Obras eléctricas de calidad

“En un contexto donde los recursos planetarios se están agotando es imprescindible hacer mejor las cosas, con mayor entrega como profesionales”.

Las instalaciones eléctricas demandan eficacia y seguridad. Con ellas se pueden abaratar costos de presupuesto y ganar en ahorro de energía. En la actualidad, la rigurosa normativa existente y las nuevas tecnologías obligan al sector a modernizarse y a trabajar a conciencia.

Por Antonia Tapia

En los últimos tiempos, los contratistas de instalaciones eléctricas han debido renovar sus prácticas. Los marcos regulatorios y un contexto que tiende hacia una posición más amigable con el ambiente han hecho que el sector reflexione, se profesionalice y brinde mayor calidad.

“Las instalaciones eléctricas de calidad son aquellas construidas bajo un apego estricto a las normas vigentes y que han sido pensadas para usar una tecnología que pueda garantizar un mejor rendimiento de los equipos”, explica el doctor Ricardo Mota Palomino, investigador del Instituto Politécnico Nacional (IPN).

Este tipo de obras se establece por distintos parámetros, siendo la eficiencia y la seguridad características indispensables. Entre sus particularidades se destaca una planificación detallada. Desde el comienzo del proyecto se tienen en cuenta ciertos aspectos que se traducen en un mejor rendimiento. Su uso es habitual en edificios, centros financieros o industrias.

“Cualquier diseño de instalaciones de calidad debe basarse en una ingeniería preliminar, un análisis que responda a ciertos interrogantes: ¿en qué se utilizará la instalación eléctrica? ¿cuáles son las cargas que vamos a alimentar? ¿qué condiciones de operación requieren?”, indica el ingeniero Andrés Chávez.

Por su parte, el ingeniero Gilberto Guerra agrega que las instalaciones de calidad también deben ser limpias en cuanto al trabajo realizado, para evitar cualquier tipo de dificultades.

En rigurosos estudios se definen los esquemas eléctricos, la forma en que se conectará con el suministrador, el punto de conexión, la capacidad, el tipo de arreglo interno, si es secundario o selectivo, de anillo o radial. En el mismo sentido se valoran y evalúan las alternativas. Finalmente, se escoge la más conveniente, tanto en lo que respecta a conexión externa como interna.

“La etapa preliminar requiere mucha experiencia. Si el trabajo de planeación se hace con cuidado se pueden obtener buenos resultados. En cambio, si se comienza a ejecutar la obra sin proyecto alguno, se escogerá la peor alternativa y se llenará de equipo innecesario, de capacidad ociosa”, afirma Chávez.

Luego de los estudios preliminares, comienza la etapa de ingeniería básica. Allí se definen equipos, materiales y detalles del punto de conexión. Esta planificación servirá de base para poder concursar, a futuro, en la licitación de una obra.

Recomendaciones para lograr instalaciones de alta calidad

• Planificar el diseño de las instalaciones partiendo de una ingeniería preliminar
• Respetar las normas y los procedimientos vigentes
• Profundizar la ingeniería en detalle; utilizar planos, memorias de cálculo y fichas técnicas de los equipos
• Socializar la información en campo
• Trabajar con personal capacitado
• Manipular los equipos cuidadosamente
• Mantener condiciones óptimas de instalación: limpieza, ausencia de polvo y humedad, y suficiente iluminación
• Registrar en los planos cualquier tipo de modificación que se realice
• Utilizar materiales de calidad y equipos certificados
• Establecer un supervisor que dé cumplimiento al proyecto y que en obra sea capaz de resolver los problemas que puedan surgir
• Disponer en la obra de un muestrario físico que ilustre cómo deben ejecutarse los detalles
• Realizar las pruebas correspondientes una vez que se ha concluído el proyecto
• Verificar periódicamente los equipos
• Realizar el mantenimiento correspondiente cuando sea necesario

Eficiencia, una de las protagonistas principales

La eficiencia es uno de los parámetros que se instituyen para constatar la calidad de la obra. Recurrir a tecnologías innovadoras, que sean ahorrativas y que no causen gran impacto en el ambiente, es una de las tendencias más utilizadas.

Al respecto, el doctor Mota Palomino agrega que es importante utilizar materiales nuevos. De igual forma, destaca que un monitoreo cercano del rendimiento de los equipos permite llevarlos más allá en su aprovechamiento de lo que tradicionalmente se haría.

“Actualmente, se dispone de sistemas electrónicos, de comunicación y de supervisión para hacer un seguimiento continuo del desempeño de los equipos. Años atrás, era imposible hacer un rastreo tan cercano; todo se resolvía en forma preventiva”, expresa el especialista.

El ingeniero Guerra agrega que la eficiencia en una obra de calidad también se relaciona con aprovechar al máximo la luz natural; de esa manera se ahorra en energía y se ayuda a preservar el medioambiente.

