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Ing. Aleksey Mosquera

La Eficiencia de los Sistemas de Inducción

Ing. Fernando Salinas

Ing. Jorge Muñoz

Cocción de Alimentos con Base a Electricidad. Perspectiva de un Sector Eléctrico en Crecimiento

electricidad y telecomunicaciones

Análisis de la Incidencia del uso de Cocinas Eléctricas de Inducción.

www.cieepi.ec

cieepi.quito

@cieepi

P L A N DE

EFICIENCIA ENERGÉTICA Y COCINAS DE INDUCCIÓN

Especial de tran sf o rma do res & P u est a a t ierra

edición

25

HASTA DICIEMBRE

año 2013

Pg. 5


SUMARIO Fernando Salinas 20 Ing. Cocción de Alimentos con Base a

6

Electricidad. Perspectiva de un Sector Eléctrico en Crecimiento.

EDITORIAL

Ing. Fernando Salinas

Transformadores & 28 Especial Puesta a Tierra

7

Ing. Jorge Muñoz

Análisis de la Incidencia del Uso de Cocinas Eléctricas de Inducción.

Pública y 34 Salud Frecuencias Intermedias Aleksey Mosquera 12 Ing. La Eficiencia de los Sistemas de Inducción y el Plan de Cocción Eficiente

Bernecker 16 Siegfried Energía Ininterrumpible Segura,

con la Máxima Tecnología y en un Mínimo Espacio…

Ing. Alberto Guzmán 38 Sistemas de Inducción, La Importacia de su Implementación.

Revista CIEEPI Nº 25

Año 13- Nº 25 Consejo Editorial | Ing. Fernando Salinas Ing. Santiago Córdova Ing. Andrés Oquendo Editor Arte| Ing. Patricio Vela marketing@cieepi.ec

Eduardo Carozo 41 Ing. Redes Inteligentes, Consideraciones de Seguridad

Coordinación/Comercialización | Lic. Gabriel Rosales administracion@cieepi.ec Diseño| Ing. Patricio Vela marketing@cieepi.ec Impresión| CIEEPI www.cieepi.ec|Fax (593-2) 2 500 442 Teléfonos 593 (2) 2 509 459/2 547 228 Daniel Hidalgo Oe1-50 y Av. 10 de Agosto Quito - Ecuador

Acceda a artículos complementarios en nuestro portal web CIEEPI www.cieepi.ec Esta es una publicación del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha -CIEEPI Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial sin permiso. Revista CIEEPI no se hace responsable por el contenido, opiniones, prácticas o cómo se utilice la información aquí publicada. Todos los materiales presentados, incluyendo logos y textos, se supone que son propiedad del proveedor y revista CIEEPI.


EDITORIAL ING. FERNANDO SALINAS Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos del Ecuador-CIEEE Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha-CIEEPI

E

cuador vive un momento crucial en su Historia. Se enfrenta al enorme desafío y a la noble tarea de crear las condiciones necesarias para construir un mejor futuro y allanar el camino hacia el desarrollo, un desarrollo de equidad y justicia social. Conseguir mayores índices de progreso no implica solamente alcanzar metas macroeconómicas, educacionales, de salud, de vivienda, de infraestructura, sino también, lograr un salto cualitativo y cuantitativo en materia energética y construir el derrotero hacia una economía post petrolera. En este sentido, el cambio de Matriz Energética, formulado en el Plan Nacional del Buen Vivir 2008-2013 –el PNBV vigente es el 2013-2017 pero se cita el anterior, pues en él esta plasmado el Cambio de Matriz Energética- plantea realizar la sustitución de cocinas de gas GLP por cocinas eléctricas de inducción, una vez, se cuente con las condiciones de suficiencia en cuanto a la generación de electricidad. Esta medida sin duda, plantea serios retos en cuanto a la provisión del servicio público de electricidad. La infraestructura en toda la cadena de valor de industria eléctrica, generación, transmisión, distribución y comercialización debe ser planificada, fortalecida y modernizada. Con gran optimismo se avizora el constante crecimiento y fortalecimiento del Sector Eléctrico en estos últimos seis años y el que se proyecta aún en mejores condiciones hasta el 2016, con la incorporación de los proyectos de generación hidroeléctrica denominados Emblemáticos . Se han hecho y se están haciendo realidad los proyectos de Generación más necesarios para la provisión segura de electricidad y que nos hacen recordar los oscuros días de los apagones como algo anecdótico, que no se debe repetir en los anales de la historia energética del país.

Ahora es menester de las autoridades del Sector Eléctrico, priorizar los esfuerzos de gestión y las inversiones en infraestructura en los otros segmentos de la Industria: Transmisión, Distribución, Comercialización y Uso Eficiente y Racional de la Energía. Ante un panorama de crecimiento y mayor participación de la Electricidad dentro de la Matriz Energética del País, influenciada por la demanda energética de los proyectos como la Refinería del Pacífico, Industrias Minera, Siderúrgica, Metalúrgica, Ciudad del Conocimiento, Transporte Eléctrico Masivo y Plan de Cocción Eficiente, el Sector Eléctrico debe volcar todo su afán en pos de conseguir que las redes de transmisión y distribución –incluidos las redes de servicio al usuario – se encuentren listas para responder al incremento de esta demanda de electricidad en condiciones de seguridad, confiabilidad, calidad y acceso. Entendemos que este esfuerzo de incrementar la cobertura y calidad del servicio público de electricidad para afrontar el reto de una mayor participación en la matriz energética del País, es tarea de todos: empresa privada, empresa pública, academia y centros de investigación, profesionales, trabajadores, todos, unidos en el cambio de Matriz Energética y sus amplias y profundas implicaciones en el cambio de Matriz Productiva del País. En este propósito el CIEEPI, entidad gremial profesional, estará siempre dispuesta a servir a los ciudadanos e instituciones de Pichincha y de la Patria. Me gustaría culminar este editorial evocando las palabras de aquel poeta y dramaturgo francés Víctor Hugo: ¨El futuro tiene muchos nombres. Para los débiles es lo inalcanzable. Para los temerosos, lo desconocido. Para los valientes es la oportunidad¨. Esta es sin duda la oportunidad de Sector Eléctrico para su crecimiento y fortalecimiento, seamos todos pues, artífices y actores de su progreso. ¡Avancemos optimismo!

juntos

con

convicción

Fernando Salinas

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y


ACTUALIDAD ANÁLISIS DE LA INCIDENCIA DEL USO DE COCINAS ELÉCTRICAS DE INDUCCIÓN (1ra Parte) 1.- RESUMEN

E

l Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) ha dado a conocer que se encuentra en marcha el Plan Nacional de Cocción Eficiente, razón por la cual se encuentran estableciendo los requerimientos técnicos y económicos del proyecto que permitan definir acciones de corto y mediano plazo para la implementación del mismo, acciones que permitirán la preparación para la sustitución tecnológica. Analizando el consumo de los hogares urbanos del Ecuador, el Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos - INEC en el Censo de 2010 determinó que 2,359,523 usan Gas Licuado de Petróleo - GLP, esto representa el 68,1% del total de los hogares ecuatorianos que usan este tipo de energético. La cocina eléctrica de inducción tiene una eficiencia del 80,6% (incertidumbre del ± 1,93%) en tanto que la cocina de GLP del 51,26% (incertidumbre del ± 3,36%), equivalente a la relación de 1,6 más eficiente. El subsidio de combustibles costó en Ecuador 3.405,66 millones de dólares en 2012. De esta cantidad, el 26,6% se destinó para los subsidios a los combustibles en generación eléctrica. Considerando la implementación del programa de remplazar las cocinas eléctricas de inducción por cocinas a GLP en el sector urbano, el incremento de la demanda de energía será 5,309,13 GWh al año lo que representa el crecimiento del 33,0%. El crecimiento de la demanda máxima entre las 18h00 a 20h00 será de 2,631 MW. Para suplir el crecimiento de la demanda por la implementación del programa, el sector de la transmisión y distribución requiere una inversión aproximada de USD 4,378,13 millones en un escenario y de USD 3,065,02 millones en otro escenario.

2.- ANTECEDENTES El Estado representante de la sociedad ejerce una serie de funciones que influyen en la mejoría de la eficiencia. Los órganos gubernamentales responsables de la formulación e implementación de políticas deben tener una articulación adecuada con las instituciones que promueven la eficiencia energética. Los órganos de mayor incidencia en el Ecuador son el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable y el Instituto de Eficiencia Energética y Energías Renovables. La Secretaria Nacional de Planificación y Desarrollo – SENPLADES en coordinación con diferentes instancias gubernamentales elaboró el Plan Nacional del Buen Vivir (PNBV) 2009 – 2013 al que deben sujetarse en forma obligatoria las instituciones y órganos del Gobierno. Dentro de este Plan en forma específica en la Estrategia 6.7. que se refiere al Cambio de la Matriz Energética, indica lo siguiente: El programa de sustitución de cocinas a gas (GLP) por cocinas de inducción deberá ejecutarse tan pronto como exista la factibilidad de la generación eléctrica para este plan. El Plan Nacional del Buen Vivir (PNBV) 2013 – 2017 no es explícito en este sentido más bien señala que se debe lograr eficiencia a través de la aplicación de políticas y estrategias de carácter general. Con miras a preparar el programa de implementación de sustitución de cocinas a gas licuado de petróleo (GLP) por cocinas eléctricas de inducción, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable (MEER) hizo conocer a los diferentes actores y ciudadanía que se encuentra desarrollando el Plan Nacional de Cocción Eficiente, por la cual se mantienen reuniones entre representantes del sector energético, eléctrico y productivo del país, con el objeto de establecer estrategias, requerimientos técnicos y definir acciones de corto y mediano plazo para la implementación del proyecto, acciones que permitirán estar plenamente preparados para la sustitución tecnológica.

MUÑOZ VIZHÑAY, JORGE PATRICIO

Ingeniero Eléctrico, Universidad de Cuenca (1985). Magister en Energía, Universidad de Sao Paulo – Brasil (1996). Magister en Administración de Empresas, Universidad Nacional de Loja (2005). Experiencia de 28 años en planificación, construcción, operación, mantenimiento y comercialización de sistemas eléctricos. Ha participado en 102 eventos en el Ecuador y en el exterior. Ha realizado 27 publicaciones en revistas, seminarios, jornadas y cursos. Se desempeña como Gerente de Planificación de la Empresa Eléctrica Regional Sur S.A.

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ACTUALIDAD 3.- USO DEL GLP COMO ENERGÉTICO EN EL ECUADOR Según informes de los organismos gubernamentales, el 96% de la demanda del Gas Licuado de Petróleo (GLP) se destina al sector doméstico o residencial y el restante 4% se destina para uso industrial y comercial. No obstante, se estima en forma real que el 59% es usado por el sector doméstico, 11% al uso industrial y comercial, 8% al vehicular y el 22% hacia el contrabando por las fronteras. Los precios de producción e importación del GLP son altamente superiores a los precios de venta interna, por lo que el gas tiene un subsidio muy alto; pues el

cilindro de 15 kg se vende a USD 1,60 mientras que el costo real está entre USD 12,00 y USD15,00 (basado en el precio internacional), lo que equivale a un subsidio entre el 650% y el 838% frente a su precio real. En Colombia el cilindro de 15 kg su valor se quintuplica a USD 7,65, y en Perú su valor asciende a USD 15,30. En el cuadro siguiente (Tabla 1) se presenta el uso del GLP en función de los estratos socioeconómicos ecuatorianos, donde se aprecia que el estrato más pobre usa el GLP mayoritariamente (97,65%) para la preparación de los alimentos en tanto que el más rico para otros propósitos como el negocio (9,23%; vehículo 0,28%; y, calefón 12,46%).

Tabla #1: Quintiles del uso del GLP en hogares en el Ecuador Quintiles

Cocinar

Negocio

Vehículo

Calefón

Total

20% más pobre

97.65%

2.32%

0.00%

0.03%

100%

2do. Quintil

94.04%

3.08%

2.71%

0.17%

100%

3er. Quintil

93.12%

6.11%

0.00%

0.77%

100%

4to. Quintil

92.61%

5.74%

0.00%

1.65%

100%

20% más rico

78.03%

9.23%

0.00%

12.46%

100%

País

88.99%

6.10%

0.53%

4.39%

100%

Fuente: INEC-ECV

Analizando las cifras del sector petrolero ecuatoriano y específicamente el GLP, se determina que en el 2012 el volumen importado fue de 9,01 millones de Barriles (Bls), la producción nacional fue de 2,67 millones de Bls y el consumo interno de 11,83 millones de Bls. El precio medio de importación fue de USD 71,84 por Bl y el precio medio de venta fue de USD 13,47 por Bl considerando el precio oficial de venta de un cilindro de 15 kg en USD 1,60 (ver Tabla 2).

