento, con un tiempo de

muestra de 15 minutos, a la salida del totalizador del transformador de 100 kVA,

este monitoreo se realizó bajo condiciones de operación normal.

Tensión: Se presenta un desbalance promedio de 0.73%, una tensión promedio

de 265 V, un máximo de 269 V en la fase L2, un mínimo en la fase L1 de 261 V.

Se encuentra entre los límites permisibles por la norma ICONTEC NTC 1340, los

cuales son: límite máximo permisible 267 V fase-fase, límite mínimo permisible

229 V fase-fase, un límite máximo permisible 154 V fase- neutro, límite mínimo

permisible 132 V. Tensión fase-neutro presenta un promedio de 153 V, un máximo

en la línea L2 de 155 V, y un mínimo de151 V.

Corriente: Se presenta un desbalance de 24% entre líneas. Se presenta un

máximo de 21.6 A en la línea L1, un mínimo de 3 A en la línea L3, y tiene un

consumo promedio de 12 A.



66

Figura 35. Comportamiento de la corriente y tensión del Transformador de Iluminación de la planta.

Fuente: Autores, AR5 Circuitor Potencia: El consumo máximo se registró en la línea L2 con 14.52 kVA, que

corresponden a un 14.5% de la potencia nominal del transformador, el consumo

mínimo presentado es de 2.36 kVA, presenta un consumo promedio de 9.54 kVA. Factor de Potencia: La medida realizada fué hecha antes del banco de

condensadores, es decir que no involucran la corrección del factor de potencia

hecha por el banco, se presenta un valor promedio de 0.54, con un máximo de 1

en la línea L3 y un mínimo de 0.81 en la línea L1, el banco de condensadores se

encuentra operando correctamente.

Frecuencia: El sistema no presenta variaciones en frecuencia.



67

Armónicos: Las tasas de distorsión armónica presentes tanto en la tensión como

en corriente se encuentran dentro de los límites admisibles por la norma IEEE 519

– 1992, en la cual se indica que la THD (TOTAL HARMONIC DISTORSION) para

la tensión se admite hasta el 5% de THD y para corriente la Total de Distorsión en

Demanda (TDD) se admite hasta un 8%.

Figura 36. Comportamiento de los armónicos en el Transformador de Iluminación.


En la anterior gráfica se muestran los armónicos presentes en el transformador,

los armónicos que predominan en la parte de tensión son el 5º y 7º y en la parte

de corriente no se presentan armónicos.



68

Figura 37. Curva de durabilidad THD.

CURVA DE DURACION THD PROMEDIO EN TENSÍON

0,00,51,01,52,02,53,03,54,0

0%7%13%

20%

27%

33%

40%

47%

53%

60%

67%

73%

80%

87%

93%

100

T IEM P O (min)

T H D P R OM (%)


La curva de durabilidad nos muestra que el 100% del tiempo la distorsión total

armónica en tensión THD se encuentra en un 2.5%.

Figura 38. Curva de durabilidad TDD.

CURVA DE DURACION TDD PROMEDIO EN CORRIENTE

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,00

T IEM P O (min )

T D D (%)




69

La curva de durabilidad del TDD nos muestra que el 95% del tiempo la distorsión

se encuentra en 3.06%.

Motores La potencia instalada correspondiente a los motores es del orden de 853 kW,

distribuidos en potencias que van desde 0.12 a 373 kW. Los motores más

numerosos son los pequeños, es decir aquellos cuyas potencias son menores a

10 kW, con una participación del 87% en el total de motores existentes en la

planta, sin embargo los motores mas grandes en cuanto a potencia se refiere, es

decir los mayores a 10 kW, representan un 81% de la potencia total instalada.

Las siguientes gráficas muestran la cantidad de motores establecidos de acuerdo

a la potencia nominal y la participación de estos en la potencia total instalada

respectivamente.

Figura 39. Porcentaje según la potencia nominal de los motores.


CANTIDAD DE MOTORES DE ACUERDO A LA POTENCIA NOMINAL

14%

73%

8% 5%

0,1-1 kW 1-10 kW 10-50 kW >50 kW



70

Figura 40. Porcentaje según la potencia instalada de los motores.


PORCENTAJE POTENCIA INSTALADA EN MOTORES

1%18%

11%

70%

0,1-1 kW 1-10 kW 10-50 kW >50 kW



71

MOTORES DE MAYOR CONSUMO

Motor del Banbury Es un motor de 500 HP, marca General Electric, trifásico con una corriente

nominal de 635 A de 1180 r.p.m. su construcción es de Jaula de Ardilla,

tiene una vida de uso de aproximadamente de 40 años, el plan de

contingencia que se tiene para este motor es de un paquete de bobinas, las

cuales en su tiempo para su reparación se requiere de 8 a 10 días. Por su

tamaño es el de mayor consumo energético en la planta.

El banbury es una máquina en la cual se mezcla y se cocina por fricción y

calor el batch para la elaboración de la baldosa. En el proceso se adiciona

al banbury aproximadamente cada minuto y medio un nuevo batch para su

mezcla y cocción.

Por estas características de producción se tomó para el monitoreo un

tiempo de 1 hora y 30 minutos, con un tiempo de muestreo de 1 segundo.

Tensión: Se presenta un desbalance promedio del 0.63%, este valor no se

considera alto, una tensión promedio de 263 V, un máximo de 268 V en la

fase L2, un mínimo 254 V en la fase L3, Se encuentra entre los límites

permisibles por la norma ICONTEC NTC 1340, los cuales son: límite

máximo permisible 267 V fase -fase, límite mínimo permisible 229 V fase-

fase.



72

Corriente: Se presenta un desbalance promedio del 4.43%, con una

corriente máxima de 1337 A en la línea L2, una mínima de 230 A en la línea

L1, y una corriente promedio de 397 A, en periodos de máxima carga.

Figura 41. Comportamiento de la corriente y tensión del motor del banbury en un batch.




73

Potencia: El consumo máximo se registró en la línea L2 con 280 kW, que

corresponden a un 75% de la potencia nominal del motor, es decir se

dispone de un 25% de potencia de reserva (aproximadamente 93 kW). El

consumo mínimo presentado es de 2 kW.

Figura 42. Consumo de potencia activa.

050

100150200250300350400450

0% 7% 13%

20%

26%

33%

39%

46%

52%

59%

65%

72%

78%

85%

92%

98%

Porcentaje de Tiempo

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Consumo Potencia Nominal

Fuente: Autores.

Porcentaje de carga: La carga del motor se calculó con los registros

tomados en las condiciones antes descritas, teniendo en cuenta que los

valores promedio de tensión y de corriente son de línea. En estas

condiciones se obtiene una carga promedio de 40.73% que corresponde a

205 HP de la potencia nominal del motor.



74

Factor de Potencia: Se tomó el factor de potencia aguas abajo del banco

de condensadores, y el motor presenta un funcionamiento normal, presenta

un valor mínimo de 0.04 en vacío y un máxima de 0.85 a plena función de

trabajo.

Motor del Molino Es un motor de 125 HP, trifásico con una corriente nominal de 163 A de

1180 r.p.m. su construcción es de Jaula de Ardilla, tiene una vida de uso de

aproximadamente de 40 años, el plan de contingencia que se tiene para

este motor es de un paquete de bobinas, las cuales en su tiempo para su

reparación se requiere de 8 a 10 días.

El Molino es una máquina en la cual se lamina la mezcla, donde luego pasa

a las calandras para reducir el grosor del material para la baldosa.

Por estas características de producción se tomo para el monitoreo un

tiempo de 1 hora y 30 minutos, con un tiempo de muestreo de 1 segundo.



fase L2, un mínimo 252 V en la fase L1, se encuentra entre los límites


máximo permisible 267 V fase-fase, límite mínimo permisible 229 V fase-

fase.



75


corriente máxima de 75 A en la línea L2, una mínima de 44 A en la línea L1,

y una corriente promedio de 57 A, en periodos de máxima carga.

Figura 43. Comportamiento de la corriente y tensión del motor del molino en un batch.




76

Potencia: El consumo máximo se registro en la línea L2 con 10.39 kW,

que corresponden a un 11% de la potencia nominal del motor, es decir se


consumo mínimo presentado es de 0.998 kW.


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0% 7% 15%

22%

29%

37%

44%

51%

59%

66%

73%

81%

88%

95%

Porcentaje del Tiempo

Pot

enci

a Ac

tiva

(kW

)


Fuente: Autores.

Porcentaje de carga: La carga del motor se cálculo con los registro







77



un valor mínimo de 0.06 en vacío y un máximo de 0.60 a plena función de

trabajo.

Motor de la Calandra No.1 Es un motor de 100 HP, trifásico con una corriente nominal de 122.5 A de


aproximadamente de 15 años, no hay un plan de contingencia.

La calandra es una máquina en la cual se lamina la mezcla, para alcanzar

un espesor determinado según el diseño de la baldosa.

El tiempo de muestreo de la calandra 1 fué de 5 minutos durante un periodo

de 6 horas y 30 minutos, durante esté la planta tuvo que para su producción

por motivos de capacitación del personal no programada, y sólo se tomó un

periodo de 3 horas, las cuales son lo suficientemente significativas para el

estudio.





máximo permisible 267 V fase -fase, límite mínimo permisible 229 V fase-

fase.



78

Corriente: Se presenta un desbalance promedio del 6.94% una corriente

máxima de 77.5 A en la línea L2, una mínima de 15 A en la línea L1, y una

corriente promedio de 46 A, en periodos de máxima carga.

Figura 45. Comportamiento de la corriente y tensión del motor de la calandra 1 en el proceso.




79

Potencia: El consumo máximo se registro en la línea L2 con 17.6 kW, que


dispone de un 77% de potencia de reserva (aproximadamente 57.4 kW). El



0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

0% 5% 10%

15%

20%

24%

29%

34%

39%

44%

49%

54%

59%

63%

68%

73%

78%

83%

88%

93%

98%


Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


Fuente: Autores.

Porcentaje de carga: La carga del motor se calculó con los registro





Factor de Potencia: Se tomo el factor de potencia aguas abajo del banco


un valor mínimo de 0.01 en vacío y un máximo de 0.86 a plena función de

trabajo.



80

Motor de la Calandra No.2 Es un motor de 75 HP, trifásico con una corriente nominal de 95 A de



La calandra es una maquina en la cual se lamina la mezcla, para alcanzar

un espesor determinado según el diseño de la baldosa.

El tiempo de muestreo de la calandra 2 fué de 5 minutos durante un periodo

de 6 horas.






fase.



81


corriente máxima de 29 A en la línea L2, una mínima de 24 A en la línea L3,

y una corriente promedio de 26 A, en periodos de máxima carga.

Figura 47. Comportamiento de la corriente y tensión del motor de la calandra 2 en el proceso.




82






0

10

20

30

40

50

60

70

0% 6% 11%

17%

23%

29%

34%

40%

46%

51%

57%

63%

69%

74%

80%

86%

91%

97%


Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


Fuente: Autores.





7.4 HP de la potencia nominal del motor.

Factor de Potencia: Se tomo el factor de potencia aguas abajo del banco

de condensadores, y el motor presenta un funcionamiento anormal,

presenta un valor mínimo de 0.10 en vacío y un máximo de 0.36 a plena

carga.



83

Compresor Es un motor de 100 HP, trifásico con una corriente nominal de 120 A, 1170

r.p.m. su construcción es de jaula de ardilla, tiene una vida de uso de







fase.


corriente máxima de 118 A en la línea L2, una mínima de 88 A en la línea

L3, y una corriente promedio de 105 A, en periodos de máxima carga.

Figura 49. Comportamiento de la corriente y tensión del compresor en el proceso.




84



dispone de un 68% de potencia de reserva (aproximadamente 50.4 kW). El



0

20

40

60

80

100

0% 5% 11%

16%

22%

27%

33%

38%

44%

49%

55%

60%

66%

71%

77%

82%

88%

93%

99%


Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


Fuente: Autores.








un valor mínimo de 0.69 en vacío y un máximo de 0.79 a plena carga.

La memoria de los cálculos hechos en este capitulo están en el Anexo A.



85

3. PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGÍA Y EVALUACIÓN.

Se presentan los posibles proyectos desde una perspectiva técnica y económica

que permitan mejorar la eficiencia y reducir el consumo de energía en la planta de

pisos.

El análisis de los proyectos lleva a tomar decisiones acertadas para mejorar el

desempeño de la planta y así hacer, al negocio, cada vez más competitivo.

3.1 Sistema de energía eléctrica. 3.1.1 Reemplazo del horno de resistencias por lámparas infrarrojas a gas.

ACCION CONCRETA: reemplazar el horno existente de resistencias

“cromalox”, por lámparas infrarrojas a gas.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: en el proceso se utiliza un horno de

resistencias para calentar la lámina de piso que después pasa por las

calandras. Este sistema es bastante ineficiente y el consumo es alto

debido a que se presentan ineficiencias al calentar primero el medio (aire)

y luego el material, ya que las resistencias emiten calor en todas las

direcciones.



86

En la siguiente tabla se presentan los consumos y costos del horno de

resistencias

Tabla 11. Aspecto técnico horno de resistencias.

Nº de Resistencias

Utilizadas 54

Consumo por resistencia 1,2 kW

Horas de trabajo 2.800 h/año Consumo actual

Anual 181.440 kWh

Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh Costo Anual 24,34 M$/año

Fuente: Autores

BENEFICIOS: con la implementación de las lámparas infrarrojas se

obtendrá un mejor aprovechamiento del calor irradiado por las lámparas

dado que irradian calor; enfocándolo en el material, sin casi calentar el

medio (aire), y adicionalmente, consumen gas, el cual es un energético

más económico.

Además, debido a las políticas de ahorro que el gobierno quiere

incentivar, se ha congelado el precio de gas hasta el año 2005.



87

CONTEXTO TECNICO:

Tabla 12. Aspectos Técnicos lámparas infrarrojas a gas.

LAMPARAS INFRARROJAS

Nº de lámparas 8

Consumo por lámpara 1 m3/h Horas de trabajo 2.800 h/año

Consumo Anual esperado 22.400 m3/h Tarifa de gas 528 $/m3 Costo Anual 11,83 M$/año Fuente: Autores

Cálculo de ahorro Al comparar el proyecto actual (horno de resistencias) con la

implementación de las lámparas infrarrojas se obtiene:

Ahorro anual = costos del proyecto actual - costos del proyecto propuesto.

Ahorro anual = 24,34 M$/año – 11,83 M$/año

Ahorro anual =12,51 M$/año

Ahorro mensual = 1,042 M$/mensuales

COSTOS DE INVERSION:

Tabla 13. Costo de inversión lámparas infrarrojas a gas. Inversión 2,5 M$

Instalación 0,32 M$ IVA 16% %

TOTAL 3,27 M$ Vida Útil 2 años

Fuente: Cotización de High Watts, ver anexo E.



88

RENTABILIDAD FINANCIERA:

La rentabilidad financiera está sujeta a los indicadores de rentabilidad.

Esta evaluación se realizó para un periodo de 2 años, según la vida útil

del proyecto y los proyectos no tienen financiación.

Tabla 14. Análisis Financiero.

Periodo de

repago = 4T.I.O. (mes) = 1.38%

mes VPN TIR mes VPN TIR

24 $ 18.394,8 29,4% 0 $ 3.619,2 13 $ 8.919,6 28% 1 $ 2.520,7 --- 14 $ 9.819,6 29% 2 $ 1.524,4 -30% 15 $ 10.711,7 29% 3 $ 532,4 -7% 16 $ 11.595,9 29% 4 $ 450,9 6% 17 $ 12.472,3 29% 5 $ 1.425,5 14% 18 $ 13.341,0 29% 6 $ 2.391,5 19% 19 $ 14.202,1 29% 7 $ 3.349,1 22% 20 $ 15.055,5 29% 8 $ 4.298,1 24% 21 $ 15.901,5 29% 9 $ 5.238,9 26% 22 $ 16.740,0 29%

10 $ 6.171,3 27% 23 $ 17.571,1 29% 11 $ 7.095,5 27% 24 $ 18.394,8 29% 12 $ 8.011,6

Debido a que el VPN>0 el proyecto es atractivo y puede ser aceptado.

PR: periodo de repago 4 meses.

Las lámparas son en porcelana porosa, el elemento radiante, por estar en

el interior del material cerámico y no estar en contacto con el aire, no se

oxida y al mismo tiempo permite acercarlos al máximo al cuerpo receptor.



89

3.1.2 Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas con energía eléctrica.

ACCION CONCRETA: reemplazar el horno de resistencias por lámparas

infrarrojas con energía eléctrica.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: remitirse al anterior proyecto.

Ver tabla del proyecto anterior, donde se analiza los consumos y costos

del horno de resistencias.

Este proyecto es mutuamente excluyente con el proyecto del numeral

3.1.1.

BENEFICIOS: con la implementación de las lámparas infrarrojas se

obtendrá una reducción en los desperdicios de calor ya que éste sistema

le da una mejor dirección a la irradiación de calor y se reducen los kWh

utilizados.

CONTEXTO TECNICO:

Tabla 15. Análisis financiero.

Nº de lámparas 27 Consumo por lámpara 2 kW

Horas de trabajo 2.800 h/año Consumo Anual esperado 151.200 kWh

Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh Costo Anual 20,28 M$/año

Fuente: Autores



90

Cálculo de ahorro Al comparar el proyecto actual (horno de resistencias) con la

implementación de las lámparas infrarrojas se obtiene:

Ahorro anual = costos del proyecto actual – costos del proyecto propuesto

Ahorro anual = 24.34 M$/año – 20.28 M$/año

Ahorro anual = 4.06 M$/año

Ahorro mensual = 0.333 M$/mensuales

Ahorro kWh = Consumo kWh actual – Consumo kWh propuesto

Ahorro kWh = 181400 kWh - 151200 kWh

Ahorro kWh = 30200 kWh


Tabla 16. Costo de inversión lámparas infrarrojas con energía eléctrica.

Inversión 5,94 M$ IVA 16% %


Fuente: Cotización de Resistencias electro salgado, ver anexo E.


La rentabilidad financiera está sujeta a los indicadores de rentabilidad.

Esta evaluación se realizó para un periodo 2 años.



91


Periodo de

repago = 23T.I.O. (mes) = 1.38%


24 $ 341,7 1,8% 24 $ 341,7 1,8% 0 $ 6.890,4 13 $ 2.702,6 -5% 1 $ 6.379,7 --- 14 $ 2.413,4 -4% 2 $ 6.058,1 --- 15 $ 2.126,8 -3% 3 $ 5.739,4 --- 16 $ 1.842,7 -2% 4 $ 5.423,5 --- 17 $ 1.561,2 -2% 5 $ 5.110,3 --- 18 $ 1.282,1 -1% 6 $ 4.800,0 --- 19 $ 1.005,4 0% 7 $ 4.492,3 --- 20 $ 731,2 0% 8 $ 4.187,4 -17% 21 $ 459,4 1% 9 $ 3.885,2 -13% 22 $ 190,0 1%

10 $ 3.585,6 -11% 23 $ 77,0 1% 11 $ 3.288,6 -9% 24 $ 341,7 2% 12 $ 2.994,3 -7%

Fuente: Autores

Debido a que el VPN>0 el proyecto es atractivo y podría ser aceptado.

PR: periodo de repago 23 meses.

Sin embargo este proyecto es mutuamente excluyente con el anterior y

como el anterior es mejor, éste se rechaza.

Las lámparas infrarrojas son en tubos de cuarzo los cuales tienen la

ventaja de calentamiento inmediato, además soportan cambios de

temperatura sin embargo deben mantenerse limpias, son delicados a los

golpes y no se pueden instalar verticalmente.



92

3.1.3 Reemplazo del motor del Banbury.

ACCION CONCRETA: reemplazar el motor del Banbury por un motor más

eficiente.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: debido a que el motor del banbury

tiene una vida de trabajo entre 40 - 45 años y el plan de contingencia sólo

incluye un par de bobinas, ya que este motor no se fabrica en la

actualidad.

Figura 51. Eficiencia contra porcentaje de carga mecánica.

84,00%

86,00%

88,00%

90,00%

92,00%

94,00%

96,00%

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Banbury Premium

Fuente: Autores

BENEFICIOS: los motores que actualmente se fabrican poseen una mejor

eficiencia, por lo tanto, el consumo en kWh se reduciría presentando así

un ahorro. En la figura se describe la eficiencia de un motor tipo premium.



93


Tabla 18. Costo de inversión motor de 500 HP.

Fuente: Cotización de Redes Eléctricas S.A., ver anexo E.



Periodo de

repago = 25T.I.O. (mes) = 1.38%


24 $ 51.788,7 --- 0 $ 68.517,7 13 $ 58.216,3 --- 1 $ 65.980,1 --- 14 $ 57.605,8 --- 2 $ 65.301,2 --- 15 $ 57.000,6 --- 3 $ 64.628,2 --- 16 $ 56.400,8 --- 4 $ 63.961,2 --- 17 $ 55.806,3 --- 5 $ 63.300,0 --- 18 $ 55.217,0 --- 6 $ 62.644,7 --- 19 $ 54.632,9 --- 7 $ 61.995,2 --- 20 $ 54.053,9 --- 8 $ 61.351,3 --- 21 $ 53.480,1 --- 9 $ 60.713,2 --- 22 $ 52.911,3 ---

10 $ 60.080,7 --- 23 $ 52.347,5 --- 11 $ 59.453,7 --- 24 $ 51.788,7 --- 12 $ 58.832,3 ---

Código Cantidad Marca Descripción Valor ($)

1 WEG

Motor 500

HP

Premium

59’066.630

IVA 16%

9’450.661

Total

68’517.291



94

El ahorro anual es de $8’564.400 por lo tanto el periodo de repago del

proyecto es aproximadamente 8 años.

Los índices de rentabilidad determinan que el proyecto no es viable. En la

tabla anterior el periodo de repago es superior a 25 meses. Conociendo el

plan de contingencia de este motor sumado con los años de uso, se

recomienda, que se considere tener un motor de reserva de alta eficiencia

que presenta un ahorro debido a su tipo de construcción.



95

3.1.4 Redimensionamiento del motor del molino.

ACCION CONCRETA: Cambio del motor de 125HP por un motor de

20HP.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: En el monitoreo se presenta un

consumo inferior a lo necesario en la producción, como se ve en la figura

52, se obtuvo una carga promedio de 10.22% que corresponde a 13 HP

de la potencia nominal del motor.


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0% 7% 15%

22%

29%

37%

44%

51%

59%

66%

73%

81%

88%

95%


Pot

enci

a Ac

tiva

(kW

)


Fuente: Autores.



