Infocables. Cables cubiertos, conductor en ACSR, AAAC o AAC. Una magnífica alternativa en sistemas de distribución de media tensión.

Transcripción

1 Infocables Número 22 Julio de 2012 Bogotá - Colombia Cables cubiertos, conductor en ACSR, AAAC o AAC. Una magnífica alternativa en sistemas de distribución de media tensión

2 Infocables Editorial Infocables Número 22 Julio de 2012 Bogotá - Colombia En espera de aprobación se encuentra la negociación entre Procables y General Cable. Cables cubiertos, conductor en ACSR, AAAC o AAC. Una magnífica alternativa en sistemas de distribución de media tensión Procables S.A. C.I. Calle 20 No. 68B - 71 Bogotá, D.C. - Colombia Bogotá D.C. (+571) Arauca y Casanare (+57) Boyacá (+57) Huila y Meta (+57) Costa Atlántica (+575) (+57) (+57) Costa Pacífica (572) (+57) Eje Cafetero (+576) (+57) Santanderes (+577) (+57) Antioquia (+574) (+57) (+57) Licitaciones (+571) opción Exportaciones (+571) opción 4 Servicio al Cliente (+571) opción Procables S.A. C.I. Las opiniones expresadas por los entrevistados no son responsabilidad de Procables. Procables, con 40 años de trayectoria en el País, es una marca de tradición en el mercado colombiano que se ha construido con base en el esfuerzo de todos sus trabajadores. A través de estos años, el objetivo primordial de Procables se mantiene intacto: ofrecer al mercado colombiano y latinoamericano productos acordes a las realidades de cada época, procurando siempre obtener altos estándares de calidad y brindando lo mejor de sí, con el propósito de hacer que la experiencia de negocio con sus clientes sea más eficaz. Hoy, Procables comparte con ustedes la grata noticia de su negociación con la multinacional de cables General Cable Corporation, la cual entrará como accionista mayoritario de Procables. Actualmente, la negociación se encuentra en proceso de ser avalada por la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia (SIC). La multinacional General Cable Corporation, empresa cotizante en la bolsa de Nueva York, EEUU (NYSE:BGC), forma parte del grupo de las 500 empresas más grandes de América (Clasificación de la revista Fortune - EEUU). Es una de las industrias líderes en el ámbito mundial en el desarrollo, diseño, producción, mercadeo y distribución de alambres y cables de cobre, aluminio y fibra óptica. Estos productos atienden los mercados de energía, industria, construcción, comunicaciones y nichos especiales. Esta nueva posición traerá grandes beneficios a los clientes, que redundarán en amplitud de portafolio, fortalecimiento en servicio y asesoría técnica. Sin lugar a dudas, esta noticia constituirá un gran hito en el sector industrial del País. Nota: Si usted desea recibir esta publicación o si tiene alguna pregunta sobre los temas aquí tratados, por favor escríbanos al correo electrónico: mercadeo@procables.com.co Contenido 4 Procables reafirma su compromiso en salud ocupacional y protección ambiental Cables cubiertos, conductor en ACSR, AAAC o AAC 2 - Infocables

3 Procables reafirma su compromiso en salud ocupacional y protección ambiental Por cuarta vez consecutiva la ARP Seguros Bolívar ha entregado un reconocimiento al Programa de Gestión de Salud Ocupacional de Procables, por su labor orientada a mejorar constantemente la protección y atención a su personal. El interés de la compañía en distinguirse por la implementación de programas de responsabilidad al más alto nivel se ve además complementado con su reciente participación en el Nuevo Portafolio de Bienes y Servicios Sostenibles, dentro de un selecto grupo de empresas. Procables recibe el Premio Plata ARP Bolívar El pasado 1 de mayo de 2012 se llevó a cabo el evento organizado por la Administradora de Riesgos Profesionales de Seguros