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Tabla #2: Balance económico y energético del GLP en el Ecuador total Volumen Importado (miles Bls)

9,011,60

Producción Nacional (miles Bls)

2,674,00

Consumo interno (miles Bls) Precio Importación (USD/Bl) Costo Importación (miles USD) Precio Venta Interna (USD/Bl) Ingreso Venta Interna (miles USD)

11,835,50 71,84 643,759,80 13,47 121,400,90

Diferencia Ingreso y Costo (miles USD) (522,358,90) Fuente:

BCE – Cifras del Sector Petrolero Ecuatoriano 2012


ACTUALIDAD Debido a la diferencia de precios, el Estado subsidió en el 2012 el valor de USD 522,3 millones que corresponde a la diferencia entre USD 643,7 millones por concepto de pago en la importación y USD 121,4 millones que el Estado recibió por la venta del GLP.

Analizando las cifras del Censo del 2010 realizado por el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos - INEC, se determinó que de 3,810,548 hogares ecuatorianos, el 90,98% usa el GLP como combustible para cocinar, en tanto que el 9,02% usa otros tipos de combustibles (ver Tabla 3).

Tabla #3: Uso del GLP y otros energéticos en los hogares del Ecuador Principal combustible o energía para cocinar

Negocio

Gas (tanque o cilindro)

Calefón

Total

3,454,776

90,66%

90,66%

Gas centralizado

11,961

0,31%

90,98%

Electricidad

16,223

0,43%

91,40%

259,216

6,80%

98,21%

Residuos vegetales y/o de animales

515

0,01%

98,22%

Otro (ej. Gasolina, kerex, disesel, etc.)

445

0,01%

98,23%

67,412

1,77%

100,00%

3,810,548

100,00%

100,00%

Leña, carbón

No cocina TOTAL Fuente: INEC – CENSO DE POBLACIÓN Y VIVIENDA 2010

Con la información de los cuadros anteriores, se puede determinar que el consumo medio y aproximado de GLP de cada uno de los hogares en el Ecuador es de 3,41 Bls al año, equivalente a 447,45 kg o expresado en números de cilindros de 29,83 al año. Este último valor a su vez equivale a 2,49 cilindros mensuales (de 15 kg). Sin embargo, considerando el uso real del GLP para cocción, en el sentido que el 59% del consumo interno se lo destina para uso doméstico, el consumo promedio de GLP de cada uno de los hogares en el Ecuador es de 2,01 Bls al año, equivalente a 263,99 kg o expresado en números de cilindros de 17,60 al año o 1,47 cilindros mensuales (de 15 kg), valor calificado como real en razón del alto porcentaje de contrabando. Analizando el consumo de los hogares urbanos del Ecuador, el INEC en el Censo de 2010 determinó que 2,359,523 usan GLP, esto representa el 68,1% del total de los hogares ecuatorianos que usan GLP (ver Tabla 4).

Tabla #4: Uso del GLP y otros energéticos en los hogares urbanos del Ecuador Principal combustible o energía para cocinar Gas (tanque o cilindro)

Casos

(%)

Acumulado (%)

2,347,562

96,24%

96,24%

Gas centralizado

11,961

0,49%

96,73%

Electricidad

14,356

0,59%

97,32%

Leña, carbón

17,924

0,73%

98,05%

46

0,00%

98,05%

260

0,01%

98,06%

47,253

1,94%

100,00%

2,439,362

100,00%

100,00%

Residuos vegetales y/o de animales Otro (ej. Gasolina, kerex, disesel, etc.) No cocina TOTAL

Fuente: INEC – CENSO DE POBLACIÓN Y VIVIENDA 2010

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PROYECTOS 4.- EQUIVALENTE ENERGÉTICO ELECTRICIDAD – GAS LICUADO DE PETRÓLEO (GLP) La equivalencia entre combustibles comienza con la consideración de los contenidos caloríficos de la electricidad y del gas licuado de petróleo (GLP). Por ejemplo, si la electricidad y el GLP fueran utilizados al 100% de eficiencia, 1 kilogramo de GLP equivale a 13,66 kWh de electricidad. Tanto la electricidad como el GLP poseen diferentes eficiencias de aprovechamiento, por tanto las comparaciones entre ellos no pueden ser realizadas solamente con el contenido calorífico. Con la consideración antes mencionada en la Figura 1 se presenta el equivalente de un cilindro de 15 kg de GLP que es el más utilizado en la cocción doméstica.

Figura 1: Equivalente energético entre GLP y electricidadEcuador

Los únicos recipientes adecuados para una cocina de inducción son los de hierro fundido. Este material está compuesto de una infinidad de microimanes que responden a los campos magnéticos variables, incluso débiles, reorientando sus cargas eléctricas e incluso moviéndose físicamente si los trozos de hierro son lo bastante pequeños. El intenso campo alterno creado por la bobina de inducción de la cocina provoca reorientaciones continuas de los microimanes del hierro, que se transforman en calor. Ningún otro material (cobre, aluminio o cerámica) responde así al campo, aunque se venden adaptadores que permiten usarlos en este tipo de cocinas, si bien perdiendo de paso buena parte de su eficiencia.

5.- EFICIENCIA DE LAS COCINAS DE INDUCCIÓN Y DE GLP Un estudio realizado en la Facultad de Ingeniería de la Escuela Politécnica Nacional a través de la realización de una tesis de grado en mayo de 2010 [1], determinaron experimentalmente la eficiencia de las cocinas de inducción y las de GLP. Definiendo la eficiencia de cocción:

15 Kg

4.8 kW 240 v

176,250 kcal= 205 kWh

250 kWh= 15 kg GLP

Coc = Eficiencia de Cocción Fuente: Elaborado por el autor

A continuación se presenta en forma resumida el principio de funcionamiento de la cocina eléctrica de inducción. La cocina de inducción está constituida básicamente por una bobina de hilos de cobre ancha y plana que es el corazón de la cocina. La corriente eléctrica que circula por esta bobina genera un campo electromagnético de tal intensidad que, al a travesar sobre un material adecuado, como una cazuela de hierro, genera en él un exceso de energía tal que se transforma en calor. El incremento de la temperatura es más rápido que en una cocina eléctrica convencional y el control de la temperatura es instantáneo, como el de apagar una llama de gas.

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EA = T)A EO = T)O ET = T)T EC = Energía total consumida (medida para cocina de inducción y calculada para cocina de GLP) temperatura final del sistema – temperatura inicial de cada elemento

De esta manera, la cocina de inducción tiene una eficiencia del 80,6% (incertidumbre del ± 1,93%) en tanto que la cocina de GLP del 51,26% (incertidumbre del ± 3,36%).


ENTREVISTA LA EFICIENCIA DE LOS SISTEMAS DE INDUCCIÓN Y EL PLAN DE COCCIÓN EFICIENTE El ahorro es significativo en sistemas de inducción

Aleksey Mosquera

Ex Ministro de Electricidad y Energías Renovables

El Programa Nacional de Cocción Eficiente, es una iniciativa coordinada por el Ministerio de Electricidad y Energías Renovables (MEER), a través de la Subsecretaría de Energía Renovable y Eficiencia Energética. Según el documento del ¨Programa Nacional de Cocción Eficiente”, el principal objetivo es migrar del uso de GLP a la electricidad por inducción para la cocción de alimentos en el sector residencial del país. El programa beneficiará a 3,675,992 familias ecuatorianas, que incorporarán en sus hábitos prácticas de eficiencia energética y uso de tecnologías ambientalmente limpias El sistema de inducción es un tipo de cocina compuesta por un vidrio especial conocido como vitrocerámica que calienta el recipiente de material ferromagnético mediante la implementación de campos electromagnéticos.

S

egún el Ex Ministro Aleksey Mosquera, las cocinas de gas, tienen una eficiencia térmica que oscila en 30% a 40%, considerando el diámetro del quemador, pero su eficiencia radica en poder tener una amplia área de transferencia de calor, lo cual consideraría que a mayor transferencia de calor es menor el consumo de energía útil disponible. Pero esta realidad es efímera puesto que al momento del ser utilizado el quemador de las cocinas de GLP, se utiliza ollas del mismo diámetro estableciendo un área de transferencia mínima donde la energía es disipada por los lados, señaló.

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Figura 1: Eficiencia Térmica Cocinas GLP

Además explicó, que en promedio, de acuerdo a las mediciones la eficiencia real del gas no llega a un 25%. Considerando que si se cuenta con 100 unidades energéticas en un cilindro de gas, no se transfieren más de 20 unidades reales al momento de realizar el proceso de cocción, de esta manera la eficiencia de la cocina llega al 20% en el mejor de los casos.

PODER CALÓRICO 1 Kg GLP = 13.92 kw/h EN EL AGUA 1 Kg GLP = 4,18 Kw/h Precio Internacional Según Petrocomercial $ 1 por Kg GLP

Costo para el estado, tomando en cuenta que el mismo importa sobre el 80% de GLP, puesto que las refinerías ecuatorianas no producen GLP en grandes cantidades, debido a las condiciones del tipo de petróleo que tenemos. Entonces: $ 1 / 4,18 Kw/h = 0,24 cvts por Kw/h El costo real es de 0,24 ctvs por Kw/h, costo que es asumido por el Estado, mientras que el costo para el ciudadano. 0,11 ctvs / 4,18kw/h = 0,026 ctvs por Kw/h Costo para el ciudadano 0,026 ctvs.

SUBSIDIO del GLP: 0,24ctvs – 0,026ctvs = 0,21 ctvs


ENTREVISTA Cocinas de Inducción Desarrollo y Funcionamiento. La inducción es la forma de cocinar más evolucionada, segura, económica y rápida. La diferencia con respecto a las otras formas de cocción es verdaderamente sustancial. Mediante la cocción por inducción, el recipiente que contiene la comida se calienta directa y gradualmente, mientras que la superficie de vitrocerámica permanece fría, calentándose marginalmente por efecto del calor de contacto generado por el mismo recipiente. En consecuencia, los alimentos que rebosan de las ollas no se queman y pueden eliminarse con facilidad y rapidez, tanto durante la cocción como al final de ella.

Una parte del ahorro energético esta garantizado por la capacidad de reconocer automáticamente el metal, de modo que la superficie de inducción se activa solo en presencia del recipiente y se desactiva cuando este es retirado. En términos de porcentaje, se puede estimar un ahorro del 20% con respecto a las cocinas eléctricas y de un 30% con relación a las cocinas a gas. Con la cocción por inducción se calienta el recipiente directamente mientras que la superficie de vitrocerámica permanece fría. De hecho, la potencia de cocción seleccionada se transformas directamente en calor dentro del recipiente. Cocinas que no calientan, pero hierven. Suena como un contrasentido, pero se trata de la tecnología más moderna en cuanto a cocinas eléctricas. Se trata del Sistema de Inducción Magnética, que le permite a la superficie de cristal o vitrocerámica calentar solo la olla o sartén que se le coloca encima, pero nada más.