96

BENEFICIOS: con el porcentaje de carga que actualmente tiene la planta

se necesitaría aproximadamente un motor de 20 HP de alta eficiencia. En

la inversión inicial de esté motor, en comparación con un motor de las

mismas características del actual (125 HP, 1200 r.m.p 440 V), es más

baja y favorable para la planta.


Tabla 20. Costo de inversión motores de 20 HP y 125 HP.

Fuente: Eléctricos Industriales ELEIN Ltda.

Código Cantidad Marca Descripción Valor ($)

01150 1 Siemens Motor 20 HP

Premium 3’708.600

IVA 16% 593.376 Total 4´301.976

5602 1 Siemens Motor 125 HP 12’000.000

IVA 16% 1’920.000 Total 13’920.000



97



Periodo de



24 $ 10.935,7 16,9% 0 $ 4.302,0 13 $ 4.402,2 14% 1 $ 3.489,4 --- 14 $ 5.022,8 15% 2 $ 2.799,3 --- 15 $ 5.637,9 15% 3 $ 2.115,3 -27% 16 $ 6.247,6 16% 4 $ 1.437,2 -14% 17 $ 6.851,9 16% 5 $ 765,2 -5% 18 $ 7.450,9 16% 6 $ 99,1 1% 19 $ 8.044,7 16% 7 $ 561,1 5% 20 $ 8.633,1 16% 8 $ 1.215,6 8% 21 $ 9.216,4 17% 9 $ 1.864,2 10% 22 $ 9.794,6 17%

10 $ 2.507,2 11% 23 $ 10.367,7 17% 11 $ 3.144,5 12% 24 $ 10.935,7 17%

Debido a que el VPN>0 el proyecto es atractivo y puede ser aceptado.

PR: periodo de repago 7 mes.

El ahorro mensual es de $725.500.



98

3.1.5. Cambio de iluminación fluorescente T12 por T8.

ACCION CONCRETA: cambiar las luminarias de iluminación fluorescente

por luminarias eficientes y balastos electrónicos. El tipo de bombilla se

cambia de T12 a T8, el cual es de alta eficiencia y de bajo consumo.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: las oficinas de la planta tienen

luminarias con balastos electromagnético, los cuales, por sus

características de construcción, tienen un factor de balasto de 1.15,

equipadas con bombillas fluorescentes del tipo T12, las cuales consumen

alrededor de 75 W por bombilla, en la siguiente tabla se describe los

consumos presentes en las oficinas de la planta. Tabla 22. Iluminación fluorescente de las oficinas de la planta.

Horas de operación 2800 Tarifa eléctrica $/kWh 134,14

Factor balasto electromagnético: 1,15

Ubicación No. Luminarias

No. Bombillas

Potencia (W)

Potencia Total (kWh)

Consumo Anual (k$)

Laboratorio 15 30 39 1,35 505,4 1 2 20 0,05 17,3

Depósito Químicos 1 4 39 0,18 67,4

Baño 2 4 39 0,18 67,4 Gerencia Planta 3 12 40 0,55 207,3

Asistente Gerencia 4 8 39 0,36 134,8

Ingeniero Manto 2 4 39 0,18 67,4 Supervisores 3 6 39 0,27 101,1

Pasillo Oficinas 1 2 39 0,09 33,7 Total 32 72 3,20 1201,63

Fuente: Autores.



99

BENEFICIOS: el ahorro de energía en iluminación de la planta no es tan

significativo como otros proyectos, pero el cambio de tecnología en la

iluminación fluorescente, no sólo en la planta, sino en toda la empresa

sería muy significativo para el consumo de energía en general. La tabla

da una orientación del ahorro en el consumo de iluminación con

luminarias eficientes y balastos electrónicos.

Tabla 23. Iluminación fluorescente con luminarias eficientes y balastos electrónicos.

Horas de operación 2800 Tarifa eléctrica $/kWh 134,14

Factor balasto Electrónico: 0,9

Ubicación No. Luminarias

No. Bombillas

Potencia (W)

Potencia Total (kWh)

Consumo Anual (k$)

Laboratorio 14 28 32 0,81 302,9 Deposito Químicos 1 2 32 0,06 21,6

Baño 1 2 32 0,06 21,6 Gerencia Planta 2 4 32 0,12 43,3

Asistente Gerencia 2 4 32 0,12 43,3

Ingeniero Manto 2 4 32 0,12 43,3 Supervisores 2 4 32 0,12 43,3

Pasillo Oficinas 8 16 32 0,46 173,1 Total 32 64 1,84 692,29

Fuente: Autores.

Los cálculos para determinar el número de luminarias por cada oficina

están en el anexo E, y fue realizado en el programa Ulysses de la

empresa Schreder de Colombia S.A.



100

COSTOS DE INVERSIÓN: Tabla 24. Costos de inversión cambio de la iluminación fluorescente.

Descripción No. de luminarias

con bombilla Precio por

unidad Total

Luminaria para sobreponer con

bombilla T8x32W, y accesorios 32 $ 127.964 $ 4’094.848

IVA $655.175

Total $ 4’750.023

La anterior cotización no contiene costos de instalación

RENTABILIDAD FINANCIERA: Tabla 25. Análisis financiero.

Periodo de

repago = 25T.I.O. (mes) = 1.38%


24 $ 3.752,9 --- 0 $ 4.750,0 13 $ 4.089,5 --- 1 $ 4.525,6 --- 14 $ 4.056,5 --- 2 $ 4.486,2 --- 15 $ 4.024,1 --- 3 $ 4.447,4 --- 16 $ 3.992,1 --- 4 $ 4.409,1 --- 17 $ 3.960,6 --- 5 $ 4.371,4 --- 18 $ 3.929,6 --- 6 $ 4.334,3 --- 19 $ 3.899,1 --- 7 $ 4.297,8 --- 20 $ 3.868,9 --- 8 $ 4.261,7 --- 21 $ 3.839,3 --- 9 $ 4.226,2 --- 22 $ 3.810,1 ---

10 $ 4.191,3 --- 23 $ 3.781,3 --- 11 $ 4.156,8 --- 24 $ 3.752,9 --- 12 $ 4.122,9 ---

El ahorro anual es de $508.800 por lo tanto tiene un periodo de repago de

aproximadamente 9 años. Analizado desde los índices de rentabilidad el

proyecto no es rentable, se recomienda cambiar este tipo de iluminarías ya que

consumen más y en otros países están prohibidas por producir partículas que

contaminan el medio ambiente.



101

3.1.6 Instalación variador de velocidad.

ACCION CONCRETA: Cambio del sistema de persianas del ventilador de

la caldera por un variador de velocidad.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: en el sistema de ventilación de la

caldera se encuentra controlado por persianas (dampers), éstas permiten

variar la cantidad de flujo que envía el ventilador.

Cuando el control se realiza con persianas a la salida del ventilador, las

características del sistema cambian provocando que desde la óptica

energética. Una variación en el flujo del 40% tan solo reduzca el

consumo de electricidad en menos del 15%

BENEFICIOS: reducción del consumo de electricidad, arranque suave con

menos de un 150% de la corriente a plena carga del motor, y menor

mantenimiento.


Tabla 26. Costo de inversión variador de velocidad. Código Cantidad Marca Descripción Valor ($)

9025 1 Siemens Variador 5´090.000 IVA 16% 814.400

Total 5`904.400

5602 1 Thelemecanic Variador 4´156.000

IVA 16% 664.960 Total 4’820.960

Fuente: Cotización Eléctricos Industriales ELEIN Ltda. Ver anexo E.



102

Los variadores de velocidad pueden producir armónicos de acuerdo a las

pulsaciones que se escoja para ello se debe realizar un análisis previo.

RENTABILIDAD FINANCIERA Y CONTEXTO TECNICO:

En el caso del control de flujo con el variador de velocidad las

características del ventilador varían de acuerdo con las leyes de

afinidad:

1

2

1

2

nn

QQ

= 2

1

2

1

2⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

pp

3

1

2

1

2⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

nn

ww

Donde Q: es el flujo de aire (CFM)

n: es la velocidad del ventilador (rpm)

p: presión en pulgadas de agua

W: potencia (kW)

El uso del variador de velocidad trae como beneficio que el consumo de

energía es bastante sensible al flujo.

Ejemplo: si se reduce el flujo en un 40% implica una reducción en el

consumo de electricidad al 21.6%, es decir un ahorro del 78.4%.



103

Tabla 27. Sensibilidad del ahorro al variador de velocidad. Horas de Trabajo 2800 Tarifa Eléctrica ($) 134,14

Potencia (HP) 9 Porcentaje de

carga 70%

Eficiencia 80% Relación de velocidad

Potencia Entrada (kWh)

Potencia Salida (kWh)

Ahorro (kWh) Ahorro (k$)

40% 16449,3 1052,76 15396,54 2065,29 50% 16449,3 2056,16 14393,14 1930,70 60% 16449,3 3553,05 12896,25 1729,90 70% 16449,3 5642,11 10807,19 1449,68 75% 16449,3 6939,55 9509,75 1275,64 80% 16449,3 8422,04 8027,26 1076,78 85% 16449,3 10101,93 6347,37 851,44 90% 16449,3 11991,54 4457,76 597,96 95% 16449,3 14103,22 2346,08 314,70 100% 16449,3 16449,30 0,00 0,00

3.1.7 Mantenimiento en el motor de la calandra 2.

ACCION CONCRETA: El mantenimiento oportuno del motor de la

calandra 2, para reducir los consumos de energía presentes, o el cambio

de este motor por uno de alta eficiencia y con un dimensionamiento

apropiado para las necesidades de la planta. Figura 53. Consumo de Potencia Activa.

0

10

20

30

40

50

60

70

0% 6% 11%

17%

23%

29%

34%

40%

46%

51%

57%

63%

69%

74%

80%

86%

91%

97%


Pot

enci

a A

ctiv

a (k

W)




104

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: En el estudio realizado se presentó

un comportamiento defectuoso en el motor como se vé en las figuras 53,

54, y 55 en la cual presenta un desbalance de corriente de 5.44%. Figura 54. Desbalance de voltaje calandra 2.

Fuente: Pavco S.A.

Figura 55. Corriente contra potencia en caballos de fuerza.

25

25,5

26

26,5

27

27,5

28

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Potencia (HP)

Cor

rient

e (A

)

Calandra2

Fuente: Autores.



105

BENEFICIOS: Al realizar un mantenimiento al motor de la calandra 2 se

obtendrá un análisis más detallado de las causas del desbalance de

corriente, mejorando la vida del motor y disminuyendo los consumos

energéticos, es necesario prevenir un posible daño grave del motor en

funcionamiento. 3.2 Sistema de vapor. 3.2.1 Mantenimiento a la línea de vapor.

ACCION CONCRETA: implementar el mantenimiento correctivo y

preventivo a la línea de vapor.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: en la inspección realizada a la

planta se encontró en la línea de vapor que el aislamiento se presenta

incompleto o deterioro, lo mismo sucede con los recubrimientos metálicos. Figura 56. Aislamiento en el banbury.

Fuente: Pavco S.A.



106

BENEFICIOS: aumentar la eficiencia de operación manteniendo estables

las condiciones de temperatura, saturación etc.

Evitar el flujo de vapor y la condensación de agua sobre superficies

frías.

Conservar la energía invertida en el acondicionamiento del fluido

evitando las pérdidas o ganancias de calor.

Reducir los costos de operación.


Tabla 28. Costo por metro lineal de inversión mantenimiento del

aislamiento. Diámetro (in) Espesor (in) Valor ($)

½ 1 16.590

¾ 1 17.190

1 1 17.665

1 ½ 1 20.295

2 1 23.000

2 ½ 1 25.105

3 1 28.275

4 1 31.890

Fuente: Insul Thermic Ltda. Ver anexo E.

Estos son precios unitarios, los cálculos financieros se harán en pérdida de

calor por metro.



107

RENTABILIDAD FINANCIERA

Se realizó el siguiente ejemplo tomando como base una longitud de un

metro lineal, para hallar las pérdidas de energía.

Se determina la perdida de energía para la tubería aislada y sin aislamiento

Se tiene un conductor de vapor de 5.08 cm de diámetro (2”), está protegido

con un recubrimiento de de 5.08 cm de espesor para el k=0.0003 donde K

es la conductividad térmica del material. Hallar la pérdida de calor por hora

atraves de una tubería si su superficie esta a 87°C y la superficie exterior

del recubrimiento esta a 22°C.

Para una distancia x>10 cm del centro de la tubería, el calor fluye a traves

de una capa superficial 22 xCmπ por centímetro de longitud de tubería.

dxdTkx

dxdTkAQ π2−=−= donde

xdxQkdT −=π2

Integrando entre los límites de temperatura T=22°C y T=87°C, con X=15.08

cm,

∫∫ −=10

08.15

87

22

2x

dxQdTkπ

508.1ln)10ln08.15(ln130 QQk =−=π

Despejando Q

segcalkQ 2983.0

508.1ln130

==π

La pérdida de calor por hora y para una longitud de 1m de tubería es

3600*100*Q

Q = 107.388 cal/h . m (con aislamiento)



108

Q = 426 Btu/h . m

Se realiza los cálculos anteriores para el caso sin aislamiento o desnudo

teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

Temperatura del ambiente = 22°C

Temperatura superficie = 250°C

La perdida de calor por hora y para una longitud de 1m de tubería es

3600*100*Q

Q = 377 cal/h . m (sin aislamiento)

Q = 1.496 Btu/h . m

Evaluación del costo de la energía Para hallar la rentabilidad financiera se realizó una evaluación de costos de

energía por medio de la siguiente expresión:

EHtPLQCOSTO

*****1.1

=

En donde:

P: costo del combustible en m3

H: poder calorífico del combustible (Btu/m3)

Q: pérdidas de energía (Btu/Hr m)

L: longitud de la tubería a aislar

t: tiempo de operación (Horas/año)

E: eficiencia de conversión (0.8)

H = poder calorífico del gas (Btu/m3)



109

Remplazando los datos para la tubería aislada tenemos:

521.24$8.0*35315

2800*528*1*426*1.1)( ==aisladoCOSTO

Ahorro para la tubería sin aislamiento o desnuda:

112.86$8.0*35315

2800*528*1*496.1*1.1)( ==desnudaCOSTO

Costo de la energía disipada al ambiente

Costo =$22.391/año (aislado)

Costo =$316.993/año (sin aislamiento)


Periodo de



24 $ 80,1 19,3% 0 $ 26,7 13 $ 34,3 17% 1 $ 21,0 --- 14 $ 38,6 17% 2 $ 16,2 --- 15 $ 42,9 18% 3 $ 11,4 -23% 16 $ 47,2 18% 4 $ 6,6 -10% 17 $ 51,4 18% 5 $ 1,9 -1% 18 $ 55,6 19% 6 $ 2,7 4% 19 $ 59,8 19% 7 $ 7,4 8% 20 $ 63,9 19% 8 $ 12,0 11% 21 $ 68,0 19% 9 $ 16,5 13% 22 $ 72,1 19%

10 $ 21,0 14% 23 $ 76,1 19% 11 $ 25,5 15% 24 $ 80,1 19% 12 $ 29,9 16% Debido a que el VPN>0 el proyecto es atractivo y puede ser aceptado.

PR: periodo de repago 6 mes.

Ahorro anual es de $61.200



110

CONTEXTO TECNICO: en la visita realizada por los señores de Insul

Thermic Ltda. Se diagnosticó los siguientes aspectos:

Existen tuberías de vapor y condensado que están aisladas

correctamente, los espesores se encuentran en buen estado y de

acorde con lo que técnicamente se refiere.

Se aconseja la reparación total de los puntos que se encuentran en

deterioro.

3.2.2 Implementar un medidor de gas a la entrada de la caldera.

ACCION CONCRETA: instalar un medidor de gas a la entrada de la

caldera, permitiendo así hallar los costos de generación del vapor.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: la planta de pisos no cuenta con un

medidor independiente, que permita tener un registro del consumo real

de gas para la producción de vapor, en la actualidad este consumo se

calcula según la producción mensual de la planta. Además, se presenta

un consumo compartido con el área de la cafetería.

BENEFICIOS y RENTABILIDAD FINANCIERA: se obtendría un control

del consumo de gas y por tanto se podría corregir fallas en el sistema de

vapor, mejoraría la eficiencia del vapor ya que con los registros se pueden

calcular el costo real del vapor y en la caldera se analizaría la eficiencia.



111


Tabla 30. Costo de inversión. Cantidad descripción Valor (M$)

1 Medidor de gas

Baja presión

6 a 7

1 Medidor de gas

Media presión 3 a 4

Fuente: Gas Natural S.A. Ver anexo E.

3.2.3 Mantenimiento a las trampas de vapor.

ACCION CONCRETA: Desarrollar un programa de mantenimiento

preventivo a las trampas de vapor.

DESCRIPCION Y ANTECEDENTES: al no realizar un mantenimiento a

las trampas de vapor, se pueden presentar gases que disminuyen la

transferencia de calor como el oxigeno y monóxido de carbono (CO2) que

son altamente corrosivos, además se incrementa el consumo del

combustible y la eficiencia del sistema no seria la esperada.

BENEFICIOS y RENTABILIDAD FINANCIERA: tener un sistema mas

eficiente en cuanto a recuperación de vapor evitara posibles corrosiones

en la caldera y se presentaran ahorro en cuanto a consumos energéticos.

CONTEXTO TECNICO: En la inspección realizada a la planta se

encontró trampas de vapor del tipo termodinámicas las cuales no se les

realiza un mantenimiento periódico.



112

INSPECCION Y REPARACION DE TRAMPAS DE VAPOR8

En sistemas de vapor que no tienen un mantenimiento de 3 – 5 años

entre el 15% - 30% de las trampas de vapor instaladas pueden estar

fallando, permitiendo así la existencia de escapes dentro del sistema del

retorno de vapor condensado. En sistemas con un programa regular de

mantenimiento la fuga de vapor en estas trampas es menor 5%, en

Pavco es necesario hacer una inspección a estas trampas de vapor para

revelar las pérdidas significativas del vapor

Tasa de escapes en las trampas de vapor Perdidas de Vapor (lb/h)

Presión de Vapor (psig) Orificio trampa

diámetro (in) 15 100 150 300

1/32 0.85 3.3 4.8 -

1/16 3.4 13.2 18.9 36.2

1/8 13.7 52.9 75.8 145

3/16 30.7 119 170 326

¼ 54.7 211 303 579

3/8 123 475 682 1.303 Fuente: Boiler Effiency Institute

La presión de trabajo se encuentra entre 80 -100 psig, se encuentra en un

rango de mediana presión por lo tanto se recomienda hacer un

mantenimiento cada tres meses.

8 Energy Tips Fact Sheet Industry Energy Extension Services –U.S. Departament of Energy.-www.doe.gov-Traducción Autores.



113

RENTABILIDAD FINANCIERA: Las pérdidas en el sistema de vapor de la

planta se resaltan en la anterior tabla, tomando como hipótesis que la

eficiencia de la caldera está alrededor de un 80%, con un promedio

mensual de consumo de 13,019 m3, y con $528 pesos el precio del m3 del

gas se obtienen las pérdidas en pesos por lb/h del vapor en el sistema,

por el diámetro de las posibles fugas.

Tabla 31. Costo de pérdidas por fugas en el sistema de vapor. Consumo de gas (m3) 13,019

Precio del gas ($) 528 Eficiencia 80%

Diámetro (in) del Orificio Perdidas (lb/h) a 100 psig Perdidas ($ lb/h)

1/32 3,3 $ 28.355 1/16 13,2 $ 113.422 1/8 52,9 $ 454.545

3/16 119 $ 1.022.512 1/4 211 $ 1.813.026 3/8 475 $ 4.081.457

Fuente: Autores

Todas las cotizaciones presentadas en este estudio están dadas en valores de

pesos colombianos, la tasa representativa del mercado (TRM) tomada para el

estudio financiero es de $ 2.480.

La memoria de cálculo del análisis financiero se encuentra en el Anexo D, las

cotizaciones para el estudio financiero de cada proyecto se encuentran en el

Anexo E.



114

4. RECOMENDACIONES DE EFICIENCIA ENERGÉTICA.

La operación y funcionamiento de la planta representa grandes consumos de

energía eléctrica y de gas. A continuación se mostrará algunas actividades que

pueden ahorrar el consumo de energía, al mismo tiempo ahorrando dinero.

4.1 Recomendaciones de los proyectos. 4.1.1. Sistema de energía eléctrica. Tabla 32. Inversión y ahorros totales para la planta de pisos.

PROYECTO INVERSIÓN

(M$) AHORRO

(M$)

Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas a gas.

3,270 12,51

Redimensionamiento del motor del molino. 4,301 8,706

Cambio de iluminación fluorescente T12 por T8

4,750 0,509

Mantenimiento a la línea de vapor. 0,23 0,61

TOTAL 12,551 22,335



115

Tabla 33. Reemplazo horno de resistencias por lámparas infrarrojas a gas.

Descripción Reemplazo horno de resistencias por lámparas

infrarrojas a gas.

Ahorro Anual (M$) 12.51

Costo de Inversión (M$) 3.27

Beneficio Mejor eficiencia en el calor irradiado y máximo

acercamiento al cuerpo receptor.

INDICADORES

VPN ($) $18.3948

T.I.O. 1.38% mensual o 18% anual

TIR 29.4%

PR (Meses) 4

Comentarios

Las lámparas son en porcelana porosa, es el

elemento radiante, están en el interior del

material cerámico y no está en contacto con el

aire, no se oxida y al mismo tiempo permite

acercarlos al máximo al cuerpo receptor.



116

Tabla 34. Redimensionamiento del motor del molino.

Descripción Redimensionamiento del motor del molino.

Ahorro Anual (M$) 8,706

Costo de Inversión (M$) 4,301

Beneficio En la inversión inicial del motor es más baja, en

comparación con uno de las mismas

características del actual.

INDICADORES

VPN ($) 10,935


TIR 16.9%

PR (Meses) 7

Comentarios

Es recomendable cambiar los motores actuales

paulatinamente a motores de alta eficiencia,

teniendo en cuenta las necesidades de carga

para no sobre dimensionar los motores y entrar

en gastos innecesarios.



117

Tabla 35. Cambio de iluminación fluorescente T12 por T8.

Descripción Cambio de las luminarias de iluminación

fluorescente.

Ahorro Anual (k$) 508.80

Costo de Inversión (M$) 4.750

Beneficio El cambio de tecnología en la iluminación de toda

la empresa.

INDICADORES

VPN ($) -3.752


TIR ---

PR (Meses) Aproximadamente 9 años

Comentarios

El consumo de energía en iluminación de la

planta no es significativo en el total de la

facturación, pero el cambio de tecnología en toda

la empresa seria muy importante.