En sintonía, Chávez afirma que en un contexto donde los recursos del planeta se están agotando es imprescindible hacer las cosas mejor, bien ejecutadas y, sobre todo, con mayor entrega como profesionales, tratando de pensar en el usuario final y en quien los está contratando.

“El seguimiento del proyecto debe realizarse desde el principio hasta el final. Los planos deben actualizarse y socializarse con el personal autorizado. Una vez que la obra ha concluido, el personal de mantenimiento debe tener esos planos, los cuales tienen que estar en el sitio de trabajo, no descansando en el escritorio de algún directivo”, sostiene el ingeniero.

Seguridad, una aliada indispensable para lograr mayor calidad

La seguridad es imprescindible en cualquier tipo de instalación. En una obra de calidad no debe excluirse. Si no se siguen las normas y los procedimientos regulatorios vigentes, un desperfecto, además de paralizar las funciones, podría causar daños a los equipos, al personal de instalación y mantenimiento, e incluso a los ocupantes.

“En las instalaciones eléctricas, una falla tiene efectos destructivos. La seguridad, tanto de la gente que opera las instalaciones, como de los mismos equipos, tiene una consideración muy alta; por ese motivo, resulta un parámetro muy importante a considerar”, afirma el doctor Mota Palomino.

“En materia de seguridad es importante trabajar con personas capacitadas y respetar los reglamentos. De esa manera se evitan riesgos”, afirma Guerra.

En la actualidad, el marco regulatorio es bastante estricto. Las normas se han ido acondicionando a las necesidades y los márgenes de flexibilidad se van haciendo más estrechos. “Cualquier tipo de instalación debe basarse en las normas NOM- 001-SEDE-2005, la cual es garantía de calidad y seguridad. También se puede apoyar en las normas internacionales ANSI (American National Standards Institute)”, indica el ingeniero.

La Secretaría del Trabajo y Previsión Social establece normas respecto a la seguridad e higiene en el espacio laboral, como la NOM-001-STPS-1999. Asimismo, se destaca, entre otras, la NOM-007-ENER-2004, de la Secretaría de Energía, la cual hace referencia al uso eficiente de la energía eléctrica en iluminación e indica la cantidad de watts por metro cuadrado.

“En nuestro país, el alto costo de la producción de energía eléctrica y la conciencia ecológica están empujando a que, efectivamente, las instalaciones se desarrollen cada vez mejor. Cada uno de nosotros es testigo de la importancia que tienen y de los altos impactos económicos que existen cuando llegan a fallar”, sostiene Mota Palomino.

De igual forma, el ingeniero Chávez agrega: “por fortuna, los propios procedimientos de calidad ISO 9000, entre otros, están obligando a que las instalaciones no sean improvisadas. Los edificios LEED, por ejemplo, no es posible que obtengan certificación oro o platino si sus procedimientos no son de calidad ISO”.

Preguntas clave para evaluar de manera rápida la confiabilidad y seguridad de su sistema

¿Cuento con diagramas unifilares actualizados?

¿Tengo definida una política de seguridad eléctrica?

¿Cuento con estudios de cortocircuito y coordinación de protecciones?

¿Tengo un plan periódico de inspección y medición para los sistemas de tierras?

¿Tenemos detectadas y cuantificadas oportunidades de ahorro de energía?

¿Los conocimientos de mi personal eléctrico están actualizados?

¿Tengo un plan periódico de termografía?

¿Tengo un plan periódico de mediciones de calidad de energía?

¿Llevo un programa y registro del mantenimiento a los equipos de distribución eléctrica?

¿He evaluado la necesidad de usar protección contra descargas atmosféricas?

¿Mis contratistas eléctricos son calificados? ¿Por quién?

Fuente: Ing. Pablo César Castro V., director general ATSGDL, S.A de C.V.

Costos en las instalaciones, una verdadera inversión

Para que los costos no se eleven demasiado, desde el proyecto se debe realizar una adecuada planificación, utilizar materiales certificados y emplear mano de obra capacitada. De esa forma, se evita incurrir en desperfectos o fallas que podrían modificar el presupuesto inicial.

“Si hablamos de un edificio cuyo costo es de 1 mil millones de pesos, donde la instalación eléctrica puede llegar a costar ocho por ciento de ese valor -ochenta millones-, con una buena ingeniería de planeación se puede ahorrar hasta un 10 o 20 por ciento”, indica el ingeniero.

Guerra coincide y agrega que “sin duda, a la larga, el ahorro que se obtiene en estas obras es mucho mayor. Es necesario que el cliente entienda la inversión que está realizando y cómo se está beneficiando”.

