El presente artículo pretende motivar en la práctica el uso racional de la
energía eléctrica inicialmente con actividades en las viviendas residenciales, que
posteriormente se convertirán en creación de valor que repercutirá en los centros
laborales, en las instituciones educativas y en las industrias, considerando que
en estas últimas el uso de energía se da en todos sus procesos; tal es así que
varios años se viene difundiendo en nuestro país; sin embargo aun no ha sido
realizar esta investigación cuyos resultados obtenidos se presentan en cuadros
de consumo de energía en diferentes zonas de Lima, así como las propuestas
para que una serie de artefactos de uso cotidiano en las viviendas como en la
la aplicación de nuevas tecnologías disponibles en el mercado y por consiguiente
lograr un ahorro económico importante con la practica del uso racional de la
energía eléctrica.
Palabras Clave:
energético, uso racional.
PAIDEIA XXI
Vol. 3, Nº 4, Lima, diciembre 2013, pp. 171-181
Resumen
INSTALACIONES INTELIGENTES EN EL USO
RACIONAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
172
PAIDEIA XXI
INTRODUCCIÓN
La electricidad es sin duda uno de
los principales factores que impulsa
el desarrollo de la sociedad; porque
permite optimizar los procesos y
acelerar el rendimiento de la industria,
mejorando el nivel de vida con sus
diferentes aplicaciones.
la energía, para impulsar el desarrollo
sostenible del país, el Ministerio de
Energía y Minas estableció la Dirección
un órgano técnico formativo integrado
a su nueva estructura orgánica,
aprobada por Decreto Supremo Nº
026-2010-EM.
Una instalación inteligente es un
sistema que permite la comunicación
integrada a distancia del usuario
conectividad de forma que permita
sistemas domésticos, racionalizando
energía eléctrica.
En ese sentido, todos los esfuerzos
que los seres humanos puedan
hacer para reducir su consumo de
energía sin afectar el desarrollo socio-
económico; así como el esfuerzo que
las empresas suministradoras de
energía y los gobiernos realicen para
sustituir en lo posible los esquemas
tradicionales de suministro de
energía, basados en el consumo de
combustibles fósiles generadores de
gases efecto invernadero (GEI), por
esquemas de suministro de energía
basados en fuentes renovables, muy
probablemente evitará, o cuando
menos tenderá a reducir los efectos no
deseados en la naturaleza y por ende
en el propio ser humano.
mundial, las sociedades demandan
electricidad, transporte y concesiones
Abstract
This article aims to encourage the practice of rational use of electricity at home
processes, so much so that philosophy is practiced today is summarized in the
savings in the practice of rational use of energy.
Key words:
Instalaciones Inteligentes en el uso racional de la energía eléctrica
173
PAIDEIA XXI
en infraestructura de servicios energé-
ticos. Por ello, es necesario fortalecer
las capacidades humanas, aprove-
chando la gestión del conocimiento,
tecnológico para profundizar los co-
nocimientos en el uso racional de la
energía.
MATERIAL Y MÉTODOS
Como primer paso, se presenta el
estado del arte con toda la informa-
ción relevante relacionada con la ins-
talación eléctrica, su problemática y la
-
ligentes. A partir de esa información,
se han detectado las tecnologías clave
y su implicación en el desarrollo del
uso racional de la energía.
1. Estructura del Sector Eléctrico
En el sector eléctrico se gestiona
uno de los servicios básicos y
fundamentales para todo desarrollo
productivo, económico y social de un
país. Por esta razón, es preponderante
la promoción de inversiones que
provean un servicio eléctrico seguro,
continuo, de buena calidad y que
permita la ampliación de la cobertura
eléctrica nacional.
Actualmente, en el Perú, las
oportunidades de inversión se pueden
encontrar en las tres actividades que
conforman la integración vertical
del negocio eléctrico; la generación,
transmisión y distribución.
En dicho esquema de negocio, el
sector eléctrico peruano ha desarrolla-
do una organización que promueve la
competencia y la inversión y que ade-
más es reconocido regionalmente por
tener un modelo regulatorio moderno
que ha evolucionado oportunamente
ante los desafíos de índole económico,
social, ambiental y climatológico.
