Hombre, Ciencia y Tecnología ISSN: 1028-0871 Vol. 24, No. 2, abril-junio pp.100-106, 2020
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Unificación de servicios eléctricos en UEB Gráfica Juan Marinello.
Unification of electrical services in Graphic UEB Juan Marinello.
Autor: MSc. Raúl Antonio Caramazana-Ferrer
1
, MSc. Ismer Matos-Hernández
1
, Ing.
Vladimir Barreras-Fontanet
2
.
Organismo: UEB Gráfica Juan Marinello
1
, Empresa de Servicios a Grupos,
Electrógenos de Emergencia (EMER)
2
.
E- mail: raul@grafgtmo.co.cu, raulacf@cug.co.cu
Resumen.
Este trabajo muestra lo realizado por un
equipo de trabajo en coordinación con la
empresa EMER, para la unificación de
los servicios eléctricos en la UEB gráfica
Juan Marinello con el objetivo de hacer
un mejor uso y/o aprovechamiento de la
capacidad instalada en la Subestación
Principal Reductora (SPR) trayendo
consigo un aumento en la disponibilidad
del consumo de energía eléctrica,
disminución de las perdidas por
transformación al desconectarse un
transformador eléctrico de 1000 kVA, un
mejoramiento de nuestro factor de
potencia y la disminución de la máxima
demanda contratada, todo ello
incidiendo en la facturación eléctrica de
manera positiva ya que se disminuyen
costes por estos conceptos y otras
ventajas en el aspecto organizativo
amén del impacto medioambiental ya
que con la salida del transformador
antes mencionado se deja de quemar
combustible para sostener la demanda
eléctrica del mismo y con ello la emisión
de gases de efecto invernadero como el
CO
2
y otros.
Palabras clave: unificación, factor de
potencia, demanda, portador energético,
medio ambiente, gases de efecto
invernadero.
Abstract.
This report shows the results obtained
by a work team in coordination with the
EMER company, for the unification of
electrical services in the graphic UEB
Juan Marinello (polygraphic industry)
with the aim of making better use and /
or taking advantage of the installed
capacity in the Main Substation
Reducer (SPR) bringing with it an
increase in the availability of electrical
energy consumption, a reduction in
losses due to transformation when a
1000 kVA electrical transformer was
disconnected, an improvement in our
power factor and a decrease in the
maximum contracted demand, all of this
influencing electricity billing in a positive
way, as costs are reduced due to these
concepts and other advantages in the
organizational aspect, in addition to the
environmental impact, since the
departure of the aforementioned
transformer, fuel is no longer burned to
support its electrical demand and the
emission of greenhouse gases such as
CO2 and others.
Keywords: unification, power factor,
demand, energetic carrier, environment,
gases of greenhouse effect.
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Introducción.
La eficiencia total de un sistema eléctrico es la combinación de la eficiencia de cada uno
de sus componentes. Entre éstos se encuentran los transformadores. Los
transformadores son equipos imprescindibles en los sistemas industriales debido a que
transforman toda la potencia recibida de la red de suministro al nivel de tensión
requerido por el consumidor final.
Aunque la eficiencia de los transformadores es usualmente elevada, las pérdidas que
en ellos se producen son una parte considerable de las pérdidas del sistema de
distribución industrial o de servicios. En consecuencia, la evaluación de estas pérdidas
es importante cuando se desea minimizar los costos de operación de un sistema.
También es importante evaluar su capacidad de utilización ya que muchas veces donde
trabajan dos es posible desconectar uno y con ello lograr un considerable ahorro de
energía eléctrica.
La actualidad de la gestión energética en nuestra fábrica nos indica con urgencia la
necesidad de aplicación de medidas que conduzcan al ahorro de energía eléctrica,
para poder lograr reducciones de costos de producción que aumenten la rentabilidad y
la competitividad; y, a nivel nacional, para reducir el consumo y la demanda, así como
para utilizar más eficientemente la infraestructura de generación y transporte de la
energía, de suerte que se requieran menores inversiones de capital en el sector
eléctrico.
La determinación de la capacidad adecuada de los transformadores y el cálculo del
régimen de trabajo más económico de los mismos, permite reducir las pérdidas y lograr
importantes ahorros mediante la evaluación técnico-económica, de acuerdo con el
estado de carga en el sistema que alimentan.
