UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR VICERRECTORADO ACADMICO

DECANATO DE ESTUDIOS TECNOLGICOS COORDINACIN DE TECNOLOGA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LEVANTAMIENTO DE CARGA Y DIAGNOSTICO DE LA INSTALACIN INDUSTRIAL DEL LABORATORIO

DE PTICA CARON C.A.

Informe de Pasanta presentado ante la Ilustre Universidad Simn Bolvar, como requisito para optar al Ttulo de Tcnico Superior Universitario en

Tecnologa Elctrica

Autor: Br. Isaas Salvador Velzquez Infante Carnet: 062563 C.I.: 18471459

Tutor Acadmico: Prof. Julio Montenegro

Sartenejas, Mayo 2010

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APROBACIN DEL JURADO

Informe de Pasanta presentado ante la Universidad Simn Bolvar, como requisito para la aprobacin de la asignatura PD-3601 Cursos en Cooperacin con la Empresa.

Obtuvo la calificacin de puntos por el Jurado conformado por:

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Tutor Acadmico Jurado Prof. Julio Montenegro Prof. Gleb Machado

______________________

Tutor Industrial Ing. Gianni Stifano

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AGRADECIMIENTOS

Primeramente, a Dios Todopoderoso por darme la paciencia, inteligencia, sabidura y entendimiento para poder realizar con xito este proyecto de pasantas.

A mi familia por estar siempre pendiente, brindndome apoyo en los momentos ms difciles sin pedir nada a cambio, nunca me han defraudado y yo tampoco los defraudar. Muchas gracias por estar siempre conmigo y confiar en m, los quiero.

Al Ingeniero Gianni Stiffano, por haber aceptado la labor de ser mi tutor industrial y por su disposicin en todo momento a prestarme la ayuda necesaria.

Al todo el personal de servicio tcnico por compartir conmigo sus conocimientos y experiencias laborales, por estar siempre ah hacindome rer y brindndome gratos momentos adems del apoyo cuando fue requerido.

Especial Agradecimiento al Prof. Julio Montenegro, tutor acadmico por ayudarme en la bsqueda de la empresa para la pasanta y la oportuna asesora recibida, as como tambin por las correcciones y orientacin.

A mis amigos, familiares y todas esas personas que de una u otra forma contribuyeron al logro de esta meta, Muchas Gracias.

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NDICE GENERAL

ndice de Tablas.............................................................................................................. vii ndice de Figuras ........................................................................................................... viii Resumen............................................................................................................................ x

Introduccin ..................................................................................................................... 1 Descripcin de la Empresa ............................................................................................... 2

- Ubicacin................................................................................................................ 2

- Resea Histrica ..................................................................................................... 2

- Misin .................................................................................................................... 3

- Visin ..................................................................................................................... 3

- Valores ................................................................................................................... 3

- Estructura Organizativa de la Institucin ................................................................. 4

- Estructura Organizativa de la Unidad ...................................................................... 5

Captulo I .......................................................................................................................... 6 Definicin del Proyecto ............................................................................................. 6 1.1. Planteamiento del Problema................................................................................ 6 1.2. Objetivos del Proyecto ........................................................................................ 6

1.2.1. Objetivo General .................................................................................... 6 1.2.2. Objetivos Especficos ............................................................................. 6

1.3. Justificacin ....................................................................................................... 7

1.4. Alcances del Proyecto......................................................................................... 7

1.5. Limitaciones ....................................................................................................... 8 1.6. Planificacin y Control de Actividades ............................................................... 8

Captulo II ...................................................................................................................... 10 Marco Referencial ................................................................................................... 10

2.1. Introduccin al Proceso de Manufactura ........................................................... 10

2.1.1. Criterios Generales ............................................................................... 10

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2.1.2. Descripcin General del Proceso Productivo en el Laboratorio de ptica Caron, C.A ......................................................................................... 10 2.1.3. Descripcin Esquemtica del Proceso Productivo ................................. 12

2.1.3.1. Proceso de Tallado ................................................................... 13

2.1.3.2. Proceso de Antireflejos ............................................................. 21 2.1.3.3. Proceso de Montaje .................................................................. 25

2.2. Descripcin general de la Instalacin Industrial del Laboratorio de Produccin

de ptica Caron C.A ............................................................................................. 27 2.2.1. Distribucin de la Energa .................................................................... 27

