jueves, 26 de julio de 2012

Clasificación y tipos de baterías de Plomo ácido


Hace unos días en este Blog hemos intentando responder a la pregunta ¿Porqué son necesarias las baterías de reservas?.

También, hace un tiempo,  hicimos un post completo sobre las características de las baterías plomo ácido . Este post es ideal para quién necesita entender o bien repasar como esta formada esta clase de baterías. Tambien es indispensable leerlo antes para entender este post.

Ahora, seguimos con tema de las baterías ácidas y hablaremos de la clasificación y tipos de baterías de plomo ácido. Considero que es un tema importante, ya que para dimensionar un banco de baterías en una subestación , uno debe conocer primero los tipos existentes en el mercado.

Las baterías se clasifican según su aplicación o según su construcción.

Según su uso, las baterías de plomo ácido se clasifican en:

Baterías de arranque: diseñadas especialmente para arrancar los motores de combustión, son utilizadas en automóviles, camiones, motos, tractores, embarcaciones y aeronaves, entre otros. Las baterías de arranque están diseñadas para suministrar gran intensidad de corriente en pocos segundos y resistir profundidades de descarga no mayores del 10-20%.

Baterías de tracción: especialmente construidas para suministrar energía a vehículos eléctricos tales como grúas horquillas, transpaletas y apiladores eléctricos, carros de golf y sillas de rueda. Las baterías de tracción están diseñadas para suministrar cantidades relativamente bajas de corriente por largos períodos de tiempo, soportando un elevado número de ciclos profundos de carga y descarga.

Baterías estacionarias o de reserva: diseñadas para aplicaciones en sistemas de alarma de incendios, alumbrado de emergencia, sistemas de alimentación ininterrumpida (o UPS) y telecomunicaciones, entre otros. Las baterías estacionarias están constantemente siendo cargadas (carga de flotación) para compensar la pérdida de capacidad debido a la autodescarga, y están construidas para resistir descargas profundas esporádicas. Estas baterias son usadas en ET.


Según la tecnología de fabricación empleada, se distinguen:

Batería abierta o ventilada: Las baterías abiertas son las más convencionales y se caracterizan por tener orificios de acceso a su interior con tapones removibles, los cuales permiten la verificación del nivel y gravedad específica del electrolito, la eventual reposición del agua perdida, y que los gases producidos en su interior pueden escapar a la atmósfera. Invariablemente, el electrolito en estas baterías se encuentra en estado líquido.

Las baterías abiertas, dependiendo del fabricante, pueden suministrarse en las siguientes condiciones: cargadas y llenas con electrolito o cargadas y secas (sin electrolito). Las baterías abiertas de plomo calcio son clasificadas como “libre mantenimiento” y las de plomo selenio como “bajo mantenimiento”.

Batería sellada o regulada por válvula (VRLA): Batería en la que el escape de los gases producidos por la electrólisis del electrolito es controlado automáticamente por una válvula sensitiva a la presión. Las baterías selladas emplean placas de plomo calcio y son de “libre mantenimiento” (SMF) o “sin mantenimiento”. Según el estado en que se encuentre el electrolito, las baterías selladas se clasifican en: baterías de gel y baterías de electrolito absorbido (o AGM). Las baterías de recombinación (de gel o AGM) son aquellas donde, mediante un proceso electroquímico, el oxígeno y el hidrógeno producidos internamente vuelven a combinarse formando agua para reincorporase de nuevo a su celda; la recombinación tiene típicamente una eficiencia del 99%, luego casi no hay pérdida de agua. 

Las baterías selladas ofrecen algunas ventajas técnicas sobre las abiertas, tales como la ausencia de fugas de electrolito, mínima emisión de gases, nula posibilidad de contaminación del electrolito y bajos requerimientos de mantenimiento. Sin embargo, también presentan limitaciones tales como un menor número de ciclos, la imposibilidad de reponer el agua perdida por exceso de sobrecarga, la imposibilidad de verificar en forma confiable su estado de carga, y en algunos casos su mayor sensibilidad a la temperatura de operación.


