International Copper Association, Ltd. (ICA), miembro de Copper Alliance, es una organización líder en la promoción del cobre a nivel mundial.

Las 43 empresas internacionales que la componen representan el 60% de la producción mundial de este metal.

La red mundial de ICA abarca casi 500 miembros y socios a nivel global. Cuenta con oficinas regionales en Bruselas, Nueva York, Santiago de Chile y Singapur; además de 31 oficinas en 24 países en los 5 continentes.

La estrategia de ICA consiste en reposicionar las cualidades únicas del cobre, principalmente en el aspecto del desarrollo sustentable donde el cobre concentra una gran ventaja en mejorar la sustentabilidad de los productos que lo contienen.

¿Quiénes somos?

Aspectos generales

La función del cable es conducir la energía eléctrica en forma eficiente y amigable al ambiente, desde la fuente hasta el punto de uso.

Debido a su resistencia eléctrica, el cable disipa una parte de la energía en forma de calor (efecto joule); por lo tanto se requiere energía adicional que se refleja en aumento de costos y en generación de CO2.

Una de las preocupaciones actuales a nivel mundial, consiste en reducir los costos de la energía y adicionalmente reducir la emisión de CO2 al ambiente.

Marco Teórico

La resistencia eléctrica de un conductor depende en forma inversa de su sección.

Las pérdidas de energía por efecto Joule en un conductor eléctrico, dependen en forma directa de la resistencia eléctrica, por lo tanto en forma inversa de su sección.

Criterio Técnico

Basado en la Norma Chilena NCh 4-2003

Sección mínima

Capacidad de conducción de corriente nominal

Pérdida de tensión

Stec

Capacidad de soportar sobrecarga

Capacidad de soportar cortocircuitos

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Criterio Económico

Basado en la Norma Chilena NCh 2625-2001

Mínimo Costo total (CT) = CI + CJ

donde:

CI = costo inicial de la inversión (compra e instalación conductor).CJ = valor presente de los costo de las pérdidas joule durante la vida económica.

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Criterio Económico

Se comparan de los costos de compra, instalación y los

costos de las pérdidas de energía a valor presente.

En el cálculo económico se realiza el cálculo de la sección transversal óptima para la carga exigida, para luego seleccionar la sección nominal del conductor más próxima.

Es aplicable para conductores de baja y media tensión.

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Criterio Económico

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Sección económica (Sec) de un conductor, es aquella sección que resulta con el menor costo total inicial y operación durante su vida económica considerada.

Dimensionamiento Ambiental

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Dimensionamiento Ambiental

Emisiones de CO2: Cuando los conductores son dimensionados por el

criterio técnico de menor sección se reemplazan por conductores de sección económica (Sec) se obtiene reducción en las emisiones de CO2.

Como existe un ligero aumento del CO2 en la fabricación del cobre para aumentar la sección del conductor, la reducción total de emisiones se obtiene a través de la condición:

Z1 – Z2 > 0

donde: Z1 = Cantidad anual de reducción de emisiones Z2 = Cantidad anual de aumento de emisiones

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Dimensionamiento Ambiental

Dimensionamiento de Conductores Eléctricos

Z1 – Z2 > 0 Ganancia ambiental (reducción de

CO2)

Reducción CO2 operación Aumento CO2 fabricación

CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC

FABRICA DE ALIMENTOS

Datos generales Precio de la energía: 70 $/kWh Tasa de capitalización: 10% Vida económica de la instalación: 20 años Aumento anual de costo de energía, sin incluir efectos de inflación:

3% 

Parámetros comunes a 13 circuitos: Tensión nominal: 380 V Tipo de circuito: trifásico Tipo de cable: 0,6/1 kV – unipolar Tasa de aumento anual de carga: 1% Temperatura máxima nominal para el tipo de cable considerado:

75°C Temperatura ambiente media: 40 °C Número de horas de operación de circuito: 20 Número de días por año de operación de circuito: 200

CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC

FABRICA DE ALIMENTOS

Resultados con el software DEAC

CI ($) 36.813.040

CJ ($) 96.475.033

CT ($) 133.288.073

CI ($) 50.815.870

CJ ($) 61.224.529

CT ($) 112.040.399

Ahorro total proyecto ($) 21.247.677

Ahorro de energía (kWh) 705.011

Ganancia ambiental (reducción

de CO2) (kg-CO2) 418.387

Sección Técnica

(STEC)

Sección Económica y

Ambiental (SEAC)

CASO EVALUADO CON CONCEPTO DEAC

FABRICA DE ALIMENTOS

Al aplicar el método DEAC se genera un ahorro total de un 15,9% con respecto al costo total que se obtiene aplicando el método convencional (STEC).

En el período de vida económica considerado la el proyecto (20 años), el ahorro de energía es de 705.011 KWh y se genera una ganancia ambiental por la reducción de gases de efecto invernadero de 418.387 [kg-CO2].

 

Ventajas globales DEAC: Aumento de la vida útil debido a trabajar a menores

temperaturas; El conductor presentará un mejor comportamiento en

relación a las corrientes de sobrecarga y corto-circuito; Menores emisiones de CO2 (ISO 14.001 – Certificación LEED – Huella de

Carbono)

Menores costos totales de operación.La sección económica ambiental de un conductor eléctrico es bastante ventajosa:

En circuitos con secciones nominales ≥ 25 mm2 obtenidas por dimensionamiento técnico;

En circuitos que funcionan muchas horas por año, con corrientes que no presentan grandes variaciones.

Conclusiones DEAC

Dimensionamiento Económico y Ambiental de Conductores

Eléctricos (DEAC)

Aplicaciones típicas para el DEAC

Centros comerciales

Edificios

Industrias

Hospitales

Estadios

Etc.

Expositor: Alfonso Aravena ArayaIngeniero Civil Electricista, U. de ChileConsultor Procobre