2.2.2. Reparticin de las Cargas dentro de la Instalacin ................................. 28

2.3. Medicin de Parmetros de Energa Elctrica ................................................... 33

2.3.1. Distorsin de voltaje y distorsin de corriente elctrica ......................... 33 2.3.1.1. DC adicional (DC offset) .......................................................... 33 2.3.1.2. Armnicos ................................................................................ 34

2.3.2. Potencia Elctrica ................................................................................. 35 2.3.3. Factor De Potencia ............................................................................... 36 2.3.4. Energa Elctrica .................................................................................. 36 2.3.5. Demanda Elctrica................................................................................ 36

2.3.5.1. Intervalo de demanda ................................................................ 37 2.3.5.2. Demanda Mxima .................................................................... 37

2.3.6. Factor de Demanda ............................................................................... 37 2.3.7. Curvas De Carga .................................................................................. 37

2.4. Equipos para Medicin de Parmetros Energticos ........................................... 38

Captulo III ..................................................................................................................... 39 Desarrollo Tcnico .................................................................................................. 39

3.1. Levantamiento de cargas relacionada con el equipamiento y maquinaria del laboratorio

................................................................................................................................ 40

3.1.1. Carga de Iluminacin ............................................................................ 41

3.1.2. Equipamiento y Maquinaria .................................................................. 42

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3.2. Levantamiento de informacin e identificacin referente a la distribucin

elctrica de la instalacin (acometidas, centros de transformacin, tableros y subtableros) ............................................................................................................. 44 3.3. Verificacin de la facturacin del historial de consumo del ao anterior (2009) 50

3.4. Realizar mediciones con el analizador en los tableros donde se presuma la

existencia de valores inadecuados ............................................................................ 51 3.5. Anlisis de los registros obtenidos con el analizador y diagnstico del sistema . 53

3.5.1. Tensiones de Fase ................................................................................. 53 3.5.2. Corrientes de Fase ................................................................................ 56 3.5.3. Distorsin Armnica Total de Tensin.................................................. 58 3.5.4. Distorsin Armnica Total de Corriente ............................................... 59 3.5.5. Potencias Trifsicas .............................................................................. 61 3.5.6. Factor de Potencia Trifsico ................................................................. 63 3.5.7. Consumo de Energa ............................................................................. 66

Conclusiones y Recomendaciones .................................................................................. 68 Fuentes de Informacin .................................................................................................. 70 Anexos ............................................................................................................................. 71

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NDICE DE TABLAS

Tabla 1. Actividades tcnicas planificadas por la empresa expresada en un Diagrama de Gantt .................................................................................................................................. 8 Tabla 2. UMAS trifsicas ................................................................................................ 31 Tabla 3. UMAS bifsicas ................................................................................................. 31 Tabla 4. Ubicacin de las actividades del laboratorio ....................................................... 40 Tabla 5. Factor de potencia de las cargas existentes de la instalacin ............................... 41 Tabla 6. Carga total en iluminacin instalada ................................................................... 41 Tabla 7. Carga total en planta baja ................................................................................... 43 Tabla 8. Carga total en planta alta .................................................................................... 43 Tabla 9. Carga total instalada en el laboratorio ................................................................ 43 Tabla 10. Acometidas Lab. ptica Caron ....................................................................... 44 Tabla 11. Consumo Histrico para el ao 2009 ................................................................ 50 Tabla 12. Tensiones medidas durante el registro, variaciones y desbalances .................... 55 Tabla 13. Corrientes medidas durante un da tpico y desbalance entre la fase de menor carga ................................................................................................................. 57 Tabla 14. Potencias medidas durante un da tpico de produccin .................................... 61 Tabla 15. Factor de Potencia durante un da tpico de produccin ................................... 64 Tabla 16. Mediciones Realizadas en Tableros del Laboratorio ......................................... 64 Tabla 17. Mediciones Realizadas en Tableros con bajo Factor de Potencia ...................... 65 Tabla 18. Energa consumida en KWh/da y KVAr/da .................................................... 67