Método o Metodología.
Debido a la reducción de carga instalada llevada a cabo en la fábrica por cambio de
tecnología con el transcurrir de los años, se realizó un nuevo estudio en el Panel
General de Distribución (PGD) con el objetivo de evaluar en tiempo real, con un
analizador de redes, el comportamiento de varias variables eléctricas como el consumo
de corriente, voltaje, factor de potencia, potencia activa, potencia aparente, siendo esta
última muy importante pues nos dice que parte de la capacidad instalada del
transformador se utiliza. Fue en este último aspecto, que después de su análisis, surgió
la idea de desconectar un transformador para utilizar solo uno y con ello la unificación
de los servicios eléctricos de nuestra UEB, hecho que se produjo en el mes de abril del
año 2018 y desde entonces ha dado excelentes resultados.
El gráfico que se muestra a continuación muestra la estructura de consumo de
portadores energéticos de nuestra fábrica y en ello se ve claramente que la energía
eléctrica constituye el principal portador energético de ahí que las principales medidas
de ahorro deben ir encaminadas a la disminución del mismo sin olvidar, por supuesto,
los demás portadores.
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Teniendo en cuenta esto y aprovechando el estudio realizado con un analizador de
redes en el Panel General de Distribución (PGD) de la fábrica se aprovechó el mismo
para la determinación, previo análisis de las variables estudiadas, de la unificación de
los servicios eléctricos que existían en la UEB con el objetivo de lograr un mejoramiento
de nuestra eficiencia económica y de trabajo estadístico.
En la UEB existían, dos servicios eléctricos (dos metro contadores), Poligráfico I y
Poligráfico II, nombres con los cuales eran conocidos los mismos lo que implicaba,
además, la llegada a la UEB de dos facturas eléctricas con sus respectivos consumos
de energía eléctrica, valor de la máxima demanda registrada, factor de potencia y
consumo reactivo, todo de manera independiente a pesar de ser una sola fábrica, de
libros. También, con estas, la información a enviar tenía que ser duplicada a la hora de
hacer los cierres, demandar la energía a consumir el mes próximo, informar la
producción de bienes y servicios de forma independiente, así mismo en caso de sobre
consumo de algún servicio, aunque como UEB no hubiésemos estado por encima del
plan asignado, igual se hacía un análisis a nivel municipal, provincial, de empresa, de
grupo empresarial (GEMPIL) o de ministerio (MINDUS). Esto en sí era un grave
problema y la solución del mismo no tenía otra alternativa que lograr la unificación de
los servicios para poder trabajar con mayor seguridad.
Una de las oportunidades que existen para el mejoramiento de la eficiencia energética
es la desconexión de transformadores con cargas ociosas, que es el caso que ocupa
este estudio, conclusión a la que se llegó, como se ha explicado antes, después de
hacer un análisis del estudio realizado por la empresa EMER a la que se le solicitó
ayuda técnica para la solución del problema planteado. Ellos instalaron un doble tiro en
102.055
6.561
1.194
1.184
0.637
0.478
0.030
0.000 0.000
91.0
96.9
97.9
99.0
99.5
100.0
100.0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-8
12
32
52
72
92
112
Energía
eléctrica
Diesel Aceites Kerosén Gasolina
regular
Nafta Grasas Gas Licuado
de petróleo
Gasolina
especial
Porciento acumulado
TCC
Portador energético
Estructura de consumo de portadores energéticos 2019
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el local que ocupa el Grupo Electrógeno de Emergencia (GEE), el mismo está
energizado a través del banco de 1000 kVA que se encuentra en la subestación
principal reductora (SPR), este conecta al GEE con este transformador y a la vez a un
banco de 100 kVA que se encuentra en la PGD y que sustituye al otro banco de 1000
kVA que se encuentra en la SPR ya que la capacidad del primero es suficiente para
darle servicio a la parte administrativa y equipos conectados a la 380 V. Esta solución
permite trabajar con un solo banco de 1000 kVA de los dos que se encuentran
instalados en la SPR, sustituir el servicio eléctrico número I y con ello disminuir las
pérdidas por transformación y mejorar el factor de potencia de la instalación y
aprovechar la capacidad de los bancos transformadores que quedan trabajando, el de
la SPR ya mencionado y el más pequeño que se encuentra en la PGD.