118

4.1.2. Sistema de vapor. Tabla 36. Mantenimiento a la línea de vapor.

Descripción Implementar el mantenimiento correctivo y

preventivo a la línea de vapor.

Ahorro Anual ($) 61.200

Costo de Inversión ($) 23 ( por metro lineal)

Beneficio El cambio de tecnología en la iluminación de toda

la empresa.

INDICADORES

VPN ($) 80,1


TIR 19.3%

PR (Meses) 6

Comentarios

Existen tuberías de vapor y condensado que

están aisladas correctamente, los espesores se

encuentran en buen estado y de acorde con lo

que técnicamente se refiere.

Se aconseja la reparación total de los puntos que

se encuentran en deterioro.



119

4.2 Otras recomendaciones 4.2.1 Sistema de energía eléctrica Motores.

OPORTUNIDAD RAZÓN ACCIÓN

¿Se controla el desbalance de voltaje en los

motores ?

El desbalance en el voltaje degrada el funcionamiento y acorta la vida de un motor trifásico. El desbalance de voltaje en los terminales del estator del motor causa desbalances de corriente en las fases que son desproporcionados con los desbalances de voltaje. Los desbalances de corriente conducen pulsaciones en el torque, vibraciones crecientes, tensiones mecánicas, pérdidas crecientes, y recalentamiento en el motor, que da lugar a una vida mas corta en el aislamiento de las bobinas.

Supervisar regularmente los voltajes en las terminales del motor para verificar el desbalance de voltaje que se mantiene debajo del 1%.

Comprobar el sistema eléctrico en diagramas unifilares para verificar la las cargas de cada fase que estén uniformemente distribuidas.

Instalar indicadores de falla a tierra que se requiera y realizar inspecciones anuales de termografías.

¿Cuales son las opciones de

reparar o cambiar un motor?

En el caso de motores estándar, la reparación no puede ser siempre la mejor opción.

Con su proveedor de motores, puede cambiar este motor por un motor de alta eficiencia, ahorrando dinero en reparaciones innecesarias.

Si el motor es de unas características de fabricación especial, el repararlo tal vez se la mejor opción.

¿Esta adecuadamente

dimensionado los motores?

En motores mal dimensionados, según el porcentaje a plena carga, estará usted consumiendo mas energía eléctrica de la necesaria.

Analizar el porcentaje de carga que tiene cada motor, para cambiarlo si es necesario por un motor adecuado y de alta eficiencia.



120

El mal dimensionamiento de un motor, implica fuga de ahorros en la fabrica.

Iluminación.

OPORTUNIDAD RAZÓN ACCIÓN ¿Usa lámparas

fluorescentes de 26 mm de diámetro?

Las lámparas fluorescentes (de 26 mm diámetro) consumen un 10% menos energía y cuestan lo mismo que las de 38 mm.

Al cambiar lámparas instale de 26 mm de diámetro.

¿Usa balastros electrónicos?

Estos balastros consumen un 20% menos de electricidad que los electromagnéticos y pueden manejar de 4 a 8 tubos por balastro.

En zonas donde se deban prender más de 4 lámparas cercanas, instale balastros electrónicos.

¿Anima a su personal a que apague la luz al

salir de un cuarto o corredor?

Siempre es más barato apagar una luz que dejarla encendida. Concientizar a personal puede llegara representar un ahorro hasta del10%.

Use materiales promocionales (posters, folletos, etc.)

Use las reuniones con el personal como medio de concientiziación sobre energía.

Realice inspecciones “fuera de las horas de trabajo”

¿Ha revisado recientemente el

nivel de iluminación en las zonas de trabajo?

Las zonas no críticas (p.e. corredores) con frecuencia están sobre iluminados.

En las zonas que necesitan una iluminación mayor (oficinas de diseño, talleres, etc.) ésta se puede reducir en las actividades a deshora (limpieza, etc.)

El nivel general de iluminación en las zonas más iluminadas puede ser reducido a un nivel más moderado apoyado por iluminación más intensa para tareas especificas.

Examine los niveles de iluminación en todas las zonas de trabajo, implique al personal en esta actividad.

Disminuya la iluminación

en zonas no importantes quitando lámparas fluorescentes en las luminarias multitubos o algún punto de luz o sustituyendo luminarias.

Para trabajos

específicos use luces locales.



121


¿Se limpian las luces

anualmente?

Los difusores o lámparas sucias reducen enormemente la luz emitida.

Esto puede significar que se enciendan más puntos de luz.

Asegúrese que las luminarias se limpian por lo menos una vez al año.

¿Usa fotoceldas para controlar

automáticamente sus luces internas?

Las fotoceldas regulan de forma automática las luces cuando la luz natural es adecuada.

Instale fotoceldas para regular las luces internas cuando la luz natural es adecuada.

Aire comprimido


¿Es consciente su personal del alto

costo del aire comprimido?

La producción de aire comprimido es muy cara.

Se necesitan entre 5 y 10 KW para producir un Nm3/min., en función del tipo y las características del compresor.

Aproveche las reuniones de la empresa para concientizar al personal del alto costo del aire comprimido.

Use materiales

promocionales (posters, folletos, etc.) para recordarle al personal que las fugas de aire comprimido despilfarran dinero.

¿Tiene implantado un sistema de efectivo para

conocer las fugas?

Las fugas deben ser reparadas rápidamente para minimizar pérdidas y demostrar el compromiso de la empresa en el logro de ahorros.

Establezca un sistema para conocer fugas.

Asegúrese que todas las

fugas son reparadas inmediatamente.



122


¿Ha implantado un programa

periódico de pruebas y

reparación de fugas?

Las fugas son responsables de la mayor porción de las perdidas (comúnmente, el 40% de todas las perdidas) pero son sencillas de controlar.

Las pérdidas a través de un hueco de 5 mm de diámetro equivalen a perder 120 Nm3/h.

Es más fácil detectar las fugas durante los períodos en los que la demanda de aire es baja.

Durante los periodos tranquilos escuche e intente detectar las fugas y repárelas inmediatamente. Las fugas pequeñas pueden ser detectadas con agua jabonosa. Márquelas y repárelas.

Compruebe todos los empalmes, conectores, medidores y otros equipamientos.

Inspeccione todas las mangueras flexibles.

Compruebe el desgaste de las juntas de los cilindros operados neumáticamente.

Imponga un programa trimestral de pruebas/ reparaciones de fugas.

¿Están las tuberías de aire

comprimido que ya no se usan

permanentemente aisladas?

Las tuberías redundantes son una fuente potencial de fugas importantes.

A menos que se aíslen correctamente serán presurizadas al comienzo de cada turno. ¡Perdida de dinero!

Identifique las tuberías redundantes.

Corte permanentemente estas tuberías o quítelas. Las válvulas aislantes por sí solas no son fiables ya que pueden tener fugas.



123


¿Se genera el aire comprimido a la presión mínima

exigida?

Se necesita más energía para generar aire a una alta presión. ¡si lo genera a una presión menor ahorrará dinero!

La presión de generación normal es de 7 atm, pero si una presión de 6 atm es suficiente, se reducirán los costos en un 4%.

Compruebe si todos los equipos de aire comprimido pueden trabajar a la presión mínima. La presión de algunos compresores puede ser fácilmente ajustada. Si tiene dudas busque ayuda profesional.

Si usa pistolas de soplado, ¿están reguladas a la

presión recomendada?

Se recomienda que las pistolas de soplado no se operen a más de 2 atm.

La reducción de la presión de las pistolas de soplado desde la presión del sistema a la presión de utilización, reducirá sus costos operativos en un 60%

Compruebe la presión de las pistolas de soplado.

Ajuste la presión de las válvulas reguladoras de estas pistolas a un máximo de 2 atm.

Indique claramente en las etiquetas de las pistolas la presión máxima permitida.

¿Se paran los compresores

siempre que no haya

demanda de aire?

Mantener trabajando los compresores durante periodos en los que no hay demanda de aire lleva a un despilfarro del dinero.

Compruebe que los compresores se paran a la primera oportunidad.

Compruebe que los compresores se paran a la hora de comer si no hay demanda de aire.

Compruebe que no se arrancan los compresores antes de que haya necesidad de aire.

Compruebe periódicamente los



124

ajustes de los temporizadores.


¿Se limpian o cambian

a menudo los filtros de

aire de entrada?

Los filtros sucios producen perdidas de aire y malgastan dinero.

Establezca un sistema para comprobar los filtros del aire de entrada periódicamente.

Limpie los filtros de elementos reutilizables y cambie los desechables.

¿Es el sistema de tratamiento de aire

inspeccionado y mantenido

periódicamente?

La falta de un mantenimiento correcto y periódico del aire puede aumentar los costos del aire comprimido hasta un 30%.

Compruebe que los pre y los post filtros son limpiados o cambiados periódicamente.

Compruebe que las trampas de condensación funcionan correctamente.

Compruebe la eficiencia y condiciones de los secadores y controles de aire.

Compruebe que los intercambiadores de calor estén limpios.

¿Necesitan todas las zonas que

usan aire comprimido la

misma presión?

Quizás todo el sistema esté trabajando a alta presión sólo por unas cuantas máquinas.

Reduciendo la presión del sistema en el resto del sistema reducirá el consumo de aire y las fugas.

Considere la zonificación del sistema para suministrar aire a alta presión sólo donde haga falta.

Donde sea posible, instale válvulas de reducción de presión para suministrar baja presión al resto del sistema.



125


¿Ha cambiado las válvulas de

drenaje manual?

Las válvulas de drenaje manual son una alternativa poco eficiente para eliminar el agua.

A menudo son operadas durante períodos excesivamente largos o dejadas abiertas permanentemente.

Compruebe si todavía se usan válvulas manuales.

Instale y mantenga periódicamente válvulas de drenaje automático.

4.2.2 Sistema de Vapor


¿Controla la eficiencia de su

caldera?

Los depósitos de la combustión aumentan las temperaturas de los humos en las chimeneas. Esto indica una perdida de calor importante en la caldera.

Los depósitos calcáreos del agua también pueden causar un aumento en la temperatura de los humos.

Estudie instalar un termómetro en la chimenea. La caldera necesita limpiarse cuando la temperatura máxima de los gases en la chimenea aumenta más de 40o sobre la del registro del último servicio.

¿Esta correctamente

aislada su caldera?

Las calderas sin un adecuado aislamiento pierden calor hacia las zonas circundantes. Esto supone una perdida importante de dinero

Compruebe que la caldera este debidamente aislada (como mínimo 50 mm en el grosor del aislamiento) Si no están aisladas ponga una manta de roca mineral (muchos fabricantes suministran aislantes a la medida de sus unidades. Asegúrese que el aislante no interfiera con los quemadores o con el suministro de aire a la caldera.



126


¿Esta adecuadamente

aisladas todas las tuberías de distribución válvulas y acoples?

Las pérdidas de calor en las tuberías puede reducirse en un 70% aislándolas.

Se pierden cantidades importantes de calor por las válvulas (equivalente a pérdida de calor de tuberías de 1m) y acoples (equivalente a tuberías de 0.5m)

Inspeccionar las tuberías, válvulas y acoples en las cercanías de la caldera.

Cambiar los aislamientos en mal estado y recubrimientos del mismo.

Aísle todas las válvulas y acoples, de 50 o más milímetros, con camisas de extracción rápida.

¿Se limpia las orillas de la

superficie de transferencia térmica de la

caldera.?

Cualquier reducción en una caldera es indeseable. La mejor manera de tratar esta reducción no es dejarla de esta forma en primer lugar.

La formación de reducciones se previene por:

Tratamiento previo en la preparación del agua de la caldera (usar suavizadores de agua, desmineralizar, y ósmosis invertida para evitar la formación de reducciones en los minerales).

Inyección de químicos en el agua de alimentación de la caldera.

Adoptar prácticas apropiadas de la purga de la caldera.



127

5. CONCLUSIONES

Después de realizar la auditoria se encontraron que los motores de mayor

consumo presentan sobredimensionamiento.

Hay muchos proyectos que no fueron rentables financieramente por que las

horas de trabajo son de 2.800 horas al año. El costo de la electricidad es

bajo, por que la compañía se encuentran conectada a un nivel IV de tensión

(>62kV).

Los bancos de condensadores están bien dimensionados y compensan la

carga reactiva de la planta adecuadamente.

Es muy importante invertir en el medidor de gas, para poder valorar

exactamente el consumo de la planta y evaluar la eficiencia de los equipos

relacionados al sistema de vapor.

Se hace un buen aprovechamiento de la luz natural, disminuyendo el

consumo de energía utilizada para la iluminación de la planta, teniendo en

cuanta que las horas de trabajo de la misma son en la mañana.

Durante la inspección de la planta no se encontraron niveles altos de

distorsión armónica que afecten considerablemente a la red.

Al realizar la inspección se halló que las tuberías de vapor y condensado

están aisladas correctamente y tiene el espesor adecuado para las

necesidades del sistema.



128

Algunas partes del aislamiento del sistema de vapor se encuentran

incompletos o deteriorados, por lo tanto es recomendable hacer un

mantenimiento.

Se recomienda cambiar los motores paulatinamente por motores de alta

eficiencia, para brindar un mejor funcionamiento de los equipos de la planta

y un ahorro económico.

Encontramos que la iluminación presente en las oficinas de la planta es

fluorescente, con bombillas T12 y balastos electromagnéticos, se

recomienda cambiarlos por bombillas T8 con balastos electrónicos, no solo

en las oficinas de la planta sino también en la parte administrativa de la

empresa.

Las condiciones de aseo en la planta son óptimas y el personal siempre

está en procura de mantenerla limpia.

El personal de la planta está concientizado en las políticas energéticas de

ahorro y buscan mejorar las condiciones de los equipos para lograrlo.

La facultad en aras de mejorar los proyectos de grado relacionados al uso

racional de energía, en el futuro, debe invertir en nuevos equipos, para la

medida de energías diferentes a la eléctrica y poder tener un mejor campo

de análisis.

La Universidad debe involucrarse mas en el proceso administrativo y de

cubrimiento de los riesgos profesionales exigido por las empresas para

poder desarrollar cualquier proyecto de grado en el futuro.



129

BIBLIOGRAFIA

CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, Internacional dictionary of english, Press

Syndicate of the University of Cambrige.

DEPARTAMENT OF ENERGY USA, www.doe.gov

DONAL G. FINK, H. Wayne Beaty, Manual de ingeniería eléctrica, 13a edición, Mc

Graw Hill.

EDWARD H. COWERN, Cowern papers, baldor motors and drives,

www.baldor.com

ENCICLOPEDIA LAROUSSE, 1a Edición, marzo de 1989.

ENRIQUES HARPER, El A,B,C de la calidad de energía eléctrica, Capitulo 3.

IEEE Std. 519-1992, IEEE Recommended Practices and Requeriments for

Harmonics Control in Electrical Power System, April 12, 1993.

J. DAVID IRWIN, Análisis básicos de circuitos en ingeniería, 5a edición, Prince –

Hall Hispanoamericana, S.A.

JOHN J. GRAINGER, William D. Stevenson. Jr. Análisis de sistemas de potencia,

Mc Graw Hill.

RAMÓN GARCÍA – PELAYO Y GROSS, Diccionario moderno español – inglés,

Larousse.

YUNUS A CENGEL, Michael A. Boles, Termodinámica, Tomo 1, 2da edición, Mc

Graw Hill.


ANEXOS


130


ANEXO A

MEMORIA DE CÁLCULOS


131


1.9 POTENCIA EN CIRCUITOS TRIFÁSICOS BALANCEADOS1

La potencia total entregada por un generador trifásico o absorbida por una carga

trifásica se encuentra simplemente sumando la potencia de cada una de las tres

fases. En un circuito balanceado, esto sería lo mismo que multiplicar la potencia

en cualquier fase por 3, ya que ésta es la misma en las fases.

Si la magnitud de los voltajes al neutro Vp para una carga conectada en Y es

cnbnanp VVVV === (1.33)

y si la magnitud de las corrientes de fase Ip, para la misma carga es

cnbnanp IIII === (1.34)

la potencia total trifásica será

ppp IVP θcos3= (1.35)

donde θp es el ángulo por el cual la corriente de fase Ip atrasa el voltaje de fase Vp,

que es el ángulo de la impedancia en cada fase. Si |VL| e |IL| son las magnitudes

del voltaje de línea a línea VL, y de la corriente de línea, IL, respectivamente, se

tiene

3L

p

VV = y Lp II = (1.36)

que, al sustituir en la ecuación (1.35) da

pLL IVP θcos3= (1.37)

los vars totales son

ppp senIVQ θ3= (1.38)

pLL senIVQ θ3= (1.39)

1 Análisis de Sistemas de Potencia, Capítulo 1 Conceptos Básicos John J. Grainger y William D. Stevenson Jr., Mc Graw Hill


132


y los voltamperes de la carga son

Ll IVQPS 322 =+= (1.40)

Se usan las ecuaciones (1.37), (1.39) y (1.40) para calcular P, Q y |S| en redes

trifásicas balanceadas ya que, generalmente, se conocen el voltaje de línea a

línea, la corriente de línea y el factor de potencia cos θp. Cuando se habla de un

sistema trifásico se supones, a menos se indique otra cosa, condiciones

balanceadas; y se entenderá que los términos voltaje, corriente, y potencia se

refiere, a menos que se identifique de otra forma, al voltaje línea a línea, la

corriente de línea y la potencia trifásica total, respectivamente.

En los datos tomados a los transformadores en el estudio de URE en la compañía

de Pavco S.A. se tiene las siguientes tensiones de fase y de potencia trifásica

total.

Transformador General 1.600 kVA a 11.400/440V Tabla 1. Tensión y corriente máxima, promedio, mínima.

Línea Tensión VL (V) Corriente IL(A)

Máxima L3 266 1114

Promedio 261 812

Mínima L1 257 383

La tensión fase máxima, promedio y mínima respectivamente son:

VV

VV

VV

p

p

p

1483

257

1503

261

1533

266

==

==

==


133


La potencia máxima, promedio y mínima, respectivamente, consumida

presente son:

kVAS

kVAS

kVAS

1703832573

3678122613

2.51311142663

==

==

==

Transformador de Iluminación. Tabla 2. Tensión y corriente máxima, promedio, mínima.

Línea Tensión VL (V) Corriente IL(A)

Máxima L2 269 18

Promedio 265 12

Mínima L3 262 3

La tensión fase máxima, promedio y mínima respectivamente son:

VV

VV

VV

p

p

p

1513

261

1533

265

1553

269

==

==

==

La potencia máxima, promedio y mínima, respectivamente, consumida

presente son:

kVAS

kVAS

kVAS

36.132623

48.5122653

38.8182693

==

==

==


134


DESBALANCE DE VOLTAJE EN MOTORES2

El desbalance en el voltaje degrada el funcionamiento y acorta la vida de un motor

trifásico. El desbalance de voltaje en los terminales del estator del motor causa

desbalances de corriente en las fases que son desproporcionados con los

desbalances de voltaje. Los desbalances de corriente conducen pulsaciones en el

torque, vibraciones crecientes, tensiones mecánicas, pérdidas crecientes, y

recalentamiento en el motor, que da lugar a una vida mas corta en el aislamiento

de las bobinas.

El desequilibrio del voltaje es definido por la Nacional Electrical Manufacturers

Association (NEMA) como 100 veces el valor absoluto de la desviación máxima

de la línea de voltaje del voltaje promedio en un sistema trifásico, dividido por el

voltaje promedio. Por ejemplo, si la línea voltajes medida son 462, 463, y 455

voltios, el promedio son 460 voltios. El desequilibrio del voltaje es:

%1.1100460

)455460(=

− x

Se recomienda que los desequilibrios del voltaje en los terminales del motor no

excedan el 1%. Desequilibrios sobre el 1% requerir reducir la capacidad normal

del motor según el cuadro 20-2 de NEMA Mg-1-1993, Rev. 3, y las garantías de la

mayoría de los fabricantes. Las causas comunes del desequilibrio del voltaje

incluyen:

• Falla de operación en la corrección del factor de potencia en el equipo.

• Desbalance o inestabilidad en la fuente general de uso.

• Desbalance en el banco de transformadores que provee una carga trifásica,

que es demasiado grande para el banco.

2 Energy Tips Motor 2, Office of Industrial Technologies Energy Efficiency and Renewable Energy U.S. Departament of Energy. www.doe.gov, traducción de los autores.


135

http://www.doe.gov/


• Cargas monofásicas irregularmente distribuida en el mismo sistema de

energía.

• Monofásico no identificado en el sistema de fallas a tierra.

• Un circuito abierto en el sistema primario de distribución.

La eficiencia de un motor rebobinado, 1800-RPM, 100-HP se da en función del

desbalance del voltaje y la carga del motor en la siguiente tabla. La tendencia

general de la reducción de la eficiencia con voltaje creciente y desbalance se

observa para todos los motores en todas las condiciones de carga.

Tabla 3. Eficiencia del motor bajo condiciones de desbalance de voltaje

Eficiencia del Motor* Bajo Condiciones de Desbalance de Voltaje

Eficiencia del Motor %

Desbalance de Voltaje Motor a Plena

Carga % Nominal 1% 2.5%

100 94.4 94.4 93.0

75 95.2 95.1 93.9

50 96.1 95.5 94.1 * Los resultados varían dependiendo del diseño del motor, la velocidad, la eficiencia a carga plena, y del grado de los caballos de fuerza. Típicamente, los motores eléctricos tienen eficiencia máxima cerca del 75% a plena carga, pero el motor antedicho probado en el laboratorio demuestra otra cosa.

El desequilibrio del voltaje es probablemente el problema principal de la calidad de

la energía que resulta en el recalentamiento del motor y fallas prematuras en el

motor. Si el desbalance de voltaje es detectado, por medio de una investigación

cuidadosa para determinar la causa, los ahorros de energía y plata ocurren

cuando se toman las acciones correctivas.


136


En el estudio de Uso Racional de Energía en la planta de piso de la compañía

Pavco S.A., encontramos los siguientes desbalances de voltaje, de acuerdo a los

datos tomados.

Motor del Banbury (500 HP, 635 A, 1180 r.p.m.) Desbalance de Voltaje:

100min xV

VV

average

average −

El desbalance de voltaje para la primera muestra del motor es:

%38.0100262

261262=

− x

Tabla 4. Muestra del cálculo en Excel de desbalance de voltaje Tensión/L1 Tensión/L2 Tensión/L3 Tensión/III Abs(L1-III) Abs(L2-III) Abs(L3-III) Max Abs Desbalance

261 263 262 262 1 1 0 1 0.38% 261 263 262 262 1 1 0 1 0.38% 261 263 262 262 1 1 0 1 0.38% 261 263 262 262 1 1 0 1 0.38% 261 263 262 262 1 1 0 1 0.38% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76%

Desbalance Máximo: 0.79% Promedio: 0.63% Mínimo: 0.38% Abs(L1-III),Abs(L2-III),Abs(L3-III): Valor Absoluto de la diferencia entre las fases L1,L2,L3 y el promedio (III),

Max Abs: Máxima diferencia del valor absoluto.