Figura 2: Funcionamiento Cocinas de Inducción Además de la ventaja de seguridad que representa esta tecnología al no tener superficies calientes constantemente, el sistema de inducción magnética evita que cualquier sustancia –liquida o sólida- que se derrame de las ollas, nunca llegue a quemarse. La mejor demostración se hace cuando se coloca un billete entre una olla con agua para hervir y la superficie de la cocina. Cuando se activan los controles para calentar el agua, el billete queda intacto a pesar que el agua hierve en cuestión de segundos gracias a que el campo magnético usa la energía con casi un 100 por ciento de eficiencia, pues solo se concentra en el objeto metálico que tiene encima. Este sistema solo funciona con ollas, sartenes o cacerolas con material ferroso. En otras palabras, si un imán no se adhiere en ellas, entonces no sirven para este tipo de cocinas. Fuente: http://www.heraldo.es

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ENTREVISTA Aleksey Mosquera determina que la eficiencia de una cocina de inducción es mayor al 77%, de acuerdo a la figura Nº 2. De acuerdo a los nuevos proyectos hidroeléctricos, el estado pretende cubrir con los suficiente kw/h, para que los mismos sean iguales que un tanque de gas. Y de la misma manera demuestra la eficiencia, en base al ahorro para el estado: PODER CALÓRICO 1 kw / h EN EL AGUA 1 Kw / h = 1,25 Kw/h Precio para el estado $ 0,835 ctvs por Kw/h Entonces: $ 0,835ctvs / kw 1,25 /h = 0,1044 cvts por Kw/h El costo real es de 0,1044 ctvs por Kw/h, SUBSIDIO ELECTRICIDAD 0,1044 ctvs – 0,835ctvs = 0, 789 ctvs

RELACIÓN DE AHORRO SUBSIDIO ELECTRICIDAD SUBSIDIO del GLP 0, 789 ctvs 0,21 ctvs

= 37 %

Entonces el ahorro relativo sería de 100% - 37% = 63% del subsidio entregado plenamente al GLP. Por tanto y de acuerdo al Subsidio entregado anualmente de 700 millones de dólares según el gobierno, se establecería la relación de ahorro. 100% = 800 millones 63% =

504 millones

504 millones de ahorro al año

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De acuerdo a esta cifra, Mosquera sustenta que la inversión realizada actualmente para el desarrollo de los 8 proyectos hidroeléctricos en el país, no supera los 4.000 millones de dólares. Lo que brinda una proyección de pago de la inversión de 8 años. Se debe ender que la Hidro energía NO va a ser barata los primeros 15 años, puesto que se debe realizar el pago de la inversión, pero esto tampoco significa que va a subir el costo por la electricidad. En temas generales el estado, puede generar ahorros por el NO uso de combustibles, los cuales serán direccionados al desarrollo social, en la construcción de hospitales, escuelas, universidad, entre otros. En conclusión la matriz energética es la optimización de la caja fiscal desde el punto de vista de un sector, en caso de la energía “como mejorar la caja fiscal”, puesto que la misma se nutre actualmente del petróleo y los impuestos. Pero el petróleo tiene dos consideraciones: Externa: Puede bajar el precio del petróleo. Interna: Puede disminuir la producción, además teniendo en cuenta que el mismo no es renovable. En contraparte la hidroelectricidad es renovable y genera ahorros que pueden ser mayores a los que se debe egresar por pagos en la construcción de las hidro electricas. En consideración es una inversión que se pagará sola, obviamente por la adecuada administración de la energía en todo su concepto y de la eficiencia que la misma provee. Esto recalcando que la electricidad es energía fabricada hecha exprofesamente mientras que el combustible es un bien intermedio que necesita de procesos adicionales para que el mismo sea útil. Otro factor que induce a la implementación de este proyecto es que el Ecuador es un país que en tema de electrificación lo ha desarrollado de manera óptima, en tal manera que se cuenta con una covertura del 99% en ciudades y al rededor del 95% en sector rural, es decir que el Ecuador esta totalmente electrificado, tranformandose en una mega red que ayudará a fortalecer este nuevo concepto energético.


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Los grandes centros de datos y los consumos de demanda crítica necesitan de una fuente multi-mva ininterrumpible, con una disponibilidad confiable y disponible durante las 24 horas del día y los siete días de la semana. todas las fuentes de energía ininterrumpilble requieren de un sistema de almacenamiento de ella. las baterias son a menudo consideradas como una fuente de energía de corta duración en casos de interrupciones del suministro o perturbaciones del mismo. sin embargo, grandes consumos presentan significativos desafíos a la solución con baterías ya que requieren de grandes superficies refrigeradas con equipos de aire acondicionado, lo que requiere en la mayoría de los casos entrar a reforzar las estructuras para soportar el peso de estas grandes instalaciones.

D

entro de cada instalación de demanda crítica, el espacio técnico requerido por las batería y sus sistemas de respaldo pasan a ser un sobrecosto de envergadura que puede ser reducido significativamente por el uso de UPS Diesel Dinámicas (DDUPS), ya que necesitan de un menor espacio, no requieren de baterías y ofrecen módulos de mayores potencias y además, sus tableros de fuerza son de menor tamaño. Las UPS Diesel Dinámicas tienen también una mayor flexibilidad al poder abastecer una mayor demanda a más larga distancia generando directamente en

voltajes de hasta 11 kV (niveles de voltaje mayores pueden ser alcanzados con un transformador elevador). Esto mejora la capacidad de transmisión permitiendo una distribución en anillo con menores secciones de los conductores, alimentadores duales sincronizados, etc. Hoy en día tenemos funcionando una UPS de 5 MVA que alimenta directamente un consumo en 6,6 kV, instalación diseñada para una carga final de 10 MVA. El Sistema Hitzinger de UPS Diesel Dinámicas se compone de cuatro mayores componentes: el motor diesel, el generador, el módulo de almacenamiento de energía cinética y el choke de acoplamiento. El módulo de almacenamiento de energía cinética, el generador y el choke de acoplamiento trabajan juntos para proporcionar una energía limpia y además están siempre disponibles para entregar la energía al sistema UPS, mientras que el motor diesel proporciona la energía de respaldo permanente que se necesita en el caso de una falla prolongada del suministro eléctrico. El sistema combinado de un filtro estabilizador a la entrada y un módulo almacenador de energía aseguran que las cargas críticas recibirán una energía limpia, proporcionarán la necesaria energía reactiva para llevar el Factor de Potencia casi al valor unitario y además servirán como filtro bi-direccional para la Red Pública.


El sistema combinado de un filtro estabilizador a la entrada y un módulo almacenador de energía aseguran que las cargas críticas recibirán una energía limpia, proporcionarán la necesaria energía reactiva para llevar el Factor de Potencia casi al valor unitario y además servirán como filtro bi-direccional para la Red Pública. Las unidades DDUPS también pueden ser configuradas para un consumo Dual, proporcionando la flexibilidad de tener en un mismo sistema una UPS y un Generador de Emergencia, ofreciendo así una mayor economía de espacio. 2,2 MVA.

Para la instalación de una UPS, existe un número clave de factores a considerar: de cargas. reposición). la inversión en espacio técnico. refrigeración.

Como especialistas en Sistemas de Potencias Sin Interrupción y en Generadores de Emergencia, es nuestro deber proporcionar un servicio que comprenda las necesidades de nuestros clientes en todos los sectores en que operamos y en proporcionar a estos clientes, productos y servicios a la medida de sus particulares necesidades. Las cargas de misión críticas demandan la aplicación de estándares exactos y aplicaciones innovativas de sistemas probados para asegurar la integridad de la infraestructura propuesta. Los Sistemas Diesel Rotatorios de Hitzinger garantizan una probada confiabilidad y ofrecen muchas ventajas sobre los sistemas UPS basados en bancos de baterías y en Generadores Diesel de Emergencia incluyendo: máxima utilización del espacio disponible en planta, mínimos costos de de mantención, eliminación del requerimiento de un sistema de aire acondicionado y corrigen algunos de los problemas técnicos planteados por los grandes sistemas UPS estáticos, como ser el filtraje de armónicos, un bajo factor de potencia, incapacidad de aclarar fallas y el control ambiental requeridos por las baterías. (SIGUIENTE PÁGINA)


TECNOLOGÍA Análisis Técnico Comparativo

UPS Rotatorias V/ S Estáticas

Muchas son las ventajas técnicas al comparar las UPS Rotatorias / Dinámicas de Hitzinger en relación con las UPS Estáticas (con Baterías). A continuación se listan los puntos que mas favorecen al usuario final. La presente información está basada en muchos años de investigación y de estudios efectuados por Hitzinger (R&D y pruebas reales en terreno), contando además con la retroalimentación de los clientes a través de todo el mundo e información obtenida de consultores internacionales y locales de prestigio. Comparación de Rendimientos

Descripción

UPS Rotatoria / Dinámica de Hitzinger

UPS Estática (con Baterías)

1. Limitación de Potencia

La capacidad permanece constante todo el tiempo

La Potencia suministrada está limitada a un periodo de tiempo

2. Declinación de la Potencia

No hay reducción de la capacidad con el uso

Existe una reducción de la capacidad con el uso

3. Capacidad de Sobrecarga

Alta capacidad de dinámica y transitoria

No tiene capacidad de sobrecarga

4. Reducción de Armónicas

sobrecarga

Reducción de armónicas mayor que 95%

No tiene reducción de armónicas, requiere de filtros adicionales (*)

5. Capacidad de Corto Circuito

Diez veces la corriente nominal durante 200 milisegundo

Aproximadamente 1,5 a 4 veces la corriente nominal

6. Corrección del Factor de Potencia hacia la Red

El Factor de Potencia es 1,0

El Factor de Potencia es 0,7 a 0,8 y requiere del uso Capacitores (*)

7. Consistencia de la Potencia

Permanece la misma, aun después de dos o mas cortes de energía

La potencia total está solo disponible después que las baterías están recargadas

Alcanza el 95%

Varía entre un 85% a 95% y con un alto costo de respaldo

No se requiere

Se requiere

Produce CA directamente al consumidor

Produce CC y requiere de un inversor para suministrar CA

Robusto, simple y en una sola unidad.

El sistema completo esta compuesto de muchas baterías y otros equipos.

12. Sistema de enfriamiento

Sistema auto-refrigerante, puede ser instalado en forma remota

13. Salas

Se usa una sola sala, donde queda instalado el grupo generador

Requiere un sistema propio de enfriamiento para las salas de Baterías y de los Inversores (*) Requiere una sala especial para las UPS y una sala para el grupo generador (*)

14. Sistemas de Control y Monitoreo

Automático e integrado como estándar en todos los equipos

Automático, pero limitado a ciertos eventos solamente

15. Reemplazo

No se requiere ya que el MTBF y la vida útil es de 20 años

Requiere reemplazo dependiendo del tipo de baterías (*)

20 años

La vida útil de las baterías está entre los 3 y 5 años

Poca mantención, casi igual a la de un grupo motor-generador

Tanto la UPS como el grupo motor generador requieren de mantención de un alto costo (*) Menor si la comparación se basa solo en los costos directos involucrados. Pero si se considera el total de los costos involucrados y como una inversión a largo plazo, entonces es una solución cara

8. Rendimiento completo

del

Sistema

9. Periodo de Recarga 10. Configuración del Sistema 11. Sistema de construcción

16. Vida Útil 17. Mantención 18. Costo de la Inversión Inicial

Relativamente alta si la comparación se basa solo en los costos directos involucrados. Pero si se considera todo el sistema y como una inversión a largo plazo, entonces es una solución competitiva

(*) Costos adicionales que hay que cuantificar y que normalmente no se consideran dentro el costo total de una inversión en una UPS estática con baterías.

18

CIEEPI Nº25 |2013


OPINIÓN COCCIÓN DE ALIMENTOS CON BASE A ELECTRICIDAD. PERSPECTIVA DE UN SECTOR ELÉCTRICO EN CRECIMIENTO. El GLP en los hogares ecuatorianos.

L

ING. FERNANDO SALINAS Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos del Ecuador-CIEEE Presidente del Colegio de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos de Pichincha-CIEEPI

a historia del GLP tiene más de cinco décadas en el Ecuador y se inicia con la creación de DOMOGAS, una empresa originada con capitales italianos y para 1957 se importaron los primeros cilindros de 10 y 15 kilogramos. En 1959 se construye la primera planta de envasado de gas en Quito, en el sector de San Bartolo1. Así, el mercado del GLP se desarrolló paulatinamente en el país a través de las compañías privadas Shell y Agip, esto hasta 1988, cuando el Estado interviene directamente en el mercado gasífero. Para el año 2012, según el Sistema SIEE de la OLADE, el GLP era utilizado principalmente en el Sector Residencial en un 92,9%, en el Industrial en un 3,8%, en el transporte un 0,1%, en Servicio Público y Comercio en un 2,8% y en Otros sectores de la economía en un 0,4%.