El doble tiro instalado tiene como ventaja, además de la expuesta, de volver a conectar
el servicio número I en caso de avería del transformador de 100 kVA que se encuentra
en la PGD y que alimenta, como dijimos, a la parte administrativa y a los equipos de
380 V. La OBE provincial tiene conocimiento de esta solución y mantiene instalado, no
conectado, el metro contador del servicio número1 para caso de rotura.
El siguiente diagrama muestra la solución antes expuesta:
Resultados y Discusión.
Las ventajas prácticas derivadas de la unificación de los servicios eléctricos se
relacionan a continuación:
1. Disminución de las pérdidas por transformación: Con los dos servicios en
funcionamiento las mismas sumaban aproximadamente 2700 kWh como promedio cada
mes, con un solo servicio eléctrico en explotación (Poligráfico II) las mismas ascienden
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a 1900 kWh como promedio cada mes lográndose un ahorro por ese concepto igual a
800 kWh.
2. Mejoramiento del factor de potencia: Con los dos servicios en funcionamiento casi
siempre el Poligráfico II registraba un 0,90 ó en algunos casos un 0,89 lo que implicaba
una penalización por parte de la OBE. Con la solución el factor de ponencia se ha
mantenido en 0,93 y por ello se ha recibido bonificación.
3. Disminución del consumo de reactivo: Al mejorar el factor de potencia disminuye
automáticamente el consumo de reactivo lo que trae consigo el mejoramiento del factor
de potencia.
4. Aprovechamiento de la capacidad instalada del transformador de 1000 kVA de la
SPR: Se aprovecha la capacidad instalada del transformador de 1000 kVA quien asume
ahora la responsabilidad de los dos servicios antes instalados.
5. Aumento de la disponibilidad de energía eléctrica: Al disminuir las pérdidas por
transformación aumenta la disponibilidad de energía eléctrica a consumir ya que las
pérdidas son un gasto fijo, estando o no trabajando la fábrica.
6. Disminución del tiempo de arranque del GEE: Antes con los dos servicios instalados
el operario del GEE tenía que hacer primero varias operaciones en la PGD, en el
arranque abrir el transformador de 380 V y luego los dos de 440 V para después
dirigirse al local donde se encuentra el grupo para poder operar el GEE lo que retrasaba
la sincronización del mismo al Sistema Electro energético Nacional (SEN), en la parada
repetir las mismas operaciones. Con la solución esta sincronización se hace de manera
más rápida pues no hay que buscar nada en la PGD y el tiempo de operación para tal
acción disminuye considerablemente.
7. Mayor rapidez en la entrega de información: Antes había que reportar información a
la hora de realizar el cierre de dos servicios eléctricos lo que implicaba la tardanza en la
entrega de la misma pues se hacía imprescindible calcular producción de bienes y
servicios para dos servicios con sus respectivos consumos, ahora es más rápido pues
solo se hace un solo reporte.
8. Prácticamente nula la participación en análisis de consumo a cualquier nivel: Como
UEB, aunque no se excediera el plan a consumir, se contaba con un servicio sobre
girado, había que participar en los consejos energéticos municipales, provinciales o
análisis a nivel de empresa o grupo empresarial. En estos momentos es más fácil
tomar medidas para disminuir consumo y enmarcarnos dentro de lo asignado y por
supuesto que ya la fábrica no es objeto de análisis por esta causa desde la fecha de
aplicación del trabajo.
La aplicación en la fábrica de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de Energía
(TGTEE) ha permitido determinar los principales potenciales de ahorro de portadores
energéticos de la misma, principalmente en lo que se refiere a la energía eléctrica, el
portador de mayor consumo como se mostró en el diagrama de Pareto que muestra la
estructura de consumo de portadores energéticos del 2019 y que se repite año tras año.