Tomado del excelente documento llamado "GUÍA TÉCNICA SOBRE MANEJO DE BATERÍAS DE PLOMO ÁCIDO USADAS" elaborado por el Ministerio de Medio Ambiente de Chile.
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miércoles, 25 de julio de 2012

México venderá su primer coche 100% eléctrico en 2013


El Tecnológico de Monterrey (TEC) presentó uno de los 12 prototipos del Mini E, el auto que precede al lanzamiento del modelo i3, de la automotriz alemana BMW, que llegará al mercado mexicano en 2013.  

La firma alemana distribuyó un total de 100 Minis eléctricos alrededor del mundo, con el objetivo de evaluarlos y adaptarlos a cada país. Este es uno de los programas más ambiciosos de una empresa automotriz para promover el uso del coche eléctrico, pero no es el único. 

En 2011, Autolib lanzó un programa de 100 coches eléctricos ‘compartidos’ en las calles de París, los autos podían alquilarse en alguna de las 10 estaciones de recarga de energía habilitadas en la capital francesa. En Israel, 100 autos Renault  Fluence recorren el país y recargan o cambian sus baterías de litio en alguna de las estaciones dispuestas por la empresa Better Place, que está valorada en 2 mil 500 millones de dólares. 

En México, la iniciativa del auto eléctrico la ha tomado el fabricante alemán BMW, pero antes de que el i3 llegue a los concesionarios, un grupo de instituciones, entre las que se encuentra el Centro de Investigación en Mecatrónica Automotriz (CIMA) del TEC, participa en una adecuación de estos vehículos al mercado local. Recabar información sobre el manejo, el desempeño y los requerimientos especiales de estos coches en la zona metropolitana de la Ciudad de México es clave para poder determinar el nivel de autonomía real que tendrá el i3.

Para conocer más sobre el estado del proyecto del auto eléctrico en México, AltoNivel.com.mx platicó con el Dr. Juan de Dios Calderón, coordinador de la Cátedra de Investigación en diseño y manufactura de componentes automotrices del TEC de Monterrey.

¿El plan de BMW es comercializar el i3 de forma masiva hacia 2013?

Así es. El i3 va a ser el primer auto 100% eléctrico que llegue al país. Tiene un motor de 220 caballos de fuerza y baterías de ion litio que le dan cierta autonomía.  En el caso del prototipo Mini E, que es el modelo en el que se basa el i3, es de 160 kilómetros de recorrido, aproximadamente. Ésta varía en función del estilo de manejo del usuario y de las condiciones de la calle. Además, el Mini E cuenta con un sistema de frenos regenerativos, que permiten acumular energía mientras se frena. Pero no debemos olvidar que en el caso de una ciudad como el D.F., donde hay muchos topes, el vehículo gastará más energía.

¿Cómo ha participado el TEC en esta iniciativa? 

En el CIMA contamos con todos los elementos necesarios para realizar todas las pruebas de desempeño del vehículo. Nosotros probaremos el costo del consumo energético y de los hábitos de manejo, gracias a las pruebas de pista o de calle. Calculamos que el i3 da el equivalente en energía a lo que rendiría un auto normal a 18 ó 20 kilómetros por litro.

¿Cuánto costará el i3?

El i3 costará alrededor de 40 mil dólares. El prototipo, por ser prototipo, tiene un costo de 125 mil dólares. Pero en los concesionarios costará en torno a 500 mil pesos.  

¿Existe algún plan para desarrollar estaciones de servicio y recarga de energía en México?

Esta es una de las limitaciones que va a tener esta tecnología. Existen diferentes tipos de cargadores, uno de ellos es de 12 amperes, que se puede conectar a la energía eléctrica de un hogar común, en este caso, el tiempo de recarga es de 24 horas. Otro es de 40 amperes, que sirve para recargarlo en 4.5 horas. Mientras que el de 60 amperes pueden tardar hasta 3 horas.

El consumo del auto, con un cargador de 12 amperes es de aproximadamente 20 veces más que el de un refrigerador. Sin embargo, el costo de la carga  en una estación puede costar unos 90 pesos. Para calcularlo medimos la potencia que se consume durante la carga. 

