Medición de la energía: más efectiva y segura con lápiz sensor

 
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Manizales, dic. 23 de 2013 – Agencia de Noticias UN- Un pequeño artefacto que mide el fluido eléctrico servirá para que las empresas de energía minimicen sus costos de operación. Además de agilizar los procedimientos también suministra información que beneficia a los usuarios.
Hay factores que deterioran la calidad de la energía y afectan la prestación del servicio, lo que puede, incluso, ocasionar daños en los electrodomésticos. En últimas, estos perjuicios terminan reflejados en los costos de facturación para el usuario y en pérdidas para las compañías del sector.
Por ello, el monitoreo constante de los transformadores es una tarea de primera necesidad, la cual requiere de equipos tecnológicos de alto costo y cuadrillas de operarios para instalarlos. Estas personas, a pesar de trabajar bajo normas de seguridad, siempre corren un riesgo al hacer las mediciones, pues además de estar en contacto con altas tensiones, deben permanecer a varios metros de altura para cumplir su tarea.
Gracias a los transformadores, la energía que llega a las viviendas e industrias puede ser utilizada sin mayores complicaciones. Esto se debe a que convierten los 13.200 voltios provenientes de la electrificadora, en los 110 necesarios para encender los electrodomésticos y las bombillas en el hogar.
Este proceso se realiza convencionalmente con voltímetros, vatímetros y amperímetros, los cuales son conectados a la red eléctrica a través de pinzas que toman el registro del flujo magnético para determinar la calidad y cantidad de la energía.
Como alternativa, el profesor Jorge Hernán Estrada, ingeniero de la Universidad Nacional de Colombia en Manizales, diseñó un dispositivo económico, sencillo y de fácil manejo que evita esos riesgos. Asimismo, gracias al desarrollo de ciertas ecuaciones y algoritmos, el artefacto ofrece una ventaja adicional al método tradicional: suministrar información en beneficio del usuario.
Un reporte inmediato
El profesor Estrada explica que se trata de un sensor en forma de lápiz, el cual está conectado a un computador que registra, procesa y analiza en tiempo real las ondas que emite el transformador. Esto le permite entregar un reporte sobre el estado del aparato.
El pequeño dispositivo efectúa la medición de forma indirecta; es decir, no requiere conectarse al circuito eléctrico como tal. Simplemente, la persona se ubica a unos metros del transformador, apunta por unos segundos con el lápiz inalámbrico y capta las ondas magnéticas sin correr riesgo alguno. De esta forma, se cumplen las normas de seguridad que plantea el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE).
Como valor agregado, este mecanismo realiza la medición de la entropía, que es la variabilidad y complejidad de las ondas, lo que permite evitar que haya sobrecargas, generación excesiva de armónicos (o distorsiones) y energía de rebote.
“Estos tres factores pueden ocasionar distintos problemas. Por ejemplo, la sobrecarga causa recalentamiento y desperdicio de energía que la empresa debe pagar; además, puede dejar el transformador fuera de servicio”, indica el investigador.
Además de informar sobre el nivel de armónicos –que son ondas adicionales generadas por cargas no lineales que pueden causar interferencias en la señal y daño en los electrodomésticos–, este artefacto también determina si hay energía de rebote, que es aquella que se genera pero no se utiliza, y que al devolverse a la línea, pasa por el contador y genera un cobro al usuario.
Similar a una antena
El lápiz sensor que capta las ondas consta de una bobina, que es un rollo de alambre de cobre alrededor de un núcleo de aire –semejante a un tubo de hilo– de 7×7 centímetros, aproximadamente.
Por medio de un cable, el dispositivo se conecta al micrófono del computador y queda en línea con la grabadora de Windows, la cual lee la información, la memoriza y finalmente, mediante algoritmos especiales, realiza el análisis y entrega los resultados. Para esto, se utiliza un software denominado entropía de múltiple escala.
El dispositivo ha sido probado en varios circuitos de Manizales, como la subestación doméstica del barrio Peralonso, que dirige la energía a un sector de la ciudad, y la estación que proporciona el servicio eléctrico a la zona industrial de Juanchito.
Este procedimiento les permite a las empresas con facturación alta, verificar y reducir la potencia reactiva de la energía que les llega a través del transformador, de modo que se dé una reducción considerable en los costos de la factura.
“Igualmente, si se pudieran realizar mediciones en cada casa para hacer los ajustes pertinentes y suprimir los armónicos mediante filtros, se podría ahorrar hasta el 20% de la energía del país. Así, la energía recuperada podría usarse para exportación, produciendo grandes utilidades”, indica el profesor Estrada.
Estas herramientas que contribuyen a un control de la energía, también son un aporte en beneficio del planeta, ya que al disminuir el consumo se reduce la carga ambiental y la temperatura global.
Este trabajo fue presentado a la comunidad científica en el Congreso Internacional Latinoamerican Work Shop, especializado en magnetismo, el cual fue realizado en Argentina el pasado mes de abril. También será divulgado en la Revista IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News, la publicación más prestigiosa del mundo en esta área.
Créditos: UNAL-882-2013

lapizsensorManizales, dic. 23 de 2013 – Agencia de Noticias UN- Un pequeño artefacto que mide el fluido eléctrico servirá para que las empresas de energía minimicen sus costos de operación. Además de agilizar los procedimientos también suministra información que beneficia a los usuarios.