Bolívar que reconoce la labor de las empresas en salud ocupacional. Por cuarta vez consecutiva, Procables recibe el reconocimiento por su GES- TIÓN DE SALUD OCUPACIONAL, CATEGORÍA PLATA, CLASE DE RIESGO III. El programa de Gestión de Salud Ocupacional es evaluado por la ARP y tiene en cuenta los siguientes parámetros: cumplimiento de los requisitos básicos de salud ocupacional, liderazgo gerencial, planeación y gestión. Para alcanzar este reconocimiento, el Departamento de Gestión del Talento, en conjunto con la ARP Seguros Bolívar, promueve la ejecución de planes de acción de acuerdo con los riesgos detectados en el sitio de trabajo para contrarrestar el peligro al que puedan exponerse los trabajadores. Los excelentes resultados obtenidos distinguen a Procables como una empresa en etapa de mejora continua y fortalece su compromiso en la protección y atención a su personal para prevenir accidentes o enfermedades como consecuencia del trabajo desarrollado. Procables participa en el nuevo Portafolio de Bienes y Servicios Sostenibles Desde el año 2010, Colombia implementó una Política de Producción y Consumo Sostenible, con el fin de modificar los patrones de producción en las empresas para presentar ofertas al mercado que disminuyan el impacto ambiental de acuerdo con los siguientes criterios: vida útil del producto, sustitución de sustancias o materiales peligrosos, capacidad que tienen los materiales para ser reciclados o usados, manejo eficiente de los recursos para la producción de los bienes o servicios, entre otros. En este sentido, el Ministerio de Comercio, Industria y Turismo en alianza con el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, han tenido una iniciativa para incentivar la compra de bienes y servicios sostenibles que modifiquen las decisiones de compra y consumo. Para reforzar esta estrategia y posicionar la oferta de bienes y servicios sostenibles se presenta ante los mercados nacionales e internacionales el nuevo Portafolio de Bienes y Servicios Sostenibles Esta publicación contó con la participación de 5 empresas. Dentro de este selecto grupo, Procables está presente con el resumen de su portafolio de productos y la mención de tres programas ecológicos que se han implementado en los procesos de producción para sustituir materiales e insumos peligrosos. La presencia en este tipo de iniciativas le abre una oportunidad a Procables para incrementar su productividad y reforzar su competitividad en diferentes mercados, reafirmando el compromiso ambiental de desarrollo sostenible. Infocables -

4 Cables cubiertos, conductor en ACSR, AAAC o AAC Los cables cubiertos tienen una amplia aplicación en los sistemas de distribución de media tensión. Estos cables se fabrican principalmente para tensiones nominales de diseño de 15 a 46 kv. Recientemente fue emitida la Norma NTC 5909, Cables de potencia cubiertos (semiaislados) no apantallados de 15 a 46 kv para uso en líneas aéreas de distribución de energía eléctrica, la cual establece los requisitos para este tipo de cables. En este artículo se analizarán en detalle las características de cada conductor en relación con su desempeño; se hace una comparación de dos grupos de conductores: los AAAC (7), ACSR (6/1) y AAC (7), calibres del 2 al 4/0 AWG y los AAAC (19), ACSR (18/1) y AAC (19), calibres del 266,8 al 94,5 kcmil. Construcción Tipo de conductor ACSR (6/1), AAAC (7) ó AAC (7) ACSR (18/1), AAAC (19) ó AAC (19) Gráfica Nº 1: Construcción Bicapa 1. Capa semiconductora en polímero. 2. Aislamiento en polímero extralimpio.. Chaqueta en polímero UV antitracking. 