Cabe mencionar que en la Ciudad de México y en Aguascalientes existen algunas estaciones de recarga de energía para vehículos eléctrico que funcionan como taxis.

¿Qué otros proyectos de autos eléctricos están desarrollando actualmente?

Estamos participando en dos proyectos de sistemas de transporte. Uno de ellos es el  Intelligence Network Transportation System, que consiste en el desarrollo de un vehículo totalmente autónomo, con base en baterías de ion litio o con base en una celda de hidrógeno que genera energía. Este vehículo está confinado a una vía, que puede estar dispuesta en aeropuertos, parques etc., y lo que permite es tener más estaciones de recarga, que,  a su vez, están relacionadas entre sí, lo que permite al sistema calcular la ruta más corta para llevar al usuario al punto final y pasar por los lugares de recarga cuando sea necesario. 

Este tipo de vehículo puede transportar de 4 a 6 personas y su ventaja es que puede solicitarse de forma remota, reservarse, por decirlo así, como si fuera un taxi. En esta iniciativa participan empresas  mexicanas como Modutram y Tecnoidea –que desarrolla el auto de carreras Mastretta-, e instituciones de investigación como CINVESTAV, ITESO, la Universidad de Guadalajara y la UP de Guadajara, además del TEC de Monterrey. 

En este momento estamos iniciando la tercera etapa del proyecto, que comenzó en 2010. Ya tenemos un vehículo a escala real y ahora vamos a pasar por un rediseño de las partes antes de lanzar un prototipo final. Aunque aún no sabemos cuándo podría comercializarse.

¿Por qué han decidido abocarse al proyecto del i3?

Queremos promover tecnologías, que,  aunque son costosas por ser nuevas, van a tener un impacto positivo en la sociedad.

El CIMA va a aprovechar el proyecto para difundir el coche eléctrico y para fomentar la investigación en este sentido de los jóvenes ingenieros, particularmente entre quienes estudian la carrera de Diseño automotriz. 

¿Qué ventajas puede aportarte tener un auto eléctrico? ¿Estarías dispuesto a invertir más dinero en un auto con tecnología de punta? 


Tomado del portal Alto Nivel de México y escrito por  Elie Smilovitz


lunes, 23 de julio de 2012

Tensiones de contacto y paso en ET


Las situaciones mas comunes de choque o shock eléctrico que involucran a una persona en una malla de tierra durante una falla son ilustradas en la figura. 

Las situaciones presentadas son una de contacto pie-pie desarrollándose una tensión de paso Es y la tensión de  contacto Et , siendo Etrrd la tensión transferida y la Em la máxima tensión de contacto.

Tensión de choque: comprende las tensiones de toque y paso.

Máxima tensión de contacto o de malla: La tensión de malla es la máxima tensión de contacto que se pueda encontrar dentro de una malla de una red (se define como malla a una de las cuadrículas de la red).

Tensión de paso: la diferencia de tensión en la superficie, experimentada por una persona con los pies separados una distancia de un metro y sin estar en contacto con ningún objeto aterrizado.

Tensión de contacto o toque: la diferencia de tensión entre el GPR y la tensión en la superficie en el punto en donde una persona se para, mientras al mismo tiempo tiene sus manos en contacto con una estructura puesta a tierra.

Tensión transferida: un especial caso de tensión de contacto en donde una tensión es transferida dentro o fuera de una subestación considerada.

Aclaremos que el GPR es la Elevación del potencial de la tierra es decir la máxima tensión que la malla de tierra de una instalación puede alcanzar relativa a un punto de tierra distante que se supone que está al potencial de tierra remoto.

¿Para qué sirve conocer el valor de estas tensiones? Sirve para poder calcular correctamente la malla de puesta a tierra de una estación transformadora, es decir sin riesgos para las personas y equipos. Según la norma considerada habrá valores limites de estas tensiones que no se deberá sobrepasar.  


Información obtenida de la norma IEEE Std 80-2000 - Guide for Safety in AC Substation Grounding y de la especificación técnica de la empresa Transener de Argentina.