Hay factores que deterioran la calidad de la energía y afectan la prestación del servicio, lo que puede, incluso, ocasionar daños en los electrodomésticos. En últimas, estos perjuicios terminan reflejados en los costos de facturación para el usuario y en pérdidas para las compañías del sector.

Por ello, el monitoreo constante de los transformadores es una tarea de primera necesidad, la cual requiere de equipos tecnológicos de alto costo y cuadrillas de operarios para instalarlos. Estas personas, a pesar de trabajar bajo normas de seguridad, siempre corren un riesgo al hacer las mediciones, pues además de estar en contacto con altas tensiones, deben permanecer a varios metros de altura para cumplir su tarea.

Gracias a los transformadores, la energía que llega a las viviendas e industrias puede ser utilizada sin mayores complicaciones. Esto se debe a que convierten los 13.200 voltios provenientes de la electrificadora, en los 110 necesarios para encender los electrodomésticos y las bombillas en el hogar.

Este proceso se realiza convencionalmente con voltímetros, vatímetros y amperímetros, los cuales son conectados a la red eléctrica a través de pinzas que toman el registro del flujo magnético para determinar la calidad y cantidad de la energía.

Como alternativa, el profesor Jorge Hernán Estrada, ingeniero de la Universidad Nacional de Colombia en Manizales, diseñó un dispositivo económico, sencillo y de fácil manejo que evita esos riesgos. Asimismo, gracias al desarrollo de ciertas ecuaciones y algoritmos, el artefacto ofrece una ventaja adicional al método tradicional: suministrar información en beneficio del usuario.

Un reporte inmediato

El profesor Estrada explica que se trata de un sensor en forma de lápiz, el cual está conectado a un computador que registra, procesa y analiza en tiempo real las ondas que emite el transformador. Esto le permite entregar un reporte sobre el estado del aparato.

El pequeño dispositivo efectúa la medición de forma indirecta; es decir, no requiere conectarse al circuito eléctrico como tal. Simplemente, la persona se ubica a unos metros del transformador, apunta por unos segundos con el lápiz inalámbrico y capta las ondas magnéticas sin correr riesgo alguno. De esta forma, se cumplen las normas de seguridad que plantea el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE).

Como valor agregado, este mecanismo realiza la medición de la entropía, que es la variabilidad y complejidad de las ondas, lo que permite evitar que haya sobrecargas, generación excesiva de armónicos (o distorsiones) y energía de rebote.

“Estos tres factores pueden ocasionar distintos problemas. Por ejemplo, la sobrecarga causa recalentamiento y desperdicio de energía que la empresa debe pagar; además, puede dejar el transformador fuera de servicio”, indica el investigador.

Además de informar sobre el nivel de armónicos –que son ondas adicionales generadas por cargas no lineales que pueden causar interferencias en la señal y daño en los electrodomésticos–, este artefacto también determina si hay energía de rebote, que es aquella que se genera pero no se utiliza, y que al devolverse a la línea, pasa por el contador y genera un cobro al usuario.

Similar a una antena

El lápiz sensor que capta las ondas consta de una bobina, que es un rollo de alambre de cobre alrededor de un núcleo de aire –semejante a un tubo de hilo– de 7×7 centímetros, aproximadamente.

Por medio de un cable, el dispositivo se conecta al micrófono del computador y queda en línea con la grabadora de Windows, la cual lee la información, la memoriza y finalmente, mediante algoritmos especiales, realiza el análisis y entrega los resultados. Para esto, se utiliza un software denominado entropía de múltiple escala.

El dispositivo ha sido probado en varios circuitos de Manizales, como la subestación doméstica del barrio Peralonso, que dirige la energía a un sector de la ciudad, y la estación que proporciona el servicio eléctrico a la zona industrial de Juanchito.

Este procedimiento les permite a las empresas con facturación alta, verificar y reducir la potencia reactiva de la energía que les llega a través del transformador, de modo que se dé una reducción considerable en los costos de la factura.

“Igualmente, si se pudieran realizar mediciones en cada casa para hacer los ajustes pertinentes y suprimir los armónicos mediante filtros, se podría ahorrar hasta el 20% de la energía del país. Así, la energía recuperada podría usarse para exportación, produciendo grandes utilidades”, indica el profesor Estrada.

Estas herramientas que contribuyen a un control de la energía, también son un aporte en beneficio del planeta, ya que al disminuir el consumo se reduce la carga ambiental y la temperatura global.

Este trabajo fue presentado a la comunidad científica en el Congreso Internacional Latinoamerican Work Shop, especializado en magnetismo, el cual fue realizado en Argentina el pasado mes de abril. También será divulgado en la Revista IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News, la publicación más prestigiosa del mundo en esta área.

Créditos: UNAL-882-2013

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