1 Construcción Tricapa Conductores Las posibilidades de conductores son: ACSR, AAAC y AAC. Las propiedades y características más relevantes de los calibres de mayor uso en cables cubiertos se indican en la Tabla 1. Características de los conductores desnudos Mecánicas Con respecto a los parámetros de carga de rotura y peso del conductor desnudo, se resalta el hecho que la carga de rotura para los conductores equivalentes AAAC (7) es prácticamente igual a los ACSR (6/1), mientras que los conductores AAC (7) tienen una carga de rotura un poco inferior a la mitad de los anteriores (46%). La carga de rotura de los conductores AAAC (19) es 1,5 veces mayor que los ACSR (18/1) siendo el peso prácticamente idéntico. La carga de rotura de los AAC (19) es del 71% mientras que el peso es del 86% de los ACSR (18/1) (Ver tabla 2). Los parámetros de módulo de elasticidad y coeficiente de dilatación lineal se analizarán conjuntamente con el comportamiento térmico mecánico del conductor (Vano Flecha). Eléctricas Se ha establecido que las equivalencias se determinan con base en la resistencia DC, razón por la cual son iguales para los calibres equivalentes de ACSR, AAAC y AAC. De forma diferente ocurre con la resistencia AC a 75 C, que es la que efectivamente ve la corriente. Los cables AAAC (7) poseen una menor resistencia AC que los ACSR (6/1) (87%) siendo esto lo más deseable, ya que ofrecen la menor generación de pérdidas por efecto Joule (RI 2 ) en la misma proporción (87%) y la mayor capacidad de conducción de corriente (108%). Los AAC tienen una resistencia comparativa de 89%, la misma relación de pérdidas y una capacidad de conducción de corriente del 10%. Todo lo anterior es debido en gran parte al efecto de magnetización que ocurre en los conductores ACSR, cuando una corriente que tiene una componente 4 - Infocables

5 helicoidal (una parte de la corriente) trata de seguir el camino helicoidal de los alambres de aluminio alrededor del núcleo de acero, el cual por su naturaleza física es ferromagnético. Para el caso de los conductores ACSR (18/1), AAAC (19) y AAC (19) la situación es muy similar y los conductores AAAC (19) muestran una ligera ventaja sobre los ACSR (18/1) en un 87% con respecto a la resistencia AC y pérdidas, y una mayor capacidad de conducción de corriente de 10%. (Ver tabla 2) Químicas La resistencia a la corrosión es un aspecto fundamental en este tipo de conductores dado que este parámetro puede determinar la vida útil. Los conductores ACSR están compuestos por una o dos capas de aluminio 150 (con una pureza del orden de 99.5%), un alambre o núcleo central de acero de alto carbono recubierto con zinc, el cual protege el acero de una exposición directa con el oxígeno de la atmósfera; sin embargo, en ambientes altamente contaminados o con alto contenido salino, esta protección puede llegar a ser poco eficaz. Por otra parte, el aluminio 150 tiene una dureza Brinnell de 42 la cual lo hace relativamente frágil ante vientos que contengan partículas altamente abrasivas como por ejemplo arena. Los cables AAAC (con una composición química de 97.5% de aluminio) presentan una alta resistencia a la corrosión puesto que no tienen refuerzos de acero, además su dureza Brinnell es del orden de 85, condición Conductor Características mecánicas Carga de rotura Peso desnudo Resistencia DC a 20 ºC Características eléctricas Resistencia AC a 75 ºC Tabla Nº 2. Comparación de las características mecánicas y eléctricas de los conductores desnudos. Capacidad de corriente Pérdidas ACSR (6/1) 100% 100% 100% 100% 100% 100% AAAC (7) 101% 79% 100% 87% 108% 87% AAC (7) 46% 68% 100% 89% 104% 89% ACSR (18/1) 100% 100% 100% 100% 100% 100% AAAC (19) 15% 100% 99% 97% 10% 97% AAC (19) 71% 86% 100% 100% 99% 100% Tabla Nº 1. CARACTERÍSTICAS DE CONDUCTORES DESNUDOS EN ALUMINIO Descripción Diámetro Carga a la rotura Módulo de elasticidad Coeficiente de