Sistema de Tierras MG

Transcripción

1 Sistema de Tierras MG Descripción técnica de la solución Página 1 of 8

2 Introducción Las normas internacionales y las NOM mexicanas relativas a instalaciones eléctricas exigen que por seguridad, todas las instalaciones cuenten con un sistema de tierras. Un eficiente aterrizamiento es muy importante debido a que todos los equipos modernos son cada vez más sofisticados y lo requieren para su funcionamiento óptimo. El 10 de Octubre del año 1994 se publicó en Diario Oficial de la Federación un decreto por el cual se obliga a cumplir con este requisito, incluyéndose a las casas habitación tanto nuevas como ya construidas. Por otro lado, el Instituto de Investigaciones eléctricas ha determinado que un 90% de los problemas en las instalaciones eléctricas se debe a la pobre calidad en las instalaciones, lo que concuerda con las estadísticas de los cuerpos de bomberos donde se indica que más del 90% de los incendios tienen su origen en instalaciones eléctricas deficientes. A lo anterior se suma un fenómeno que se presenta en todas las instalaciones eléctricas: nos referimos a la distorsión que sufre la onda senoidal de la corriente y el voltaje debida al uso masivo de equipos con circuitos electrónicos. Dicha distorsión se incrementa en aquellas instalaciones donde no existe un aterrizamiento eficiente y, a mayor distorsión, mayores pérdidas de energía. Debemos decir que infelizmente, existe en nuestro país un desconocimiento notable respecto de los efectos producidos por la Distorsión Armónica Total (THD). El Fideicomiso de Ahorro de Energía (FIDE) ha reconocido que cuando se reduce la distorsión armónica, se ahorra energía. En base a lo anterior, decidimos buscar un sistema que sea eficiente en el aterrizamiento y que además contribuya a reducir la distorsión armónica. Por tanto, decimos que nuestro sistema de tierras es un dispositivo que puede contribuir a ahorrar energía. La solución que proponemos es un electrodo magnético patentado el cual basa su principio de funcionamiento en regresar la energía a su fuente natural, es decir, el campo magnético de la tierra. Al instalar nuestros electrodos, éstos son orientados al Polo Norte Magnético, lo que produce un efecto de polarización de las moléculas de la tierra, lo que reduce a su vez la resistividad sin importar tanto el tipo de terreno como las condiciones climatológicas particulares. Sin duda, esta característica constituye un diferenciador notable con respecto a los electrodos tradicionales hasta ahora conocidos. Hoy en día hemos demostrado ampliamente que nuestro sistema ha logrado corregir muchos problemas de calidad de la energía en instalaciones, por ejemplo en Bancos donde se les caía el sistema, en Industrias con problemas de interrupción de la producción donde usan PLCs. Esto sin mencionar que además de contribuir a la eficiencia operativa, ofrecemos una gran eficiencia en el gasto de energía. Página 2 of 8

3 Sistemas tradicionales de aterrizamiento Los sistemas tradicionales de aterrizamiento trabajan con el mismo principio de la varilla copperweld diseñada desde hace más de 200 años por el Físico Matemático Benjamín Franklin. Para su tiempo esta dió un magnifico resultado sin embargo, las nuevas tecnologías exigen algo más eficiente. Existen actualmente variedad de soluciones, por ejemplo, los electrodos electroquímicos, pero todos ellos parten del mismo principio: conectar con una varilla metálica conductora las instalaciones con la tierra buscando lograr una baja impedancia. Que es impedancia? La impedancia es la resistencia que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. La varilla copperweld es el electrodo que se usa en más del 90% de las instalaciones en México. Esto en virtud de que representa el sistema más económico, y se compone esencialmente de una varilla de acero estructural no corrugada que lleva una pequeña capa de cobre de 2 o 3 milésimas de pulgada la cual, sin temor a equivocarnos, comienza a degradarse durante el primer año de vida. Posteriormente el terreno se encarga de corroer la varilla y en pocos años ya no existirá conexión a tierra y menos aún de baja impedancia. Esto sin considerar que el hierro posee 5.78 veces menor conductividad que el cobre. Los electrodos electroquímicos por su parte, con sus diferentes compuestos acondicionadores del terreno mejoran los resultados, sin embargo, el principio de funcionamiento es el mismo que el de la varilla y su efectividad depende de factores tales como: Resistividad del terreno donde se instalan y, Condiciones climatológicas. Por lo expresado anteriormente, no podemos afirmar que con los electrodos electroquímicos logramos una impedancia a tierra baja, estable y permanente. Los precios de estos electrodos son además, poco atractivos y no corrigen los problemas en el largo plazo. Importancia de un eficiente aterrizamiento para la calidad y ahorro de energía En los últimos 15 años, se ha generalizado el uso de equipos con circuitos electrónicos tanto en el segmento de electrodomésticos, como en el equipo de oficinas e industrial. Los equipos electrónicos presentan, en términos eléctricos, lo que se denomina cargas no lineales y éstas tienen la particularidad de distorsionar la onda senoidal de la corriente y el voltaje alterno de 60 Hz, tal y como se muestra en la grafica 1. Página 3 of 8