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NDICE DE FIGURAS

Figura 1. Organigrama funcional de ptica Caron, C.A................................................... 4 Figura 2. Organigrama funcional de la Unidad .................................................................. 5 Figura 3. Actividades planificadas mencionadas en la Tabla 1 ........................................... 9 Figura 4. Diagrama de Produccin de Cristales Oftlmicos.............................................. 12 Figura 5. Estacin de Clculo .......................................................................................... 13 Figura 6. Estacin de Tape .............................................................................................. 13 Figura 7. Estacin de Bloqueo. Lnea Convencional ........................................................ 14 Figura 8. Estacin de Bloqueo. Lnea Free ...................................................................... 15 Figura 9. Estacin de Moldes. Lnea Convencional ......................................................... 15 Figura 10. Estacin de Generado. Lnea Convencional .................................................... 16 Figura 11. Estacin de Generado. Lnea Free ................................................................... 17 Figura 12. Estacin de Lijado. Lnea Convencional ......................................................... 17 Figura 13. Estacin de Pulido. Lnea Convencional ......................................................... 18 Figura 14. Estacin de Pulido. Lnea Free........................................................................ 19 Figura 15. Estacin de Marcado Lser. Lnea Free .......................................................... 19 Figura 16. Estacin de Lavado......................................................................................... 16 Figura 17. Estacin de Chequeo ...................................................................................... 21 Figura 18. Estacin Antiraya-Spining .............................................................................. 21 Figura 19. Estacin Lavado. Maquina ASM .................................................................... 22 Figura 20. Estacin Antiraya Deeping. Maquina ASM .................................................... 22 Figura 21. Estacin de Desgasificacin. Hornos .............................................................. 23 Figura 22. Tratamiento de Capa Antireflejo ..................................................................... 23 Figura 23. Tratamiento final del Antireflejo..................................................................... 24 Figura 24. Interior de la Maquina Antireflejo................................................................... 24 Figura 25. Forma de seal con distorsin armnica, medida en un sistema industrial ....... 34 Figura 26. Ejemplo de la hoja utilizada para el levantamiento de informacin de los tableros de la instalacin................................................................................................... 46 Figura 27. Unifilar de la Instalacin del Laboratorio de ptica Caron C.A ..................... 48 Figura 28. Unifilar de la acometida Trane del Laboratorio de ptica Caron C.A ............ 49 Figura 29. Curva del histrico de energa facturada para el 2009 ..................................... 50

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Figura 30. Tensiones de Fase Medidas en el Tablero Principal ........................................ 53 Figura 31. Corrientes de Fase Medidas en el Tablero Principal ........................................ 56 Figura 32. Distorsin Armnica Total de Tensin Medidas en el Tablero Principal ........ 58 Figura 33. Distorsin Armnica Total de Corriente Medidas en el Tablero Principal ...... 59 Figura 34. Potencias Trifsicas Medidas en el Tablero Principal ...................................... 61 Figura 35. Factor de Potencia Medido en el Tablero Principal ......................................... 63 Figura 36. Consumo de Energa del Laboratorio .............................................................. 66

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UNIVERSIDAD SIMN BOLVAR VICERRECTORADO ACADMICO

DECANATO DE ESTUDIOS TECNOLGICOS COORDINACIN DE TECNOLOGA ELCTRICA Y ELECTRNICA

LEVANTAMIENTO DE CARGA Y DIAGNOSTICO DE LA INSTALACIN INDUSTRIAL DEL LABORATORIO

DE PTICA CARON C.A.

Autor: Isaas S. Velzquez I. Tutor Acadmico: Prof. Julio Montenegro Fecha: Mayo 2010

RESUMEN

En este trabajo se realiza un estudio del sistema de distribucin interno de la instalacin industrial del Laboratorio de Produccin de ptica Caron C.A. Desde su apertura en el ao 2001 no se haban realizado actualizaciones de tipo elctrico indispensables para conocer la situacin actual del mismo.

El trabajo se dividi en tres fases. La primera, de levantamiento de la carga total instalada; maquinaria utilizada en los diferentes procesos y equipamiento (iluminacin y aire acondicionado). La segunda, de identificacin de tableros, donde se hizo un seguimiento de todos los circuitos conectados a estos. Por ltimo se realizaron un conjunto de mediciones con el analizador de energa en el tablero principal (por una semana) y en el resto de los tableros ya identificados con la finalidad de analizar los datos obtenidos con el instrumento

de medicin.

Palabras Clave: Levantamiento de cargas, Identificacin de tableros y Registro de mediciones elctricas.

INTRODUCCIN

La definicin de la calidad de la energa es muy amplia. Pero se puede definir como la ausencia de interrupciones, sobretensiones, deformaciones producidas por armnicas en la red y variaciones de voltaje suministrado al usuario. Adems le concierne la estabilidad de voltaje, la frecuencia y la continuidad del servicio elctrico.