dilatación lineal Peso Resistencia DC a 20 ºC Resistencia AC a 75 ºC y 60 Hz Capacidad de corriente (*) mm kgf kg/mm / ºC kg/km Ωhm/km Ωhm/km A ACSR/GA 2 AWG (6/1) Sparrow 8, ,9 15,9 0,850 1, AAAC 77,47 kcmil (7) Ames 8, ,0 107,7 0,85 1, AAC 2 AWG (7) Iris ,0 92,8 0,854 1, ACSR/GA 1/0 AWG (6/1) Raven 10, ,9 216,2 0,55 0, AAAC 12, kcmil (7) Azusa 10, ,0 171,4 0,56 0, AAC 1/0 AWG (7) Poppy 9, ,0 147,5 0,57 0, ACSR/GA 2/0 AWG (6/1) Quail 11, ,9 272,6 0,424 0, AAAC 155,4 kcmil (7) Anaheim 11, ,0 216,1 0,425 0, AAC 2/0 AWG (7) Aster 10, ,0 186,0 0,426 0, ACSR/GA /0 AWG (6/1) Pigeon 12, ,9 4,7 0,6 0,479 1 AAAC 195,7 kcmil (7) Amherst 12, ,0 272,1 0,8 0,40 42 AAC /0 AWG (7) Phlox 11, ,0 24,6 0,8 0,41 1 ACSR/GA 4/0 AWG (6/1) Penguin 14, ,9 4,4 0,267 0,96 55 AAAC 246,9 kcmil (7) Alliance 14, ,0 4, 0,268 0,19 96 AAC 4/0 AWG (7) Oxlip 1, ,0 295,8 0,268 0,28 8 ACSR/GA 266,8 kcmil (18/1) Waxwing 15, ,2 4, 0,214 0, AAAC 12,8 kcmil (19) Butte 16, ,0 44,9 0,211 0, AAC 266,8 kcmil (19) Laurel 15, ,0 7,0 0,21 0, ACSR/GA 6,4 kcmil (18/1) Widgeon (Merlin) 17, ,2 546, 0,169 0, AAAC 94,5 kcmil (19) Canton 18, ,0 548,5 0,168 0,200 5 AAC 6,4 kcmil (19) Tulip 16, ,0 470, 0,169 0, * Capacidad de conducción de corriente del conductor desnudo, a temperatura ambiente de 25 C, temperatura del conductor de 75 C, a nivel del mar, viento a 0,6 m/s, emisión solar de 1 kw/m 2 y a 60 Hz. Nota: Los calibres equivalentes se han seleccionado de acuerdo con la práctica estándar para este tipo de conductores, la misma resistencia eléctrica en corriente continua (Rdc). Para efectos comparativos de todos los aspectos, se tomarán como referencia los conductores ACSR. Infocables - 5

6 que los hace resistentes a vientos que contengan partículas altamente abrasivas. Características de los conductores cubiertos Diámetro Aunque este parámetro no es determinante, es interesante considerarlo ya que en un momento dado puede establecer las especificaciones del hardware de la línea, grapas, terminales, etc. Para una variación de diámetros como la que se presenta en la Tabla, del ±%, no se considera que sea un factor determinante para cambiar una decisión técnica. Peso El peso siempre es una característica primordial en los cables de instalación aérea debido a que en gran parte determina el comportamiento del cable entre los apoyos (torres, postes, etc.); en la Tabla se indican los pesos de los cables cubiertos para 15, 5 y 46 kv. De manera evidente (por su contenido de acero), el mayor peso lo tienen los cables ACSR (6/1), siendo menor el de los AAAC (7) (90%) y aún menores los AAC (7) (8%). Los cables AAAC (19) tienen el mayor peso relativo, 10%, los ACSR (18/1), ligeramente inferior 100% y los AAC (19) tienen el menor peso 92%. Cable con Diámetro Peso conductor 15 kv 5 kv 46 kv 15 kv 5 kv 46 kv ACSR (6/1) 100% 100% 100% 100% 100% 100% AAAC (7) 100% 100% 100% 89% 91% 91% AAC (7) 96% 97% 97% 81% 84% 84% ACSR (18/1) 100% 100% 100% 100% 100% 100% AAAC (19) 101% 10% 102% 102% 10% 10% AAC (19) 96% 99% 99% 91% 92% 9% Tabla Nº. Comparación de los diámetros y pesos del conductor para cables cubiertos Descripción Módulo de elasticidad Coeficiente de dilatación lineal 15 kv 5 kv 45 kv Diám. Peso Flecha Diám. Peso Flecha Diám. Peso Flecha kg/mm / ºC mm kg/km cm mm kg/km cm mm kg/km cm ACSR/GA 2 AWG (6/1) Sparrow ,9 17, AAAC 77,47 kcmil (7) Ames 600 2,0 17, AAC 2 AWG (7) Iris 600 2,0 17, ACSR/GA 1/0 AWG (6/1) Raven ,9 19, , AAAC 12, kcmil (7) Azusa 600 2,0 19, , AAC 1/0 AWG (7) Poppy 600 2,0 19, , ACSR/GA 2/0 AWG (6/1) Quail ,9 20, , AAAC 155,4 kcmil (7) Anaheim 600 2,0 20, , AAC 2/0 AWG (7) Aster 600 2,0 20, , ACSR/GA /0 AWG (6/1) Pigeon ,9 22, , AAAC 195,7 kcmil (7) Amherst 600 2,0 22, , AAC /0 AWG (7) Phlox 600 2,0 21, , ACSR/GA 4/0 AWG (6/1) Penguin ,9 2, , , AAAC 246,9 kcmil (7) Alliance 600 2,0 2, , , AAC 4/0 AWG (7) Oxlip 600 2,0 22, , , ACSR/GA 266,8 kcmil (18/1) Waxwing ,2 25, , , AAAC 12,8 kcmil (19) Butte 600 2,0 25, , , AAC 266,8 kcmil (19) Laurel 600 2,0 24, , , ACSR/GA 6,4 kcmil (18/1) Widgeon (Merlin) ,2 28, , , AAAC 94,5 kcmil (19) Canton 600 2,0 27, , , AAC 6,4 kcmil (19) Tulip 600 2,0 26, , , Tabla Nº 4. Resultados comportamiento electrodinámico en vano 6 - Infocables