137


Motor del Molino (125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.) El desbalance de voltaje para la primera muestra del motor es:

%76.0100262

264262=

− x

Tabla 5. Muestra del cálculo en Excel del desbalance de voltaje Tensión/L1 Tensión/L2 Tensión/L3 Tensión/III Abs(L1-III) Abs(L2-III) Abs(L3-III) Max Abs Desbalance

261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 260 263 261 261 1 2 0 2 0.77% 259 261 259 259 0 2 0 2 0.77% 257 261 258 258 1 3 0 3 1.16% 257 260 258 258 1 2 0 2 0.78% 257 260 258 258 1 2 0 2 0.78% 257 260 257 258 1 2 1 2 0.78% 257 260 258 258 1 2 0 2 0.78%



Motor de la Calandra 1 (100 HP, 122 A, 1770 r.p.m.) El desbalance de voltaje para la primera muestra del motor es:

%75.0100265

267265=

− x


264 267 265 265 1 2 0 2 0.75% 262 265 264 263 1 2 1 2 0.76% 263 266 265 264 1 2 1 2 0.76% 263 266 265 264 1 2 1 2 0.76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0.76% 260 263 262 261 1 2 1 2 0.77% 260 263 261 261 1 2 0 2 0.77% 260 262 261 261 1 1 0 1 0.38% 260 262 261 261 1 1 0 1 0.38% 259 262 261 260 1 2 1 2 0.77%




138


Motor de la Calandra 2 (75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.) El desbalance de voltaje para la primera muestra del motor es:

%78.0100258

260258=

− x


258 260 258 258 0 2 0 2 0.78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0.78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0.78% 256 259 257 257 1 2 0 2 0.78% 259 261 259 259 0 2 0 2 0.77% 257 260 258 258 1 2 0 2 0.78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0.78% 258 261 259 259 1 2 0 2 0.77% 260 262 260 260 0 2 0 2 0.77% 261 263 261 261 0 2 0 2 0.77%



Motor del Compresor (100 HP, 120 A, 1170 r.p.m.) El desbalance de voltaje para la primera muestra del motor es:

%78.0100258

260258=

− x


257 260 257 258 1 2 1 2 0,78% 257 260 257 258 1 2 1 2 0,78% 257 260 257 258 1 2 1 2 0,78% 258 260 258 258 0 2 0 2 0,78% 258 260 258 258 0 2 0 2 0,78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0,78% 258 261 258 259 1 2 1 2 0,77% 258 260 258 258 0 2 0 2 0,78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0,78% 257 259 257 257 0 2 0 2 0,78%


Max Abs: Máxima diferencia del valor absoluto. MILENA INÉS COGUA GONZÁLEZ DIEGO ENRIQUE LÓPEZ JIMÉNEZ

139


DESBALANCE DE VOLTAJE EN LOS TRANFORMADORES

Transformador General 1.600 kVA a 11.400/460V El desbalance de voltaje para la primera muestra del transformador es:

%38.0100264

265264=

− x


264 264 265 264 0 0 1 1 0,38% 262 262 264 262 0 0 2 2 0,76% 261 261 263 261 0 0 2 2 0,77% 260 260 261 260 0 0 1 1 0,38% 258 258 260 258 0 0 2 2 0,78% 257 258 259 258 1 0 1 1 0,39% 257 258 259 258 1 0 1 1 0,39% 260 260 262 260 0 0 2 2 0,77% 262 262 263 262 0 0 1 1 0,38% 262 262 264 262 0 0 2 2 0,76%




140


Transformador de Iluminación. El desbalance de voltaje para la primera muestra del transformador es:

%76.0100264

266264=

− x


263 266 264 264 1 2 0 2 0,76% 263 266 265 264 1 2 1 2 0,76% 264 268 266 266 2 2 0 2 0,75% 264 268 266 266 2 2 0 2 0,75% 264 267 265 265 1 2 0 2 0,75% 264 268 266 266 2 2 0 2 0,75% 265 268 266 266 1 2 0 2 0,75% 262 265 263 263 1 2 0 2 0,76% 263 266 264 264 1 2 0 2 0,76% 261 264 262 262 1 2 0 2 0,76%




141


DESBALANCE DE CORRIENTE EN MOTORES3

Los usuarios e instaladores de motores se cuestionan cuando se detectan un

desbalance de corrientes en motores trifásicos. Las preguntas que se hacen con

frecuencia son: ¿Hay algo mal con el motor? y ¿Cuanto desbalance actual se

puede tolerar? En este documento se procurará contestar estas preguntas.

HISTORIA

En los "buenos viejos días" lo único que se sabia del desbalance de corrientes de

fase era relacionado con algún problema dentro del motor, tales como un número

desequilibrado de vueltas en las bobinas, un espacio de aire desigual o

desbalance de voltajes de fase. Los problemas de espacio de la bobina o de aire

son definitivamente relacionados con el motor. Por otra parte el desbalance de

voltaje de fase es un problema del sistema de energía. El desbalance de voltaje

producirá generalmente desbalance de corrientes que son muchas veces mayores

que el porcentaje del desbalance de voltaje. La relación usada está cerca de 8:1.

Es decir un desbalance de voltaje de 1% podía crear un desbalance de corriente

de fase de un 8%.

Una manera muy poco científica de mirar el problema es: Suponga que un motor

tiene en su placa de identificación una corriente a plena carga de 10 amperios. A

carga completa los amperios en cada línea de las 3 fases agregadas juntas serían

10 + 10 + 10 o 30. Sin embargo, si la carga es igual pero las corrientes de la fase

son desbalanceadas, el total de las 3 líneas agregadas juntas serán siempre más

que el total de las corrientes balanceadas. En este caso las corrientes pudieron

ser 10.5, 11.3 y 12.1 para un total de 33.9. Ésta es una manera muy poco

científica de mirarlo, pero es exacta la descripción del efecto. Que esta medida de

corriente es alta en una de las líneas no significa que en las otras dos líneas se

3 Baldor Motor and Drive Cowern papers, pag 63-64. www.baldor.com


142


reducirán por igual. Puede ser dicho que el desbalance de corrientes da lugar

siempre a una temperatura de funcionamiento más alta, acortando la vida del

motor y la reducción de la eficiencia.

La pregunta siguiente es "¿Qué crea el desbalance de corrientes?". En pasados

años, si el motor no era el problema - la fuente del desbalance de corrientes era

desbalance de voltaje de fase. Cuando en las mediciones de la línea de voltaje a

partir de la fase A-B, B-C, y C-A, son diferencias altas perceptibles en los voltajes.

Las diferencias del voltaje explicarían el desbalance de corrientes.

En el mundo de hoy hay otros problemas que no son con frecuencia perceptibles

con las pruebas simples del voltaje. Un problema que crecer con preocupación, es

la distorsión del voltaje causada por los armónicos en las corrientes del sistema de

energía. Esto puede suceder si hay cargas no lineales en el área general que

atraen (ricas en armónicos) las corrientes del sistema de energía, pueden crear

distorsiones en la onda senoidal del voltaje normal que, alternadamente, puede

causar desbalance de corrientes en motores incluso cuando las diferencias del

voltaje de fase no son perceptible con un voltímetro. Por ejemplo, si usted

detectara un desbalance de corrientes del motor y tomó las medidas con un

voltímetro digital en las tres fases, puede ser que estén muy cerca de una a otra.

La tendencia natural bajo estas condiciones, sería culpar al motor por el problema.

Cuando esto sucede es necesario ir un paso más lejos para identificar o para

alejar el motor como la fuente del problema. La prueba es rotar las 3 fases. Si las

fases de la energía se etiquetan A, B y C y los cables del motor son conectados

con ellas y se etiquetan 1, 2, y 3, el cable #1 del motor sería conectado a la fuente

de alimentación con el cable B; el cable #2 del motor sería conectado a la fuente

de alimentación con el cable C; y el cable #3 del motor sería conectado a la fuente

de alimentación con el cable A. Moviendo en la fuente de alimentación las tres


143


líneas se mantendrán la misma dirección de rotación del motor. Las corrientes de

línea se registran en cada línea de energía antes y después que las conexiones se

cambien. Si la corriente alta de línea actual permanece con la línea de energía en

fase (por ejemplo, B), entonces el problema es mas bien un problema de la fuente

de alimentación más que un problema del motor. Si, sin embargo, se mueve con la

línea del motor, luego es un problema del motor. Esta prueba establecerá

claramente el problema, que será la fuente de alimentación o el motor.

¿CUÁNTO DESEQUILIBRIO SE PUEDE TOLERAR?

En general, esto depende de las condiciones que se encuentren. Si el motor está

conduciendo la carga y el más alto amperaje de las tres líneas está por debajo del

grado de la carga completa de la placa de identificación, es generalmente seguro

su funcionamiento. Si la línea alta está sobre el grado de la placa de identificación,

pero dentro del factor normal de amperios de servicio (para un motor con un factor

de servicio, normalmente 1.15) entonces sigue siendo probablemente seguro el

funcionamiento del motor. También, no es inusual hallar más desbalance de

corrientes por los amperajes utilizados en estas cargas. Finalmente, en general, si

la línea alta no excede el 10% sobre el promedio de las tres líneas, como se

demuestra en el ejemplo, es probablemente seguro el funcionamiento del motor.

Ejemplo:

Lectura de Placa FLA = 10.0 Factor de servicio: 1.15

Fases Amperios en carga A 10.6 B 9.8 C 10.2 Determinar el promedio:

amp2.102.103

8.96.10==

+


144


Determinar el % de diferencia:

%9.31002.10

2.106.10

100

=−

−

x

xI

II

average

averageseHighestPha

La tabla siguiente muestra algunas de las fuentes del desbalance de voltajes y de

corrientes junto con sus remedios posibles.

TABLA 11. Fuentes de Desbalance de Voltaje y de Corrientes.

Problema Solución Fusible fundido en el banco de

condensadores. Buscar, encontrar y remplazar el fusible

fundido.

Carga monofásica desigual en el sistema trifásico.

Localizar la carga monofásica y luego mejorar la distribución en el circuito

trifásico.

Desbalance de Voltaje para uso general

Si los voltajes entrantes son substancialmente desequilibrados,

especialmente en a carga ligera o en periodos sin carga, entrar en contacto con a empresa de servicio público y pedir que

corrijan el problema.

Distorsión de Armónicos

Localizar las fuentes de los armónicos y utilizar los filtros armónicos para controlar o reducir los armónicos. Instalar la línea de

reactores en existencia y nuevos controladores variables de frecuencia.

RESUMEN

Los desbalances de corrientes en motores trifásicos son indeseables pero una cantidad

pequeña se puede tolerar generalmente. Los desbalances de corriente excesivas pueden

acortar la vida del motor y aumentar el consumo de energía.


145



Pavco S.A., encontramos los siguientes desbalances de corriente, de acuerdo a

los datos tomados.

Motor del Banbury (500 HP, 635 A, 1180 r.p.m.)

Desbalance de Corriente:

100xI

II

average

averageseHighestPha −

El desbalance de corriente para la primera muestra del motor es:

%04.5100238

238250=

− x

Tabla 12. Muestra del en Excel cálculo del desbalance de corriente Corriente/L1 Corriente/L2 Corriente/L3 Corriente/III Desbalance

231 250 235 238 5.04% 230 250 234 238 5.04% 230 250 234 238 5.04% 231 250 235 238 5.04% 231 250 235 238 5.04% 231 250 235 238 5.04% 231 250 236 239 4.60% 232 250 236 239 4.60% 232 251 237 240 4.58% 232 250 236 239 4.60%

Desbalance Máximo: 6.23% Promedio: 4.43% Mínimo: 1.63%


146


Motor del Molino (125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.) El desbalance de corriente para la primera muestra del motor es:

%65.4100360.66

360.66447.68=

− x

Tabla 13. Muestra del cálculo en Excel del desbalance de corriente Corriente/L1 Corriente/L2 Corriente/L3 Corriente/III Desbalance

63.358 69.447 66.276 66.360 4.65% 63.663 69.828 66.734 66.741 4.63% 61.986 68.227 65.209 65.140 4.74% 62.138 68.989 65.819 65.648 5.09% 61.071 68.380 65.209 64.886 5.38% 62.977 70.895 67.725 67.199 5.50% 59.775 67.389 64.598 63.920 5.43% 59.622 67.694 65.285 64.200 5.44% 61.681 69.904 67.268 66.284 5.46% 61.376 69.599 66.963 65.979 5.49%


Motor de la Calandra 1 (100 HP, 122 A, 1770 r.p.m.) El desbalance de corriente para la primera muestra del motor es:

%9100449.24

449.24681.26=

− x


22.568 26.681 24.100 24.449 9% 22.491 26.833 24.100 24.474 10% 20.662 26.071 23.490 23.407 11% 15.858 20.277 18.380 18.171 12% 15.096 18.219 16.626 16.647 9% 20.433 25.309 22.804 22.848 11% 20.967 25.918 23.261 23.382 11% 21.729 26.452 23.795 23.992 10% 21.805 26.528 23.871 24.068 10% 21.577 26.376 23.643 23.865 11%



147


Motor de la Calandra 2 (75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.) El desbalance de corriente para la primera muestra del motor es:

%65.5100482.26

482.26977.27=

− x


27.066 27.977 24.405 26.482 5.65% 26.685 27.824 24.329 26.279 5.88% 26.609 27.748 24.253 26.203 5.90% 26.609 27.595 23.948 26.05 5.93% 27.142 28.205 24.634 26.66 5.80% 26.914 27.977 24.329 26.406 5.95% 26.685 27.824 24.253 26.254 5.98% 27.142 28.282 24.863 26.762 5.68% 27.295 28.663 25.168 27.042 5.99% 27.752 28.968 25.397 27.372 5.83%


Motor del Compresor (100 HP, 120 A, 1170 r.p.m.) El desbalance de corriente para la primera muestra del motor es:

%18.2100502.107

502.107847.109=

− x


107,727 109,847 104,933 107,502 2,18% 109,709 111,753 106,84 109,434 2,12% 108,337 110,381 105,315 108,011 2,19% 109,48 111,448 106,306 109,078 2,17% 107,269 109,542 104,399 107,07 2,31% 106,583 108,475 103,484 106,18 2,16% 109,556 111,448 106,382 109,128 2,13% 107,65 109,466 104,399 107,171 2,14% 109,404 111,295 106,153 108,95 2,15% 110,548 112,439 107,526 110,171 2,06%



148


DESBALANCE DE CORRIENTE

Transformador General 1.600 kVA a 11.400/440V

El desbalance de corriente para la primera muestra del transformador es:

%54.2100393

393403=

− x


383 395 403 393 2,54% 536 550 558 548 1,82% 548 567 576 563 2,31% 780 798 807 795 1,51% 1033 1051 1058 1047 1,05% 1060 1080 1085 1075 0,93% 1040 1061 1066 1055 1,04% 1044 1069 1072 1061 1,04% 1048 1073 1073 1064 0,85% 1075 1099 1101 1091 0,92%


Transformador de Iluminación. El desbalance de corriente para la primera muestra del transformador es:

%02.21100892.17

892.17653.21=

− x


21,653 18,066 13,957 17,892 21,02% 20,052 17,152 13,575 16,926 18,47% 20,052 16,237 14,033 16,774 19,54% 17,917 15,17 12,202 15,096 18,69% 18,603 16,847 12,279 15,909 16,93% 18,222 16,389 12,813 15,808 15,27% 18,298 17,152 12,813 16,087 13,74% 17,841 17,228 13,804 16,291 9,51% 18,374 17,457 14,872 16,901 8,72% 17,383 15,856 12,813 15,35 13,24%

Desbalance Máximo: 35.01% Promedio: 24.18% Mínimo: 8.72% MILENA INÉS COGUA GONZÁLEZ DIEGO ENRIQUE LÓPEZ JIMÉNEZ

149


TECNICA PARA ESTIMAR LA CARGA DEL MOTOR4

Los valores de la eficiencia de funcionamiento y de la carga del motor se deben

asumir o basar en medidas en el terreno y la información de la placa de

identificación del motor. La carga del motor se deriva típicamente de los datos en

kilovatio de la entrada una parte de la carga de un motor con respecto a su valor a

carga plena (cuando los kilovatios o el voltaje, el amperaje, y las lecturas del factor

de la energía están disponibles), con el cociente del producto de la tensión de

línea por la corriente de línea, o de una velocidad de funcionamiento a la relación

de plena carga de la correa.

Las ecuaciones usadas para estimar la carga del motor se resumen a

continuación. La técnica del kilovatio debe ser utilizada siempre que las medidas

del kilovatio de la entrada estén disponibles. Utilizar la técnica de la correa

solamente cuando las lecturas del tacómetro del estroboscópico son actuales y los

valores del kilovatio no está disponible. La velocidad a carga plena o síncrona para

el motor existente se puede extraer de la placa de identificación, mientras que las

características de la velocidad para los motores nuevos se obtienen de los

catálogos de los fabricantes.

4 Fact sheet, Replacing an oversized and underloaded electrical motor, pag. 1-2, Office of Industrial Technologies Energy Efficiency and Renewable Energy U.S. Departament of Energy. www.doe.gov


150


TECNICAS PARA ESTIMAR LA CARGA DEL MOTOR Técnica de kilovatio:

)/)746.0(*(1000/3*)100/(**

)/)746.0(*(

η

η

flHPpfIV

ML

flHPkWML

avgavg=

=

Donde: ML: carga del motor 0.746 factor de conversión de HP a kW kW: kilovatios de entrada Vavg: voltaje promedio de línea Iavg: corriente promedio de línea pf: factor de potencia HP: rango de potencia flη: eficiencia a plena carga (tomado de la Tabla 12)

Técnica del voltaje compensado por correa:

2

)( *)( ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−=

mea

rnpflsynch

measynch

VV

rpmrpm

rpmrpmML

Donde:

ML: carga del motor rpmsynch: velocidad en sincronismo rpmmea: velocidad medida rpmfl(np): velocidad a plena carga según la placa de identificación. Vr: rango de voltaje Vmea: voltaje medido


151


Tabla 12 NEMA Umbral de valores nominales a plena carga de la eficiencia para los motores económicos de energía (NEMA tabla 12-10 MG1) *

*El área sombreada indica las clases del motor cubiertas por los estándares de la eficiencia contenidos dentro del acta de la política energética de 1992.


152



Pavco S.A., se utilizó la técnica de kilovatio, teniendo en cuenta que los datos de

tensión y corriente promedio son de fase-fase, y los resultados obtenidos son los

siguientes.

Motor del Banbury (500 HP, 635 A, 1180 r.p.m.)

El porcentaje de carga de la primera muestra del motor será:

%84.3)8.95/)746.0*500((

)1000/)08.0*238*262*3((

%85.3)8.95/)746.0*500((

15

==

==

ML

ML

Tabla 20. Muestra del cálculo en Excel del porcentaje de carga HP= 500 r.p.m.: 1800 flη: 95.80%

P. Activa/III ML Tensión/III Corriente/III Factor pot./III ML 15 3.85% 262 238 0.08 3.84% 16 4.11% 262 238 0.08 3.84% 16 4.11% 262 238 0.08 3.84% 15 3.85% 262 238 0.08 3.84% 14 3.60% 262 238 0.08 3.84% 16 4.11% 262 238 0.08 3.84% 15 3.85% 262 239 0.08 3.86% 15 3.85% 262 239 0.08 3.86% 15 3.85% 262 240 0.08 3.88% 15 3.85% 262 239 0.08 3.86%

Porcentaje de carga Máxima: 210.09% Promedio: 40.73% Mínimo: 2.83%


153


Motor del Molino (125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.) El porcentaje de carga de la primera muestra del motor será:

%69.23)1.94/)746.0*125((

)1000/)45.0*36.66*262*3((

%99.23)1.94/)746.0*125((

770.23

==

==

ML

ML


P. Activa/III + ML Tensión/III Corriente/III Factor pot./III ML 23.770 23.99% 262 66.360 0.45 23.69% 24.367 24.59% 262 66.741 0.46 24.35% 22.278 22.48% 262 65.140 0.43 22.22% 23.349 23.56% 261 65.648 0.45 23.34% 23.524 23.74% 259 64.886 0.46 23.40% 26.963 27.21% 258 67.199 0.51 26.77% 22.437 22.64% 258 63.920 0.45 22.47% 23.052 23.26% 258 64.200 0.46 23.07% 26.122 26.36% 258 66.284 0.5 25.89% 25.455 25.69% 258 65.979 0.49 25.25%

Máxima: 30.43% Promedio: 10.22% Mínimo: 4.16%


154


Motor de la Calandra 1 (100 HP, 122 A, 1770 r.p.m.) El porcentaje de carga de la primera muestra del motor será:

%92.3)1.94/)746.0*100((

)1000/)16.0*449.24*265*3((

%09.4)1.94/)746.0*100((

242.3

==

==

ML

ML


P. Activa/III ML Tensión/III Corriente/III Factor pot./III + ML 3.242 4.09% 265 24.449 0.16 3.92% 3.364 4.24% 263 24.474 0.17 4.14% 2.628 3.31% 264 23.407 0.14 3.27% 1.910 2.41% 264 18.171 0.13 2.36% 1.787 2.25% 262 16.647 0.13 2.15% 2.523 3.18% 261 22.848 0.14 3.16% 2.716 3.43% 261 23.382 0.14 3.23% 3.242 4.09% 261 23.992 0.17 4.03% 3.224 4.07% 261 24.068 0.17 4.04% 3.207 4.05% 260 23.865 0.17 3.99%



155


Motor de la Calandra 2 (75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.) El porcentaje de carga de la primera muestra del motor será:

%32.11)6.93/)746.0*75((

)1000/)33.0*482.26*258*3((

%38.11)6.93/)746.0*75((

805.6

==

==

ML

ML


P. Activa/III ML Tensión/III Corriente/III Factor pot./III + ML 6.805 11.38% 258 26.482 0.33 11.32% 6.893 11.53% 257 26.279 0.34 11.52% 6.577 11.00% 257 26.203 0.32 10.82% 6.472 10.83% 257 26.05 0.32 10.75% 6.735 11.27% 259 26.66 0.32 11.09% 6.665 11.15% 258 26.406 0.32 10.94% 6.77 11.33% 257 26.254 0.33 11.17%

6.911 11.56% 259 26.762 0.33 11.48% 6.893 11.53% 260 27.042 0.32 11.29% 6.84 11.44% 261 27.372 0.31 11.11%



156


Motor del Compresor (100 HP, 120 A, 1170 r.p.m.) El porcentaje de carga de la primera muestra del motor será:

%39.10)6.93/)746.0*75((

)1000/)77.0*502.107*258*3((

%53.81)6.93/)746.0*100((

981.64

==

==

ML

ML


P. Activa/III ML Tensión/III Corriente/III Factor pot./III + ML 64,981 81,53% 258 107,502 0,77 80,39% 66,596 83,56% 258 109,434 0,78 82,89% 65,455 82,13% 258 108,011 0,78 81,82% 66,384 83,29% 258 109,078 0,78 82,62% 64,612 81,07% 258 107,07 0,77 80,06% 63,928 80,21% 257 106,18 0,77 79,09% 66,279 83,16% 259 109,128 0,78 82,98%

64,7 81,18% 258 107,171 0,77 80,14% 66,209 83,07% 257 108,95 0,78 82,21% 67,051 84,13% 257 110,171 0,78 83,13%

Máxima: 89.76% Promedio: 79.09% Mínimo: 63.64% La eficiencia a plena carga (flη) tomada para este motor es de un motor encerrado, cabe notar que la carga del compresor esta compartida con el funcionamiento de la cafetería la cual no es significativa para el estudio.