La carga y potencia instalada son una fuente de informacin de gran utilidad para empresas consumidoras de energa elctrica en lo que a seguridad, rendimiento y beneficios se refiere. Para lograr evaluar dicho impacto es necesario realizar previamente un estudio de cargas, que permita conocer claramente el tipo y la cantidad de energa elctrica que es

utilizada en cada uno de los procesos de produccin.

En este proyecto se tiene la oportunidad de estudiar la instalacin del Laboratorio de ptica Caron C.A. la cual mediante tres estaciones de procesamiento se encarga de fabricar cristales oftlmicos semi-terminados para prtesis visuales o lentes.

La ejecucin del trabajo de campo se baso en recorridos para familiarizarse con el proceso de manufactura que se lleva a cabo, sabiendo esto, se consideraron las reas productivas en las que hay predominancia de cargas inductivas y no lineales como el cuarto de sistemas. Lugares donde posiblemente se tiene la presuncin de valores inadecuados. Para ello, se

realiz un levantamiento de toda la carga instalada y se actualiz la informacin de los tableros identificando cada circuito y carga alimentada desde los mismos. Adems de mediciones y clculo el consumo de energa durante un perodo de registro de siete (7) das.

De las mediciones realizadas se obtendr el diagnostico de la situacin actual de la instalacin en cuanto a desbalances de tensin y corriente, distorsiones armnicas,

potencias trifsica, evaluacin del factor de potencia y comparacin del consumo de energa activa en el periodo de medicin.

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DESCRIPCIN DE LA EMPRESA

UBICACIN

Las instalaciones del Laboratorio de Produccin de ptica Caron C.A., se encuentran ubicadas en la Calle Los Laboratorios c/c Av. Francisco de Miranda, Los Ruices. Municipio

Sucre. Caracas.

RESEA HISTRICA

Los inicios de ptica Caron se remontan al ao 1958, cuando fue inaugurada ptica Roxy en las inmediaciones del Silencio, hoy en da el Centro de Caracas. Para el ao de 1963, se adquiere una de las pticas ms antiguas del pas llamada ptica Venezuela, colaborando en mayor proporcin al cuidado de la salud visual de los venezolanos.

Para el ao de 1964 se abren las puertas de un pequeo laboratorio dedicado al tallado de cristales, que en poco tiempo se convirti en el laboratorio ms grande e importante de todo

el pas, el cual le distribua cristales a la mayora de las pticas de Venezuela. Y que hoy por hoy se dedica a la distribucin exclusiva de ptica Caron.

Con el pasar de algunos aos los fundadores se reunieron y decidieron abrirse en el mercado de las pticas a nivel nacional, por ello pensaron en un nombre que todos los

venezolanos recordasen con facilidad y admiracin. Es por eso que, en honor al Ro Caron, se inaugur un pequeo grupo de pticas que con el tiempo creceran y se convertira en la cadena de pticas ms grande e importante del pas, hoy en da conocida como ptica Caron.

Las primeras sucursales de ptica Caron se inauguraron en Caricuao y Avenida Urdaneta, aos ms tarde se abrieron las puertas en Propatria, Concresa, CCCT, Chacaito, Chacao, Valencia y Maracay. En la actualidad ptica Caron abarca las quince (15) ciudades de mayor importancia de todo el pas, contando con ms de setenta y cinco (75) sucursales,

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para brindarles el mejor servicio y calidad a todos los venezolanos, en los distintos rincones de Venezuela.

Cuando ptica Caron abre una nueva sucursal lo hace pensando en que habrn nuevos clientes que podrn disfrutar de la mejor calidad de productos y servicios jams ofrecida por una ptica, porque cada ao que pasa ptica Caron actualiza su tecnologa en funcin de brindarle los mejores servicios a sus clientes.

ptica Caron es una corporacin en la cual trabajan profesionales de alto perfil, que poseen alta vocacin de servicio, para atender a cada uno de los clientes de forma especial, como se lo merecen, para ello se tienen ms de veinticinco aos en el mercado, gracias a la

lealtad de nuestros clientes.

MISIN

Dar a nuestros clientes el mejor servicio que desarrolle una relacin a largo plazo mediante un personal comprometido con la excelencia.

VISIN

Consolidarnos como la corporacin lder del mercado a travs de la innovacin y la

excelencia con proyeccin internacional.

VALORES

- Responsabilidad: cuidamos tu visin. - Trabajo en Equipo: juntos logramos todo. - Compromiso: pasin por lo que hacemos.

- Creatividad: somos diferentes.

- Honestidad: somos lo que ves.