Referencias: 1. Tomado de http://www.explored.com.ec/noticias-ecuador/gas-la-venta-genera-lios-71338.html 2. Fuente Banco Central del Ecuador. Boletín Estadístico 2013. Capítulo IV. Sector Real. 4.2. Sector Energético. 3. Fuente Gerencia de Comercio Internacional de EP Petroecuador. Año 2012. 4. Castro Miguel. Hacia una Matriz Energética Diversificada en el Ecuador. Centro Ecuatoriano de Derecho Ambiental. Quito 2011.

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Por otra parte, el subsidio del gas que se comercializa para la ciudadanía alcanza un valor de $USD 20,67 por cada bombona de 15 Kg -el precio oficial es $USD 1,60- y para el año 2012 alcanzó un rubro total de $USD 710 millones aproximadamente3.

Mayor participación de hidroelectricidad en la matriz energética. Revisando la historia, nuestro país respondiendo a su nueva condición de país petrolero, experimentó un crecimiento en la demanda de energía primaria a un ritmo de 4,1% anual entre 1970 y 2008, superior al promedio en el mismo periodo a América Latina en un 2,74% y al promedio mundial en un 1,6%4.

Con estas cifras, es innegable la dependencia de los hogares ecuatorianos respecto de este energético donde es utilizado en los usos finales de cocción de alimentos y calentamiento de agua. Según el último Censo de Población y Vivienda a cargo del INEN, en el año 2010, el 91% de hogares cocinan con GLP como principal combustible.

Mientras en 1970, el 44% de la matriz se basaba en el consumo tradicional de biomasa (carbón vegetal y leña, principalmente), según la Starical Review de la British Petroleum 2012-referida al diciembre de 2011-, la Matriz Energética del país esta compuesta por un 79,5% de Petróleo, 3% de Gas Natural, 16,7% de Hidroelectricidad y un 0,8% proveniente de otro tipo de fuentes energéticas como biomasa, y energías renovables no convencionales.

A estos datos cuantitativos debe añadirse lo concerniente a las importaciones y subsidios, donde se mira con preocupación en forma general el impacto de las importaciones de derivados de petróleo y en forma particular las del GLP en la Balanza de Pagos del País. El GLP es una mezcla de Propano y Butano que no producimos internamente en nuestras refinerías sino hasta un reducido 20% y el restante 80% se lo importa a precios internacionales. En el año 2012 la producción local de GLP fue de 2159 BEP2.

Luego de la crisis energética en el Sector Eléctrico –año 2009-, Ecuador emprendió la construcción de una serie de proyectos termoeléctricos e hidroeléctricos que le permitieron un abastecimiento en forma segura y confiable. Al año 2012 se cuenta con una infraestructura en generación hidroeléctrica de 2256 MW, una térmica de 2287 MW y una de energía renovables no convencionales de 296 MW (biomasa de la caña de azúcar y eólica principalmente) de potencia instalada.


Para un futuro cercano, hasta el 2017 se tiene proyectado la incorporación de los denominados proyectos emblemáticos como Manduriacu (62 MW en 2014), Sopladora (487 MW en 2015), Toachi Pilatón(253 MW en 2015), Delsitanisagua (116 MW en 2015), Quijos (50 MW en 2015), Coca Codo Sinclair (1500 MW en 2016) y Minas San Francisco(276 MW en 2016). Además, con la finalidad de contar con energía firme en el SNI, en este mismo período, se incorporará energía térmica con los proyectos Guangopolo II (50 MW en 2014), Esmeraldas II (96 MW en 2014), Termogas Machala 3 (70 MW en 2014), Termogas Machala con ciclo combinado(100 MW en 2015) y generación térmica extra por 150 MW5. Por otra parte, según el Plan Nacional de Electrificación 2013-2022 se tiene planificado expandir el sistema eléctrico considerando las condiciones de demanda de electricidad con las cargas especiales como la Refinería del Pacífico, proyectos mineros, transporte público masivo con el Metro Quito y Tranvía de Cuenca, industria cementera y metalúrgica, la Ciudad del Conocimiento Yachay y la introducción masiva de cocinas de inducción. En razón de atender esta creciente e intensificada demanda, hasta el año 2022 se ha planificado un incremento de electricidad en base a hidroelectricidad, termoelectricidad y proveniente de energías renovables no convencionales incrementando la potencia instalada del país en 5227 MW que requiere una inversión de $USD 7083 millones. De esta manera, Ecuador para el año 2017 el país contará con una de las matrices eléctricas más limpias del orbe, pues se prevé una composición de un 93% de energía hidroeléctrica y un 7% de energía térmica y con participación de energías renovables no convencionales. También se proyecta un decremento en el consumo de derivados de petróleo en la generación de electricidad desde 561.259 galones de petróleo en 2013 hasta 367.223 galones de petróleo en el año 2022, reduciendo consecuentemente las emisiones de CO2 a la atmósfera desde 3,71 hasta 2,18 millones de toneladas para el 2013 y 2022 respectivamente6.

5. Plan Maestro de Electrificación. CONELEC. Quito, 2013. 6. Ibídem


GLP VS. ELECTRICIDAD EN LA COCCIÓN DE ALIMENTOS El GLP como se anotó anteriormente se utiliza generalmente en los hogares ecuatorianos para dos usos fundamentales: calentamiento de agua y cocción de alimentos. Para estos menesteres en Ecuador se consumen 170000 bombonas de GLP por día. El Gobierno Nacional a través del organismo Rector del Sector del Sector Eléctrico, el Ministerio de Electricidad y Energía Renovable, ha planteado, como parte del Cambio de Matriz Energética la sustitución del GLP por electricidad en el Sector residencial para el uso final de cocción de alimentos. La electricidad y el GLP son dos formas de energía. Si comparamos el GLP con la electricidad podemos argumentar ventajas y desventajas a favor en contra de uno de ellos, dependiendo de las circunstancias, en todo caso, cabe recalcar que una bombona de 15 Kg de GLP es equivalente a 210 kWh de electricidad.

22

Ahora, las cocinas de GLP versus las de inducción tienen algunas diferencias y si se analiza con detenimiento, se pueden extraer algunas a favor de las cocinas de inducción que incluyen: mayor seguridad en cuanto a riesgos por quemaduras, menor esfuerzo en la limpieza pues las cocinas de inducción no emiten las clásicas grasas en el proceso de cocción, mayor rapidez en la cocción de los alimentos ya que calientan los en la mitad del tiempo en comparación con la de GLP y finalmente, duplican su eficiencia en la transformación de energía alcanzando un valor del 84%.

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De esta manera, cocinar con una cocina de inducción, en una familia que actualmente consume un cilindro de GLP por mes, equivaldrá a consumir aproximadamente 100 kWh de energía –hay que recordar que la eficiencia de una cocina de inducción es prácticamente el doble que una de GLP– El MEER tiene como Plan la introducción masiva de cocinas de inducción desde el año 2015, intensificando su entrega en el año 2017 hasta alcanzar el 80% de los hogares ecuatorianos. Este ambicioso Plan presupone un esfuerzo de toda la cadena de la industria eléctrica en especial en las etapas de Distribución y Comercialización de electricidad.


Soluciones ElĂŠctricas Terminaciones QT III *

Guayaquil

Quito


OPINIÓN Planificación de la Distribución para Afrontar la Cocción en Base de Electricidad El Plan de Cocción Eficiente significará paras las Empresas de Distribución un esfuerzo notable ya que en 3 años, del 2015 al 2017, se deberá reordenar, planificar, fortalecer y modernizar las redes de distribución para brindar un servicio seguro y confiable, además de cambiar aproximadamente 3´500.000 de acometidas y medidores monofásicos –las cocinas de inducción deben tener alimentación de energía en 220 V y los medidores monofásicos solo alimentan a las cargas con 110 V – Si damos por cierto que la demanda de electricidad sigue el curso de los hábitos de las personas, la curva de la demanda de electricidad para el sector residencial se verá modificada una vez se introduzcan masivamente las cocinas de inducción. Entonces la curva de demanda de electricidad del sector residencial cambiará de tener un pico entre las 19h00 y las 21h00 , a presentar otros dos más entre las 6h00 y las 8h00, y luego entre las 11h00 y las 13h00, esto es, en los horarios en que generalmente se realiza la preparación de los alimentos. Es evidente que el pico de demanda en las redes de distribución, tanto en media como en baja tensión, requerirá que, en los casos de circuitos sobrecargados se piensen en el incremento de la capacidad conductiva de las redes y en la capacidad de los transformadores. En este ámbito, hay que señalar el hecho que en la actualidad existe un bajo factor de uso de las redes de distribución que alcanza un 42% -la demanda máxima del sistema es 3145 MW y existe una capacidad instalada de transformadores de distribución que alcanza un valor de 7664 MW Otros temas que merecen la atención de las ED`s son sin duda, los cambios topológicos que permitan gestionar la red sin necesidad de inversiones mayores, el incremento de pérdidas de energía por efecto Joule en los conductores y, la compensación capacitiva necesaria por el incremento de la carga inductiva de las cocinas.

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OPINIÓN En síntesis, las EDs deberán recurrir a todas sus herramientas de gestión para enfrentar con profesionalismo la Planificación de las Redes de Distribución, empezando con las informáticas como los Sistemas de Información Geográfico que brindarán datos confiables de la topología y las cargas asociadas a cada transformador. De los sistemas SCADA que entregan información de las curvas de Carga por cada alimentador primario –esto permitirá caracterizar la carga-. También se necesita de los estudios de Análisis Técnico para ubicar los circuitos secundarios que son capaces de soportar las cargas de las cocinas de inducción sin hacer ninguna modificación, así como, identificar los circuitos secundarios que deberán ser objeto de modificaciones.

El Cliente como Principal Beneficiario y Actor del Cambio Energético En este proceso de cambio de GLP por electricidad en el Sector Residencial para el uso de Cocción de Alimentos, deben identificarse todos los Stakeholders, los industriales de la línea blanca, los importadores de este tipo de electrodomésticos, las comercializadoras de GLP, los distribuidores de GLP, los proveedores de servicios de ingeniería y construcción, etc., pero especial énfasis merecen los ciudadanos que actualmente están a la expectativa de que este plan se despliegue con la menor afectación a sus intereses. Es menester entonces de las autoridades del Gobierno Central, de las Sectoriales Energéticas, poner en marcha una campaña de información encaminada a inteligenciar a la ciudadanía a cerca de los beneficios de esta medida para la economía familiar y la salud macroeconómica del Estado, de la focalización o posible eliminación de los subsidios al GLP, de la entrega de Cocinas de Inducción y menaje de ollas a los ciudadanos de los quintiles más pobres de la población, de los detalles de un posible subsidio a la electricidad para la cocción de alimentos, en definitiva, de las implicaciones que tiene el despliegue de este plan en la economía, el medio ambiente y la seguridad de los hogares de los ecuatorianos. El hombre como sujeto y fin mismo de esta transformación energética, así lo entendemos desde el CIEEPI, Organización que está desde ya, informando y guiando, sugiriendo políticas públicas en torno a este tema, creando opinión, siendo el referente de la Sociedad Civil Organizada en los temas afines a su quehacer gremial profesional.

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ESPECIAL

TRANSf ORMADORES

&

PUESTA A TIERRA

Con el fin de mejorar la fiabilidad del sistema y reducir el impacto de sobrecorriente en equipos, es esencial seleccionar un grupo adecuado de elementos fusibles. Existen métodos de protección tanto para transformadores tipo poste como tipo pad-mounted, ya sea en aplicaciones trifásicas y monofásicas. Hay muchas variables que deben tenerse en cuenta para definir correctamente un grupo de protección. La adecuada coordinación de protecciones debe soportar corrientes de estado

estacionario y de sobrecarga, corrientes normales de cierre, y otros transitorios momentáneos (debido a situaciones como rayos o sobretensiones de conmutación). Por el contrario, la misma coordinación de elementos fusibles también debe proteger el transformador contra sobrecargas prolongadas o fallos en el secundario del transformador. La coordinación de los elementos fusibles también debe proteger al sistema de los efectos debido a fallos dentro del transformador.

