Ingeniería
y sus alcances, Revista de Investigación
Https://doi.org/10.33996/revistaingenieria.v2i4.25
Septiembre - Diciembre, 2018
Volumen 2 / No. 4
ISSN: 2664 – 8245
ISSN-L: 2664 - 8245
pp. 151 - 157
Comparación
de dispositivos de medición de energía con enfoque en pérdidas no técnicas
Comparison of energy measurement devices with a focus
on non-technical losses
José
Esteban Pérez Belisario Gabriel
Jesús Silva
perezbelisario94@gmail.com
gabosilva2.0@gmail.com
Universidad
de Carabobo, Venezuela
Artículo
recibido mayo 2018 | Arbitrado en junio
2018 | Publicado en septiembre de 2018
RESUMEN
Debido a la crisis energética que se vive a nivel mundial las industrias
eléctricas se han interesado por implementar el uso eficiente de la energía. En
el caso de Venezuela, el ejecutivo nacional a través del Ministerio del Poder
Popular para la Energía Eléctrica, implementó la actualización de los contadores
de energía, en donde se instalaron contadores de distintos tipos, aparentemente
sin ningún método de selección ni adecuación al área en donde se requería
censar la energía. El propósito del estudio fue comparar los contadores de
energía instalados por la industria Corpoelec en
Valencia, estado Carabobo. Esta investigación se enmarcó en un tipo de
investigación documental y de campo. Como resultado se obtuvo que el contador
de energía que más se adapte a las condiciones geográficas del territorio nacional
y a las exigencias de los usuarios, para así lograr utilizar la energía de
manera más eficiente, disminuyendo los errores en el área de contabilización de
energía logrando así reducción de las pérdidas no técnicas.
Palabras clave: Pérdidas no
técnicas, medición energía eléctrica, análisis comparativo
ABSTRACT
Due to the world energy crisis, the electrical
industries have become interested in implementing the efficient use of energy.
In the case of Venezuela, the national executive through the Ministry of
Popular Power for Electric Energy, implemented the
update of the energy meters, where meters of different types were installed,
apparently without any selection method or adaptation to the area in where
energy census was required. The purpose of the study was to compare the energy
meters installed by the Corpoelec industry in
Valencia, Carabobo state. This investigation was framed in a type of
documentary and field investigation. As a result, it was obtained that the
energy meter that best suits the geographical conditions of the national
territory and the demands of the users, in order to use energy more
efficiently, reducing errors in the area of energy accounting, thus achieving
reduction of non-technical losses.
Key words: Non-technical losses,
electrical energy measurement, comparative analysi
INTRODUCCIÓN
El objetivo principal del presente proyecto es la
presentación de la propuesta del dispositivo de medición (Zapata, Virio, y
Mijárez, 2001) que mejor se adecue a
las diferentes áreas de consumo del sector industrial de Venezuela (Plata,
Morantes, y Gualdrón, 2007), considerando condiciones geográficas y
exigencia de los usuarios, que sea producto de un análisis comparativo de las
distintas tecnologías de medición de energía que hay en la actualidad (Gómez, et al., 2015).
Actualmente, con el avance tecnológico e industrial a
nivel mundial y las crecientes necesidades de aplicar técnicas de eficiencia
energética (Altomonte, Coviello, y Lutz, 2003) para lograr la reducción de pérdidas (Betancur, et
al., 2010) y así optimizar el uso
de la energía eléctrica para la mejora de la calidad de vida. En este sentido,
es importante la toma de conciencia acerca de la necesidad de mejorar los
sistemas de medición de energía tanto en tecnología como en equipamiento
adecuado, para así lograr que la energía generada sea facturada.
Es
pertinente resaltar las ventajas que representa utilizar tecnologías nuevas en
el área de medición de energía eléctrica (Gómez, et al., 2015),
con la implementación de nuevos dispositivos de medición y otras tendencias que
permiten un mejor aprovechamiento de la energía reduciendo pérdidas y gozando
además de la versatilidad que pueden brindar estos nuevos dispositivos tanto
para el cliente como para la empresa de distribución.
La investigación busca lograr un análisis comparativo que
permita determinar el dispositivo de medición que más convenga, según las
necesidades del sector industrial, a través del análisis de las distintas
tecnologías de dispositivos de medición, estudiando variables de interés como
capacidad para registrar datos (histórico del censo), corriente máxima
admisible, protocolo de comunicación con el exterior, cantidad de parámetros a
medir, calidad de energía, seguridad (vulnerabilidad ante el hurto eléctrico) y
capacidad de censar más de una tarifa a la vez (multitarifa).
Además de características constructivas y
los costos asociados a estos. Esta información será la base para realizar un
análisis comparativo para determinar el medidor más adecuado en Venezuela.