 

domingo, 22 de julio de 2012

España: Siemens suministra a Red Eléctrica una subestación GIS de 400 kV



Red Eléctrica de España ha adjudicado a Siemens un proyecto para el suministro de una subestación blindada GIS de 400 kV en configuración de interruptor y medio de su nuevo  modelo 8DQ1 en Santa María de Grado (Asturias), que estará formada por 9 celdas.

La operadora ha confiado a Siemens este proyecto por adecuarse a las exigencias económicas, su tecnología compacta, seguridad de encapsulación y reducido tamaño, así como su larga vida útil. Además será la primera subestación blindada de 400 kV en configuración de interruptor y medio a la intemperie, mediante la cual se aumentará la fiabilidad del suministro al disminuirse la probabilidad de cortes eléctricos en la región.

Está previsto que en octubre de 2012 comiencen los trabajos de montaje. Una vez completados, se probarán todos los aparatos de maniobra y los circuitos eléctricos de control y monitorización para asegurar su perfecto funcionamiento, tanto en el aspecto mecánico como eléctrico.

Una característica fundamental de las subestaciones blindadas y aisladas por gas (GIS) de Siemens es el alto grado de versatilidad y fiabilidad que ofrece su sistema modular. Dependiendo de las necesidades, cada subestación se compone de un número determinado de celdas, adaptándose a las más diversas configuraciones. En España, Siemens ha instalado más de 900 celdas blindadas en diferentes niveles de tensión: 400 kV, 220 kV, 132 kV y 66 kV.

El concepto de subestaciones aisladas por gas tipo 8D es un referente en el mercado de la transmisión de energía. Desde su introducción en 1968, la compañía ha instalado en todo el mundo más de 15.000 celdas para estas subestaciones – bajo las más diversas condiciones ambientales –, que llevan acumulados más de 230.000 años de operación. Los intensos trabajos de investigación y el continuo desarrollo de los primeros modelos han conducido a la generación actual de esta tecnología, caracterizada por su alta seguridad operativa, la alta hermeticidad al gas, gracias a la cual se reducen las emisiones de de gases de efecto invernadero, su gran compacidad y el servicio seguro aun en condiciones extremas.

La tecnología de subestaciones blindadas forma parte del portfolio medioambiental de Siemens. En el ejercicio fiscal 2011, los ingresos derivados de este portfolio alcanzaron los 30 mil millones de euros, lo que hace de Siemens el proveedor más grande del mundo en tecnologías ecoeficientes. En el mismo periodo, nuestros productos y soluciones permitieron reducir a nuestros clientes sus emisiones de dióxido de carbono (CO2) en alrededor de 320 millones de toneladas, una cantidad igual a las emisiones anuales totales de CO2 de Berlín, Delhi, Hong Kong, Estambul, Londres, Nueva  York, Singapur y Tokio.

Tomado del sitio web de Siemens.

sábado, 21 de julio de 2012

La potencia y la cerveza



Inaguraremos la sección de Electrotécnia con un tema que leí y me gustó para explicar el concepto de potencia.

Como sabemos tenemos un triangulo de potencia. El kW es la llamada potencia real o potencia activa. Es el poder que realmente alimenta el equipo y realiza trabajo útil.

El kVAR es la potencia reactiva. Es el poder que el equipo magnético (transformador, motor y del relé) necesita para producir el flujo de magnetización.

El kVA es la potencia aparente. Se trata de la "suma vectorial" de kVAR y kW.

Echemos un vistazo a una simple analogía con el fin de entender mejor estos términos ...

Supongamos que tu estas en un día muy caluroso. Vas a un bar y pides tu cerveza favorita. La porción que sacia la sed de su cerveza está representado por los kW (ver figura).

Por desgracia, la vida no es perfecta. Junto con su cerveza viene un poco de espuma. (Y seamos sinceros ... la espuma no sacia tu sed.) Esta espuma está representado por los kVAR.

El contenido total de tu taza, los kVA, es suma de los KW (la cerveza) y los kVAR (la espuma).

¿Se entendió? Y si no tomate una cerveza bien fría y olvidate de la ingeniería por un rato.