Sin embargo, una de las dificultades que enfrentan los contratistas es el alto costo de los materiales. “La tecnología, por lo general, viene de afuera; son importadas. Esto es un problema de poca visión de los empresarios mexicanos. Tendría que existir un mayor desarrollo interno, ya que impacta significativamente en los costos”, señala Mota Palomino.

Por el contrario, no ocurre lo mismo con el desarrollo de software. México se posiciona como uno de los países líderes dentro de América Latina. Lo mismo sucede en materia de capacitación. Instituciones como la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el IPN forman profesionales en un adecuado manejo de las últimas tecnologías.

Por otro lado, según los especialistas, una instalación de calidad puede durar hasta 30 años sin problemas. El mantenimiento, si el proyecto se ha planeado bien desde el comienzo, puede efectuarse por secciones, sin tener que interrumpir el servicio. Se realiza un programa de vida de la instalación.

Cabe destacar que en este tipo de obras es primordial conocer la tecnología, su vida útil, las intervenciones que requerirá a lo largo de su existencia y supervisión. Es indispensable el profesionalismo y la aplicación técnica de mantenimiento moderno.

Tecnologías y materiales innovadores

En las subestaciones, los aislamientos sintéticos van ganado terreno. Éstos permiten, en un espacio pequeño, concentrar el mismo volumen de energía transferida que se puede encontrar en un equipo tradicional. En ese sentido, Mota Palomino menciona que el hexafluoruro de azufre (SF6) es uno de los gases más utilizados.

Al respecto, el ingeniero Chávez agrega que el SF6 se utiliza frecuentemente en edificios, debido al alto precio del metro cuadrado. “Este gas tiene altas propiedades dieléctricas y de transmisión de calor. Puede ser más caro, pero, al existir un ahorro en área y una gran eficiencia de rendimiento, sin duda, se economiza”.

Otra tecnología emergente es la de los superconductores. Con ellos se pueden manejar altos volúmenes de energía. Sirven para evitar cualquier falla catastrófica derivada del gran nivel de carga concentrado y contribuyen a superar el problema de la contaminación ambiental, ya que al reducir las pérdidas de energía disminuye la emisión de dióxido de carbono.

Entre los nuevos materiales de baja temperatura, si se los compara con los superconductores cerámicos, se encuentra el MgB2, descubierto en el 2000, que tiene una temperatura de transición de 39 oK; los nanotubos de carbono a 20 oK, así como el fullereno C60, que presenta superconducción a 53 oK y, aumentando la distancia intermolecular, puede subir su temperatura de transición hasta 117 oK. Recientemente, fueron descubiertos superconductores en una nueva familia de compuestos: los pnicturos de hierro.

Por otro lado, el doctor Mota Palomino asevera que a nivel internacional se están utilizando redes inteligentes, las cuales se integran a la infraestructura tecnológica existente actualmente en sistemas electrónicos. Éstas permiten controlar el flujo de energía eléctrica y realizar un seguimiento más cercano. “La CFE está tratando de conseguir el posicionamiento institucional de esta tecnología, pero aún falta mucho para un desarrollo generalizado”.

En las obras de calidad también son muy importantes los equipos o sistemas que se colocan dentro de los espacios. La tendencia es disminuir al mínimo el uso de la energía. En ese sentido, el ingeniero Guerra destaca la domótica, la cual permite un mayor control del uso de la energía, las lámparas ahorradoras o los nuevos compresores que se utilizan en los sistemas de aire acondicionado.

CFE, uno de los grandes retos para el sector

La Comisión Federal de Electricidad (CFE) es un engranaje fundamental en las instalaciones eléctricas de calidad.

La generación, transmisión y distribución de energía dependen de la empresa mexicana, la cual, en los últimos tiempos, ha emitido ciertos guiños hacia el uso de energías renovables.

Energías renovables

• Las energías renovables se obtienen de manera natural; entre ellas, se destaca la energía solar, eólica, hidroeléctrica, biomasa, geotérmica y oceánica

• En México, la Ley para el Aprovechamiento de la Energía Renovable y la Transición Energética fija el reglamento y financiamiento para la transición energética

Sin embargo, aún resta un largo camino para que la CFE aproveche energías alternativas, como ya lo hacen países sudamericanos, africanos o europeos. En la actualidad, en México, más del 75 por ciento de la energía que se genera proviene de la quema de hidrocarburos, lo que significa que contribuye con cerca del dos porciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Tal cifra lo coloca en el lugar 15 de las naciones que más contaminan.

Esto se debe a que anualmente emite 98 millones de toneladas de CO₂, y cada habitante aporta 1.1 toneladas cada año.

“Es necesario utilizar otro tipo de energías. La CFE se preocupa por el volumen y no tanto por los renovables, los cuales favorecen a los consumidores. Se tendría que realizar algún esfuerzo para modificar este pensamiento. De forma económica, tenemos disponibles todos los energéticos que requerimos. Es indispensable tratar de aprovechar lo que tenemos a la mano”, subraya Mota Palomino.