Figura Nº 01.- Sistemas de
Generación, Transmisión y
Distribución hacia Usuarios Finales
Actualmente, seguimos usando una
red eléctrica que fue desarrollada hace
bastante tiempo, sin embargo, en un
fututo inmediato deberemos afrontar
nuevos desafíos que surgen de la libe-
ralización de los mercados y de la evo-
lución de la tecnología en este campo.
Aunque el funcionamiento de las
redes actuales es correcto, se debe
trabajar para proporcionar un sumi-
nistro eléctrico seguro y sostenible.
-
plementará el sector eléctrico serán
las siguientes.
• Participación activa del usuario:
En la red actual el usuario es una
parte completamente pasiva, el de-
sarrollo de las redes pretenderá de-
sarrollar una actuación del usuario
más participativa, surgiendo opor-
tunidades de micro generación, de-
adaptados a sus necesidades, etc.
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
174
PAIDEIA XXI
Para lograr este punto será nece-
sario incentivar la participación
del usuario a la hora de entregar
energía generada localmente, en
función de su cantidad y la franja
horaria.
• Automatización de la red eléctrica:
Esto permitirá realizar un mante-
todos los componentes de la red,
incluso implementando soluciones
de gestión remota. Por tanto, será
necesario realizar una fuerte in-
versión en la renovación de las in-
proyectos que tratan sobre estos
-
tectura basada en IED’s, según la
norma IEC 61850.
• Seguridad en la generación centra-
lizada: El crecimiento de la red y su
capacidad de generación obligará a
renovar las centrales generadoras
seguro. De esta forma se mejorará
-
co ante cualquier perturbación.
• Generación distribuida y fuentes
de energía renovable: Gestión ener-
gética local, reducción de pérdidas
y emisiones, integración en redes
de potencia.
• Interoperabilidad con las redes
eléctricas europeas: Será necesario
mejorar el transporte a largas dis-
tancias y la integración de fuentes
de energía renovable, fortaleciendo
la seguridad europea de suministro
a través de unas capacidades de
transferencia mejoradas.
• Gestión de la demanda: Desarrollo
de estrategias para la regulación lo-
cal de la demanda y control de car-
gas mediante medición electrónica
y sistemas automáticos de gestión
de medidas.
2. Tecnologías de Transmisión y
Distribución, claves para la ecien-
cia energética
La energía eléctrica generada por las
-
nales, situados a cientos o miles de kiló-
metros, a través de una red de cables de
transmisión y distribución interconec-
tados. Entre los componentes básicos
de esta red están las torres de transmi-
sión, conductores/cables, transforma-
dores, interruptores, condensadores/
reactores, dispositivos HVDC/FACTS
-
mission Devices) y equipos de supervi-
sión, protección, y control. En general,
la red que transmite energía a largas
distancias, desde las centrales eléctri-
a los núcleos de población, se denomi-
na red de transmisión masiva de ener-
gía eléctrica y opera a altas tensiones.
El sistema de distribución, que entrega
energía desde la subestación hasta los
-
tas, está menos interconectado y opera
con tensiones más bajas. El sistema de
-
-
ble, segura y económica de la entrega de
energía, sujeta a la demanda de la carga
y a limitaciones del sistema.
-
Instalaciones Inteligentes en el uso racional de la energía eléctrica
175
PAIDEIA XXI
-
tos de la generación de energía reno-
vable, como la eólica y la energía solar,
es que puede ser interrumpida y esta
variabilidad afecta la estabilidad de
la energía producida. Los dispositivos
FACTS direccionan la capacidad de
la red y la estabilidad, conforme más
energía renovable es puesta en línea.
Las redes de energía están enfren-
tando una transformación mayor, di-
rigidas por la necesidad de integrar
-
cia de la energía y permitir a los con-
sumidores mayor control sobre el con-
sumo de su energía.
3. Sistema de Utilización.
El sistema de utilización está
reglamentado por el Código Nacional
de Electricidad, Tomo V, en el cual se
en las instalaciones eléctricas, tales
como diseño, protección, métodos y
materiales, condiciones y pruebas para
los sistemas de comunicación.