Traducido y adaptado del documento Power Factor: The Basics.  

viernes, 20 de julio de 2012

¿Por qué son necesarias las baterías de reserva?



Las baterías se usan para asegurar que el equipo eléctrico crítico siempre esté encendido. Hay tantos lugares donde se usan baterías que es casi imposible enumerarlos todos. Algunas aplicaciones para baterías incluyen:

  • Estaciones y subestaciones generadoras de electricidad para la protección y el control de conmutadores y relés
  • Sistemas de telefonía para el soporte de servicios telefónicos, especialmente servicios de emergencia
  • Aplicaciones industriales para protección y control
  • Copias de seguridad en computadoras, especialmente datos e información financiera
  • Sistemas de información empresarial “menos críticos”
Sin baterías de reserva los hospitales tendrían que cerrar sus puertas hasta que se restablezca la energía. Pero aun así, hay pacientes conectados a sistemas de mantenimiento de vida que requieren una potencia eléctrica absoluta del 100%. Para estos pacientes, como se dijo en su momento, “un fallo no es una opción”.

Simplemente vea a su alrededor cuánta electricidad usamos y entonces vea la importancia que las baterías han llegado a alcanzar en nuestra vida diaria. Muchos de los apagones alrededor del mundo en el 2003 demuestran cómo los sistemas eléctricos críticos sustentan nuestras necesidades básicas. Las baterías se utilizan ampliamente y sin ellas muchos de los servicios que damos por hecho fallarían y causarían innumerables problemas.

 ¿Por qué fallan las baterías?

Para entender por qué fallan las baterías desafortunadamente necesitamos saber un poco más de química. Hoy en día se usan dos químicos de baterías principales: plomo-ácido y níquel-cadmio

Hay otros químicos que están llegando, como el litio, que se encuentra en sistemas de batería portátiles, pero todavía no en sistemas fijos.

Volta inventó la batería primaria (no recargable) en 1800. Planté inventó la batería de plomo-ácido en 1859 y en 1881. Faure utilizó por primera vez las placas de plomo-ácido. A lo
largo de las décadas se fueron refinando y se han convertido en una fuente de potencia de reserva muy importante.

Los refinamientos incluyen aleaciones mejoradas, diseños de rejillas, materiales de vasos y tapas y sellos entre vasos y tapas y entre terminales mejorados.

El desarrollo más revolucionario fue la regulación por válvula. Muchas otras mejoras en químicos de níquel-cadmio se han desarrollado a lo largo de los años.

En este Blog puede leerse y se recomienda para ampliar las aplicaciones del tema, un artículo sobre el Uso de baterías en Subestaciones en Argentina, y también algunas ideas referentes a la Sala de baterías en una Subestación.



Tomado de "Guía para prueba de baterias" de Megger

jueves, 19 de julio de 2012

Argentina: Inauguran laboratorio de aerogeneradores en Cutral Co

El primer laboratorio de Ensayos de Aerogeneradores de Baja Potencia, equipado por el Centro del Instituto Nacional de tecnología Industrial (INTI) Neuquén, se inaugurará el próximo miércoles en la ciudad de Cutral Có, en el marco de la Semana Eólica.

Uno de los objetivos de la iniciativa es fortalecer y desarrollar el sector de fabricantes de pequeños aerogeneradores, optimizando el funcionamiento de equipos utilizados por los usuarios, y avanzar sobre una certificación que preserve a la industria nacional frente a productos importados de bajo costo, señaló el INTI.

Los especialistas señalan que la iniciativa guarda relación con el posicionamiento que la Argentina ha tenido en esta temática, posicionándola como el país de América Latina que más desarrolló la energía eólica de baja potencia.

La Argentina actualmente cuenta con 16 fabricantes de pequeños aerogeneradores, de los cuales 12 han firmado un acta-acuerdo con el INTI comprometiéndose a trabajar para mejorar sus equipos con la vista puesta en los usuarios de esas tecnologías.