Calidad de la energía eléctrica
Tolerancia para las Tensiones de acuerdo con la Norma ANSI
VALOR NOMINAL	RANGO DESEABLE	RANGO ACEPTABLE
120	126 – 114	127 – 110
208	218-197	220-191
240	252-228	254-220
277	291-263	293-254
480	504-456	508-440
2.4	2.525 – 2.340	2.540 – 2.280
4.16	4.370 – 4.050	4.400 – 3.950
4.8	5.040 – 4.680	5.080 – 4.560
13.8	14.490 – 13.460	14.520 – 13.110
34.5	36.230 – 33.640	36.510 – 32.780
Fuente: Norma ANSI C84.1

Por su parte, Chávez señala que otro de los grandes retos que tiene la CFE es proporcionar suficiencia energética, capacidad en sus redes de transformación y distribución, continuidad de servicio y calidad en los parámetros de energía eléctrica, en cuanto a tensión y frecuencia.

“La calidad de las instalaciones eléctricas también se refleja en la continuidad del servicio. Si existen suspensiones, apagones e incluso desconexiones de la red eléctrica del suministrador que puedan durar un segundo o menos de un segundo, es tiempo suficiente para sacar de línea varios procesos”, recalca el ingeniero.

“La onda de voltaje no debe tener distorsiones. Ofrecer mejores condiciones en el servicio también es un desafío. Ahora, todo el mundo detecta una discontinuidad, los equipos conectados son mucho más sensibles”, explica el especialista.

Al respecto, el ingeniero afirma que es muy importante que la CFE migre de ± 10 por ciento de variación que tiene por ley a un ancho de banda más estrecho, más controlado. “La Ley de Servicio Público de Energía Eléctrica y su reglamento están ya muy atrasados de la realidad que el país requiere. El ancho de banda de variación de tensión debe ser igual que en toda Norteamérica, compatible con el rango ANSI C84.1 (± 5 por ciento de variación). De esa manera se puede garantizar que el suministro llegue a cualquier rincón del edificio o de la industria”, acentúa.

Los profesionales también destacan la importancia de que los usuarios puedan disponer de doble alimentación y que la CFE instale en las calles redes redundantes, automáticas, que presenten suficiente capacidad y calidad de servicio en cuanto al voltaje que hoy en día se está requiriendo dentro de los distintos sectores.

Rango de Voltajes

El estándar ANSI C84.1 y el canadiense CAN3-C235 especifican que el voltaje nominal de salida debe ser 120 V y permite un rango desde 114 a 126 V (± 5%)

En las obras de calidad son muy importantes los equipos que se colocan dentro de los espacios. La tendencia es disminuir al mínimo el uso de la energía

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Proyecto Plaza Carso

Este conjunto está formado por tres edificios de oficinas de 15, 18 y 19 niveles, y tres edificios destinados a vivienda de 22 niveles cada uno. Además, cuenta con un centro comercial de tres niveles, un teatro con seis niveles, un museo y un estacionamiento con seis niveles, y un cuarto de máquinas central de generación de agua helada. Todo el complejo suma una área de 552 mil metros cuadrados, con 23 MVA demandados, 38 MVA instalados, para lo cual se colocaron n subestaciones de servicio con tecnología de seccionamiento en aire y otras en hexafloruro. El criterio siempre fue utilizar transformadores de potencia tipo seco para bajar la tensión de 23KV a tensión de distribución de 480 volts, o 4 mil 160 Volts en el caso de alimentación de los chillers de aire acondicionado.

Para arrendatarios en oficinas se diseñaron subestaciones compartidas; es decir, el inquilino recibe su energía en baja tensión y le cobran tarifa en alta tensión, eso significa un menor costo de kilowatt/hora, con la salvedad de que el mantenimiento de la subestación receptora-transformadora corre por cuenta de los inquilinos.

Por otro lado, debido a la magnitud de la carga en iluminación para estacionamiento, se emplearon luminarias con tecnología LED, en combinación con un sistema de dimeo que disminuye la intensidad luminosa, según la función del lugar, lográndose ahorros considerables en consumo de energía.

552 mil metros cuadrados y 38 MVA instalados son el área y capacidad eléctrica total de todo el complejo

Plan sustentable

Es uno de los proyectos más destacados de América Latina. Con un inversión de 800 millones de dólares, se construye este complejo inmobiliario. Más 3 mil empleos permanentes generará esta construcción.

Además, este proyecto no sólo será metales, cables y construcción: se planea que 25 mil metros cuadrados sean de áreas verdes. También, procurará el cuidado del agua y el ahorro de energía, pues contará con captación de agua pluvial; y por medio de un tipo de cristalería de las torres, una reducción importante en el consumo de aire acondicionado.

Fuente: Hubard & Bourlon

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