Protección de Sobrecorriente a través de Elementos Fusibles para Transformadores Pad-Mounted

GENERALIDADES GENERALIDADES

Hay una variedad de opciones de fusibles para transformadores monofásicos y trifásicos pad-mounted, pero la industria ha estandarizado el sistema de dos fusibles incluyendo un (BON) Fusible de expulsión Bay-O-Net en serie con un fusible de respaldo montado en el interior, normalmente, un fusible limitador de corriente en aplicaciones de frente muerto. El criterio esencial en este grupo de elementos fusibles es que el fusible BON opera en fallas secundarias y sobrecargas, el cual es un fusible económico en operación puesto que es de fácil reemplazo en campo. El fusible limitador de corriente de respaldo (ELSP por sus siglas en inglés: Energy Limiting Submersible Partial-range) está montado interiormente sumergido en aceite y se coordina para operar en las fallas de alta corriente pero internas del transformador. No es reemplazable en campo, puesto que un transformador con un fallo interno tendrá que ser retirado de servicio.

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Este artículo detalla las características de la coordinación de los dos fusibles BON / ELSP, las opciones disponibles en los fusibles BON y las prácticas de coordinación adecuados.

Descripción de los tipos de fusibles BON. El primer paso para proporcionar una protección adecuada para un transformador es la selección del fusible BON correcto o el dispositivo serie de baja corriente. Hay cuatro principales series de fusibles BON: Current-Sensing (353C), Dual-Sensing (358C), Dual-Element (108C) y Hi-Amp Overload (361C), cada uno de ellos subdivididos en sus respectivas ampacidades. Los típicamente usados en casi el 90% de los transformadores de distribución tipo pad-mounted son los de la serie 353C y 358C. En la Figura 1 se muestra la gráfica de las curvas Mínimas de Fusión de ambas series. Curvas “mínimas de Fusión” de Fusibles Current-Sensing (353C)

Curvas “mínimas de Fusión” de Fusibles Dual-Sensing (358C)

1000

1000

100

100

C040 C060 C080 C100 C120 C140 C160 C170

10

1

0,1

C030 C050 C080 C100 C120

10

1

0,1

0,01

0,01 1

10

100 Corriente [A]

1000

10000

1

10

100 Corriente [A]

1000

10000


Los fusibles sensibles a la corriente de carga o Dual-Sensing son diseñados para operar en corrientes menores para hacerlos sensibles a sobre-corrientes en la zona de sobrecarga.

Coordinación de fusibles BON / ELSP. Para realizar una adecuada coordinación, se debe partir de un gráfico con los datos básicos detallados en la Figura 4.

Los fusibles sensibles a las corrientes de falla o Current-Sensing son diseñados para operar con corrientes mayores para hacerlos sensibles a sobre-corrientes en la zona de cortocircuito.

Zona de sobrecorrientes por cortocircuito externo

Zona de sobrecorrientes por cortocircuito interno

1000 Curva de daño del transformador

Corriente de cortocircuito nominal

100

10 tiempo (s)

Es recomendable utilizar los fusibles tipo Dual-Sensing cuando no existe ninguna protección contra sobrecargas como un breaker secundario. Aunque la protección de un breaker es mucho más efectiva, es mejor tener un fusible de este tipo a no tener nada que proteja al transformador de sobre-corrientes de relativamente baja magnitud.

Zona de sobrecorrientes por sobrecarga

Si existe un breaker secundario, entonces el papel del fusible primario se reduce a operar ante fallas de la parte activa y en este caso el fusible Current-Sensing va a responder mejor.

1 Curva de corrientes de energización (Inrush)

0,1

0,001

1

3

/00M

100

Corriente (pu) Zona de sobrecorrientes para coordinación de protecciones

Descripción del fusible ELSP.

Cuando su elemento sensible a la corriente es fundido por una corriente dentro del rango de la capacidad del fusible limitador, abruptamente introduce una alta resistencia para reducir la magnitud y duración de la corriente, produciendo finalmente la interrupción de corriente. Las corrientes de cortocircuito liberan valores elevados de energía, los cuales representan para los equipos, altas solicitaciones térmicas y electrodinámicas. Para prevenir que el sistema sufra las consecuencias producto de las fallas de estos equipos, se requiere utilizar el fusible limitador de corriente. Sin protección del “fusible limitador de corriente” Esta área representa la energía destructiva que se aplica sobre el transformador

Corriente de carga Normal

inicio de la corriente de corto circuito

El breaker opera y abre el circuito cerca del 11/2 ciclo

Con protección del “fusible limitador de corriente”

El fusible limitador opera y despeja el cortocircuito en menos de 1/2 ciclo

Donde el valor de Iccn es la máxima corriente de cortocircuito en por unidad (P.U.) del transformador considerando una falla en bornes de baja tensión. Cuando un transformador se energiza, existe una corriente de excitación cuya magnitud viene definida por el flujo residual en el núcleo del transformador y el punto de conexión en la curva de tensión. El estándar IEEE Std C37.48.1 nos define los puntos indicados en la Tabla 1: I [P.U.]

Tiempo [s]

25

0,01

12

0,1

6

1,0

3

10,0

La curva de daño del transformador es basada en el estándar IEEE Std C57.109 El criterio de coordinación persigue que la curva característica de corriente-tiempo de fusión mínima del fusible BON debe estar localizada en todo su intervalo, al lado derecho de la curva de corriente de energización del transformador para que de esta manera el fusible no actúe falsamente con magnitudes de corriente de ese orden. A su vez, la curva máxima de despeje de falla del fusible BON debe estar a la izquierda de la curva de daño del transformador para proveer de protección en la zona de sobre corriente por cortocircuito externo.

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El fusible de respaldo ELSP debe actuar únicamente en la zona de sobrecorrientes por cortocircuito interno, bajo este criterio se debe escoger un fusible tal que su curva de fusión mínima intercepte en un punto a la curva máxima de despeje de falla del fusible BON en dicha zona de protección. Este punto de intersección en corriente y en porcentaje de la Iccn se lo denomina “margen de corriente (MC)”; el MC debe tener un valor un poco mayor que el 100% de la Iccn, para que se cumpla el criterio anteriormente mencionado. Una vez realizado esto, se debe verificar el parámetro denominado “Relación de Fusión (RF)”, el cual se determina tomando el mínimo punto en corriente de la curva de fusión del BON a 300seg en porcentaje de la corriente nominal de carga del transformador referido a 105ºC (temperatura máxima de operación de un transformador) ya que típicamente las curvas de sobrecorriente de los fusibles son determinadas a 25ºC, para ello se puede utilizar la siguiente ecuación:

Se espera que 200%<RFθ’<300%, esto nos da la indicación de cuanta sobrecarga el fusible BON permite sin que el mismo opere. Pueden existir coordinaciones en el que el RFθ’ no caiga en el intervalo indicado pero eso no quiere decir que la coordinación está incorrecta puesto que esta condición es informativa. Ejemplo de coordinación de fusibles BON / ELSP aplicados a un transformador. En la Figura 5. se da un gráfico de la coordinación de protecciones con un grupo de fusibles BON y ELSP aplicados a un transformador con las características indicadas en la Tabla 2. Capacidad Voltaje Primario Voltaje Secundario Grupo de Conexión Tensión de Cortocicuito

200kVA 22.86kV 0.22kV Yyn0 4%

Referencias Bibliográficas IEEE Std C57.109 IEEE Guide for Liquid-Inmersed Transformer Through-Fault-Current Duration. 1993. IEEE Std C37.48.1 IEEE Guide for the Operation, Classification, Application, and Coordination of Current-Limiting Fuses with Rated Voltages 1-38kV. 2002. IEEE Std C37.91 IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power Transformers. 2000. Cooper Power Systems: “Optimized Overcurrent Protection for Pad-Mounted, Under-Oil Transformers. Versión 1.0, Agosto 4, 2011. NTC 2797 Guía para la selección de fusibles para transformadores de distribución. 1990. Autor: Ing. Carlos A. Salas Rodríguez Departamento de Ingeniería & Desarrollo Industria Andina de Transformadores S.A. Km 10 ½ vía a Daule Guayaquil – Ecuador www.inatra.com csalas@inatra.com

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Industrias Las industrias eléctricas requieren de energía para el funcionamiento de sus subestaciones siendo los transformadores parte esencial de fuente de energía. Sin embargo dichas subestaciones no cumplen con lo señalado por el Código ASME, que les exige que sus transformadores resistan una sobrepresión interna. Cumplir con este requisito consistiría en multiplicar por diez el espesor del tanque del transformador y por lo tanto sería más costoso. La práctica de no emplear transformadores con las características reglamentarias es común en la industria de la energía, llevando a situaciones riesgosas, como explosiones e incendios.

El TRANSFORMER PROTECTOR (TP) la única solución probada contra la explosión e incendios en transformadores.

Para tener una idea del número de incidentes con transformadores en todo el mundo, en sólo 2 años, más de 3,000 eventos con transformadores han sido identificados después de una intensa investigación que se llevó a cabo, principalmente a través del Internet y en diferentes idiomas. "Transformador o Explosiones en Sub-estaciones / Fuego" son las palabras claves comúnmente utilizadas por los periodistas en sus artículos para referirse a los acontecimientos con transformadores. Al parecer, el costo acumulado llega a más de mil millones de dólares cada año y las consecuencias pueden ser aún más devastadoras de lo mencionado.

La magnitud de las explosiones en transformadores e incendios pueden resultar en graves heridas, hospitalizaciones y causar hasta la muerte. Para dar un ejemplo de la magnitud de las consecuencias que la explosión de un transformador puede ocasionar, en el 2010 –en un solo evento– más de 150 personas murieron y más de 300 resultaron heridas u hospitalizadas. Al analizar el ranking de los accidentes y desastres de muerte por explosiones en transformadores, la explosión de un transformador – en la que murieron 116 personas – ocupa el puesto 47, y si tomamos en cuenta sólo incidentes de hace 10 años, estos se clasificarían en 5to lugar. La estadística por sí sola demuestra el nivel de riesgo por explosiones de transformadores. Como es evidente, los incidentes por explosiones de transformadores pueden conducir a consecuencias trágicas y esto no debería ser ignorado por las entidades reguladoras, la comunidad energéticaeléctrica y todos los actores del segmento de energía. Existe una solución para poner fin a estos incidentes recurrentes que provocan este tipo de situaciones.

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LA ÚNICA SOLUCIÓN CONTRA EXPLOSIONES E INCENDIOS EN LOS TRANSFORMADORES Después de un programa intenso de investigación lanzado en 1995, el TRANSFORMER PROTECTOR (TP) ha sido desarrollado para prevenir que los transformadores exploten, constituyendo una solución probada. Dependiendo de la localización del arco y el tamaño del transformador, el TP se activa dentro de 0,5 a 20 milisegundos por el primer pico de presión dinámica de la onda de choque, evitando explosiones de transformadores antes de que la presión estática aumente. El TP ha sido diseñado para proteger y salvar el tanque del transformador ante una falla interna. El primer pico de presión dinámica activa el TP antes de que la presión estática se expanda. Por lo tanto, el tanque es protegido mecánicamente contra la explosión y el fuego, sin la necesidad de un actuador eléctrico, el mismo que retrasaría el proceso. El TP está equipado con un Tanque Separador de Aceite y Gas, el cual permite canalizar muy lejos los gases explosivos, eliminando el riesgo a la vida humana y a la contaminación del medio ambiente. Electricité de France y CEPEL, dos Laboratorios de Alto Voltaje, han realizado un total de 62 pruebas en vivo. Por cada una de estas pruebas, el TP ha protegido y salvado satisfactoriamente el tanque sin que este se deforme.

La National Fire Protection Association (NFPA), en sus Códigos Civiles 850 y 851, recomienda el uso de los sistemas de Rápida Despresurización en todas las plantas energéticas y subestaciones, siendo el TP el único sistema que cumple con esta recomendación.

LOS BENEFICIOS DEL TRANSFORMER PROTECTOR Las consecuencias financieras, debido a la explosión e incendios en transformadores, pueden llegar a millones de dólares. Usando el ratio Protección de Beneficios Financieros, utilizado por los gerentes de riesgos corporativos y aseguradoras, el TP es altamente recomendable y compensa en más de 1,000 veces la inversión.