MÉTODO
El
desarrollo del estudio se llevó a cabo mediante la investigación documental y
de campo, Según (Hérnandez, Férnandez, y Batista, 2006). En
este caso el estudio se desarrolló en la ciudad de Valencia estado Carabobo con
respecto a los dispositivos de medición de energía eléctrica instalados en el área industrial. Se ha podido determinar que
la magnitud de los consumos clandestinos de electricidad están
ubicados en el grupo de grandes consumidores, es decir, el área industrial. La
técnicas de recolección de la información usada fue las técnicas de análisis
para realizar la interpretación de la información fue la observación Directa (Crotte, 2011) y la entrevista (Crotte, 2011).
Durante el desarrollo de la investigación se definió que
para realizar el método comparativo se utilizaría el método de Variables
ponderadas y criterio de relevancia en donde primeramente se seleccionarían las
características consideradas como importantes para lograr la reducción de las
pérdidas no técnicas, las
cuales se les daría una valoración del 1 al 7 ordenándolas por
su nivel de importancia. Realizado este paso se procedió a definir las
cualidades de cada dispositivo en cada una de las características y dependiendo
de esta se procedía a asignarle una puntuación del 1 al 5 en donde la
puntuación de 1 la recibía el dispositivo que contara con las peores
condiciones en esa categoría, mientras que la puntuación de 5 la obtenía el
dispositivo que obtenía la mejor puntuación en esa categoría hurto, o
administrativas.
Para cumplir con los objetivos planteados, se llevaron a
cabo las siguientes fases.
Fase
I. Identificación de los distintos dispositivos de medición usados en la
industria eléctrica para el conocimiento de las características constructivas.
a) Identificación
de los dispositivos de medición instalados en Venezuela (Carabobo) por la
industria eléctrica Corpoelec (CORPOELEC, s.f.) en el área industriales a través de visitas en distintos
puntos de Carabobo y entrevistas realizadas al personal encargado del área.
b) Definición de consumo eléctrico y técnicas de eficiencia
energética a nivel mundial para comparar con Venezuela.
Fase II. Selección de las categorías o factores basados
en área de consumo industrial, orientado a técnicas de eficiencia energética
para así utilizar el modelo de comparación.
a) Determinación preliminar de las categorías basados en
distintos factores importantes en los dispositivos de medición.
b) Descripción
de las características constructivas de los
dispositivos de medición actualmente instalados en el área industrial
Carabobeña apoyados en manuales y documentos informativos de los
fabricantes.
c) Selección
final de siete (7) categorías y pesos ponderados para el análisis comparativo.
Fase
III. Análisis comparativo entre los dispositivos actualmente existentes en la
industria eléctrica Carabobeña.
a) Valorar
los dispositivos de medición en las categorías utilizando el método de
variables ponderadas y criterio de relevancia.
b) Realizar
análisis de los resultados individuales y globales con el fin de fijar posición
ante recomendación de adquisición de equipos.
RESULTADOS
Se
realiza un análisis comparativo de los distintos dispositivos de medición de
energía con el objetivo de determinar cuál es el más adecuado para ser
instalado en el país, por su influencia en la reducción de las pérdidas no
técnicas y su reducida vulnerabilidad al hurto eléctrico. A continuación se
desarrollan los pasos realizados para obtener el dispositivo de medición más
adecuado, obtenido luego del análisis comparativo.
Diagnóstico
de la situación actual de la empresa
El
Sector Eléctrico es muy específico, con unas características propias marcadas
principalmente por el tipo de producto con el que se opera: el servicio
eléctrico. Actualmente Corpoelec (CORPOELEC, s.f.) utiliza
la metodología de obtención de datos de manera manual en donde el
recaudador
o lector se dirige hasta las zonas consideradas de alto consumo (mayor a 10 kVA) y toma el consumo registrado por el medidor. Esta
empresa trabajaba bajo la implementación de dos (2) tarifas, una de consumo
total y una de demanda contratada. Un medidor de energía electrónico (Zapata, Virio, y Mijárez, 2001)
permite censar más de una tarifa respondiendo a los medidores que pedía Corpoelec a las empresas fabricantes. Es decir, capaces de
medir energía activa, reactiva y factor de potencia. Se pudo observar que los
dispositivos de medición con los que contaba la empresa son específicamente “Elster A1200” y uno electromecánico “Schlumberger,
MY201”, ambos en funcionamiento.