4 Un factor que contribuye a que la distorsión armónica sea menor es un eficiente aterrizamiento, pero como hemos descrito anteriormente, en México, ya sea por desconocimiento o por ahorrar, le hemos dado poca importancia a los aterrizamientos. Por ejemplo, tenemos documentados casos donde se presentan distorsiones en la corriente de 127 V que suministra la CFE de hasta 100%, y en el voltaje de más del 7%. Totalmente fuera de las Normas Internacionales. Con el sistema Nueva Ingeniería de acoplar a tierra MG hemos logrado reducir hasta en un 30% la distorsión y esto representa un ahorro comprobado en casas habitación de un 5 al 15% y en industrias del 5 al 8% Comparativo del Consumo de Energía de la Tienda Mega Chalita el año 2001 con el sistema de tierras tradicional y 2002 con el sistema MG. Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Gráfica 1. Demostración de ahorro de energía brindado por el electrodo MG Principios en los que se sustenta el funcionamiento de los electrodos magnéticos MG Los electrodos magnéticos MG usan dos fuerzas naturales de la tierra que son, la Fuerza Gravitacional y el Magnetismo. Cuando se instalan, se orienta uno de los vértices con una brújula común al Polo Norte Magnético y con un nivel se checa la verticalidad o centro de gravedad, estas dos fuerzas naturales dan por resultado que se polaricen las moléculas de la tierra y se vuelven conductoras; por lo tanto la resistividad del terreno se hace muy baja (del orden de 1 a 5 ohms-metro) sin importar la resistencia que tenía antes de instalar el electrodo MG, este sistema lleva un compuesto el cual contiene Página 4 of 8

5 plata nativa con una resistividad de 1.6 x 10-8 ohms-metro. La plata es el mejor conductor, por lo que logramos que el conjunto sea aún más eficiente. Una prueba que se realiza cuando se instala un sistema de aterrizamiento magnético es con un probador de continuidad (por ejemplo un multímetro Fluke 10): se coloca la terminal negativa en el birlo de la bobina (circuito LCR) colocada en la placa superior del electrodo y la terminal positiva con ayuda de un cable de unos 50 metros a una varilla (por ejemplo copperweld) que se clava en el terreno unos 30 centímetros. Una vez que hemos realizado estos preparativos, se verifica que al tocar las terminales del multímetro el circuito cierra, esto usando como conductor a la tierra que por el efecto de polarización se hace conductiva. Esta prueba no da este mismo resultado con los sistemas tradicionales. La bobina (circuito LCR) tiene dos funciones: la primera, opera como un check es decir, el electrodo es unidireccional de las instalaciones a la tierra, pero de la tierra a las instalaciones no; la otra función es que al brindarle una trayectoria a tierra de muy baja impedancia reduce las armónicas principalmente la 3ª, misma que se acumula en el neutro de toda instalación, y es la que influye en más del 50% en la distorsión total. Otra parte importante de este sistema es un acoplador, el cual es un elemento para equipotencializar las diferentes masas de una instalación. Con esto se asegura evitar daños a las personas y los equipos. En el caso del kit para casas habitación y pequeñas oficinas además del electrodo, acoplador y compuesto diseñamos un contacto doble polarizado con aterrizamiento, porque los que tienen la mayoría de las instalaciones de casas y muchas casas convertidas en oficinas no tienen contactos con el conductor de tierra física, y este contacto que nosotros manejamos no requiere instalar el tercer conductor: este contacto hace el aterrizamiento internamente a través del neutro con una impedancia, y lleva además supresores de picos por lo que es muy eficiente para equipo de computo y otros electrodomésticos que requieren tanto tierra física como aseguramiento de la calidad de energía. Diferentes modelos de electrodos MG Para proteger todos los tamaños de instalaciones se diseñaron 7 modelos de electrodos. Los tres primeros son para instalaciones domesticas y los cuatro restantes para instalaciones industriales. Se tienen los modelos 25, 55, 75, 300, 650, 850 y 1200 y se pueden observar en la siguiente hoja. Página 5 of 8

6 En el caso de una instalación industrial se debe hacer un cálculo de la corriente de corto circuito como lo recomienda la NOM de instalaciones eléctricas, el cual para este sistema tenemos una forma simplificada. Ventajas que brinda sobre los sistemas tradicionales Impedancia baja menor a 2 ohms-m en forma permanente sin importar el tipo de terreno y condiciones climatológicas. Por el terminado, tratamiento y compuesto electro-acondicionador del terreno en contacto con el electrodo este tiene una vida útil de 15 a 20 años. Confina en forma unidireccional, esto es muy importante para que las corrientes telúricas no contaminen las instalaciones por el cable de tierra y por otro lado para que las descargas atmosféricas (rayos) en su rebote no entren a las instalaciones. Con su acoplador podemos equipotencializar las diferentes masas en las instalaciones para evitar daños a las personas y equipos. Para equipo electrónico se le brinda el cero lógico que requieren para su óptimo funcionamiento. Mayor vida útil. Resultados obtenidos Los resultados obtenidos son muy satisfactorios y van desde evitar caídas de sistema en Bancos, velocidad real y calidad en la comunicación de voz y datos en empresas que dan servicio de telefonía como Alestra, optimo funcionamiento y protección a equipo electromédico como resonancia magnética, tomógrafo, rayos X, ultrasonido, en salas de ordeña se evita el voltaje de contacto que daña a las reses, aumenta la calidad y cantidad de leche por animal. En casas habitación, actualizamos su instalación para dar seguridad a las personas protección de equipos y ahorro de energía, en transformadores de potencia al brindar un aterrizamiento eficiente al neutro y carcasa con orientación magnética se convierte a un transformador de alta eficiencia. Se reducen pérdidas, distorsión y calentamiento por lo tanto se ahorra energía y el transformador puede dar su potencia real efectiva. Otros renglones donde se puede instalar Bancos Transformadores de potencia Sistemas de computo TI Salas de ordeña Equipo electromédico de Imagenología Equipo de comunicación, radio, TV, telefonía Sistemas de apartarrayos y pararrayos Página 6 of 8

7 Línea de electrodos Página 7 of 8

8 DIAGRAMA DE INSTALACIÓN PARA KITS, L1 L2 L3 25,55 Y 75 N Página 8 of 8