-
teligente” combinará tecnologías de po-
tencia establecidas con analítica avan-
zada, dispositivos inteligentes y tecno-
logías de automatización, para crear un
-
un menor impacto en el ambiente.
La tecnología FACTS como los com-
pensadores Static Var y la serie de ca-
-
tes, mientras mejoran estabilidad en
el voltaje y también crean una red de
energía más resistente a las oscilacio-
nes del sistema y las perturbaciones.
Así también, este Tomo tiene por ob-
jeto establecer las prescripciones con-
sideradas necesarias para la seguridad
de las personas y de la propiedad frente
a los peligros que aparecen por el uso
de la electricidad, para lo cual cubre los
conductores y equipos eléctricos que
operan, o están destinados a operar, a
cualquier tensión en instalaciones eléc-
-
vadas, construcciones y predios.
Figura Nº 02.- Futuro de los Sistemas de Transmisión y Distribución
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
176
PAIDEIA XXI
Las instalaciones eléctricas cons-
tituyen uno de los elementos impor-
tantes en las construcciones domici-
liarias; motivo por el cual el tema es
de permanente interés, y, consideran-
do los cambios tecnológicos recientes,
y procedimientos usados para los pro-
yectos de construcción de las insta-
laciones eléctricas. Por ello, es conve-
niente hacer una revisión del tema que
al mismo tiempo incluya los cambios
en la norma nacional de electricidad.
Figura Nº 03- Sistema de
Utilización
4. Consideraciones Experimentales
La realidad es que hoy por hoy
la infraestructura de red eléctrica
tradicional y renovable, hasta el
transporte y parte de la distribución)
pero tiene que mejorar notablemente
desde el punto de vista del usuario
espera de ella.
Las previsiones indican un cre-
cimiento notable de la demanda, un
fuerte incremento de las energías re-
novables y una necesidad de potencia
-
do que aparezca un nuevo concepto
de red eléctrica, las redes inteligen-
-
como las redes eléctricas que pueden
integrar de manera inteligente el com-
portamiento y las acciones de todos
los actores conectados a ellas (quienes
generan electricidad, quienes la con-
sumen y quienes realizan ambas ac-
ciones) para proporcionar un suminis-
tro de electricidad seguro, económico
y sostenible.
a.
Demanda del cuadro de cargas y para
el dimensionamiento del alimentador
general (TG), se consideran las
siguientes formulas:
Para una red de baja tensión se tiene:
V= 220 Vol
MD = PotNom = V*INom
ecuación 1
INom
ecuación 2
Instalaciones Inteligentes en el uso racional de la energía eléctrica
177
PAIDEIA XXI
Es importante considerar un 25%
más de capacidad para el cálculo del
alimentador. Entonces, la corriente de
diseño se evalúa considerando:
Idiseño Nom (Amperios) …………….
ecuación 3
De esta manera, para el cálculo
de corrientes que resulten de cargas
alimentadas por sistemas de corriente
alterna de baja tensión, se deben
emplear las tensiones nominales de
220 V o 380 V, según corresponda; o
cualquier otra tensión nominal dentro
del rango de baja tensión de 1 000 V o
menos, que sea aplicable.
Factor de utilización (fu): fu =
……………………………. ecuación 4
b. Utilización de Factores de Demanda
El dimensionamiento de conducto-
res e interruptores deben ser los míni-
mos a emplear; salvo que a las dimen-
siones normalizadas inmediatamente
inferiores, corresponda una capacidad
hasta 5 % menor que la calculada,
en cuyo caso se pueden utilizar estos
conductores e interruptores.
En cualquier caso diferente al de
una acometida calculada según las
Reglas 050- 200 y 050-202, cuando el
diseño de una instalación se base en
requerimientos superiores a los dados
en esta Sección, las capacidades de
acometidas y alimentadores deben
incrementarse correspondientemente.
Cuando se instalen 2 o más cargas,
de las cuales sólo una pueda ser
utilizada a la vez, se debe considerar
la carga mayor en el cálculo de la
demanda.