De
acuerdo a representantes de Corpoelec se conoce que
al momento de la actualización, los medidores que eran sustituidos se enviaban
a “Complejo Centro Nacional de Aferición para Corpoelec” ubicado en el estado Aragua, Venezuela. Este se
encargaba de repararlos para ser reinstalados, lo cual se consideró como un
buen plan de adecuación de los medidores para ser instalados en zonas
residenciales y contribuir de manera importante en la optimización de la
capacidad de comercialización del recurso eléctrico y lograr alcanzar mayor
autonomía en la racionalización del consumo de energía eléctrica.
La
unificación de las distintas empresas del sector eléctrico en Venezuela en Corpoelec (Acevedo, 2013) tuvo distintas
incompatibilidades y la convergencia de distintas normas y métodos de trabajo.
Uno de los más notables en el área de medición en donde antiguamente cada
empresa instalaba el medidor que había adquirido según sus normas. Es por ello,
donde mediante el método de variables ponderadas y criterio de relevancia se
pueda determinar cuál es el dispositivo de medición de todos los instalados por
las distintas empresas que cuenta con mejor relación de beneficios y contribuye
de mejor manera al conocimiento del consumo de los usuarios.
Fase
I. Identificación de los distintos dispositivos de medición usados en la
industria eléctrica carabobeña para el conocimiento de las características
constructivas.
a) Identificación
de los dispositivos de medición instalados en Venezuela (Carabobo) en el área
industrial por la empresa Corpoelec.
Se
determinó a través de una visita realizada a la sede de Corpoelec
ubicada en la Torre 4, Calle 105 Cedeño, Valencia-Carabobo, con ayuda del Jefe
de medición Ing. Juan Carlos Martínez, los distintos dispositivos de medición
instalados en Carabobo por la industria eléctrica Corpoelec
tanto antes de la unificación de las distintas industrias eléctricas hasta la
actualidad. Los dispositivos que se muestran en la Tabla 1 son los
seleccionados para realizar el análisis.
Tabla
1. Dispositivos de medición utilizados en el
análisis
|
MODELO DEL MEDIDOR
|
FABRICANTE
|
PAÍS DE ORIGEN
|
SISTEMA
|
TENSIÓN (V)
|
CORRIENTE MÁXIMA (A)
|
CLASE DE PRESICIÓN
|
|
Gama 300
|
ELGAMA-ELEKTRONIKA
|
Lituania
|
Trifásico 4 hilos
|
120/208
|
60
|
1.0-2.0
|
|
ZME1
|
Landis+Gyr
|
Suiza
|
Trifásico 4 hilos
|
3x230/400
|
100
|
1.0-2.0
|
|
ACE 5000
|
Actaris
|
USA
|
Trifásico 4 hilos
|
3x230/400
|
100
|
1.0-2.0
|
|
ALPHA A1800
|
Elster Medidores S.A
|
USA
|
Trifásico 3 hilos
|
277/480
|
10
|
1.0-2.0
|
|
A3 ALPHA
|
Elster Medidores S.A
|
USA
|
Trifásico 4 hilos
|
480
|
20
|
2.0
|
La
demanda energética de un país está relacionada con su Producto Interior Bruto
(PIB), con su capacidad industrial y con el nivel de vida alcanzado por sus
habitantes. El consumo de energía por habitante constituye, uno de los
indicadores más fiables del grado de desarrollo económico de una sociedad. Esta
relación puede comprobarse analizando los consumos por áreas geográficas, donde
los países con mayor consumo per cápita tienen niveles más altos de bienestar
económico. Según el Congreso Mundial de la Energía de 1998, el 20% de la
población mundial consume el 80% de la producción energética comercial,
referenciado en (Pérez y Silva, 2018).
Es
más rentable invertir en eficiencia energética que en la producción de energía,
esto debido a que se lograría un ahorro reduciendo el consumo de los numerosas instalaciones
anticuadas y poco eficientes, evitándose así no producir el daño que conlleva
la creación de unas centrales de generación. En Venezuela, la energía eléctrica facturada en el año 2005 para
usuarios residenciales fue de 18.736,58GWh, mientras que en el año 2012 fue de
31.677,55 GWh, representando un considerable
incremento del 69,07 %.
Selección
final de siete (7) categorías y pesos ponderados para el análisis comparativo,
evaluando las características de los medidores seleccionaremos para fortalecer
la etapa de comercialización de energía. Éstas se listan a continuación y cuya
ponderación se muestra en la Tabla 2:
1. Capacidad
para registrar datos (histórico del censo):
2. Corriente
máxima.
3. Protocolo
de comunicación con el exterior.
4. Cantidad
de parámetros a medir.
5. Calidad
de energía.
6. Seguridad
(vulnerabilidad ante el hurto eléctrico).
7. Capacidad
de censar más de una tarifa a la vez (multitarifa).