157


LIMITES DE DISTORCION ARMONICA NORMA IEEE-5195

3.3.1.LÍMITES DE DISTORSIÓN DE CORRIENTE Idealmente, la distorsión armónica causada por un usuario es limitada para un

nivel aceptable en cualquier punto del sistema, y el sistema entero sería operado

sin fuertes distorsiones armónicas en cualquier parte del mismo.

Los límites de distorsión armónica establecidos en esta norma son para establecer

la máxima distorsión de corriente permisible para un usuario, éstas

recomendaciones son relacionadas con el siguiente índice:

THD I: Distorsión de la demanda total en corriente. Es la distorsión de corriente

armónica en % de la demanda máxima de la corriente de carga (15 ó 30 min de

demanda).

El THD I está definido como:

1

2

2

I

nITHDI n

∑∞

==

Los límites dados en las tablas son usados como valores de diseño del sistema

para casos extremos de operaciones normal, (condiciones de duración no

mayores de una hora). Para períodos cortos, durante condiciones de arranque o

condiciones inusuales, los limites pueden ser excedidos por un 50%.

Estas tablas pueden ser aplicadas para rectificadores de seis puntos y situaciones

de distorsión general.

5 El A.B.C. de la calidad de la energía eléctrica, Capitulo 3 Fuentes Armónicas y sus Efectos Enrique Harper


158


La tabla lista los límites de corriente armónica basadas sobre el tamaño de la

carga con respecto al tamaño de los sistemas de potencia para el cual la carga es

conectada.

Es recomendado que la corriente de carga (Ic) sea calculada como el promedio de

la corriente de demanda máxima de 12 meses anteriores.

TABLA 3.3 LÍMITES DE DISTORSIÓN DE CORRIENTE PARA SISTEMAS DISTRIBUCIÓN

GENERALES

MÁXIMA DISTORSIÓN DE CORRIENTE ARMÓNICA EN PORCENTAJE DE LA CORRIENTE DE CARGA

ARMÓNICAS DE ORDEN INDIVIDUAL (IMPARES)

ICC/IC <11 11≤h<17 17≤H<23 23≤h<35 35≤h THD I(%)

<20 4.00 2.00 1.50 0.60 0.30 5

20<50 7.00 3.50 2.50 1.00 0.50 8

50<100 10.00 4.50 4.00 1.50 0.70 12

100<1000 12.00 5.50 5.00 2.00 1.00 15

>1000 15.00 7.00 6.00 2.50 1.40 20


159


TABLA 3.4 LÍMITES DE DISTORSIÓN DE CORRIENTE PARA SISTEMAS DE

SUBTRANSMISIÓN (69,001 V HASTA 161,000 V)



ICC/IC <11 11≤h<17 17≤H<23 23≤h<35 35≤h THD I(%)

<20 2.00 1.00 0.75 0.30 0.15 2.50

20<50 3.50 1.75 1.25 0.50 0.25 4.00

50<100 5.00 2.50 2.00 0.75 0.35 6.00

100<1000 6.00 2.75 2.50 1.00 0.50 7.50

>1000 7.50 3.50 3.00 1.25 0.70 10.00

TABLA 3.5

LÍMITES DE DISTORSIÓN DE CORRIENTE PARA SISTEMAS TRANSMISIÓN GENERALES (>160 kV) DE GENERACIÓN Y COGENERACIÓN DISPERSA



ICC/IC <11 11≤h<17 17≤H<23 23≤h<35 35≤h THD I(%)

<50 2.00 1.00 0.75 0.30 0.15 2.50

>50 3.00 1.50 1.15 0.45 0.22 3.75


160


3.3.2 LÍMITES DE DISTROSIÓN DE VOLTAJE

Los límites de distorsión de voltaje recomendados en la tabla 3.5, son

relacionados con el siguiente índice:

THD V: Distorsión de voltaje armónico total en porciento del voltaje de frecuencia

fundamental nominal.

El THD V: está definido como:

1

2

2

V

nVTHDV n

∑∞

==

Los limites listados en la tabla 3.6 son usados como valores dados del sistema

para “casos extremos” de operación normal (condiciones perdurablemente

grandes, como de una hora).

Para períodos cortos, durante condiciones inusuales o arranque de motores, los

límites pueden ser excedidos en un 50%.

TABLA 3.6 LÍMITES DE DISTROSIÓN DE VOLTAJE

VOLTAJE DEL BUS EN EL PUNTO DE

ACOPLAMIENTO COMÚN (PCC)

PORCIENTO DE DISTORSIÓN

ARMÓNICA INDIVIDUAL DE VOLTAJE

PORCIENTO DE DISTROSIÓN

ARMÓNICA TOTAL DE VOLTAJE (THD V)

69 kV y menores 3.0 5.0

69.001 Hasta 161 kV 1.5 2.5

161.001 y mayores 1.0 1.5


161


Después de determinar en las tablas los limites de distorsión para la tensión THD

5% y para la corriente TDD 8% se realizan las siguientes graficas:

Transformador General 1.600 kVA a 11.400/460V

Calculo THD promedios en tensión THD promedio:

THD prom (%)=n

THDVTHDVVTHD 321 ++

Donde:

THDV1, V2,V3 : distorsión de voltaje en cada una de las líneas.

N: numero de muestras.

El THD promedio de voltaje para la primera muestra del transformador es:

THD prom (%)= %23.23

3.22.22.2=

++

Tabla 25. Muestra del cálculo en Excel THD promedio

Fecha Tiempo Minutos

THD (%)_V1

THD (%)_V2

THD (%)_V3

THD(%) PROMEDIO

07/09/2004 6:30:00 10 2,2 2,2 2,3 2,23 07/09/2004 6:40:00 10 2,1 2,2 2,3 2,20 07/09/2004 6:50:00 10 2,1 2,2 2,3 2,20 07/09/2004 7:00:00 10 2,2 2,1 2,3 2,20 07/09/2004 7:10:00 10 2,2 2 2,2 2,13 07/09/2004 7:20:00 10 2,3 2,3 2,4 2,33 07/09/2004 7:30:00 10 2,2 2,1 2,4 2,23 07/09/2004 7:40:00 10 2,2 2,1 2,3 2,20


162


Se grafica los THD promedios hallados anteriormente contra el tiempo de

muestreo.

Figura 1. THD promedio contra tiempo de muestreo

THD PROMEDIO (%) VS TIEMPO

0,000,501,001,502,002,503,003,50

6:30

:00

7:00

:00

7:30

:00

8:00

:00

8:30

:00

9:00

:00

9:30

:00

10:0

0:00

10:3

0:00

11:0

0:00

11:3

0:00

12:0

0:00

12:3

0:00

13:0

0:00

T IEM P O (min)

T H D P R OM (%)

Teniendo los THD promedio se realiza un porcentaje de tiempo mirando cuantas

muestras sobrepasan los THD establecidos en la siguiente tabla.

Tabla 26. Muestra del cálculo en Excel tiempo en minutos correspondientes THD (%)

TIEMPO (min) THD (%)

70 2,0% 130 2,2% 40 2,4% 90 2,6% 40 2,8% 0 3,0%

10 3,2% 0 3,4% 0 3,6% 0 3,8% 0 4,0%


163


Figura 2. Porcentaje del THD promedio contra tiempo

THD PROMEDIO Vs TIEMPO

0,0%

0,5%

1,0%

1,5%

2,0%

2,5%

3,0%

3,5%

4,0%

4,5%

0 50 100 150

TIEMPO (min)

THD

PR

OM

EDIO

(%)

Se obtiene la grafica de tiempo (min) contra THD promedios de esta grafica se

halla la curva de duración de los THD promedios, pasando el tiempo a porcentaje.

La curva de duración de THD es utilizada para estimar si la distorsión armónica

presente en el equipo se encuentra en un porcentaje de tiempo crítico.

Figura 3. Curva de duración THD en tensión

CURVA DE DURACION THD EN TENSION

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

0 20 40 60 80 100TIEMPO (%)

THD

PR

OM

EDIO

(%

2,27%


164


Calculo TDD promedio en corriente THD promedio:

THD prom (%)=n

THDITHDIITHD 321 ++

Donde:

THD I1, I2,I3 : distorsión de corriente en cada una de las líneas.

N: numero de muestras


THD prom (%)= %2.63

9.62.64.5=

++

Tabla 27. Muestra del cálculo en Excel THD promedio Fecha

Tiempo Corriente/III THD (%)_I1 THD (%)_I2 THD (%)_I3 THD PROMEDIO

(%) 10/09/2004 6:00:00 393 5,4 6,2 6,9 6,2 10/09/2004 6:10:00 548 2,9 2,5 3,2 2,9 10/09/2004 6:20:00 563 2,8 3 3,7 3,2 10/09/2004 6:30:00 795 2,4 2,6 3,1 2,7 10/09/2004 6:40:00 1047 1,5 1,2 1,6 1,4 10/09/2004 6:50:00 1075 2,9 2,6 3,3 2,9 10/09/2004 7:00:00 1055 1,6 1,3 1,7 1,5 10/09/2004 7:10:00 1061 3 2,7 3,2 3,0 10/09/2004 7:20:00 1064 2,5 2,2 2,7 2,5


165


Se grafica los THD promedios hallados anteriormente contra la corriente promedio. Figura 4. Porcentaje del THD contra corriente promedio

THD (%) VS CORRIENTE

0,01,02,03,04,05,06,07,0

393

563

1047

1055

1064

1067

1098 998

992

546

513

474

482

473

482

1004

1037

1027 860

505

1103

C OR R IEN T E (A )

T H D P R OM (%)

THD PROM EDIO (%)

TDD promedio:

TDD prom (%)=promi

IpromTHDprommax

*

Donde:

THD I: distorsión de corriente en cada una de las líneas.

Iprom: Corriente promedio de cada dato

Imax prom: corriente máxima promedio registrada en toda la muestra.

El TDD promedio de corriente para la primera muestra del transformador

es:

TDD prom (%)= %2.21301393*2.6 =


166



Fecha Tiempo Corriente/IIITHD PROMEDIO

(%) TDD (%) 10/09/2004 6:00:00 393 6,2 2,2 10/09/2004 6:10:00 548 2,9 1,4 10/09/2004 6:20:00 563 3,2 1,6 10/09/2004 6:30:00 795 2,7 1,9 10/09/2004 6:40:00 1047 1,4 1,4 10/09/2004 6:50:00 1075 2,9 2,9 10/09/2004 7:00:00 1055 1,5 1,5 10/09/2004 7:10:00 1061 3,0 2,9 10/09/2004 7:20:00 1064 2,5 2,4 10/09/2004 7:30:00 1091 2,9 2,9 Máx. Valor

I (A) 1103

Figura 5. TDD promedio contra tiempo de muestreo

TDD (%)

0,00,51,01,52,02,53,03,54,0

T IEM P O (min )

T D D (%)

T D D (%)

Teniendo los TDD promedio se realiza un porcentaje de tiempo mirando cuantas

muestras sobrepasan los TDD establecidos en la siguiente tabla.


167


Tabla 29. Muestra del cálculo en Excel tiempo en minutos correspondientes TDD (%)

TIEMPO (min) TDD(%)

60 0,5 160 1 70 1,5 40 2 50 2,5 40 3 0 3,5 0 4

Figura 6. TDD promedio contra tiempo

TDD(%) VS TIEMPO

02

46

0 50 100 150 200

TIEMPO (min)

TDD

(%)

Se obtiene la grafica de tiempo (min) contra TDD promedios de esta grafica se

halla la curva de duración de los TDD promedios, pasando el tiempo a porcentaje.


168


Transformador iluminación 100 kVA a 440/208V Calculo THD promedios en tensión THD promedio:

THD prom (%)=n

THDVTHDVVTHD 321 ++

Donde:

THDV1, V2,V3 : distorsión de voltaje en cada una de las líneas.

N: numero de muestras.


THD prom (%)= %8.23

9.28.27.2=

++


Fecha Tiempo THD

(%)_V1 THD

(%)_V2 THD

(%)_V3 THD

PROMEDIO(%) 28/07/2004 10:30:00 2,7 2,8 2,9 2,8 28/07/2004 10:45:00 2,7 2,9 2,9 2,8 28/07/2004 11:00:00 2,8 2,8 2,9 2,8 28/07/2004 11:15:00 2,8 2,9 2,8 2,8 28/07/2004 11:30:00 2,5 2,6 2,5 2,5 28/07/2004 11:45:00 2,9 3 3,1 3,0 28/07/2004 12:00:00 2,7 2,9 3 2,9 28/07/2004 12:15:00 2,9 3 3,1 3,0 28/07/2004 12:30:00 2,6 2,8 2,9 2,8 28/07/2004 12:45:00 2,6 2,7 2,9 2,7 28/07/2004 13:00:00 2,7 2,8 2,9 2,8


169


Se grafica los THD promedios hallados anteriormente contra el tiempo de

muestreo.

Figura 7. THD promedio contra tiempo

THD PROMEDIO (%) VS TIEMPO

00,5

11,5

22,5

33,5

4

10:3

0:00

11:1

5:00

12:0

0:00

12:4

5:00

13:3

0:00

14:1

5:00

15:0

0:00

15:4

5:00

16:3

0:00

17:1

5:00

18:0

0:00

18:4

5:00

19:3

0:00

20:1

5:00

21:0

0:00

21:4

5:00

T IEM P O (min)

T H D P R OM (%)

Teniendo los THD promedio se realiza un porcentaje de tiempo mirando cuantas

muestras sobrepasan los THD establecidos en la siguiente tabla.


170


Tabla 31. Muestra del cálculo en Excel tiempo en minutos correspondientes THD (%)

TIEMPO (mín.)

TIEMPO (%) THD (%)

15 2% 2,5 15 2% 2,7 90 13% 2,8 45 7% 2,9 150 22% 3,0 120 17% 3,1 90 13% 3,2 60 9% 3,3 75 11% 3,4 30 4% 3,5

Figura 8. Porcentaje del THD promedio contra tiempo

THD PROMEDIO(%) VS TIEMPO

01234

0 50 100 150 200

TIEMPO (min)

THD

PR

OM

EDIO

(%

)

Se obtiene la grafica de tiempo (mín.) contra THD promedios de esta grafica se

halla la curva de duración de los THD promedios, pasando el tiempo a porcentaje.

La curva de duración de THD es utilizada para estimar si la distorsión armónica

presente en el equipo se encuentra en un porcentaje de tiempo crítico.


171


Figura 9. Curva de duración del THD en tensión

CURVA DE DURACION THD EN TENSION

00,5

11,5

22,5

33,5

0% 20% 40% 60% 80%TIEMPO (%)

THD

PR

OM

EDIO

(% 3,0%

Calculo TDD promedio en corriente THD promedio:

THD prom (%)=n

THDITHDIITHD 321 ++

Donde:

THD I1, I2,I3 : distorsión de corriente en cada una de las líneas.

N: numero de muestras

El THD promedio de voltaje para la segunda muestra del transformador es:

THD prom (%)= %5.53

7.72.56.3=

++


172



Tiempo Corriente/III THD (%)_I1 THD (%)_I2 THD (%)_I3 THD PROMEDIO (%)

10:30:00 17,9 0 0 0 0 19:00:00 10,0 3,6 5,2 7,7 5,50 17:45:00 8,6 7,2 8,1 12 9,10 17:30:00 9,6 6,5 8,9 11,1 8,83 21:15:00 9,3 5,6 6,2 18,1 9,97 21:45:00 9,7 5,7 6,3 17 9,67 19:45:00 9,3 5,8 7,9 16,5 10,07 17:15:00 9,9 6,6 7,4 14,9 9,63 19:15:00 9,2 5,7 7,7 17,9 10,43 20:45:00 9,3 5,9 7 18,5 10,47

Se grafica los THD promedios hallados anteriormente contra la corriente promedio. Figura 10. THD promedio contra tiempo

THD (%) VS CORRIENTE

02468

1012141618

17,9 9,6

9,3

9,3

9,7

6,6

14,0

11,3

10,3

12,3

12,1

12,8

16,1

15,4 9,5

15,9

C OR R IEN T E (A )

T H D P R OM (%)

THD PROMEDIO (%)

TDD promedio:

TDD prom (%)=promi

IpromTHDprommax

*

Donde:

THD I: distorsión de corriente en cada una de las líneas.

Iprom: Corriente promedio de cada dato


173


Imax prom: corriente máxima promedio registrada en toda la muestra.

El TDD promedio de corriente para la primera muestra del transformador

es:

TDD prom (%)= %1.39.17

10*1.3 =


Fecha Tiempo Corriente/III THD PROMEDIO (%)

TDD PROMEDIO(%)

28/07/2004 10:30:00 17,9 0 0 28/07/2004 19:00:00 10,0 5,50 3,1 28/07/2004 17:45:00 8,6 9,10 4,4 28/07/2004 17:30:00 9,6 8,83 4,8 28/07/2004 21:15:00 9,3 9,97 5,2 28/07/2004 21:45:00 9,7 9,67 5,2 28/07/2004 19:45:00 9,3 10,07 5,2 28/07/2004 17:15:00 9,9 9,63 5,3 28/07/2004 19:15:00 9,2 10,43 5,4

CORRIENTE Máx. 17,9

Figura 11. THD promedio contra tiempo de muestreo

TDD (%)

0123456789

10

T IEM P O (min )

T D D (%)

T D D P R OM ED IO(%)

Teniendo los TDD promedio se realiza un porcentaje de tiempo mirando cuantas

muestras sobrepasan los TDD establecidos en la siguiente tabla.


174


Tabla 34. Muestra del cálculo en Excel tiempo en minutos correspondientes TDD (%)

TIEMPO(%) TIEMPO (min) TDD(%)

2% 15 0 2% 15 3,1 2% 15 4,4 2% 15 4,8 7% 45 5,2 2% 15 5,3 4% 30 5,4 4% 30 5,5 7% 45 5,6 7% 45 5,7 2% 15 5,9 2% 15 6 4% 30 6,1 4% 30 6,5 4% 30 6,6 2% 15 6,7 2% 15 6,8

Figura 12. THD promedio contra tiempo

TDD(%) VS TIEMPO

02468

10

0 10 20 30 40 50

TIEMPO (min)

TDD

(%)

Se obtiene la grafica de tiempo (mín.) contra TDD promedios de esta grafica se

halla la curva de duración de los TDD promedios, pasando el tiempo a porcentaje


175


Figura 13. Curva de duración TDD promedio en corriente

CURVA DE DURACION TDD PROMEDIO EN CORRIENTE

0

2

4

6

8

10

0% 10% 20% 30% 40%TIEMPO (%)

THD

PR

OM

EDIO

(%

5%


176


AMPERIOS, VATIOS, FACTOR DE POTENCIA Y EFICIENCIA ¿ QUE ES LO QUE USTED REALMENTE PAGA ?6

INTRODUCCION Parece haber una gran confusión entre los usuarios de motores eléctricos con

respecto a la importancia relativa del factor de potencia, de la eficiencia y del

amperaje de la energía, con respecto a gastos de operación. La información

siguiente debe ayudar a poner estos términos en una perspectiva apropiada.

En el riesgo de tratar estos artículos en diferente orden, puede ser que sea

provechoso entender que en una cuenta eléctrica, comercial, industrial o un

residencial, la unidad de medida básica es el kilovatio hora. Esta es una medida

de la cantidad de energía que se entregue. En muchos aspectos, la hora del

kilovatio se podría comparar a una tonelada de carbón, a un pie cúbico de gas

natural, o a un galón de gasolina, en que es una unidad básica de energía. La

hora del kilovatio no se relaciona directamente con los amperios, y en ningún lugar

de la cuenta eléctrica usted encuentra referencia a los amperios que se han

utilizado. Es de vital importancia observar esta distinción. Usted esta pagando la

cuenta por kilovatio horas: usted no paga necesariamente amperios.

FACTOR DE POTENCIA

Quizás la confusión más grande se presenta debido al hecho que en nuestra

educación de ciencias, nosotros decimos que la fórmula para los vatios era voltios

por el tiempos de los amperios. Este fórmula, vatios = voltios x amperios, es

perfectamente verdad para los circuitos actuales directos. También trabaja en

algunas cargas de C.A. tales como bombillas incandescentes, calentadores de

cuarzo, elementos de calefacción de la gama eléctrica, y otro equipo de esta

naturaleza general. Sin embargo, cuando las cargas implican una inductancia

6 BALDOR MOTORS AND DRIVES, COWERN PAPERS, www.baldor.com


177

http://www.baldor.com/


llamada característica, la fórmula tiene que ser alterada para incluir un nuevo

término llamado factor de potencia. Así, la nueva fórmula para las cargas

monofásicas se convierte, vatios es igual a voltios x amperios x factor de potencia.

El nuevo término, factor de potencia, está implicado siempre en los usos donde se

utiliza la corriente ALTERNA y los elementos magnéticos inductivos existen en el

circuito. Los elementos inductivos son dispositivos magnéticos tales como bobinas

del solenoide, bobinas del motor, bobinas del transformador, baladros de la

luminaria fluorescente, y equipo similar que tengan componentes magnéticos

como parte de su diseño.