La capacidad de los conductores
de alimentadores y circuitos derivados
debe estar de acuerdo con las
Secciones del Código, que traten
sobre los respectivos equipos a ser
alimentados. Para estos cálculos,
considerar la tabla Nº 1.
la permanencia de la carga durante un
periodo de tiempo; se determina por
tablas, dependiendo del tipo de carga.
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
178
PAIDEIA XXI
Tabla Nº 1.- Watts por metro cuadrado y factores de demanda para
acometidas y alimentadores para predios según tipo de actividad
Tipo de Actividad Watts* m2
Factores de Demanda (%)
Conductores-
Acometida Alimentadores
Bodegas 30 100 100
Ocinas:
50 100
50 70
Industrial- Comercial 25 100 100
Iglesias 10 100 100
5 70
Teatro 30 75
Auditorio 10 80 100
Bancos 25 100 100
Clubes 30 100
c.
inmuebles
-
ción de un inmueble a efecto de de-
terminar, en la instalación, el número
de circuitos y los puntos de utilización
que deberán considerarse como míni-
Tabla Nº 2.- Demanda de potencia
máxima
Grado de
electrica-
ción
Demanda
de potencia
máxima si-
multanea
Limite de
aplicación
Mínima hasta 3 000
V.A.
hasta 60
m²
Media hasta 6 000
V.A.
hasta 150
m²
Elevada hasta 6 000
V.A.
Mas de 150
m²
Los picos se suelen producir en
franjas horarias donde todos los con-
sumidores acceden simultáneamente
a sus electrodomésticos, aunque en
general no sean conscientes de ello.
La posibilidad de conocer en tiempo
real el coste de la energía por parte del
cuándo utilizar determinados electro-
domésticos, repercutiendo en el coste
picos de consumo.
Gráco Nº 01- Diagrama de carga
promedio para una Muestra
Representativa
Para ello sería necesario disponer
de contadores inteligentes en todos los
puntos de consumo, principalmente
usuarios domésticos.
Instalaciones Inteligentes en el uso racional de la energía eléctrica
PAIDEIA XXI
Tabla Nº 03- Cuadro de cargas para una Muestra Representativa
TABLE-
RO DESCRIPCIÓN POTEN-
CIA KW
CANTI-
DAD
CARGA
INSTALADA
(kw)
F.P.
MÁXIMA
DEMANDA
(kw)
TD1
Lámpara Fluores-
cente de 32 W 0,032 8 0,256 0,8 0,2048
Foco ahorrador
20W 0,02 15 0,3 0,8 0,24
Lámpara tipo Spot
Light 100 W 0,1 3 0,3 0,8 0,24
Bomba de Agua 0,8
0,6 1 0,1 0,8 0,08
Terma 1500 W 1,5 1 1,5 1,0 1,5
Equipo de sonido
300 W 0,3 3 0,9 0,8 0,72
TV 100 W 0,1 3 0,3 0,8 0,24
DVD 35 W 0,035 3 0,105 0,8 0,084
Refrigeradora
350W 0,35 1 0,35 0,8 0,28
Lavadora 500 W 0,5 1 0,5 0,8 0,4
Licuadora 300 W 0,3 1 0,3 0,8 0,24
2 1 2 0,8 1,6
1 1 1 1.0 0,8
1 1 1 0,8 0,8
Ventilador 50 W
0,05
2
0,1
0,8
0,08
PC completa 300 W 0,3 1 0,3 0,8 0,24
Laptop 150 W 0,15 1 0,15 0,8 0,12
Se efectuaron mediciones a los
clientes seleccionados, para obtener
principal y de los circuitos derivados
del tablero general. Tal información
permitió obtener la información nece-
saria para llenar la tabla 03 mostrada.
Mediante encuestas a los clientes, se
obtuvo información del equipamiento
eléctrico con que cuentan sus
viviendas. Este equipamiento nos dio
a conocer la carga total instalada, la
carga básica y las cargas especiales,
según detalle mostrado en la tabla Nº
03.