- Eficacia: todo lo que hacemos lo hacemos bien.

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ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE LA INSTITUCIN

Figura 1. Organigrama funcional de ptica Caron, C.A.

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ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE LA UNIDAD

Figura 2. Organigrama funcional de la Unidad.

La pasanta corresponde a la Gerencia de Servicio Tcnico, debido a que es la encargada de la planificacin, instalacin y mantenimiento tcnico del laboratorio, como tambin de todas las tiendas sucursales de la empresa a nivel de equipos mdicos y maquinaria para la

fabricacin de lentes oftlmicos.

Cualquier nueva tecnologa o maquinarias adicionales para el proceso de manufactura son evaluadas por la gerencia de servicio tcnico, para as determinar si existen todos los requerimientos de ambiente y energticos para su utilizacin, bien sean elctricos,

neumticos o ambos simultneamente.

Los diferentes niveles de servicio tcnico (figura 2), corresponden a diversas labores que el personal realiza. Para pasar de un nivel a otro, ste debe ser capaz de dominar un conjunto de tareas especficas del nivel en que se encuentra y poseer una experiencia en tiempo

laborando dentro de la empresa.

CAPTULO I DEFINICIN DEL PROYECTO

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Atendiendo las prioridades de la poltica energtica actual, y con el fin de lograr el ms alto grado posible de eficiencia en el consumo de energa, se tiene la necesidad de estudiar la instalacin industrial del Laboratorio de ptica Caron, C.A. ya que hay la presuncin de que existen valores inadecuados en las magnitudes elctricas, las que se traducen en prdidas adicionales y en posibles multas.

La empresa propone un proyecto que consiste en el levantamiento de cargas, con la finalidad de diagnosticar si existen factores involucrados en la calidad de energa: factor de potencia, distorsin armnica, picos y desbalances, tanto de voltaje como de corriente, para as sugerir correctivos que ayuden a mejorar la situacin actual de la instalacin.

1.2. OBJETIVOS DEL PROYECTO

1.2.1. Objetivo General

Levantamiento de cargas y diagnstico de la instalacin industrial ubicada en el edificio Quorum, Caracas. Adicionalmente se propone analizar el factor de potencia y el contenido armnico de los diferentes ramales que conforman la red de distribucin interna.

1.2.2. Objetivos Especficos

- Conocer el funcionamiento de todo el proceso de fabricacin y las partes que lo

conforman dentro del laboratorio.

- Realizar el levantamiento de carga del laboratorio.

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- Actualizar informacin e identificar los tableros y subtableros existentes en la instalacin.

- Determinar mediante medicin, el factor de potencia de las tres lneas de la acometida principal y subtableros de la instalacin.

- Verificar el consumo de energa total de la instalacin y compararla con lo facturado por la compaa elctrica.

- Diagnosticar el actual funcionamiento de la planta y dar posibles soluciones.

1.3. JUSTIFICACIN

El objeto de este estudio es conocer el estado actual del sistema elctrico del laboratorio de ptica Caron, ya que en los ltimos ocho aos se han hecho varias modificaciones importantes, tales como ampliacin del local, aumento de la capacidad instalada en nuevas

lneas tecnolgicas para los procesos realizados, sistemas de aire acondicionado y sistemas de aire comprimido. De modo que, se ha ido adicionando cada vez mas cargas a los tableros y subtableros de la instalacin y no se ha llevado un registro escrito, indispensable para dar un diagnostico o revisin del sistema en cualquier momento.

1.4. ALCANCES DEL PROYECTO

Los objetivos propuestos para el diagnostico del sistema se obtendrn mediante la observacin, familiarizacin y medicin en el proceso que se lleva a cabo dentro del laboratorio. Las mediciones de los parmetros elctricos se realizaron con instrumentos de valor RMS verdadero de la gama de equipos FLUKE (pinza amperimtrica, multmetro y registrador de calidad de energa). Los resultados arrojados por el registrador fueron descargados al PC mediante el software denominado PowerLog para su posterior anlisis, a manera de dar conclusiones y recomendaciones del estado actual de la instalacin.

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1.5. LIMITACIONES

La principal limitacin encontrada durante la pasanta para la realizacin del censo de carga fue la determinacin de alguno de los circuitos conectados a los tableros, puesto que la gran

mayora no estaban identificados en los mismos y no se contaba con planos elctricos actualizados. Adems, se debe mencionar que se perdieron semanas de registro ya que el analizador FLUKE 1735 estaba presentando fallas tcnicas, no obstante se aprovech para continuar con el levantamiento de la instalacin del laboratorio.