7 Ejemplo: Comportamiento electrodinámico en vano Se presenta un análisis del comportamiento dinámico de la instalación de un conductor cubierto en un vano bajo las siguientes consideraciones: Temperatura del conductor 75 C. Carga de operación, 25% de la carga de rotura del conductor. Vano de 50 metros. Instalación sin espaciadores. Los resultados detallados se indican en la Tabla 4 y se resumen en la Tabla 5. El mejor comportamiento en cuanto a la flecha lo tienen los conductores ACSR, seguidos por los AAAC y luego por los AAC. Esto se explica por el contenido de acero de los ACSR, el cual hace que tanto el módulo de elasticidad como el coeficiente de dilatación lineal permitan tener una menor flecha (el cable se descuelga menos en la mitad del vano) para el caso de ACSR (6/1); el AAAC (7) presenta una flecha mayor 109% y el AAC (7) 116%. El ACSR (18/1) tiene una flecha equiparable con el AAAC (19) mientras que el AAC (19) tiene una flecha del orden de 107%. Este comportamiento se debe tomar en consideración especialmente cuando la instalación es hecha sin espaciadores y en red abierta. Cuando la instalación se realiza con espaciadores, los cables cubiertos más recomendados son los AAC, acompañados de un neutro mensajero (con acero, aleación 6201 ó ACSR AWAK), el cual realiza todo el esfuerzo mecánico, soportando los espaciadores y por supuesto el cable aislado. También se utilizan los conductores AAAC seguidos por los ACSR que no son tan comunes en este método de instalación. Flecha en Vano de 50 m Cable con conductor 15 kv 5 kv 46 kv ACSR (6/1) 100% 100% 100% AAAC (7) 109% 109% 108% AAC (7) 115% 115% 119% ACSR (18/1) 100% 100% 100% AAAC (19) 101% 101% 100% AAC (19) 105% 107% 108% Tabla Nº 5. Comparación de Vanos. Costos Los costos estimados en la tabla Nº 6 se han calculado con base en los precios actuales de las materias primas (aluminio, acero y polietilenos) y bajo consideraciones de costos estándar de manufactura. Estos costos relativos contienen una información puramente técnica y ninguna consideración del mercado. Los cables ACSR (6/1) y los AAC (7) tienen un costo equitativo mientras que los AAC (7) están en un 91%. Los cables AAAC (19) tienen un costo relativo de 109% comparados con los ACSR (18/1) y los AAC (19) del 97%. El menor costo de los AAC se relaciona con la menor cantidad de polietileno requerida en tal construcción debido al menor diámetro de los AAC. Conclusiones El resultado global de los aspectos a tener en cuenta en la selección de conductores, siendo ( ) los más favorables y ( ) los menos favorables, se ilustra en la Tabla Nº 7. Los conductores AAAC (7) muestran una ventaja global sobre sus equivalentes ACSR (6/1) y AAC (7), al igual que los AAAC (19) sobre los ACSR (18/1) y ACC (19). Sin embargo, la decisión sobre el tipo de conductor a utilizar depende en gran parte de las condiciones específicas del proyecto. Por ejemplo si la red se va a construir con el sistema compacto utilizando espaciadores, el conductor más apropiado sería el AAC. Si como en la actualidad el aspecto preponderante es la resistencia a la corrosión, el conductor indicado es el AAAC. El núcleo de acero de los conductores ACSR hace que su peso y su resistencia a la corrosión no sean tan favorables como el AAAC. Los cables AAAC