Utilizando las fórmulas y tablas, se
obtienen los cálculos para el diseño
del tablero, tal como se muestra en el
Grá co Nº 02- Diagrama Uni lar
de las cargas para una Muestra
Representativa
Margarita Fredesvinda Murillo Manrique
180
PAIDEIA XXI
Antes de buscar un plan de auto-
consumo energético, el paso princi-
pal es saber cuánta energía eléctrica
gastamos. Para ello podemos utilizar
los cálculos anteriores, o algún tipo de
medidor de energía inalámbrico que
nos permita conocer nuestro gasto,
de tal manera que se deba ir imple-
mentando medidas de reducción de
consumo y mejor uso de los sistemas
eléctricos.
Algunos pasos que se deben seguir
para el ahorro de energía:
• Mide cómo y cuánto consumes
- Lo que no se mide no se puede
mejorar, y todos tenemos en casa
equipos electrónicos como ordena-
dores, DVD, televisores, videocon-
solas o cargadores de móvil, que
tienen modo stand-by, el cual re-
presenta, de media, el 12% de la
factura eléctrica a nivel residencial
en el mundo.
• -
te
• Cambia las bombillas
• Optimiza tu contrato de la luz
• Genera tu propia energía limpia
•
5. Conclusiones
La implementación de sistemas
automáticos inteligentes puede hacer
que las Cias. de electricidad tengan un
conocimiento en tiempo real de toda la
red, permitiendo una rápida reacción,
la detección previa de problemas
potenciales y la minimización del
impacto de un fallo. Además, si se
comprobar el estado de sus líneas,
consumos y suministros, pudiendo
actuar antes de que se produzca el
aviso del fallo.
También se ha comentado anterior-
mente que las infraestructuras que es-
tán generando la electricidad actual-
mente son obras que se han realizado
hace muchos años y, por lo tanto, con
una tecnología y prestaciones ya muy
obsoletas. Así como en el campo de
las telecomunicaciones ha habido mu-
chos cambios e inversiones, no lo ha
habido en el sector eléctrico, que sigue
funcionando con instalaciones y servi-
cios de hace muchos años. Es preciso
la inversión en nuevas infraestructu-
ras, que asociados a la reducción de
costes de las telecomunicaciones, los
avances en sensores y sistemas más
inteligentes y procesadores más po-
tentes y rápidos, harán que la genera-
ción, distribución y gestión de energía
sea más barata, ecológica, y permita
ofrecer una nueva serie de nuevos ser-
-
ción de estándares. Si la infraestruc-
tura de las Cias. Eléctricas tiene que
interoperar con otros sistemas e in-
dustrias (calefacción y aire acondicio-
nado, dispositivos del hogar, como los
electrodomésticos, en futuro los co-
ches eléctricos, etc.) debe estar acom-
pañada de estándares que permitan
esa interoperabilidad. Todas estas
que son las Smart Grids.
Las redes inteligentes integran las
tecnologías de la información con las
Instalaciones Inteligentes en el uso racional de la energía eléctrica
181
PAIDEIA XXI
infraestructuras eléctricas actuales
multidireccional de la energía y comple-
tamente automatizada y controlada).
que observando unas simples medidas
de manipulación de los elementos con
que contamos en nuestros domicilios,
-
rro de energía, que en ocasiones pue-
de superar el 10 por ciento de nuestro
consumo.
Si tenemos un consumo bimestral
-
mos más del 10%, al cabo de un año (6
bimestres), prácticamente nos habre-
mos evitado abonar a las Cias admi-
nistradoras de servicios eléctricos un
bimestre entero.
NOTAS
1 Mg. Ing. Electricista. Doctorado en
Educación. Docente de la URP. Docente
de la UNTECS. Asesora Escuela de
Comunicaciones del Ejercito del Perú.
WEB -GRAFÍA
EDELNOR: Distribución eléctrica.
edelnor.com.pe
OSINERG: Gerencia Adjunta de
Regulación Tarifaria. Encontrado el
MINAS. CNE. Encontrado el 15-02-
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DAMMERT, A. GALLARDO, J. & GARCÍA, R. (2005). (Lima- Perú). Reformas
Estructurales en el Sector Eléctrico Peruano. Documento de Trabajo Nº 5.
SANTACANA, E. ZUCCO, T. & FENG, X. JIUPING, P. MOUSAVI. M. TANG,
L. (2010). España. Tecnologías de transmisión y distribución, claves para la
Tecnologías de la Información y Telecomunicaciones.