El TRANSFORMER PROTECTOR:

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de las plantas y los altos costos asociados;

nes y fuego en el transformador y de los equipos a sus alrededores;

después de una falla interna;

ambiental al contener el aceite;

humana;

empresa

El TP ha sido incluido en las especificaciones técnicas de más de 150 compañías de 70 países, y actualmente protege miles de transformadores de más de 180 diferentes fabricantes de transformadores. Varias activaciones exitosas del TP, las mismas que han prevenido explosiones en los transformadores, han captado el interés de varios actores de la industria minera, incluyendo BHP Billiton, Rio Tinto y Areva. Por lo tanto, el TP ya está protegiendo varios transformadores en la industria extractiva.


CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS 34

& SALUD PÚBLICA FRECUENCIAS INTERMEDIAS (FI) Por Organización Mundial de la Salud

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a exposición a los campos electromagnéticos artificiales (CEM) se ha incrementado en el siglo pasado. El uso amplio de las fuentes de los CEM ha sido acompañada por el debate público acerca de los posibles efectos adversos sobre la salud humana. Como parte de su estatuto para proteger la salud pública y en respuesta a estas preocupaciones, la Organización Mundial de la Salud (OMS) estableció el Proyecto Internacional CEM para evaluar la evidencia científica de los posibles efectos a la salud de los CEM en el rango de frecuencia de 0 a 300 GHz. El Proyecto CEM fomenta la investigación enfocada a llenar importantes vacíos en el conocimiento y para facilitar el desarrollo de estándares internacionalmente aceptables para limitar la exposición a los CEM. La preocupación pública ha ido desde los posibles efectos de exposición a los campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia (ELF) (ej. provisión electricidad incluyendo las líneas de energía) con frecuencias entre 0 y 300 Hz hasta los posibles efectos de exposición a los

campos de radiofrecuencias (RF) (ej. hornos microondas y difusión y otros dispositivos de transmisión de radio incluyendo teléfonos móviles) teniendo frecuencias en el rango de 10 MHz – 300 GHz. Ahora existe un gran conjunto de investigación científica en estos dos rangos de frecuencia. Para la propuesta de este documento, la región de la frecuencia intermedia (FI) del espectro de los CEM está definido como aquella entre los rangos de ELF y RF; 300 Hz a 10 MHz. Un número relativamente pequeño de estudios ha sido realizado sobre los efectos biológicos o los riesgos a la salud de los campos de FI. Esto se debe, en parte, al hecho que pocos tipos de dispositivos producen campos en este rango de frecuencia. Pero, a causa de que estos dispositivos ahora tienen alto consumo y penetración en el mercado industrial, es importante evaluar sus impactos sobre la salud humana. Esta Hoja Informativa se dirige a los efectos a la salud conocidos de los campos de FI y ofrece recomendaciones para estudios posteriores.


Fuentes comunes Fuentes comunes de los campos de FI pueden ser encontrados en los siguientes escenarios: Industria: Selladores de calentadores dieléctricos, calentadores de inducción y plasma, difusión y transmisores de radiodifusión y comunicaciones, Público en general: Cocinas de inducción doméstica, lector de proximidad, sistemas electrónicos de vigilancia de artículos y otros dispositivos anti robo, monitores de computadora y equipos de televisión, Hospitales: Sistemas MRI, estimuladores electromagnéticos de los nervios, unidades electro- quirúrgicas y otros dispositivos para tratamiento médico, Milicia: Unidades de energía, transmisores de comunicación submarina y transmisores de alta frecuencia (HF), Excepto para los dispositivos de diagnóstico y tratamiento médico, los niveles de exposición humana provenientes de los dispositivos de FI normalmente caen debajo de los límites recomendados por la Comisión Internacional de Protección contra la Radiación No Ionizantes (ICNIRP). Sin embargo, los trabajadores en pocas categorías (ej, operadores de selladores dieléctricos de calentador y calentadores de inducción, algún personal militar y técnicos trabajando cerca del equipo de radiodifusión de alta potencia) podrían estar expuestos a niveles considerablemente más altos de los campos de FI.

¿Cómo afectan los CEM al cuerpo humano? Están bien establecidos varios mecanismos, térmicos y no térmicos, por los cuales los campos electromagnéticos (principalmente el campo eléctrico) pueden interactuar con los sistemas biológicos. La limitación del peligro surgirá del efecto adverso (térmico o no térmico) que tenga el mínimo umbral bajo las condiciones dadas de exposición. Mientras que los campos fuertes en el rango superior de FI podrían causar daño térmico (un proceso relativamente lento que requiere que el tejido sea mantenido a altas temperaturas por un periodo de tiempo dado), algunas de los más obvios peligros provenientes de exposición aguda a las corrientes eléctricas en el cuerpo podrían ocurrir a través de la excitación de la membrana. Este mecanismo no térmico resulta de los cambios en el potencial de la membrana inducido por los campos externos y ocurre por ejemplo, en la estimulación de los nervios periféricos y las células de los músculos. Otro mecanismo es la electroporación que es la desgarro reversible o irreversible de la membrana cuando un campo induce potenciales eléctricos excesivos a través de ellas. Esto puede provocar lesión del tejido mediante choque eléctrico, pero también esta siendo investigada para propuestas terapéuticas que usan pequeños pulsos de campo eléctrico para hacer a los tejidos humanos más permeables a las medicinas. Los campos externos de FI pueden inducir estos efectos dentro del cuerpo humano pero solo para intensidades de campo muchas veces más altas a los niveles ambientales típicos.

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Efectos biológicos reportados y salud Los beneficios de la salud provenientes de los campos eléctricos y magnéticos han sido motivos de queja desde el siglo 18 y los CEM pulsantes en el rango de FI han encontrado un lugar en la práctica moderna de la medicina para los tratamientos de curación del hueso y la estimulación del nervio y regeneración. Sin embargo, la preocupación ha sido expresada acerca de las posibles peligros a la salud asociadas con la tecnología, tanto en la casa como en el lugar de trabajo. Estas preocupaciones incluyen quejas de los trabajadores de molestias (ej. hinchazones, picazón de los dedos, dolores de cabeza) y ansiedad del público acerca de posibles efectos adversos a la salud de los campos de FI provenientes de los monitores de computadoras y televisores. Los tipos de investigación realizados hasta ahora han incluido:

la mayoría de los estudios epidemiológicos concernientes a la exposición de FI se han enfocado sobre los efectos en la reproducción y oculares provenientes del uso de los monitores de las computadoras. Varias revisiones principales han concluido que estos, con sus campos de FI extremadamente débiles no constituyen una amenaza a la salud humana y que no interfieren con los procesos reproductivos o resultados de embarazos. También no ha sido establecida ninguna asociación entre tal exposición y anormalidades en el ojo. Un amplio estudio sobre las operadoras de radio y telégrafo mostraron un leve incremento del riesgo del cáncer a las mamas. Sin embargo, este grupo de trabajadoras también esta expuesto a muchos otros factores que podrían explicar este incremento del riesgo. El alto grado de la variabilidad biológica y la multitud de parámetros hacen difícil dar conclusiones firmes acerca de la significancia de algunos de estos estudios para la salud humana. Algunos de los más importantes peligros a la salud debido a las fuentes de FI se relacionan a la acción indirecta de los CEM. Por ejemplo, los CEM producidos por los sistemas electrónicos antirrobos podrían interferir con los dispositivos médicos electrónicos implantados (ej. marcapasos, estimuladores neurológicos).

Pocos estudios celulares reportados usando campos de FI han mostrado efectos biológicos independientemente confirmados. Los estudios en ratones no han mostrado mortalidad, cambios en el comportamiento o desarrollo de linfoma por la exposición a las señales de baja intensidad del campo magnético en el rango de los kHz. Aunque, algunos pocos estudios de los efectos sobre la reproducción y desarrollo de ratones, ratas y embriones de pollos y otros pocos estudios sugieren la posibilidad de anomalías esqueléticas menores; en general no existe ninguna evidencia clara para el incremento de las malformaciones. Comparado a los campos de frecuencia extremadamente baja (ELF, que incluyen frecuencias de energía de CA) y los campos de radiofrecuencia (RF, que incluyen comunicaciones de telefonía móvil), poca investigación ha sido realizada sobre los efectos de los campos de FI. La evidencia científica no es convincente respecto que ocurran efectos adversos a la salud provenientes de los campos de FI normalmente encontrados en el ambiente donde vivimos y trabajamos. Esta conclusión esta en parte basada en los estudios realizados con los campos de FI, y por otro lado en el hecho que los campos de FI actúan sobre el cuerpo en una forma similar a los campos de ELF y RF, dependiendo de la frecuencia del campo de FI.

Estándares internacionales ICNIRP es una comisión científica independiente formalmente reconocida por la OMS que ha publicado las recomendaciones sobre los límites de exposición para todos los CEM en las frecuencia de rango de 0 a 300 GHz. Las recomendaciones de exposición en el rango de FI han sido establecidas mediante revisiones rigurosas de la literatura científica sobre los posibles efectos adversos a la salud y extrapolando los límites provenientes de los rangos de ELF y RF, basados en el acoplamiento de los campos externos con el cuerpo y las asunciones acerca de la dependencia de la frecuencia de los efectos biológicos.

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¿Qué debería hacer? La evidencia científica no sugiere algún riesgo a la salud proveniente de los campos de FI para exposiciones por debajo de los niveles de las recomendaciones ICNIRP. Sin embargo, existe una necesidad de más investigación de alta calidad para abordar las incertidumbres en el conocimiento actual. Las siguientes áreas claves han sido identificadas para mayor investigación:

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estudios epidemiológicos sean considerados solo si los estudios pilotos demuestran la factibilidad de recopilar datos de la exposición de alta calidad en las poblaciones apropiadas altamente expuestas, de ese modo se logra la potencia estadística adecuada y la identificación de los resultados de salud relevantes. la exposición a los CEM actualmente encontrados en los escenarios ocupacionales y domésticos necesitan ser mejor caracterizados. Los controles periódicos deben ser realizados y documentados en escenarios industriales y ocupacionales donde los campos de FI son usados, para asegurar que el equipo este operando adecuadamente y que no se excedan las recomendaciones. deberían intentar usar las condiciones de exposición que son similares a las exposiciones en humanos provenientes de fuentes industriales y de otros tipos y también deberían explorar niveles más altos de exposición. Si son identificadas rutas sospechosas específicas , estos estudios podrían ser complementados por estudios de células o tejidos para clarificar como los campos de FI afectan a los organismos. miento más amplio de la interacción biológica y los umbrales de peligro para refinar las recomendaciones de exposición, particularmente para los campos pulsantes o campos con formas de onda complejas. computadora que permiten el cálculo de los campos inducidos dentro de los cuerpos de las personas expuestas a los campos de FI. La más avanzada de estas técnicas emplean fantomas computacionales anatómicamente realistas. Tales métodos son particularmente apropiados en la evaluación del riesgo y la prueba de conformidad de los campos de FI medidos con los límites de exposición de manera consistente. Es importante que, cuando sea apropiado, los fantomas femeninos y de niños sean también considerados para su uso en tales evaluaciones.

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¿Qué es lo que está haciendo la OMS? El Proyecto Internacional CEM de la OMS ha establecido un programa para revisar los resultados de la investigación y conducir las evaluaciones de riesgo de la evaluación de la exposición a los CEM. Se esta desarrollando materiales de información pública y juntando grupos estandarizadores en el mundo en un intento para armonizar las aproximaciones del desarrollo de los estándares de exposición a los CEM. Los riesgos a la salud provenientes de la exposición a los CEM, incluyendo el cáncer están siendo evaluados por la OMS en colaboración con la Agencia Internacional de Investigación en Cáncer (IARC)- agencia especializada en la investigación del cáncer de la OMS- y por ICNIRP.

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VISIÓN SISTEMAS DE INDUCCIÓN, LA IMPORTACIA EN SU IMPLEMENTACIÓN Por: Ing. Alberto Guzmán. Gerente de Investigación y Desarrollo ECASA a importancia del proyecto de cocción eficiente en el país genera varias expectativas, desde un enfoque político, económico y de mayor importancia en relación a la eficiencia energética.

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Puesto que el proceso de funcionamiento se basa en calentar primeramente la resistencia, luego calienta la vitrocerámica y la misma se encarga de calentar el recipiente.

En la actualidad el Ecuador cuenta con dos tipos de energía: la energía producida en base del petróleo y la energía eléctrica.