Tabla
2. Ponderación de las características
seleccionadas
|
No.
|
Características
|
Ponderación
|
|
1
|
Capacidad de registro
|
4
|
|
2
|
Corriente máxima
|
2
|
|
3
|
Comunicación con el exterior
|
5
|
|
4
|
Cantidad de parámetros a medir
|
3
|
|
5
|
Calidad de la energía
|
1
|
|
6
|
Seguridad
|
7
|
|
7
|
Multitarifa
|
6
|
La
Tabla 3 muestra los resultados obtenidos de la ponderación por cada tipo de
medidor.
Tabla
3. Resultados de la ponderación
|
No.
|
Características
|
MODELO
|
|
GAMA 300
|
A1800
|
ALPHA A3
|
AC5000
|
ZME1
|
|
1
|
Capacidad de registro
|
5
|
4
|
3
|
1
|
1
|
|
2
|
Corriente máxima
|
4
|
1
|
3
|
1
|
5
|
|
3
|
Comunicación con el exterior
|
4
|
3
|
2
|
2
|
3
|
|
4
|
Cantidad de parámetros a medir
|
+
|
-
|
-
|
-
|
-
|
|
5
|
Calidad de la energía
|
5
|
3
|
2
|
2
|
1
|
|
6
|
Seguridad
|
5
|
3
|
2
|
3
|
1
|
|
7
|
Multitarifa
|
4
|
2
|
2
|
3
|
2
|
A través los resultados obtenidos de la comparación
de los dispositivos estudiando, se propone la actualización y cambio de dispositivos
de medición instalados en el estado actualmente por el dispositivo GAMA 300 con
la finalidad de reducir perdidas no técnicas en medición de energía para la
empresa de distribución a nivel del parque industrial al cual se le presta
servicio, además de un programa de adiestramiento y capacitación para el
personal operario de dichos dispositivos, para su correcta instalación,
utilización y mantenimiento.
CONCLUSIONES
Se determinó una problemática en la zona de valencia,
referente a los contadores de energía, se notaba que no existía una
estandarización de los dispositivos de medición que se instalaban, la cual tuvo
la finalidad mediante un método comparativo determinar cuáles fueron de los
dispositivos instalados, la reducción de las pérdidas no técnicas, puesto estas
incluyen toda aquella energía que no se factura ya sea por fraude, robo, entre
otras.
Aplicado el método se determinó que el dispositivo GAMA
300 con una puntuación de (127) era el dispositivos que más puntuación obtuvo y
por tanto contaba con mejores condiciones permitiendo distintos métodos de
comunicación con el exterior, gran variedad de capacidad multitarifa,
suficiente capacidad de memoria para guardar todo lo referente a parámetros
para su funcionamiento y datos de consumo y tiene la capacidad de censar hasta
19 parámetros dando conocimiento de cómo se consume la energía.
Se determinó también que la existencia de los distintos
dispositivos se debía a que antes de la unificación de todas las industrias
eléctricas privadas en Corpoelec cada una instalaba
su medidor, sin prestar atención a cuales instalaban las empresas rivales, esto
genero graves luego de la unificación pues a la hora de la conexión cada
operario seguía su norma generando corto circuitos en los medidores y
dañándolos al instante. Fue necesario definir un punto de eficiencia energética
pues es la razón de la instalación de dichos dispositivos pues sin ellos no se
cobra por la energía que se entrega lo que genera pérdidas en las empresas distribuidoras
de energía y por tanto el deterioro de las mismas.
REFERENCIAS
Acevedo,
R. (2013). Análisis de la criticidad de los sistemas de distribución como parte
fundamental en la prestación del servicio eléctrico. Interciencia, 38(7),
535-541
Altomonte, H.,
Coviello, M., y Lutz, W. (2003). Energías renovables y eficiencia energética
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México: CEPAL
Betancur, D., Bianco,
F., Boions, F., y Rey, M. (2010). Beneficios por reducción de pérdidas
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Gómez, J., Castán, R.,
Montero, J., Meneses, J., y García, J. (2015). Aplicación de tegnologías de
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Hérnandez, R.,
Férnandez, C., y Batista, P. (2006). Metodología de la Investigación. México:
McGraw-Hill Editores
Pérez, J., y Silva, D.
(2018). Comparación de dispositivos de medición de energía con enfoque de
pérdidas no técnicas . Valencia, Venezuela: Universidad de Carabobo
Plata, G., Morantes,
A., y Gualdrón, C. (2007). Impacto de los sistemas de medición en la valoración
de las potencias y energía eléctrica. Simposio Internacional sobre la
Calidad de la Energía Eléctrica (SICEL). Bogotá
Zapata, J., Virio, G.,
y Mijárez, R. (2001). Medición de la energía eléctrica bajo esquemas libre
de mercado. Cuernavaca, México: Boletín Instituto de Investigaciones
Eléctricas