Con la unificación de los servicios eléctricos en la UEB se ha logrado la disminución de
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las pérdidas de transformación en 800 kWh como promedio mensual, el mejoramiento
del factor de potencia a 0,93 y 0,94 con las bonificaciones correspondientes, desde abril
de 2018 hasta diciembre de 2019 la fábrica ha sido bonificada en 10 ocasiones
sumando por ello $ 941,49 CUP por este concepto, y el aumento de la disponibilidad en
el consumo de energía eléctrica debido a la disminución de las pérdidas de
transformación, ya que solo se trabaja con un transformador, en un 30 %
aproximadamente, alrededor de 800 kWh mensual. En el período evaluado, desde abril
del 2018 hasta cierre del año 2019, en 20 meses de trabajo, 22 632 kWh, con un
importe de $ 2977,95 CUP. El valor económico de la inversión realizada es ínfimo ya
que se costeó en moneda nacional, el mismo ascendió a $ 2203,47 CUP. La máxima
demanda contratada anteriormente con la OBE era de 220 kW, en estos momentos es
de 200 kW con posibilidades de recontratarla nuevamente dos veces al año, esto en
valores representa una disminución de $ 140,00 CUP cada mes en la facturación
eléctrica por gasto fijo. Teniendo en cuenta que en Cuba el costo de generación de
electricidad en líneas de 13,8 y 34,5 kV es de 0,32 USD/kWh generado y lo ahorrado en
los 20 meses de aplicación de la solución antes expuesta entonces el monto ahorrado
al país en generación es igual a $ 7242,24 USD.
El trabajo tiene un impacto ambiental importante ya que al desconectarse un
transformador de 1000 kVA en la Subestación Principal Reductora (SPR) disminuye
automáticamente la demanda de energía eléctrica del mismo y por consiguiente en esa
misma medida el consumo de combustible fósil para suplir esta por parte de la unidad
generadora matriz Termoeléctrica Antonio Maceo, Renté, y con ello la liberación de
gases de efecto invernadero que afecta el medio ambiente. Teniendo en cuenta que en
20 meses de trabajo se han ahorrado 22 632 kWh en pérdidas por transformación con
la desconexión del transformador, los kilogramos de gases de efecto invernadero
dejados de emitir a la atmósfera por este concepto ascienden a:
Reducción de contaminantes en
Termoeléctricas
Emisiones
de Nox (kg)
Emisiones de
SO
2
(kg)
Emisiones
de CO
2
(kg)
Ahorro por perdidas por transformación
66
340
15118
Conociendo que la termoeléctrica Renté consume aproximadamente 280g/kWh para la
generación de energía eléctrica la misma ha dejado de quemar en el periodo analizado
6337 kg de combustible fósil al ser desconectado el transformador de la SPR, o lo que
es lo mismo, unificado el servicio eléctrico en la UEB se han dejado de emitir a la
atmósfera 15 524 kg de gases contaminantes.
Conclusiones.
La aplicación de este trabajo ha permitido a la UEB gráfica Juan Marinello tener una
mayor disponibilidad de energía eléctrica para dar cumplimiento a sus principales
compromisos productivos, disminuir el gasto de su facturación eléctrica, contribuir al
ahorro de energía eléctrica quien es el portador de mayor consumo energético y al que
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el país dedica ingentes esfuerzos para su control y uso eficiente, además contribuyendo
a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero que tanto dañan el medio
ambiente.
Recomendaciones.
Esta experiencia puede generalizarse a cualquier entidad por lo que se recomienda a
cualquier industria que cuente con reservas para el ahorro de portadores energéticos
que hagan un estudio de los mismos y en el caso particular de la energía eléctrica
realizar un análisis detallado de este portador utilizando un analizador de redes para la
cuantificación de los principales variables de consumo que permitan a priori tomar
medidas encaminadas a hacer un uso más eficiente de la misma.
Bibliografía.
Viego, P. “Tecnología de Gestión Total Eficiente de Energía”. Centro de Estudios de
Energía y Medio Ambiente. Universidad de Cienfuegos, Cuba. 2007.
Viego, P.; De Armas, M.; Padrón, E.A. “Ahorro de energía en sistemas eléctricos
industriales”. Universidad de Cienfuegos. Cienfuegos. 2002.
Viego, P. et al. “Temas especiales de sistemas eléctricos industriales. Texto de la
Maestría en Eficiencia Energética. Editorial Universo Sur. Universidad de
Cienfuegos, Cuba. 2006.
Viego, P. “Uso final eficiente de la energía eléctrica”. Texto para la Especialización en
Eficiencia Energética. Universidad Autónoma de Occidente, Cali, Colombia. 2006.
Fecha de recibido: 15 ene. 2020
Fecha de aprobado: 10 mar. 2020