Por ejemplo, al utilizar una olla de aluminio se calentará más rápido que una olla de hierro. Pero al final de cuentas el 50% de la energía que se consume se precipita y la misma es considerada como energía perdida.

De donde se sustentan tres tipos de cocinas:

1. Cocinas a Gas Estas cocinas son dependientes del Gas Licuado de Petróleo (GLP) , pero ahí que considerar que el mismo no es producido dentro del país, es importado, considerando que el precio internacional no es el precio que actualmente el usuario paga en el Ecuador. La relación de Precio es el siguiente: Precio de cilindro de GLP Internacional: 15-20 USD Precio de cilindro en el Ecuador: $ 3 USD Lo que hace que el subsidio por el GLP sea alrededor de 65 millones de dólares mensuales, un monto anual importante. Produciendo que la balanza comercial no sea favorable para el país.

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Aunque este sistema es deficiente cuenta con algunas ventajas en comparación con las cocinas de GLP. Cocinas GLP que se encuentra en el ambiente para realizar la combustión. ambiente, lo que provoca que una persona en una distancia prudente sienta la radiación de la flama, considerado como perdida de energía. también absorben la energía al igual que la olla. fugas o averías en la válvula, lo que provocaría el escape del GLP, produciendo grandes daños a la salud a la salud del ser humano, puesto que los recipientes en la gran mayoría están dentro de los hogares.

Cocinas Eléctricas

2. Cocinas de Electricidad

sistemas de seguridad eficientes.

Actualmente las cocinas de electricidad son comercializadas en el país y basan su funcionamiento a una resistencia eléctrica. Pero si bien es cierto que las cocinas de resistencia eléctrica consumen energía producida en el país y no se debe subsidiar dinero por este rubro, también es cierto que de los tres sistemas de cocción, la cocina eléctrica es la más ineficiente.

en la salud del ser humano.

puesto que no necesita de instrumentos adicionales para su funcionamiento, más que conectar en el enchufe.


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3. Cocinas de Inducción Los sistemas de inducción son altamente eficientes, considerando que algunos de ellos llegan al 90% o 93% de eficiencia, puesto que al ser un campo magnético lo que genera la potencia calorífica el 90% de esta energía es transferida directamente a la olla. Esto se debe que a diferencia de las cocinas eléctricas con resistencia como las de inducción se utiliza un soporte de vitrocerámica, la cual debe ser primeramente calentado para realizar el proceso de cocción. Pero en el caso de las cocinas de inducción, el vidrio vitrocerámico es utilizado únicamente como soporte para los recipientes de cocción. De esta manera que el proceso de cocción es basado en un campo magnético, el cual se cierra cuando se pone en contacto el recipiente ferritico sobre el vidrio y de la misma manera se rompe cuando es retirado el recipiente dejando de consumir energía.

1.- INDUCTOR PLANO 2.- VIDRIO VITROCERÁMICO 3.- ETAPA DE POTENCIA

4.- RECIPIENTE FERROMAGNÉTICO 5.- CAMPO ELECTROMAGNÉTICO

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VISIÓN Las cocinas de inducción a nivel internacional tienen una subsistencia alrededor de 60 años, y han sido una buena solución de eficiencia energética en Europa, de acuerdo a esta perspectiva ¿por qué el País necesita inducción y no seguir con GLP?. La respuesta es obviamente económica, puesto que se esta dejando salir alrededor de 700 millones anuales por un subsidio, mientras que en el Ecuador se esta desarrollando, por el actual gobierno, una nueva matriz energética, donde la generación de energía producida por Ecuatorianos para Ecuatorianos ha ido en crecimiento y se estima que en 2016 esa nueva matriz energética va a ser mucho más amplia a la que se cuenta actualmente. Entonces se puede contar con la suficiente energía para dejar de importar gas GLP y pagar el subsidio tan alto que actualmente se cubre. Una cocina diseñada y balanceada adecuadamente, permite cocinar en menor tiempo los alimentos. Obteniendo un 40% más de rapidez en la cocción. Otro factor que exterioriza la eficiencia de las cocinas de inducción, es la seguridad, puesto que las mismas vienen con varios sistemas de protección y más aún que son reguladas con normas de calidad internacional ICS, para la fabricación de cocinas de inducción, entonces cuenta con varias protecciones de voltaje como son: picos, tierra física entre otras. De manera macro va a cambiar el rumbo de las construcciones, puesto que en la actualidad para la construcción de edificios de 25 o 30 departamentos con tanque de gas centralizado, los ingenieros o constructores deben tener el permiso de funcionamiento y cumplir normas muy estrictas para la instalación de los gaseoductos. Luego el desarrollo de la red de gas para cada apartamento conjuntamente con los sistemas de control y seguridad para válvulas y tuberías.

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Esta perspectiva diferencia la eficiencia de la instalación de un cable de 220 V., y un enchufe que actualmente casi todos los departamentos cuentan con esa instalación, además la migración de 110V a 220V, es también un beneficio tangible para la sociedad. Otro punto a favor es la arquitectura y diseño de las cocinas de inducción puesto que la limpieza y mantenimiento de una cocina a gas es mucho mayor que el de una con vitrocerámica, tanto así que la misma se podría considerar como nula, además el espacio físico es menor en la cocina de inducción que la GLP. También se debe mencionar que el costo de las cocinas de Inducción es mayor a las cocinas de GLP, pero los diversos entes públicos encargados del desarrollo de este proyecto de Cocción Eficiente, se encuentran realizando diversos estudios para hacer accesible esta innovación tecnológica a la población en general. Pero al realizar este cambio de sistemas en el país, las personas se podrán dar cuenta que la inversión es a largo plazo que se traducirá en un ahorro para el usuario. En conclusión el proyecto de eficiencia de matriz energética es un estudio detallado y acertadamente elaborado, teniendo claro cual es el objetivo del mismo y cual es el proceso a seguir, sin dejar de lado normas internacionales que se han establecido en tiempo record para garantizan la eficiencia y la seguridad del usuario. Además teniendo una proyección de aplicación que no se basa únicamente a las cocinas de inducción, sino también dará paso a otras innovaciones tecnológicas dependientes de la electricidad, como la movilización y transporte. Este proyecto es único en el mundo, nunca en la historia de un país se ha generado un plan de esta magnitud lo cual demuestra la eficiencia y la viabilidad del mismo, brindando perspectivas de cambio e innovación a nivel nacional.


PANORAMA REDES INTELIGENTES, CONSIDERACIONES DE SEGURIDAD (segunda parte) SmartGrids: Puntos relevantes de automatización e inclusión en la red de control distribuido Medidores Inteligentes

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as empresas eléctricas a nivel global tienen previsto iniciar a desplegar infraestructura de medidores inteligentes a gran escala en el 2015. Los medidores convencionales son la prueba más evidente de las limitaciones que hoy en día se presentan para las redes inteligentes. Los clientes y usuarios se limitan a pagar la factura prácticamente sin ningún conocimiento ni control sobre el uso que dan a la potencia suministrada por su red eléctrica. Los medidores inteligentes de hoy permiten registrar eventos, perfiles de carga y precios en la red y transmiten en tiempo real datos e informaciones por medio de Internet o redes dedicadas. Los clientes pueden entonces comprobar el uso histórico que han hecho de la electricidad y controlar su consumo. Con un sistema de medidores inteligentes, los usuarios podrían indicar la cantidad que están dispuestos a pagar en las facturas y el mismo sistema les indica cuanta potencia eléctrica consumir y en qué momentos. Están implementándose ahora, sistemas que pueden controlar en forma automática los dispositivos que tienen un mayor consumo de potencia eléctrica en una instalación, como por ejemplo la calefacción y los aires acondicionados y ajustar los termostatos como consecuencia, o desconectar algunos dispositivos en horarios de pico…pero adicionalmente si dispusiéramos de información adecuada de la red, podríamos permitir a las instalaciones y edificios inteligentes elegir en forma automática,

las opciones de consumo de electricidad más limpias que se encuentren en oferta. Dichos medidores entonces deberán disponer de una buena capacidad de cómputo y deberán recibir información tanto de la red de provisión de energía, como de la red interna del cliente, y en función de dichos flujos de información tomar decisiones automáticas para gestionar el suministro o consumo de la forma más eficiente posible y en tiempo real. Dichos dispositivos deben ser revisados y configurados de manera que el usuario no pueda utilizarlos como punto de acceso a la red de control, ni simular otros dispositivos de la red. Cualquier modificación de estos dispositivos por parte de los usuarios debe ser sancionada legalmente. Por otra parte debe tenerse muy presente que existirán millones de estos dispositivos desperdigados por nuestras redes y también en las redes de otros proveedores,…por lo que debe establecerse una forma de comunicación segura con su centro de control que permita actualizarlos y gestionarles remotamente en forma masiva. Esta conectividad de cada dispositivo con su centro de control debe tener garantías de confidencialidad, estrictos controles de acceso, y no repudio por parte de los diferentes involucrados.

ING. EDUARDO CAROZO

Consultor Senior en Seguridad de la Información, Ingeniero Civil Estructural. Universidad de la República. Master en Gerencia de las Telecomunicaciones de la Universidad ORT, Uruguay. Docente de Postgrado en Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, en la materia Gestión de Seguridad de la Información, dentro del Diploma correspondiente (CPAP: Centro de Posgrados de Actualización Profesional del INCO).

Subestaciones y Automatización de la Distribución La intención de los sistemas en las Subestaciones y los Sistemas de gestión de la red de Distribución, es el mejoramiento de la eficiencia operacional, a través de monitorizar, supervisar, medir, coordinar y operar de manera remota (y mayormente automática) bancos de condensadores, dispositivos de corte (reconectadores) y equipos de subestación.

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PANORAMA La operación de las redes de distribución afecta directamente al servicio que reciben los clientes finales y el uso que se hace de la energía, por medio de los sistemas de automatización se pueden recopilar los datos directamente desde los dispositivos de campo, dichos datos se llevan a sistemas de control jerárquicos que realizan el procesamiento de los datos convirtiéndolos en información que resulta útil para conocer el estado de la red en un momento dado y de esa manera decidir si se requiere contar con más o menos suministro de energía desde las fuentes de generación.

Redes de telecomunicación Con el fin de soportar las crecientes tecnologías de automatización en las subestaciones, redes de distribución y usuarios se requieren de redes y enlaces de telecomunicaciones cada vez más rápidos, flexibles y confiables. Es así que las redes de telecomunicación se consideran de misión crítica para el transporte de datos de misión no crítica, es decir la red de telecomunicación debe contar con una alta disponibilidad mayor al 99.9% con el fin de garantizar que los datos desde los dispositivos de campo se transportan en el momento en que se requieren. Lo habitual es desarrollar una red de fibra óptica asociada a la instalación de las redes de distribución, que permita una red dedicada con un alto grado de control por parte de la empresa encargada de la distribución de la energía eléctrica. En la medida que los dispositivos que incorporan los usuarios y las empresas se interconecten por esa red, la misma irá necesitando sistemas de control y gestión muy similares a lo que hoy se conocen como sistemas de control distribuido (DCS). SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) es el nombre del sistema de información especializado que se utiliza informalmente para referirse a un conjunto de tecnologías, protocolos y

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plataformas, que componen los que se denomina la red de control. Los SCADA habitualmente tienen funciones de automatización y control en los procesos industriales, y diferentes niveles de interacción con los dispositivos remotos, pudiendo en su nivel más bajo, únicamente recabar datos (por ej.: presión, temperatura, posición), en el nivel intermedio comandar a distancia dispositivos bajo supervisión humana remota (por ej.: abrir compuertas, cerrar válvulas) y en su nivel más alto de interacción tomar decisiones en forma automática (por ej.: abrir o cerrar conectores para establecer flujos, gestión de fases de las líneas a interconectar, disparar disyuntores eléctricos, etc.).