presentan en general un comportamiento y desempeño global superior a sus alternativas en AAC y en ACSR. Tabla Nº 7. Comparación global de los conductores. Conductor Costo relativo ACSR (6/1) 100% AAAC (7) 100% AAC (7) 91% ACSR (18/1) 100% AAAC (19) 107% AAC (19) 97% Tabla Nº 6: Comparación de costos relativos Conductor Carga Peso Corrosión Corriente Pérdidas Flecha Costo TOTAL ACSR (6/1) AAAC (7) AAC (7) ACSR (18/1) AAAC (19) AAC (19) CONVENCIONES: (6/1): corresponde al conductor con 6 hilos de aluminio y 1 hilo de acero. (7): corresponde al conductor con 7 hilos de aluminio. (18/1): corresponde al conductor con 18 hilos de aluminio y 1 hilo de acero. (19): corresponde al conductor con 19 hilos de aluminio. Infocables - 7

8 Nuestro compromiso ambiental también puede ser el suyo! Los plásticos y su gestión ambiental Sin duda dentro de nuestras actividades cotidianas es indispensable el uso de los plásticos. Desde la década de los 60, estas sustancias han marcado un gran auge en la industria y crecimiento del sector económico, y por supuesto se han convertido en un importante aliado para contribuir a la solución de nuestras necesidades de consumo. Los plásticos hacen parte de un grupo de compuestos orgánicos denominados polímeros, cuya principal materia prima para su fabricación es el petróleo. Estos compuestos se pueden encontrar en: PEAD: envases de detergentes, envases de algunos alimentos y juguetes. PEBD: bolsas de basura, de supermercado y contenedores flexibles. PET: botellas y bandejas de alimentos. PP: envases de yogurt, margarinas y partes de autos. PVC: marcos de ventanas, productos médicos y tuberías. Los plásticos hacen parte de un grupo de compuestos orgánicos denominados polímeros, cuya principal materia prima para su fabricación es el petróleo. Sin embargo, la no gestión de los residuos plásticos se puede convertir en un gran problema ambiental, debido a su baja capacidad para degradarse. Durante el proceso de reciclaje, los residuos plásticos son limpiados, rasgados o trozados, molidos, aglutinados, peletizados, para incorporarlos nuevamente al sector industrial como materia prima para la elaboración de diversos productos y subproductos industriales. Con las siguientes recomendaciones se pueden mejorar los procesos de aprovechamiento de estos materiales, lo importante es recordar que la práctica principal en la gestión de residuos es la disminución de su generación. RECOMENDACIONES Diariamente son generados miles de kilogramos de residuos plásticos. Para que puedan ser aprovechados y valorizados usted debe: ü Realizar una separación selectiva: los materiales plásticos deben separase de los demás residuos. ü Separar por tipo de artículo: envases, bolsas o chuspas, productos rígidos (canastas de transporte, tubería, carcazas de electrodomésticos y computadores, empaques, partes de automóviles, etc.). ü Realizar una selección por resina: esta selección debe realizarse de acuerdo con los códigos, basados en el símbolo universal del reciclaje (NTC 205), desarrollado por la Sociedad de Industrias Plásticas de los Estados Unidos, la cual se muestra a continuación: Polietileno - Tereflalato Polietileno de alta densidad Policloruro de vinilo Polietileno de baja densidad Polipropileno Poliestireno ü Evitar utilizar bolsas plásticas cuando vaya al supermercado. Lleve su propia canasta o bolsa reutilizable. ü Reutilice las bolsas plásticas y envases. ü Compre productos plásticos biodegradables. ü Recicle los productos plásticos de acuerdo con las pautas mencionadas. Referencias: (Junio de 2012). Sector Plástico, Guías Ambientales Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (Julio 2004). Visite nuestra página web y obtenga información detallada sobre nuestros productos