Mirando el flujo eléctrico en este tipo de dispositivo, encontraríamos que hay,

esencialmente, dos componentes. Una porción se absorbe y se utiliza para hacer

el trabajo útil. Esta porción se llama la potencia real. La segunda porción se toma

literalmente a la compañía de energía y se utiliza para magnetizar la porción

magnética del circuito. Debido a la naturaleza que invierte la C.A., esta energía

tomada es regresada posteriormente al sistema de energía cuando el ciclo de la

C.A. se invierte. Este préstamo y el regreso ocurre continuamente. El factor de

potencia entonces se convierte en una medida de la cantidad de energía

verdadera que sea utilizada, dividido por la cantidad total de energía, ambas

tomadas y regresadas al sistema. La gama de valores para el factor de potencia

son a partir de cero a 1.0. Si toda la energía se toma y se regresa sin ser utilizada,

el factor de potencia sería cero. Si por otra parte, toda la energía suministrada de

la línea de energía se utiliza y no se regresa nada, el factor de potencia se

convierte en 1.0. En el caso de los elementos de calefacción eléctricos, bombillas

incandescentes, etc., el factor de potencia es 1.0. En el caso de motores

eléctricos, el factor de la energía es variable y cambia con la cantidad de carga

que se aplique al motor. Así, un motor que funciona en un banco de trabajo, sin la

carga aplicada al eje, tendrá un factor bajo de la energía (quizás 0.1 o el 10%), y

un motor que funciona en la carga completa, conectada con una bomba o un


178


ventilador puede0 tener un factor de la energía relativamente alta (quizás 0.88 o el

88%).

Entre el punto de no carga y el punto de carga completa, los aumentos del factor

de potencia son en equilibrio con la carga de los caballos de fuerza que se

apliquen al motor. Estas tendencias se pueden considerar en los diagramas típicos

de los datos de funcionamiento del motor que se demuestran en el figura 1.

EFICIENCIA

Ahora, vamos a considerar uno de los elementos más críticos implicados en

gastos de explotación del motor. Ésta es la eficiencia. La eficiencia es la medida

para saber si el motor eléctrico convierte bien la energía que se compra en trabajo

útil. Por ejemplo, un calentador eléctrico tal como el elemento en una estufa

eléctrica, convierte 100% de la energía entregada en calor. En otros dispositivos

tales como motores, no toda la energía comprada se convierte en energía usable.

Cierta porción se pierde y no es recuperable porque se expende en las pérdidas

asociadas en el funcionamiento del dispositivo. En un motor eléctrico, estas

pérdidas típicas son las pérdidas de cobre, pérdidas en el hierro, y las pérdidas

supuestas de la fricción asociadas al hacer girar el rotor y los cojinetes al mover el

aire de enfriamiento a través del motor.

En un motor eficiente de energía, las pérdidas son reducidas usando los diseños

que emplean mejores grados de material, más material y de mejor diseños, para

reducir al mínimo en los elementos que contribuyen a las pérdidas en el motor.

Por ejemplo, en un motor de 10 HP, un Super E con un diseño de energía

eficiente puede tener una eficiencia a carga completa del 91.7%, esto significa

que, a carga completa (HP 10), convierte 91.7% de la energía que recibe en


179


trabajo útil. Un motor menos eficiente puede tener una eficiencia de el 82%, que

indicaría que convierte solamente el 82% de la energía en trabajo útil.

En general, la eficiencia de motores será relativamente constante a partir de la

50% a 100% de la carga clasificada.

AMPERIOS

Ahora, la discusión de los amperios. Los amperios son una indicación del flujo de

la corriente eléctrica en el motor. Este flujo incluye ambos, la prestada y también la

energía usada. En los niveles bajos de carga, la energía prestada es un alto

porcentaje de la energía total. Mientras que la carga aumenta en el motor, la

energía prestada se convierte en un factor cada vez menor y la energía usada

llega a ser mayor. Así, hay un aumento en el factor de potencia pues la carga en el

motor aumenta. A medida que la carga continúa aumentando más allá del 50% del

grado del motor, el amperaje comienza a aumentar en una relación casi lineal.

Esto se puede ver en el Figura 1.

RESUMEN

La figura 1 demuestra los artículos significativos que se han discutido, como

diagramas de eficiencia, del factor potencia y de vatios, pues se relacionan con los

caballos de fuerza. El factor más significativo de todo éstos es el requisito de los

vatios del motor para los varios niveles de la carga porque son los vatios que

determinarán los gastos de explotación del motor, no el amperaje.

El cliente que tiene un factor extremadamente bajo de energía en el sistema

eléctrico de la planta total, puede ser penalizado por su empresa de servicio

público porque él está pidiendo prestada una energía eficiente sin pagar por ella.

Cuando este tipo de la carga es impuesta en el cliente, esto generalmente se

llama una penalidad en el factor de potencia. En general, las penas del factor


180


potencia se imponen solamente en clientes industriales grandes y raramente en

clientes más pequeños sin importar su factor potencia. Además, hay una gran

variedad en los tipos de clientes de la energía tales como establecimientos

comerciales, hospitales, y algunas plantas industriales que intrínsecamente

funcionan en los factores potencia muy alta. Así, el factor de potencia de los

motores pequeños individuales que se agregan al sistema, no tendrá ningún

efecto significativo en el factor total de la energía de la planta.

Por está razón que se puede hacerse está afirmación combinada, el aumento en

la eficiencia de un motor puede reducir los kilovatios hora consumidos y el costo

de la energía para todas las clases de usuarios de la misma, sin importar su

situación particular en la tarifa o el factor de potencia. Este mismo tipo de

afirmación no se puede hacer concerniente a factor potencia.

Figura 1.


181


Para la eficiencia de los motores de la planta se toma como parámetro los datos

a descripción del procedimiento tomado para encontrar la eficiencia de estos

ROCEDIMIENTO.

de un motor estándar de la base de datos del programa MotorMaster7, y con la

ayuda de las herramientas de Excel para encontrar la línea de tendencia, se

grafica la eficiencia de los motores en base a los datos tomados. Al mismo tiempo

se tomaron los datos de motores de alta eficiencia, de la misma base de datos,

para hacer la comparación del estado actual de los motores y ver la importancia

de cambiar estos a motores de alta eficiencia, adicionalmente se mostrara graficas

de corriente, potencia activa y factor de potencia.

L

motores es el siguiente:

P

os de tiempo, potencia activa, factor de potencia, y corriente

2. empo.

atos de la potencia activa, y

4. torMaster, transcribir las eficiencia al 100%,

5. ncia tomada antes contra la potencia en caballos de fuerza

de:

1. Tomar los dat

promedio del analizador de redes.

Graficar Potencia Activa contra el ti

3. Organizar en forma descendente los d

graficarlos contra el tiempo.

De la base de datos del Mo

75%, 50%, 25% de la carga de un motor estándar según las características

de cada motor.

Graficar la eficie

(HP), utilizar la herramienta de Excel para encontrar la línea de tendencia

de la grafica, mostrar la ecuación de la misma. Por medio de esta ecuación

comprobar los datos de la eficiencia. Hallar los kilovatios (kW) por medio

EffHPkW )746.0(

= .

7 MotorMaster, programa del Departmen of Energy de los Estados Unidos, www.doe.gov


182

http://www.doe.gov/


6.

, 50%, 25% de carga de un motor Premium según las características

de cada motor, y repetir el paso 5.

cuación de la misma.

11. ciencia, Potencia Activa, Corriente, y Factor de

remium no

El

CÁ

De la base de datos del MotorMaster, transcribir las eficiencia al 100%,

75% la

7. Graficar los kilovatios del motor estándar contra los kilovatios del motor

Premium y utilizar la herramienta de Excel para encontrar la línea de

tendencia de la grafica, mostrar la e

8. La eficiencia estándar se calcula por medio de la ecuación que se halló en

el paso 5 y se toma los datos de la potencia activa en cada momento de la

muestra del motor en H.P.

9. La eficiencia premium se calcula por medio de la ecuación que se halló en

el paso 6 y se toma los datos de la potencia activa en cada momento de la

muestra del motor en H.P.

10. Los kilovatios de consumo del motor premium, se hallan por medio de la

ecuación del paso 7, y se toman los datos de la potencia activa.

Por ultimo se grafica la Efi

Potencia contra los caballos de fuerza (HP), del motor estándar y del motor

Premium, los datos de Corriente y Factor de Potencia del motor p

se pueden graficar por no poder calcular estos datos.

procedimiento esta elaborado en hojas de Excel, ubicados en la carpeta

LCULOS del CD adjunto.


183


Motor del Banbury (500 HP, 635 A, 1180 r.p.m.) Figura 14. Potencia Activa consumida por el motor.

050

100150200250300

tiva

(k

35011

:45:

00

11:5

1:35

11:5

6:53

12:0

4:42

12:1

0:39

12:1

4:48

12:1

8:57

12:2

3:06

12:2

7:15

12:3

1:24

12:3

5:33

12:4

0:22

12:4

4:31

12:5

1:57

12:5

7:23

13:0

5:08

Tiempo (s)

Pote

ncia

Ac

W) 400

Figura 15. Consumo de Potencia Activa.

050

100150200250300350

iva

(k

400450

0% 7% 13%

20%

26%

33%

39%

46%

52%

59%

65%

72%

78%

85%

92%

98%


Pot

enci

a Ac

tW

)



184


Tabla 35. Eficiencia para motores estándar de 500 HP, 1180 r.p.m., 35A 6

EFICIENCIA ESTÁNDAR % DE CARGA Eff CATÁLOGO Eff HP kW

100% 92,40% 90,98% 500 90,98% 409,99 75% 93,80% 92,36% 375 92,36% 302,90 50% 93,90% 92,46% 250 92,46% 201,72 25% 125 90,19% 103,39 91,60% 90,19%

Figura 16. Eficiencia del motor están ín e a y ecuaci

dar con su l ea de t ndención.

y = 0,000000000924x3 - 0,000001449378x2 + 0,000623600289x + 0,844814285714

R2 = 1,00000000039190,00%

90,50%

91,00%

91,50%

92,00%

92,50%

93,00%

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Tabla 36. Eficiencia para motores Premium o de alta eficiencia de 500 HP, 1180 r.p.m., 635A

EFICIENCIA PREMIUM % DE CARGA Eff CATÁLOGO HP kW

100% 95% 500 392,63 75% 95,40% 375 293,24 50% 95% 250 196,32 25% 93% 125 100,27


185


Figura 17. Eficiencia del motor Premium o de alta eficiencia con su nea de tendencia y ecuación. lí

y = 0,0000000006827x3 - 0,0000010240000x2 + 0,0004693333333x + 0,

R2 =95%

96%

96%

%) 8859999999998

1,0000000003837

93%

93%

94%

94%

95%

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (

Figura 18. Potencia activa consumida del motor estándar contra potencia activa consumida del motor premium con línea de tendencia ecuación. y

y = 0,95376855x + 2,87961771

300,00350,00

400,00450,00

rem

ium

R2 = 0,99986548

0,0050,00

100,00150,00

200,00250,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00

Potencia Activa Banbury (kW)

Pote

ncia

Act

iva

P(k

W)


186


Figura 19. Eficiencia contra potencia en caballos de fuerza.

84,00%

86,00%

88,00%

90,00%

92,00%

94,00%

96,00%

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Banbury Premium


Banbury

0100200300400500600700

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Cor

rient

e (A

)

Banbury


187


Figura 21. Potencia Activa consumida contra potencia en caballos de fuerza.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Banbury Premium

Figura 22. Factor de Potencia contra potencia en caballos de fuerza.

Banbury

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 100 200 300 400 500 600

Potencia (HP)

Fact

or d

e Po

tenc

ia

Banbury


188


otor del Molino (125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.)

Figura 23. Potencia Activa consumida por el motor.

M

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

09:3

0:00

09:3

4:36

09:3

9:12

09:4

3:48

09:4

8:24

09:5

3:00

09:5

7:36

10:0

2:12

10:0

6:48

10:1

1:24

10:1

6:00

10:2

0:36

10:2

5:42

10:3

0:18

10:3

4:54

10:3

9:30

10:4

4:06

10:4

8:42

10:5

3:18

Tiempo (s)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

0% 7% 15%

22%

29%

37%

44%

51%

59%

66%

73%

81%

88%

95%


Pot

enci

a A

ctiv

a (k

W)



189


Tabla 37. Eficiencia para motores estándar de 125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.

EFICIENCIA ESTÁNDAR % DE CARGA Eff CATÁLOGO HP kW

100% 91,97% 125 91,97% 101,39 75% 92,52% 93,75 92,52% 75,59 50% 92,08% 62,5 92,08% 50,64 25% 88,25% 31,25 88,25% 26,42

Figura 25. Eficiencia del motor estándar con su línea de tendencia y ecuación.

y = 0,00000013107x3 - 0,00004193280x2 + 0,00426080000x +

88,50%89,00%89,50%Ef

0,786300000009088,00%

90,00%90,50%91,00%91,50%92,00%92,50%93,00%

0 80 0 120

cia (HP

icie

ncia

(%)

R2 = 0,999999999

0 2 40 60 1 0 140

Poten )

abla 38. Eficiencia para motores Premium o de alta eficiencia de 125

THP, 163 A, 1180 r.p.m.


100% 93,04% 125 100,23 75% 93,23% 93,75 75,02 50% 92,26% 62,5 50,54 25% 87,87% 31,25 26,53


190


Figura 26. Eficiencia del motor Premium o de alta eficiencia con su línea de tendencia y ecuación.

y = 0,0000001234x3 - 0,0000406528x2 + 0,0043722667x + 0,7780000000

R2 = 0,999999999987,00%

88,00%

89,00%

90,00%

91,00%

92,00%

93,00%

94,00%

0 20 40 60 80 100 120 140

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Figura 27. Po activa cons del mo s contra potencia activ sumida del premium con línea de tendencia ecuación.

tencia umida tor e tándar a con motor

y

y = 0,9826713x + 0,6688108R2 = 0,9999894

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

rem

ium

120,00

0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00

Potencia Activa Molino (kW)

Pote

ncia

Act

iva

P(k

W)


191



78,00%

80,00%

82,00%

84,00%

86,00%

88,00%

90,00%

92,00%

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Molino Premium


0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

Potencia (HP)

Cor

rient

e (A

)

Molino Lineal (Molino)


192



0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00

Potencia (HP)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Molino Premium


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00

Potencia (HP)

Fact

or d

e Po

tenc

ia

Molino


193



Motor de la Calandra 1 (100 HP, 122 A, 1770 r.p.m.)

0,002,004,006,008,00

10,0012,0014,0016,0018,0020,00

07:00

:00

07:15

:00

10:30

:00

10:45

:00

11:00

:00

11:15

:00

11:30

:00

11:45

:00

12:00

:00

12:15

:00

12:30

:00

12:45

:00

13:00

:00

13:15

:00

Tiempo (min)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

igura 33. Consumo de Potencia Activa. F

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

0% 5% 10%

15%

20%

24%

29%

34%

39%

44%

49%

54%

59%

63%

68%

73%

78%

83%

88%

93%

98%


Pot

enci

a A

ctiv

a (k

W)



194


Tabla 39. Eficiencia para motores estándar de 100 HP, 122 A, 770 r.p.m. 1

EFICIENCIA ESTÁNDAR

% DE CARGA Eff CATÁLOGO HP kW 100% 92,23% 100 92,23% 80,88 75% 92,59% 75 92,59% 60,43 50% 91,77% 50 91,77% 40,65 25% 87,40% 25 87,40% 21,34


y = 0,0000002528x3 - 0,0000663200x2 + 0,005688,00%Ef

icie

n

160000x + 0,7711000000

R2 = 1,000000000387,00%

89,00%

90,00%

91,00%

92,00%

93,00%

0 20 40 60 80 100 120

Potencia (HP)

cia

Mol

ino

(%)

Tabla 40. Eficiencia para motores Premium o de alta eficiencia de 100 HP, 122 A, 1770 r.p.m.

EFICIENCIA PREMIUM % DE CARGA Eff CATÁLOGO HP KW

100% 92,60% 100 92,60% 80,56 75% 92,92% 75 92,92% 60,21 50% 92,02% 50 92,02% 40,53 25% 87,40% 25 87,40% 21,34


195



y = 0,0000002667x3 - 0,0000697600x2 + 0,0059133333x + 0,7656000000

R2 = 1,000000000287,00%

88,00%

89,00%

90,00%

icie

ncia

P

91,00%

92,00%

93,00%

94,00%

0 20 40 60 80 100 120

Potencia (HP)

Efre

miu

m (%

)

Figura 36. Potencia activa consumida del motor estándar contra potencia activa consumida del motor premium con línea de tendencia y ecuación.

y = 0,99454208x + 0,1143371 0,9999999

0,0010,0020,00304050,00

90,00

0,0 20,00 40,00 80,00 1

Potencia Activa Calandra 1 (kW)

Pote

ncia

Act

iva

Pre

)

0R2 = 9

,00,00

60,0070,0080,00

miu

m (k

W

0 60,00 00,00


196



76,00%

78,00%

80,00%

82,00%

84,00%

86,00%

88,00%

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Calandra1 Premium


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Potencia (HP)

Cor

rient

e (A

)

Calandra1


197


Figura 39. Potencia Activa consumida contra potencia en caballos de erza. fu

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Potencia (HP)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Calandra1 Premium


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

ia

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00

Potencia (HP)

Fact

or d

e Po

tenc

Calandra1


198


igura 41. Potencia Activa consumida por el motor.

Motor de la Calandra 2 (75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.) F

0

1

2

34

5

6

7

10:30

:00

10:40

:00

10:50

:00

11:00

:00

11:10

:00

11:20

:00

11:30

:00

11:40

:00

11:50

:00

12:00

:00

12:10

:00

12:20

:00

12:30

:00

12:40

:00

12:50

:00

Tiempo (min)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


0

10

20

30

40

50

60

70

0% 6% 11%

17%

23%

29%

34%

40%

46%

51%

57%

63%

69%

74%

80%

86%

91%

97%


Pot

enci

a A

ctiv

a (k

W)



199


Tabla 41. Eficiencia para motores estándar de 75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.

EFICIENCIA ESTÁNDAR % DE CARGA Eff CATÁLOGO HP kW

100% 91,51% 75 91,51% 61,14 75% 91,75% 56,25 91,75% 45,74 50% 91,79% 37,5 91,79% 30,48 25% 88,90% 18,75 88,90% 15,73


y = 0,0000006903x3 - 0,0001193244x2 + 0,0065546667x + 0,8035000000R2 = 1,000000000388,50%

89,00%

89,50%

90,00%

90,50%

91,00%

91,50%

92,00%

92,50%

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)



100% 91,94% 75 91,94% 60,86 75% 92,21% 56,25 92,21% 45,51 50% 91,64% 37,5 91,64% 30,53 25% 88,08% 18,75 88,08% 15,88


200



y = 0,0000005436x3 - 0,0001036800x2 + 0,0063928889x + 0,7938000000

R2 = 1,000000000387,50%88,00%88,50%89,00%89,50%

Efic

ie

90,00%90,50%91,00%91,50%92,00%92,50%

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Potencia (HP)

ncia

(%)


y = 0,989632622x + 0,317860813R 999992460

0,

20,00

50,00

60,00

70,00

10,00 20,00 40,00

Potenc Caland W

Pote

ncia

Prem

ium

2 = 0,00

10,00

30,00

40,00

Act

iva

(kW

)

0,00 30,00 50,00 60,00 70,00

ia Activa ra 2 (k )


201



82,00%82,50%83,00%83,50%84,00%84,50%85,00%85,50%86,00%

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Calandra2 Premium


25

25,5

26

26,5

27

27,5

28

A)

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Potencia (HP)

Cor

rient

e (

Calandra2


202



012345678

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Potencia (HP)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Calandra2 Premium


00,050,1

0,150,2

0,250,3

0,350,4

4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00

Potencia (HP)

Fact

or d

e Po

tenc

ia

Calandra2


203



Motor del Compresor (100 HP, 120 A, 1170 r.p.m.)

01020304050607080

06:5

0:00

07:1

5:00

07:4

0:00

08:0

5:00

08:3

0:00

08:5

5:00

09:2

0:00

09:4

5:00

10:1

0:00

10:3

5:00

11:0

0:00

11:2

5:00

11:5

0:00

12:1

5:00

12:4

0:00

Tiempo (min)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)


0

20

40

60

80

100

0% 5% 11%

16%

22%

27%

33%

38%

44%

49%

55%

60%

66%

71%

77%

82%

88%

93%

99%


Pot

enci

a A

ctiv

a (k

W)



204


Tabla 43. Eficiencia para motores estándar de 100 HP, 120 A, 170 r.p.m. 1

EFICIENCIA ESTÁNDAR

% DE CARGA Eff CATÁLOGO HP kW 100% 91,40% 100 91,40% 81,62 75% 91,62% 75 91,62% 61,07 50% 90,63% 50 90,63% 41,16 25% 84,47% 25 84,47% 22,08


y = 0,0000004224x3 - 0,0001047200x2 + 0,0084700000x + 0,6918000000

R2 = 1,000000000184,00%0 20 40 60 80 100

85,00%86,00%87,00%88,00%89,00%90,00%91,00%92,00%93,00%

120

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia C

ompr

esor

(%)



100% 92,66% 100 92,66% 80,51 75% 92,62% 75 92,62% 60,41 50% 91,27% 50 91,27% 40,87 25% 86,87% 25 86,87% 21,47


205


Figura 54. Eficiencia del motor Premium o de alta eficiencia con su encia y ecuación. línea de tend

y = 0,0000001856x3 - 0,0000522400x2 + 0,0048660000x + 0,7768000000

R2 = 1,0000000002

86,00%

87,00%

88,00%

Efic

ie

89,00%

90,00%

91,00%

92,00%

93,00%

0 20 40 60 80 100 120

Potencia (HP)

ncia

Pre

miu

m (%

)


y = 0,9904 433R 9 3

0,0010,0020,0030,040,0050,00

80,0090,00

0,00 20,00 6 100,00

Potencia Activa Compresor (kW)

Pote

ncia

Act

ium

(k

W)

34199748x - 0,1744926022 = 0, 99916104 07

0

60,0070,00

va P

rem

i

40,00 0,00 80,00


206



91,20%

91,40%

91,60%

91,80%

92,00%

92,20%

92,40%

92,60%

92,80%

60,00 65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Potencia (HP)

Efic

ienc

ia (%

)

Compresor Premium

encia en caballos de fuerza.