Advanced Persistent Threat (APT) Existen múltiples grupos de técnicos que a nivel global ofrecen la capacidad e intención firme de lograr intrusiones a objetivos específicos, con el objetivo de por ejemplo: robar secretos industriales, detener procesos críticos de naciones, empresas u organizaciones, extorsionar en base a liberar información confidencial o destruir información esencial, etc. Es que los incentivos económicos para la realización de estas actividades maliciosas suelen ser muy altos y están financiando la instalación silenciosa de muchas herramientas de software malicioso en todo sistema de control al que se tenga acceso. Una vez que se obtiene acceso a unos cuantos de estos sistemas, lo habitual es analizar qué tipo de dominio se puede ejercer sobre los mismos y se ofrecen dichos activos como objetivos, a actores interesados en financiar el ataque a la organización en el momento oportuno. Entonces es necesario desarrollar las APT para que sean indetectables, adaptables, durables y provoquen ataques tenaces a la infraestructura, pensando focalmente en una infraestructura crítica objetivo. Es claro que las redes inteligentes de energía, son y serán un objetivo muy apreciado.


El primer APT ampliamente reconocido ha sido el Stuxnet, un malware tipificado como gusano, desarrollado en 2010, que se dispersa en programas SCADA desarrollados por Siemens (WinCC). El mismo pudo ingresar a su objetivo (que era un sistema con un altísimo grado de aislamiento físico y lógico) presumiblemente a través de un pendrive infectado. En el caso de Stuxnet, además de la organización de Irán que fue objetivo de ataque, se infectaron más de cien mil ordenadores de organizaciones como Chevron que usaban sistemas similares, generando una diversidad de daños colaterales, que aún hoy siguen ocurriendo. Esta situación muestra que un actor en el ciberespacio puede causar graves daños a poblaciones enteras, atacando un objetivo específico sin medir consecuencias en otras infraestructuras que tengan componentes similares. Duqu, Flame y Gauss, son otros ejemplos de malware catalogado como APT, y que han provocado grandes daños físicos, inclusive han sido señalados como la causa de muerte de varias personas en explosiones provocadas en bases militares. Con este panorama, como sabemos si nuestro DCS está afectado?....lamentablemente le tenemos que informar que lo más probable es que esté conviviendo con su enemigo todos los días….es que Internet ya está en todos lados, sea en su equipo o en un pequeño Smart-meter que mide un domicilio rural a distancia usando la red de datos, o a través de un equipo de consulta en una remota instalación, o por un estacionamiento “sembrado” con pendrives corporativos…, seguramente tenga alguna versión de estos gusanos instalada (si corre con suerte, lo más normal es que el mismo se encuentre no activo y posiblemente disfuncional por desconocer la topología de su red…o descansando hasta encontrar el momento adecuado de despertar…) Finalmente para ilustrar el ciclo de vida de las APT, compartimos una imagen de DELL Secure Works: Como se puede observar, el trabajo realizado sobre cada objetivo implica enfoque y dedicación, por lo cual de momento sólo están siendo atacadas algunas organizaciones con alta exposición, por razones específicas generalmente económicas o políticas. Nuestra SmartGrid será seguramente una de ellas…No debemos olvidar el daño colateral sufrido por otras organizaciones, sobre todo porque son actores pasivos y sin defensa frente a un ataque como los descriptos, con un alto grado de sofisticación.


PANORAMA Algunas recomendaciones de Seguridad para DCS.

7. Establecer exigentes controles de acceso físico y lógico a los elementos críticos del DCS

Las consideraciones anteriores están mostrando que la aparente tranquilidad de la que se disfrutó hasta el momento en la gestión y diseño de los DCS, está por terminar.

8. Establecer un exahustivo “hardening” de los componentes principales del sistema (muchos de los ataques son mitigados por esta actividad!)

Para ello sugeriremos algunas recomendaciones:

9. Utilizar componentes industriales robustos, con tasas de MTBF (Mean Time Between Failures) altas.

1. Realizar un detallado proceso de análisis y securitización de todos los elementos que constituirán el DCS que tenemos que diseñar, conociendo estados de actualización, variables críticas y dispositivos claves para la continuidad de la operación. Referencias: Persistent Threat – DELL Secure Works Order -- Improving Critical Infrastructure Cybersecurity Systems (ICS) Security National Institute of Standards and Technology - NIST Special Publication 800-82 - June 2011 Standards to Improve Control System Security Tofino Security, May 2012 Security for Industrial Automation and Control Systems in a Post-Stuxnet World Infrastructure Security Eric Byres - Byres Security Inc – Tofino Security Trends, Stefan Frei - NSS Labs, Feb 2013 Systems Cyber Emergency Response Team (ICS-CERT) Security Incidents - RiSi SCADA, Revista de Seguridad de la UNAM, 2013, Ings. Eduardo Carozo y Leonardo Vidal

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2. Identificar roles de las personas y aclararlos explícitamente a todos los operadores del sistema, dichos roles deben reflejarse en los privilegios de las personas para con el sistema. 3. La necesidad de describir detalladamente las políticas y procedimientos de uso de los sistemas, dispositivos y aplicaciones asociadas al DCS, sobre todo a las personas encargadas de diseño y despliegue de los dispositivos del sistema. 4. Disponer de un sistemático proceso de revisión de riesgo físico y tecnológico, basado en vulnerabilidades derivadas de alertas realizadas por: a. los proveedores de los equipos, b. centros de alertas especializados, por ejemplo: ICS-CERT: http://ics-cert.us-cert.gov/ c. revisiones físicas y lógicas sistemáticas y programadas del equipamiento del DCS, según un programa de revisión periódico diseñado con los responsables de riesgo e ingeniería. 5. Proveer de entrenamiento y capacitación sobre conductas y detección de incidentes de seguridad en los sistemas de control distribuido. En especial formalizar una red de contactos de emergencia con las entidades más relevantes de la región. 6. Diseñar la red basados en (IS-99), bajo la segmentación en “zonas” y “conductos”, de forma de promover la defensa en profundidad.

10. Diseñar la red que los soporta con redundancia en TODOS sus elementos. 11. Utilizar Firewalls específicos para sistemas SCADA 12. Establecer algún sistema de Deep Packet Inspection, que genere alarmas por paquetes inusuales en la red de control. 13. Establecer una política de gestión de vulnerabilidades, que incluya el concepto de workarounds (configuración que no corrige la vulnerabilidad pero ayuda a bloquear el ataque mientras se puede realizar el cambio/parche definitivo) 14. Diseñar una red de HoneyPots SCADA, que permitan prevenir conductas anómalas o maliciosas. Glosario

DCS: (Distributed Control System) Es el conjunto de un sistema SCADA y dispositivos de gestión de información y telecomunicaciones que posibilitan la gestión remota y automática de dispositivos distribuidos la red. SCADA: (Supervisory Control And Data Adquisition o Adquisición de datos y control de supervisión) Es una aplicación software especialmente diseñada para funcionar sobre computadoras en el control de producción, proporcionando comunicación con los dispositivos de campo (controladores autónomos, autómatas programables, PLC, etc.) y controlando el proceso de forma automática desde la pantalla del computador. Además, provee de toda la información que se genera en el proceso productivo a diversos usuarios, tanto del mismo nivel como de otros supervisores dentro de la empresa: control de calidad, supervisión, mantenimiento, etc. En este tipo de sistemas usualmente existe una computadora principal, que efectúa tareas de supervisión y gestión de alarmas, así como tratamiento de datos y control de procesos. EMS: (Energy Management System o Sistema de administración de energía) Las aplicaciones EMS brindan a los operadores de los centros de control de sistemas eléctricos información sobre el estado de funcionamiento de la red eléctrica, que complementan la información disponible en los centros de control a través del sistema de telemedición del SCADA. DMS: (Distribution Management System o Sistema de distribución de energía) es un software para la gestión técnica de las redes de distribución de electricidad. El objetivo principal del programa es el análisis del estado de la red, basado en supervisión tipo SCADA. Pero si no está disponible tal sistema, DMS funciona adoptando las estimaciones de carga obtenidas por otras fuentes, para estudiar el comportamiento de la red.


Porque en materiales elĂŠctricos lo tenemos todo.

Somos parte del desarrollo elĂŠctrico e industrial del PaĂ­s


Nuestro Accionar CLAUSURA OLIMPIADAS INTERNAS CIEEPI 2013 El sábado 19 de Octubre finalizó las Olimpiadas CIEEPI 2013, donde una vez se congregaron nuestros miembros y familias por motivo de recreación, integración y el ejercicio de una práctica deportiva sana. Se realizó la premiación de los campeones y vicepampeones de las diferentes categorías desarroladas, como también a los goleadores y mejor deportista. El CIEEPI agradece a nuestros deportistas y a los auspiciantes que gracias a su apoyo incondicional año tras año, se vuelve una realidad. Además acdrecenta nuestro compromiso de ofrecer programas de calidad que se reneuvan e innove constantemente. Cabe resaltar nuestras empresas auspiciantes como son. SANSEV, TEAN INGENIERÍA, ELECSOL, HILTON COLÓN, SU MUNDO, HOTEL RÍO AMAZONAS, INTRÓNICA Y GENERAL CABLE.

Palabras de agradecimiento por parte del Ing. Fernando Salinas Presidente del CIEEPI

Campeón de Billa, Ing. Hugo Trofeos y Medallas para Sandoval y Coordinador de las Campeones y Vicecampeones Olimpiadas Internas CIEEPI

los

MAFIA se coronó como campeón de las Olimpiadas Internas CIEEPI 2013

RFC Vicecampeón del Fútbol Senior

Leones - Q, 3er Puesto en fútbol Máster

Srta. Carolina Almeida, Reina Deportes CIEEPI 2013 entregó el premio al goleador Ing. Francisco Salazar.

Ing. Andrés Oquendo Vicepresidente del CIEEPI, procedió a la entrega de la copa a los campeones.

El Ing. José Sáenz por su desempeño y alta calidad deportiva fué premiado como Mejor Deportista.


PANORAMA Cursos y Capacitaciones

Curso Te贸rico - Pr谩ctico de FTTX Tutor: Ing. Jos茅 Luis Torres (Ecuador)

Curso realizado en las instalaciones del CIEEPI, con una duraci贸n de 40 horas


PANORAMA Cursos y Capacitaciones Curso de Gestión Documental Tutor: Ing. Paúl Sánchez (Ecuador)

Curso organizado entre el CIEEPI y el MEER, realizado en el Hotel Colón, con una duración de 40 horas

Curso de Gestión de Proyectos Tutor: Ing. Paúl Sánchez (Ecuador)

Curso organizado entre el CIEEPI y el MEER, realizado en el Hotel Colón, con una duración de 40 horas

Curso Internacional de Infraestructura de Medición Avanzada (AMI) Tutor: Ing. Michael Wiebe (EE.UU.)

Curso organizado entre el CIEEPI y el MEER, realizado en el Hotel Colón, con una duración de 24 horas


PRIMER FORO NACIONAL POR UNA NUEVA MATRIZ PRODUCTIVA EN EL ECUADOR

El Ing. Fernando Salinas, mĂĄximo representante del CIEEE, fuĂŠ parte de la mesa directiva del Primer Foro Nacional por una Nueva Matriz Productiva en el Ecuador, evento organizado por la Sociedad de Ingenieros del Ecuador (SIDE), realizado el 27 y 28 de Noviembre del 2013 en la Universidad Andina SimĂłn BolĂ­var, Quito - Ecuador.

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Conferencia Magistral del Ing. Fernando Salinas, sobre â&#x20AC;&#x153;La electricidad en el Marco de la Nueva Matriz Producitiva del Ecuadorâ&#x20AC;?.

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El Ministerio de Telecomunicaciones de Ecuador revelĂł que se intentĂł daĂąar el sistema informĂĄtico del Consejo Nacional Electoral (CNE), desde las pasadas elecciones presidenciales, por lo que se investigan los hechos y el origen. Robinson Robles corresponsal de HispanTV entrevista al Ing. Fernando Salinas sobre los diversos ataques al sistema informĂĄtico del CNE,

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EVENTOS

Lanzamiento de campaña de cintas vinyl 3M

Los asistentes conocieron las ventajas de los productos 3M.

María del Pilar Villegas (Marketing), Gabriela Doylet (Marketing) y Jaime López (Gerente Comercial), ejecutivos de la compañía 3M Ecuador.

El gerente general de Diprelsa, Ing. Carlos H. Freire y personal de la empresa.

GLOBAL ELECTRIC: Charla técnica sobre: Métodos de Tendido de Cableado Subterráneo, impartido por la Ing. Sara Moya.

El evento se desarrolló en la sala de capacitación, del CIEEPI.


Revista25  

Plan de eficiencia Energética, y cocinas de Inducción.

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