Los aerogeneradores de baja potencia que ya están instalados, cumplen el rol de llevar energía donde la red eléctrica no llega, asegura Juan Duzdevich, técnico del Centro INTI Neuquén.

Al respecto, Duzdevich precisó que "esta situación se da en el centro de la provincia de Río Negro donde hay una gran meseta, que impide la llegada de los servicios de comunicación; en ese contexto un aerogenerador puede proveer servicios de bombeo de agua o energía a una lámpara, una radio, una heladera, que ya se brindan".

La construcción del edificio donde funcionará el laboratorio estuvo a cargo de la Municipalidad de Cutral Có y formó parte de un convenio entre el organismo municipal y el INTI.

El laboratorio será un espacio de trabajo para instituciones y fabricantes nacionales, interesados en el ensayo de equipos, y permitirá realizar mediciones de hasta cuatro equipos en forma simultánea.

Entre las actividades a desarrollar está la de medir el viento que incide sobre los aerogeneradores y la potencia que generan en condiciones controladas y ajustadas a la norma IEC 61400.


Tomado del diario La Mañana de Neuquén (Argentina)

sábado, 7 de julio de 2012

Módulo o cuadro de señalización de alarmas en una ET



En toda estación transformadora tenemos muchas alarmas que monitorean el funcionamiento del sistema y de los equipos que constituyen la misma. El aparato de las fotos esta presente en modernas subestaciones y se encuentra normalmente en la sala de celdas de MT. En él se pueden visualizar y anunciar todas las alarmas presentes en el sistema cuando se produce una falla.

El equipo se llama Módulo Anunciador de Alarmas SA 4132 de la firma Boherdi Electrónica de donde se obtuvo la información. Se recomienda visitar su sitio web para obtener el manual del usuario y más detalles técnicos del aparato.

Este equipos permite señalizar en forma óptica y acústica el cambio de estado de entradas lógicas recibidas por el puerto de comunicaciones para redes LONWORKS®. 

Pueden ser utilizados con los otros módulos pertenecientes al Sistema de Alarmas Distribuido SA4003, con equipos de otros fabricantes que posean conectividad a redes LONWORKS® o con equipos que posean otros protocolos de comunicación utilizando un gateway apropiado.


Características generales:

• Poseen 16 o 32 leds, un led por punto de alarma, con capacidad de incorporar textos descriptivos en el frente.

Cinco secuencias de operación preprogramadas seleccionables. Norma ISA – S18.1. Otras secuencias a pedido.

• Señalización acústica incorporada y contacto libre de potencial para activación de señalización acústica externa. La salida para señalización acústica externa de todos los módulos de alarma que pertenecen a un mismo sistema se activa, si en cualquiera de ellos la señalización acustica está activa. 

• Salida para señalización de alarma unificada por contacto libre de potencial. La salida por alarma unificada se activa, si alguno de los módulos que pertenece a un mismo sistema no posee todas las alarmas en estado de reposo.

Entradas optoacopladas para pulsadores de reconocimiento, reposición y prueba de leds.

• Puerto de conexión a redes LONWORKS® de 78kb/seg. para cable tipo par trenzado con topología de conexionado libre (EIA 709.3).

• Protocolo de comunicación LonTalk® de acuerdo con norma EIA 709.1.

• Sincronismo automático entre módulos.

• Configuración sencilla a través de puentes removibles, sin necesidad de herramientas especiales.

• Auto supervisión interna. Posee contactos libres de potencial tipo NA y tipo NC disponibles para indicar falla interna.

Led para indicación de estado; (normal, configurando y falla).

• Alta confiabilidad y demostrada inmunidad contra perturbaciones electromagnéticas.

•Equipo de tamaño y peso reducido y para montaje embutido.



La información fué obtenida de la web de la empresa argentina 
Boherdi Electrónica.

   


domingo, 1 de julio de 2012

¿SF6 o vacío? En busca del interruptor idóneo para Tensión Media


Les dejo una excelente nota de la empresa ABB sobre estas tecnologias de Interruptores.


Para leerlo del sitio web de ABB , hacer click aquí.

Para aprender más sobre los interruptores en SF6 y el medio ambiente hacer click aquí.

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