Figura 57. Corriente contra pot

80

85

90

95

100

105

110

115

120

A)

65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Potencia (HP)

Cor

rient

e (

Compresor


207



0

10

20

30

40

50

60

70

80

65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Potencia (HP)

Pote

ncia

Act

iva

(kW

)

Compresor Premium


0,65

0,67

0,69

0,71

0,73

0,75

0,77

0,79

65,00 70,00 75,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,00

Potencia (HP)

Fact

or d

e Po

tenc

ia

Compresor


208


ANEXO B

PLANO UNIFILAR PAVCO S.A.


209



210

DUPVC-01


ANEXO C

GRAFICAS DEL ANALIZADOR DE RED AR-5


211


ANALISIS DE LA RED DEL TRANSFORMADOR GENERAL (1.600 kVA, 11.400/440 V)

TENSIÓN LINEA L1 L2 L3

MÁXIMA 264 264 266

PROMEDIO 261 261 263

MÍNIMO 257 258 259

Desbalance: 0.67% Nominal:440

CORRIENTE LINEA L1 L2 L3

MÁXIMA 1086 1109 1114


MÍNIMO 383 824 403

Desbalance: 1.65%

POTENCIA APARENTE kVA. MÁXIMA 513

PROMEDIO 367

MÍNIMO 170

POTENCIA ACTIVA kW. MÁXIMA 801

PROMEDIO 585

MÍNIMO 271

FACTOR DE POTENCIA MÁXIMA 0.95

PROMEDIO 0.92

MÍNIMO 0.87

FRECUENCIA MÁXIMA 60

PROMEDIO 60

MÍNIMO 60


212


ANALISIS DE ARMONICON DEL TRANSFORMADOR GENERAL (1.600 kVA, 11.400/440 V)

TASA DE DISTORSION ARMONICA V % I %

THD

ARMONICO PREDOMINANTE 5O 7O


213


ANALISIS DE LA RED DEL TRANSFORMADOR DE ILUMINACIÓN (100 kVA, 440/208 V)


MÁXIMA 266 269 268


MÍNIMO 261 264 262

Desbalance: Nominal:


MÁXIMA 22 18 15

PROMEDIO 15 8 12

MÍNIMO 9 8 3

Desbalance:

POTENCIA APARENTE KVA. MÁXIMA 1.77

PROMEDIO 0.96

MÍNIMO 0.07

POTENCIA ACTIVA Kw. MÁXIMA 4.6

PROMEDIO 8.5

MÍNIMO 3.9


PROMEDIO 0.54

MÍNIMO 0.39


PROMEDIO 60

MÍNIMO 60


214


ANALISIS DE ARMONICON DEL TRANSFORMADOR DE ILUMINACIÓN (100 kVA, 440/208 V)

TASA DE DISTORSION ARMONICA V % I %

THD 3.1 10

ARMONICO MINANTE PREDO 5O 7O


215


ANALISIS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL BANBURY (500 HP, 635 A, 1180 r.p.m.)


MÁXIMA 265 268 267


MÍNIMO 254 256 254

Desbalance Promedio: 1.43% Nominal: 372


MÁXIMA 1308 1337 1289


MÍNIMO 230 250 233

Desbalance Promedio: 4.43%

POTENCIA APARENTE KVA. MÁXIMA 620

PROMEDIO 178

MÍNIMO 101

POTENCIA ACTIVA Kw. MÁXIMA 280

PROMEDIO 158

MÍNIMO 2


PROMEDIO 0.32

MÍNIMO 0.85

FRECUENCIA MÁXIMA 60.1

PROMEDIO 59.9

MÍNIMO 59.9


216


ANALISIS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL MOLINO (125 HP, 163 A, 1180 r.p.m.)

CORRIENTE LINE 2 L3 A L1 L

MÁXIMA 69 75 74

P ROMEDIO 53 60 58

MÍNIMO 44 54 52

Desbalance Promedi 0o: 5. 8 %


MÁXIMA 261 264 262


MÍNIMO 252 256 253

Desbalance Promedio: 1.92% Nominal: 932

POTENCIA APARENTE KVA. MÁXIMA 343

PROMEDIO 236

MÍNIMO 19.2


PROMEDIO 10

MÍNIMO 1.4


PROMEDIO 0.21

MÍNIMO 0.06

FRECUENCIA MÁXIMA 60.1

PROMEDIO 60

MÍNIMO 59.9


217


ANALISIS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DE LA CALANDRA 1 (100 HP, 122.5 A, 1770 r.p.m.)


MÁXIMA 264 267 265


MÍNIMO 259 261 260

Desbalance Promedio: 1.60% Nominal: 74.6


MÁXIMA 72 77 72

PROMEDIO 44 48 45

MÍNIMO 15 18 16



PROMEDIO 20.3

MÍNIMO 8.14

POTENCIA ACTIVA Kw. MÁXIMA 17.6

PROMEDIO 9.6

MÍNIMO 0


PROMEDIO 0.22

MÍNIMO 0.01


PROMEDIO 60

MÍNIMO 60


218


ANALISIS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DE LA CALANDRA 2 (75 HP, 95 A, 1200 r.p.m.)


MÁXIMA 262 265 263


MÍNIMO 256 259 257



MÁXIMA 27 29 25

PROMEDIO 26 27 24

MÍNIMO 25 26 23



PROMEDIO 12.2

MÍNIMO 11.7

FAC DE A TOR POTENCIMÁ 6 XIMA 0.3

PRO O 8 MEDI 0.2

MÍNIMO 0.1

FRECUE ANCI MÁXIMA 60

PROMEDIO 60

MÍNIMO 60

POTENCIA ACTIVA Kw. MÁXIM 2.66 A

PROME O 5.DI 88

MÍNIMO 0.68


219


ANALISIS DE LA RED DE ALIMENTACIÓN DEL COMPRESOR (100 HP, 120 A, 1170 r.p.m.)


MÁXIMA 266 268 267


MÍNIMO 257 259 257



MÁXIMA 115 117 112


MÍNIMO 90 94 88


POTENCIA APARENTE A. KVMÁXIMA 54.3

PROMEDIO 49

MÍNIMO 39.2

FA OR DE POTENCIACT MÁXIMA 0.78

PROMEDIO 0.76

MÍNIMO 0.7


PROMEDIO 60

MÍNIMO 60


PROMEDIO 63

MÍNIMO 51


220



221

ANEXO D

ANALISIS FINANCIERO



222

FLUJO DE FONDOS1

El flujo de fondos consiste en un esquema que representa sistemáticamente los

costos e ingresos o beneficios registrados año por año (o periodo por periodo) y

cuando ocurren.

Existen dos tipos de flujos de fondos: el flujo de fondos sin financiamiento (también

llamado el flujo del proyecto “puro”) y el flujo con financiamiento (o flujo del

proyecto financiado o flujo del inversionista). En el primero se asume que la

inversión que requiere el proyecto proviene de fuentes de financiamiento internas

(propias), es decir que los recursos totales que necesita el proyecto proviene de la

entidad ejecutora o del inversionista. En el segundo, se supone que los recursos

que utiliza el proyecto son en parte propios y en parte de terceras personas, es

decir que el proyecto utiliza recursos externos para su financiamiento.

Elementos que forman parte del flujo de fondos:

1. los beneficios (ingresos) de operación.

2. los costos (egresos) de inversión

3. los costos (egresos) de operación

4. el valor de desecho o salvamento de los activos del proyecto.

Cada uno de los elementos debe ser caracterizado según:

a. su monto o magnitud.

b. Su ubicación en el tiempo

1 Evaluación financiera de Proyectos de Inversión, Karen Marie Mokate., Ediciones Unidas



223

Es decir, cada elemento es registrado en el flujo de fondos, especificando su

monto y el momento en que se recibe o desembolsa

Flujo de fondos libre Se desarrollo para evaluar los proyectos un flujo de fondos de caja libre el cual

consiste en:

1. se determina el costo incremental de las tarifas tanto en gas como de

energía eléctrica para ello se tomo como base en índice de precios del

productor (IPP) el cual es 6% anual.

12)1( imensualianual +=

Incremento mensual eléctrico Incremento mensual del gas 0.478% 0% hasta el 2005

0.478% 2005 en adelante

2. Se determina el costo del consumo energético, estos proyectos fueron

evaluados para un periodo de 2 años.

El primer dato es el costo del consumo mensual, se incrementa este valor de la

tarifa eléctrica o de gas.

3. Ingreso de operación: es el ahorro que se obtiene con el cambio de

tecnología.



224

4. costos de operación y mantenimiento, los intereses, depreciaciones,

valor de salvamento, las depreciaciones no se determinan es este tipo de

flujo de fondos.

5. ganancias gravables es la sumatoria de los ingresos operacionales,

costos AOM, los intereses, las depreciaciones.

6. ganancias netas: ganancias gravables se les resta los impuestos directos.

7. teniendo en cuenta la vida útil y realizando la sumatoria de la depreciación,

el valor de salvamento, costo de inversión, amortización esto constituye el

resultado final el flujo de fondo del proyecto

Índices de rentabilidad financiera

Valor presente neto Representa el valor presente de los beneficios netos después de haber

recuperado la suma invertida en el proyecto y su correspondiente costo de

oportunidad.

Por consiguiente se deduce que el VPN puede llevara tomar decisiones sobre

invertir o no en un proyecto. El criterio para tomar las decisiones es el siguiente:

Si el VPN > 0, el proyecto es atractivo y debe ser aceptado

Si el VPN < 0, el proyecto no vale la pena ya que hay alternativas de inversión que

arrojan mayor beneficio (éstas son las que son reflejadas por el costo de

oportunidad del dinero).



225

Si el VPN = 0, es indiferente realizar el proyecto o escoger las alternativas, puesto

que arroja el mismo beneficio.

Cálculo del valor presente neto

En general el VPN se calcula de la siguiente forma:

Se determinan los beneficios netos anuales de cada uno de los años de la vida

útil del proyecto, restando los costos de los beneficios:

CtBtBNt −=

BNt = beneficios netos en el periodo t

Bt = beneficios brutos en el periodo t

Ct = costos en el periodo t

T = ultimo periodo de vida útil

Luego cada uno de los beneficios neto se convierte a su equivalencia en el

periodo de referencia:

Top

T

op iBN

iBNBNVPN

)1(...

)i(1BN

)1( 2op

210 +

+++

++

+=

3. Donde io es la tasa de interés de oportunidad T.I.O. para la evaluación del

proyecto es de 18% anual la cual corresponde a una tasa mensual de

1.38%.



226

Tasa interna de retorno (TIR) Se define como la tasa de descuento intertemporal a la cual los ingresos netos del

proyecto apenas cubre las inversiones y sus costos de oportunidad. Señala la tasa

de rentabilidad generada por los fondos invertidos.

El criterio para tomar las decisiones es el siguiente:

Si el TIR >iop, el proyecto es atractivo y debe ser aceptado.

Si el TIR < iop, el proyecto no vale la pena ya que hay alternativas de inversión que

arrojan mayor beneficio (éstas son las que son reflejadas por el costo de

oportunidad del dinero).

Si el TIR = iop, es indiferente realizar el proyecto o escoger las alternativas, puesto

que arroja el mismo beneficio.

Cálculo de la tasa interna de retorno (TIR) El calculó de la TIR es un poco complicado si la vida útil del proyecto es mayor a 2

años ya que la solución requiere tratar como incógnita la tasa de interés de

oportunidad (iop),haciendo en VPN igual a cero.

∑=

=+

T

t op

T

tiBN

0

0)1(



227

Periodo de recuperación o de repago

El indicador de periodo de recuperación, restitución o repago se asocia con el

criterio de selección de los proyectos en los cuales el tiempo de recuperación de

la inversión original es menor

Flujo de fondos lámparas infrarrojas a gas

Aspecto técnico Horno de resistencias Lámparas infrarrojas

Nº de Resistencias

Utilizadas 54 Consumo por

resistencia 1,2 kW Horas de trabajo 2800 h/año Consumo actual

Anual 181440 kWh Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh

Costo Anual 24,34 M$/año

N° de lámparas 8

Consumo por

lámpara 1 m3/h Horas de trabajo 2800 h/año Consumo Anual

esperado 22400 m3/h Tarifa de gas 528 $/m3 Costo Anual 11,83 M$/año



228

Costos de inversión

Inversión 2,8 M$ Instalación 0,32 M$

IVA 16% % TOTAL 3,62 M$

Vida Útil 2 años

Aspecto Financiero

Costos Financiamiento

Costo de capital = 3.248,00 k$ Costo de

instalación = 371,20 k$ Costo total de

inversión= 3.619,20 k$ Incremento del costo

mensual de AOM = 0,0 k$ Ahorro mensual en

pesos = 1.042,6 k$

Vida del proyecto

Vida útil del proyecto = 24 meses Depreciación lineal en

meses = 0 meses Valor de salvamento = 0 k$

Intereses mensuales = 0,00%

impuestos anuales = 0,0%

Tasa de descuento = 1.38%

Duración (meses) = 0% financiado = 0%



229

Flujo de fondos

mes Ingresos de operación

(ahorros) k$ ganancias gravables

Ganancias netas


Créditos recibidos

Flujo de fondos

neto

0 $ 3.619,2 $ 0,0 $ 3.619,21 $ 1.042,6 $ 1.042,6 $ 1.042,6 $ 1.042,62 $ 1.052,5 $ 1.052,5 $ 1.052,5 $ 1.052,53 $ 1.062,4 $ 1.062,4 $ 1.062,4 $ 1.062,44 $ 1.067,6 $ 1.067,6 $ 1.067,6 $ 1.067,65 $ 1.072,8 $ 1.072,8 $ 1.072,8 $ 1.072,86 $ 1.078,0 $ 1.078,0 $ 1.078,0 $ 1.078,07 $ 1.083,2 $ 1.083,2 $ 1.083,2 $ 1.083,28 $ 1.088,5 $ 1.088,5 $ 1.088,5 $ 1.088,59 $ 1.093,8 $ 1.093,8 $ 1.093,8 $ 1.093,810 $ 1.099,1 $ 1.099,1 $ 1.099,1 $ 1.099,1

Índices de rentabilidad

Periodo de

repago = 4

mes VPN TIR

24 $ 18.394,8 29,4% 0 $ 3.619,2 1 $ 2.520,7 --- 2 $ 1.524,4 -30%3 $ 532,4 -7%4 $ 450,9 6%5 $ 1.425,5 14%6 $ 2.391,5 19%7 $ 3.349,1 22%8 $ 4.298,1 24%9 $ 5.238,9 26%

10 $ 6.171,3 27%11 $ 7.095,5 27%12 $ 8.011,6 28%



230

Flujo de fondos lámparas infrarrojas con energía eléctrica

Aspecto técnico Horno de resistencias Lámparas infrarrojas

Nº de Resistencias Utilizadas 54

Consumo por resistencia 1,2 kW

Horas de trabajo 2800 h/año Consumo actual

Anual 181440 kWh


Inversión 5,94 M$ IVA 16% %


Nº de lámparas 27 Consumo por

lámpara 2 kW Horas de trabajo 2800 h/año Consumo Anual

esperado 151200 kWh Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh




231

Aspecto Financiero


Vida del proyecto



Flujo de fondos



impuestos directos

Ganancias netas


Flujo de fondos

neto

0 $ 6.890,4 $ 6.890,41 $ 338,0 $ 338,0 $ 0,0 $ 338,0 $ 338,02 $ 339,7 $ 339,7 $ 0,0 $ 339,7 $ 339,73 $ 341,3 $ 341,3 $ 0,0 $ 341,3 $ 341,34 $ 343,0 $ 343,0 $ 0,0 $ 343,0 $ 343,05 $ 344,7 $ 344,7 $ 0,0 $ 344,7 $ 344,76 $ 346,3 $ 346,3 $ 0,0 $ 346,3 $ 346,37 $ 348,0 $ 348,0 $ 0,0 $ 348,0 $ 348,08 $ 349,7 $ 349,7 $ 0,0 $ 349,7 $ 349,79 $ 351,4 $ 351,4 $ 0,0 $ 351,4 $ 351,4

10 $ 353,1 $ 353,1 $ 0,0 $ 353,1 $ 353,111 $ 354,9 $ 354,9 $ 0,0 $ 354,9 $ 354,912 $ 356,6 $ 356,6 $ 0,0 $ 356,6 $ 356,6




Duración (meses) = 0% financiado = 0%

Costo de capital = 6.890,40 k$ Costo de instalación = 0,00 k$

Costo total de inversión= 6.890,40 k$ Incremento del costo

mensual de AOM = 0,0 k$ Ahorro mensual en pesos = 338,0 k$



232


Periodo de

repago = 23

mes VPN TIR

24 $ 341,7 1,8% 0 $ 6.890,4 1 $ 6.379,7 --- 2 $ 6.058,1 --- 3 $ 5.739,4 --- 4 $ 5.423,5 --- 5 $ 5.110,3 --- 6 $ 4.800,0 --- 7 $ 4.492,3 --- 8 $ 4.187,4 -17% 9 $ 3.885,2 -13%

10 $ 3.585,6 -11% 11 $ 3.288,6 -9% 12 $ 2.994,3 -7% 13 $ 2.702,6 -5% 14 $ 2.413,4 -4% 15 $ 2.126,8 -3% 16 $ 1.842,7 -2% 17 $ 1.561,2 -2% 18 $ 1.282,1 -1% 19 $ 1.005,4 0% 20 $ 731,2 0% 21 $ 459,4 1% 22 $ 190,0 1% 23 $ 77,0 1% 24 $ 341,7 2%



233

Flujo de fondos reemplazo motor del banbury.

Aspecto técnico Motor de 500 actual Motor de 500 HP Premium

Potencia 500 HP Revoluciones por minuto 1200 rpm

Potencia 389 kWh Tensión 440 V

Corriente Nominal 635 A Factor de Potencia 0,85

Eficiencia 0,96 Horas de trabajo 2800 h/año Factor de carga 40,71 %

Consumo actual Anual 389 kWh Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh

Costo Anual 146 M$/año

Costos de inversión Inversión 59,067 M$

IVA 16% % TOTAL 68,52 M$

Vida Útil 15 años

Potencia 500 HP Revoluciones por

minuto 1200 rpm Potencia 411 kWh Tensión 440 V

Corriente Nominal 635 A

Factor de Potencia 0,85

Eficiencia 0,9 Horas de trabajo 2800 h/año

Factor de

carga 40,71 % Consumo actual

Anual 411 kWh Tarifa Eléctrica 134,14 $/kWh

Costo Anual 154 M$/año



234

Aspecto Financiero


Vida del proyecto



Flujo de fondos



impuestos directos

Ganancias netas


Flujo de fondos

neto

0 $ 68.517,7 $ 68.517,71 $ 713,7 $ 713,7 $ 0,0 $ 713,7 $ 713,72 $ 717,2 $ 717,2 $ 0,0 $ 717,2 $ 717,23 $ 720,7 $ 720,7 $ 0,0 $ 720,7 $ 720,74 $ 724,2 $ 724,2 $ 0,0 $ 724,2 $ 724,25 $ 727,7 $ 727,7 $ 0,0 $ 727,7 $ 727,76 $ 731,3 $ 731,3 $ 0,0 $ 731,3 $ 731,37 $ 734,8 $ 734,8 $ 0,0 $ 734,8 $ 734,88 $ 738,4 $ 738,4 $ 0,0 $ 738,4 $ 738,49 $ 742,0 $ 742,0 $ 0,0 $ 742,0 $ 742,010 $ 745,6 $ 745,6 $ 0,0 $ 745,6 $ 745,611 $ 749,2 $ 749,2 $ 0,0 $ 749,2 $ 749,212 $ 752,9 $ 752,9 $ 0,0 $ 752,9 $ 752,913 $ 756,5 $ 756,5 $ 0,0 $ 756,5 $ 756,514 $ 760,2 $ 760,2 $ 0,0 $ 760,2 $ 760,215 $ 763,9 $ 763,9 $ 0,0 $ 763,9 $ 763,9

Costo de capital = 68.517,72 k$ Costo de instalación = 0,00 k$

Costo total de inversión= 68.517,72 k$ Incremento del costo mensual

de AOM = 0,0 k$ Ahorro mensual en pesos = 713,7 k$




Duración (meses) = 0 meses

% financiado = 0%



235


Periodo de

repago = 25

mes VPN TIR

24 $ 51.788,7 #¡NUM! 0 $ 68.517,7 1 $ 65.980,1 --- 2 $ 65.301,2 --- 3 $ 64.628,2 --- 4 $ 63.961,2 --- 5 $ 63.300,0 --- 6 $ 62.644,7 --- 7 $ 61.995,2 --- 8 $ 61.351,3 --- 9 $ 60.713,2 ---

10 $ 60.080,7 --- 11 $ 59.453,7 --- 12 $ 58.832,3 --- 13 $ 58.216,3 --- 14 $ 57.605,8 --- 15 $ 57.000,6 --- 16 $ 56.400,8 --- 17 $ 55.806,3 --- 18 $ 55.217,0 --- 19 $ 54.632,9 --- 20 $ 54.053,9 --- 21 $ 53.480,1 --- 22 $ 52.911,3 --- 23 $ 52.347,5 --- 24 $ 51.788,7 ---



236

Flujo de fondos cambio motor molino

Aspecto técnico

Motor 125 HP (actual) Motor 20 HP (reemplazo)

Potencia 125 HP Revoluciones por

minuto 1200 rpm Horas de trabajo 2800 h/año

Voltaje de red 440 V Consumo actual

Anual 26684,42 kWh Tarifa Eléctrica 134,1 $/kWh

Costo Anual 3,58 k$/año

Costos de inversión Inversión 3,709 M$

Instalación 0 M$ IVA 16% %


Aspecto Financiero Costos Financiamiento

Costo de capital = 4.301,98 k$

Costo de instalación = 0,00 k$

Costo total de inversión= 4.301,98 k$ Incremento del costo

mensual de AOM = 0,0 k$ Ahorro mensual en pesos

= 725,5 k$

Potencia 20 HP Revoluciones

por minuto 1200 rpm Horas de trabajo 2800 h/año Voltaje de red 440 V Consumo actual

Anual 15092 kWh Tarifa Eléctrica 134,14 $/m3






% financiado = 0%



237

Vida del proyecto



Flujo de fondos



impuestos directos

Ganancias netas


Flujo de fondos

neto

0 $ 4.302,0 $ 4.302,01 $ 725,5 $ 725,5 $ 0,0 $ 725,5 $ 725,52 $ 729,0 $ 729,0 $ 0,0 $ 729,0 $ 729,03 $ 732,6 $ 732,6 $ 0,0 $ 732,6 $ 732,64 $ 736,1 $ 736,1 $ 0,0 $ 736,1 $ 736,15 $ 739,7 $ 739,7 $ 0,0 $ 739,7 $ 739,76 $ 743,3 $ 743,3 $ 0,0 $ 743,3 $ 743,37 $ 746,9 $ 746,9 $ 0,0 $ 746,9 $ 746,98 $ 750,6 $ 750,6 $ 0,0 $ 750,6 $ 750,69 $ 754,2 $ 754,2 $ 0,0 $ 754,2 $ 754,210 $ 757,9 $ 757,9 $ 0,0 $ 757,9 $ 757,911 $ 761,6 $ 761,6 $ 0,0 $ 761,6 $ 761,612 $ 765,3 $ 765,3 $ 0,0 $ 765,3 $ 765,313 $ 769,0 $ 769,0 $ 0,0 $ 769,0 $ 769,014 $ 772,7 $ 772,7 $ 0,0 $ 772,7 $ 772,715 $ 776,5 $ 776,5 $ 0,0 $ 776,5 $ 776,516 $ 780,3 $ 780,3 $ 0,0 $ 780,3 $ 780,317 $ 784,1 $ 784,1 $ 0,0 $ 784,1 $ 784,1



238


Periodo de

repago = 7

mes VPN TIR

24 $ 10.935,7 16,9% 0 $ 4.302,0 1 $ 3.489,4 --- 2 $ 2.799,3 --- 3 $ 2.115,3 -27%4 $ 1.437,2 -14%5 $ 765,2 -5%6 $ 99,1 1%7 $ 561,1 5%8 $ 1.215,6 8%9 $ 1.864,2 10%

10 $ 2.507,2 11%11 $ 3.144,5 12%12 $ 3.776,1 13%13 $ 4.402,2 14%14 $ 5.022,8 15%15 $ 5.637,9 15%16 $ 6.247,6 16%17 $ 6.851,9 16%18 $ 7.450,9 16%19 $ 8.044,7 16%20 $ 8.633,1 16%21 $ 9.216,4 17%22 $ 9.794,6 17%23 $ 10.367,7 17%24 $ 10.935,7 17%



239

Flujo de fondos Mantenimiento línea de vapor

Aspecto técnico

Sin aislamiento Con aislamiento

Diámetro tubería 2 in Poder Calorífico del

Gas 35.315 Btu/m3 Horas de trabajo 2800 h/año

Constante Térmica del Material 0,0003

Tarifa Gas 528 $/m3 Costo Anual sin

Aislamiento 86,11 k$/año


Inversión 23 k$ Instalación 0 k$

IVA 16% % TOTAL 26,68 k$

Vida Útil 3 años

Aspecto Financiero


Costo de capital = 26,68 k$ Costo de instalación = 0,00 k$

Costo total de inversión= 26,68 k$

Incremento del costo mensual de AOM = 0,0 k$ Ahorro mensual en

pesos = 5,1 k$

Diámetro tubería 2 in Poder Calorífico del

Gas 35.315 Btu/m3 Horas de trabajo 2800 h/año

Espesor 2 in Tarifa Gas 528 $/m3

Costo Anual con

Asilamiento 24,52 k$/año





% financiado = 0%



240

Vida del proyecto



Flujo de fondos



impuestos directos

Ganancias netas


Flujo de fondos

neto

0 $ 26,7 $ 26,71 $ 5,1 $ 5,1 $ 0,0 $ 5,1 $ 5,12 $ 5,1 $ 5,1 $ 0,0 $ 5,1 $ 5,13 $ 5,1 $ 5,1 $ 0,0 $ 5,1 $ 5,14 $ 5,2 $ 5,2 $ 0,0 $ 5,2 $ 5,25 $ 5,2 $ 5,2 $ 0,0 $ 5,2 $ 5,26 $ 5,2 $ 5,2 $ 0,0 $ 5,2 $ 5,27 $ 5,2 $ 5,2 $ 0,0 $ 5,2 $ 5,28 $ 5,3 $ 5,3 $ 0,0 $ 5,3 $ 5,39 $ 5,3 $ 5,3 $ 0,0 $ 5,3 $ 5,310 $ 5,3 $ 5,3 $ 0,0 $ 5,3 $ 5,311 $ 5,3 $ 5,3 $ 0,0 $ 5,3 $ 5,312 $ 5,4 $ 5,4 $ 0,0 $ 5,4 $ 5,413 $ 5,4 $ 5,4 $ 0,0 $ 5,4 $ 5,414 $ 5,4 $ 5,4 $ 0,0 $ 5,4 $ 5,415 $ 5,4 $ 5,4 $ 0,0 $ 5,4 $ 5,416 $ 5,5 $ 5,5 $ 0,0 $ 5,5 $ 5,517 $ 5,5 $ 5,5 $ 0,0 $ 5,5 $ 5,518 $ 5,5 $ 5,5 $ 0,0 $ 5,5 $ 5,519 $ 5,5 $ 5,5 $ 0,0 $ 5,5 $ 5,5



241


Periodo de

repago = 6

mes VPN TIR

24 $ 80,1 19,3% 0 $ 26,7 1 $ 21,0 --- 2 $ 16,2 --- 3 $ 11,4 -23% 4 $ 6,6 -10% 5 $ 1,9 -1% 6 $ 2,7 4% 7 $ 7,4 8% 8 $ 12,0 11% 9 $ 16,5 13%

10 $ 21,0 14% 11 $ 25,5 15% 12 $ 29,9 16% 13 $ 34,3 17% 14 $ 38,6 17% 15 $ 42,9 18% 16 $ 47,2 18% 17 $ 51,4 18% 18 $ 55,6 19% 19 $ 59,8 19% 20 $ 63,9 19% 21 $ 68,0 19% 22 $ 72,1 19% 23 $ 76,1 19% 24 $ 80,1 19%


ANEXO E

COTIZACIONES


242


VARIADOR DE VELOCIDAD


243


LAMPARAS INFRAROJAS


245


AISLAMINETO PARA SISTEMAS DE VAPOR


248


MOTOR DE 20 HP ALTA EFICIENCIA


251


MOTOR DE 500 HP ALTA EFICIENCIA


253


ESTUDIO FOTOMÉTRICO – ILUMINACIÓN

FLUORESCENTE


256

PAVCO-BAÑO,Ó DEPOSITO DE QUIMICOS 2*32W T8

Información generalDetalles de las mallas

Malla (1)

Tipo : Rectangular Activado : Máscaras Color :

General

0.000 0.000 0.000

11

11

0.300

0.300

X : Y : Z :

Nº X :

Nº Y :

Interdistancia

Interdistancia

Geometría

Posición de

3.000 Tamaño X :

3.000 Tamaño Y :

Tamaño

Iluminancia : NormalFaceta :

Cálculo

ResumenResumen sobre las mallas NOT FOUND

Mín/MedMín/MáxMed (NOTFOUND)MáxMínMalla (1)

42.024.4109.5188.646.0Iluminancia (lux)

Proyecto 04FV221C Fichero : C:\ULISES2\04FV221C.lpf

1Usuario : JRUlysse Págin 23/09/2004 17:416


Vista en planta Configuración (1)

Vista en 3D Configuración (1)



Vista actual Configuración (1)



Resultados de las mallas NOT FOUND

Malla (1) : Iluminancia [lux]

46.0 Mín : lux 109.5 Med lux 188.6 Máx : lux 42.0 Uo : % 24.4 Ug : %

3.000 48.2 63.3 77.5 83.2 84.2 87.4 90.0 88.3 79.0 62.6 46.0

2.700 59.0 78.8 95.0 101.7 103.3 109.2 114.3 111.3 97.1 76.1 54.7

2.400 69.1 94.7 114.7 121.3 122.0 137.9 140.7 132.7 112.4 87.2 61.5

2.100 77.7 108.7 135.6 143.1 139.5 158.9 160.4 143.2 121.6 95.2 67.9

1.800 81.8 116.0 152.5 169.9 155.8 181.5 158.3 152.0 133.8 104.3 74.2

1.500 79.8 112.2 147.5 172.8 185.1 173.7 188.6 177.5 150.1 113.6 78.8

1.200 81.8 116.0 152.5 169.9 155.8 181.5 158.3 152.0 133.8 104.3 74.2

0.900 77.7 108.7 135.6 143.1 139.5 158.9 160.4 143.2 121.6 95.2 67.9

0.600 69.1 94.7 114.7 121.3 122.0 137.9 140.7 132.7 112.4 87.2 61.5

0.300 59.0 78.8 95.0 101.7 103.3 109.2 114.3 111.3 97.1 76.1 54.7

0.000 48.2 63.3 77.5 83.2 84.2 87.4 90.0 88.3 79.0 62.6 46.0

Y/X 0.000 0.300 0.600 0.900 1.200 1.500 1.800 2.100 2.400 2.700 3.000


0.000 0.600 1.200 1.800 2.400 3.0000.000

0.300

0.600

0.900

1.200

1.500

1.800

2.100

2.400

2.700

3.000

50.0 50.0

50.0 50.0

75.0

75.0

75.0 75.0

100.0

125.0

150.0 175.0

175.0

[m]


46.0 - 50.0 50.0 - 75.0 75.0 - 100.0 100.0 - 125.0 125.0 - 150.0 150.0 - 175.0 175.0 - 188.6

0.000 0.600 1.200 1.800 2.400 3.0000.000

0.300

0.600

0.900

1.200

1.500

1.800

2.100

2.400

2.700

3.000

[m]



Información general (Contin.)Detalles de las configuraciones

ActivadoConfiguración (1)

Matriz Descripción Flujo FM Luminaria

EE9900 YFA/REJILLA PARABOLICA/SEMIESPECULAR/FLUO 2x36/72/UNICA 5.9 0.80 No Picture

Detalles de los grupos

Solo

NºX Y H Matriz Az Inc Rot

Principio Luminaria

1 1.500 1.500 2.500 EE9900 90.0 0.0 0.0



Documentos fotométricos

YFA/REJILLA PARABOLICA/SEMIESPECULAR/FLUO 2x36/72/UNICA

EE9900

90

80

70

60

50

40

30

2010010

20

30

40

50

60

70

80

90

240

180

120

60

Matriz Inc Plano Máx Sitio Estil o Matriz Inc Plano Máx Sitio Esti lo

EE9900 0° 0° 250 5° EE9900 0° 180° 250 5°

EE9900 0° 90° 257 10° EE9900 0° 270° 251 10°

Diagrama Polar / Cartesiano

Curva de utilización

3 H 2 H 1 H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H

30 %

25 %

20 %

15 %

10 %

5 %

0 %

M atriz Inc Rendimiento (0-90º) Rendimiento (0-máx º) Estilo

K1K2

EE9900 0° 46.4% 46.4%


PAVCO-PASILLO FLUO 2*32W T8


Malla (1)


General

0.000 0.000 0.000

11

11

1.800

0.150

X : Y : Z :

Nº X :

Nº Y :

Interdistancia

Interdistancia

Geometría

Posición de

18.000 Tamaño X :

1.500 Tamaño Y :

Tamaño


Cálculo



42.532.6213.4278.290.8Iluminancia (lux)

Proyecto 04FV221B Fichero : C:\ULISES2\04FV221B.lpf






1.500 102.9 209.1 217.5 200.7 221.1 233.9 231.6 225.7 204.3 187.2 90.8

1.350 108.9 215.7 232.9 212.2 237.6 246.6 240.2 237.0 216.6 198.9 95.4

1.200 112.9 219.2 245.5 222.7 253.5 258.7 247.8 240.5 227.6 213.8 98.9

1.050 114.7 223.8 250.4 233.7 268.1 268.1 256.2 239.3 233.2 230.3 103.3

0.900 114.5 235.2 240.1 252.9 276.0 273.7 266.9 245.4 232.7 244.7 107.4

0.750 111.8 252.3 254.6 265.6 272.9 275.2 278.2 270.5 252.1 244.1 110.7

0.600 114.5 235.2 240.1 252.9 276.0 273.7 266.9 245.4 232.7 244.7 107.4

0.450 114.7 223.8 250.4 233.7 268.1 268.1 256.2 239.3 233.2 230.3 103.3

0.300 112.9 219.2 245.5 222.7 253.5 258.7 247.8 240.5 227.6 213.8 98.9

0.150 108.9 215.7 232.9 212.2 237.6 246.6 240.2 237.0 216.6 198.9 95.4

0.000 102.9 209.1 217.5 200.7 221.1 233.9 231.6 225.7 204.3 187.2 90.8

Y/X 0.000 1.800 3.600 5.400 7.200 9.000 10.800 12.600 14.400 16.200 18.000


0.000 1.800 3.600 5.400 7.200 9.000 10.800 12.600 14.400 16.200 18.0000.000

0.750

1.500

100.0

100.0 125.0 125.0 150.0 150.0

175.0 175.0 200.0 200.0 225.0

225.0

250.0

250.0 250.0 275.0 275.0 275.0

[m]


90.8 - 100.0 100.0 - 125.0 125.0 - 150.0 150.0 - 175.0 175.0 - 200.0 200.0 - 225.0 225.0 - 250.0250.0 - 275.0 275.0 - 278.2

0.000 1.800 3.600 5.400 7.200 9.000 10.800 12.600 14.400 16.200 18.0000.000

0.750

1.500

[m]








Lineal

NºX Y H Matriz Az Inc Rot Núm X Int X Rot Pendie Inclina

Principio Luminaria Geometría

1 1.300 0.750 2.500 EE9900 90.0 0.0 0.0 8 2.200 0.0 0.0 0.0





EE9900

90

80

70

60

50

40

30

2010010

20

30

40

50

60

70

80

90

240

180

120

60


EE9900 0° 0° 250 5° EE9900 0° 180° 250 5°

EE9900 0° 90° 257 10° EE9900 0° 270° 251 10°



3 H 2 H 1 H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H

30 %

25 %

20 %

15 %

10 %

5 %

0 %


K1K2

EE9900 0° 46.4% 46.4%


PAVCO-LABORATORIO FLUO 2*32W T8


Malla (1)


General

0.000 0.000 0.000

11

11

1.500

0.400

X : Y : Z :

Nº X :

Nº Y :

Interdistancia

Interdistancia

Geometría

Posición de

15.000 Tamaño X :

4.000 Tamaño Y :

Tamaño


Cálculo



47.034.0304.3421.0143.0Iluminancia (lux)

Proyecto 04FV221A Fichero : C:\ULISES2\04FV221A.lpf






4.000 144.2 226.6 218.6 239.4 249.5 228.5 235.3 249.5 226.4 206.5 143.0

3.600 184.9 269.9 270.4 299.4 298.3 284.7 295.0 299.6 285.8 258.7 169.2

3.200 219.5 313.3 310.4 359.3 348.2 340.3 358.0 350.9 321.4 322.7 203.4

2.800 239.7 345.9 341.3 393.3 383.6 371.7 392.0 385.9 352.9 353.4 224.1

2.400 245.6 366.7 359.5 401.0 404.0 376.5 393.8 406.4 378.0 346.6 231.5

2.000 243.4 385.0 364.2 401.0 420.5 381.5 392.7 421.0 380.0 346.5 242.0

1.600 245.6 366.7 359.5 401.0 404.0 376.5 393.8 406.4 378.0 346.6 231.5

1.200 239.7 345.9 341.3 393.3 383.6 371.7 392.0 385.9 352.9 353.4 224.1

0.800 219.5 313.3 310.4 359.3 348.2 340.3 358.0 350.9 321.4 322.7 203.4

0.400 184.9 269.9 270.4 299.4 298.3 284.7 295.0 299.6 285.8 258.7 169.2

0.000 144.2 226.6 218.6 239.4 249.5 228.5 235.3 249.5 226.4 206.5 143.0

Y/X 0.000 1.500 3.000 4.500 6.000 7.500 9.000 10.500 12.000 13.500 15.000


0.000 1.500 3.000 4.500 6.000 7.500 9.000 10.500 12.000 13.500 15.0000.0000.4000.8001.2001.6002.0002.4002.8003.2003.6004.000

150.0 150.0

150.0 150.0

175.0 175.0

175.0 175.0

200.0 200.0

200.0 200.0

225.0

225.0 225.0

225.0 225.0

225.0

250.0

275.0

300.0

325.0

350.0

375.0 375.0

400.0 400.0

[m]


143.0 - 150.0 150.0 - 175.0 175.0 - 200.0 200.0 - 225.0 225.0 - 250.0 250.0 - 275.0 275.0 - 300.0300.0 - 325.0 325.0 - 350.0 350.0 - 375.0 375.0 - 400.0 400.0 - 421.0

0.000 1.500 3.000 4.500 6.000 7.500 9.000 10.500 12.000 13.500 15.0000.0000.4000.8001.2001.6002.0002.4002.8003.2003.6004.000

[m]








Rectangular

NºX Y H Matriz Az Inc Rot Núm X Int X Núm Y Int Y Rot Pendie Inclina


1 0.900 1.000 2.500 EE9900 90.0 0.0 0.0 7 2.200 2 2.000 0.0 0.0 0.0





EE9900

90

80

70

60

50

40

30

2010010

20

30

40

50

60

70

80

90

240

180

120

60


EE9900 0° 0° 250 5° EE9900 0° 180° 250 5°

EE9900 0° 90° 257 10° EE9900 0° 270° 251 10°



3 H 2 H 1 H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H

30 %

25 %

20 %

15 %

10 %

5 %

0 %


K1K2

EE9900 0° 46.4% 46.4%


PAVCO-G.PLANTA Y ASISTENTES FLUO 2*32W T8


Malla (1)


General

0.250 0.250 1.000

5

5

1.000

0.625

X : Y : Z :

Nº X :

Nº Y :

Interdistancia

Interdistancia

Geometría

Posición de

4.000 Tamaño X :

2.500 Tamaño Y :

Tamaño


Cálculo



37.315.4224.9544.883.9Iluminancia (lux)

Proyecto 04FV221E Fichero : C:\ULISES2\04FV221E.lpf






2.750 86.8 162.1 119.8 159.7 83.9

2.125 183.0 374.1 225.7 341.7 166.8

1.500 226.3 544.8 287.1 534.5 222.7

0.875 183.0 374.1 225.7 341.7 166.8

0.250 86.8 162.1 119.8 159.7 83.9

Y/X 0.250 1.250 2.250 3.250 4.250


0.250 1.250 2.250 3.250 4.2500.250

0.875

1.500

2.125

2.750

100.0 100.0

100.0 100.0

150.0

150.0

150.0

150.0

150.0

150.0

200.0

200.0

250.0

300.0 300.0

350.0

350.0

400.0 400.0

450.0 450.0

500.0 500.0

[m]


83.9 - 100.0 100.0 - 150.0 150.0 - 200.0 200.0 - 250.0 250.0 - 300.0 300.0 - 350.0 350.0 - 400.0400.0 - 450.0 450.0 - 500.0 500.0 - 544.8

0.250 1.250 2.250 3.250 4.2500.250

0.875

1.500

2.125

2.750

[m]








Lineal



1 1.150 1.500 2.500 EE9900 90.0 0.0 0.0 2 2.200 0.0 0.0 0.0





EE9900

90

80

70

60

50

40

30

2010010

20

30

40

50

60

70

80

90

240

180

120

60


EE9900 0° 0° 250 5° EE9900 0° 180° 250 5°

EE9900 0° 90° 257 10° EE9900 0° 270° 251 10°



3 H 2 H 1 H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H

30 %

25 %

20 %

15 %

10 %

5 %

0 %


K1K2

EE9900 0° 46.4% 46.4%


PAVCO-SUPERVISORES E ING.MANTENIMIENTO FLUO 2*32W T8


Malla (1)


General

0.250 0.250 1.000

11

11

0.350

0.250

X : Y : Z :

Nº X :

Nº Y :

Interdistancia

Interdistancia

Geometría

Posición de

3.500 Tamaño X :

2.500 Tamaño Y :

Tamaño


Cálculo



35.518.9299.2562.1106.3Iluminancia (lux)

Proyecto 04FV221D Fichero : C:\ULISES2\04FV221D.lpf






2.750 108.1 147.7 162.0 172.3 158.0 140.9 155.9 168.2 161.6 149.4 106.3

2.500 153.4 212.1 230.6 249.2 223.7 194.8 219.9 238.9 232.2 217.8 151.3

2.250 209.7 283.9 309.9 344.3 297.5 251.4 295.1 312.8 318.0 303.5 201.7

2.000 267.5 361.9 403.4 439.5 357.6 303.9 374.8 392.8 423.5 379.4 241.3

1.750 309.2 455.9 479.1 469.9 401.5 341.7 440.4 482.1 517.1 410.8 271.6

1.500 303.2 484.7 527.6 562.1 447.8 355.1 436.7 546.1 526.9 495.5 304.6

1.250 309.2 455.9 479.1 469.9 401.5 341.7 440.4 482.1 517.1 410.8 271.6

1.000 267.5 361.9 403.4 439.5 357.6 303.9 374.8 392.8 423.5 379.4 241.3

0.750 209.7 283.9 309.9 344.3 297.5 251.4 295.1 312.8 318.0 303.5 201.7

0.500 153.4 212.1 230.6 249.2 223.7 194.8 219.9 238.9 232.2 217.8 151.3

0.250 108.1 147.7 162.0 172.3 158.0 140.9 155.9 168.2 161.6 149.4 106.3

Y/X 0.250 0.600 0.950 1.300 1.650 2.000 2.350 2.700 3.050 3.400 3.750


0.250 0.600 0.950 1.300 1.650 2.000 2.350 2.700 3.050 3.400 3.7500.250

0.500

0.750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2.250

2.500

2.750

150.0 150.0 150.0

150.0 150.0 150.0

200.0

200.0

250.0

250.0

300.0

300.0

350.0

400.0 400.0

450.0

450.0

500.0

500.0

550.0

[m]


106.3 - 150.0 150.0 - 200.0 200.0 - 250.0 250.0 - 300.0 300.0 - 350.0 350.0 - 400.0 400.0 - 450.0450.0 - 500.0 500.0 - 550.0 550.0 - 562.1

0.250 0.600 0.950 1.300 1.650 2.000 2.350 2.700 3.050 3.400 3.7500.250

0.500

0.750

1.000

1.250

1.500

1.750

2.000

2.250

2.500

2.750

[m]








Lineal



1 1.000 1.500 2.500 EE9900 90.0 0.0 0.0 2 2.000 0.0 0.0 0.0





EE9900

90

80

70

60

50

40

30

2010010

20

30

40

50

60

70

80

90

240

180

120

60


EE9900 0° 0° 250 5° EE9900 0° 180° 250 5°

EE9900 0° 90° 257 10° EE9900 0° 270° 251 10°



3 H 2 H 1 H 0 H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H

30 %

25 %

20 %

15 %

10 %

5 %

0 %


K1K2

EE9900 0° 46.4% 46.4%


Uso racional de energía en la compañía Pavco de Colombia ...

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