1.6. PLANIFICACION Y CONTROL DE ACTIVIDADES

Para tener un proyecto bien administrado y estructurado el tutor industrial ofreci un cronograma ordenado de actividades en el que se incluyeron una serie de tareas a realizar.

Estipulando el tiempo necesario para hacerlas durante el periodo de pasantas de doce (12) semanas, a partir de la fecha de inicio. Dicho cronograma est representado en el siguiente Diagrama de Gantt mostrado en la Tabla 1 y la Figura 3. De igual forma en el Captulo III, se resumen las actividades realmente realizadas conforme fueron apareciendo dificultades o

no durante la pasanta.

Tabla 1. Actividades tcnicas planificadas por la empresa expresada en un Diagrama de Gantt.

Actividades Fecha Inicio Fecha

Fin 1 1. Levantamiento de informacin. 11/01/10 05/02/10 2 a) Introduccin a la planta. Conocimientos bsicos del consumo elctrico por parte de la maquinaria del laboratorio. 11/01/10 05/02/10

3 b) Recoleccin de la informacin existente por parte de la empresa acerca de planos elctricos, potencia, consumos, etc. 11/01/10 05/02/10 4 c) Estudio y practica del instrumento de medicin FLUKE 1735 11/01/10 05/02/10 5 d) Comparar la informacin elctrica (planos, variables, consumos, etc.) suministrada por parte de la empresa, con la actual infraestructura instalada. 11/01/10 05/02/10 6 2. Realizacin de mediciones elctricas. 08/02/10 26/02/10 7 a) Realizar mediciones con el FLUKE 1735 en los diferentes tableros elctricos de la empresa. 08/02/10 26/02/10 8 b) Recopilacin de datos, suministrados por el instrumento de medicin. 08/02/10 26/02/10 9 c) Participar en trabajos de instalacin elctrica en el laboratorio, bajo

supervisin. 08/02/10 26/02/10

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Actividades Fecha Inicio Fecha

Fin 10 3. Anlisis de los resultados obtenidos de las mediciones realizadas durante la pasanta 01/03/10 12/03/10

11 4. Elaboracin de un informe para dar un diagnstico y sugerir correctivos que ayuden a mejorar la situacin actual de la instalacin. 15/03/10 26/03/10

12 5. Entrega de copia del informe al Tutor Industrial. 05/04/10 09/04/10 13 6. Realizacin de actividades no planificadas 11/01/10 09/04/10

Figura 3. Actividades planificadas mencionadas en la Tabla 1.

CAPTULO II MARCO REFERENCIAL

2.1. INTRODUCCIN AL PROCESO DE MANUFACTURA

2.1.1. Criterios Generales

El Proceso de Manufactura o proceso productivo, es el conjunto de trabajos necesarios a efectuar para producir un objeto. El objeto de un proceso productivo puede ser de naturaleza muy diversa: industrial, comercial, cientfica o administrativa.

Bajo esta definicin el proceso productivo en las instalaciones del laboratorio de ptica Caron, C.A es de orden industrial, ya que los trabajos realizados en el proceso productivo se basan principalmente en el manejo de maquinaria; en este caso maquinaria especializada en el campo de la manufactura de prtesis visuales.

Dicho proceso productivo ser analizado y conocido para lograr obtener la informacin necesaria para realizar el estudio elctrico de la planta, objeto del presente trabajo.

2.1.2. Descripcin General del Proceso Productivo en El Laboratorio de ptica Caron, C.A.

Durante la primera semana de la pasanta se realizaron recorridos para familiarizarse con el proceso productivo que se lleva a cabo dentro de las instalaciones. Con esta introduccin, se obtuvo informacin acerca del laboratorio y el proceso de manufactura de los cristales oftlmicos semi-terminados, los cuales son sometidos a una serie de transformaciones por

medio de tecnologa altamente especializada, para la obtencin final de cristales terminados, los cuales sern ensamblados en las respectivas monturas.

Las reas de trabajo se encuentran distribuidas en dos niveles dentro del laboratorio. La planta baja donde est propiamente el proceso de fabricacin, el departamento de servicio tcnico y el despacho de recepcin-envo. La planta alta est distribuida bsicamente de

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oficinas como la de gerencia de compras, oficinas de atencin de pedidos a pticas, una red de sistemas informticos y el almacn de materia prima e insumos.

El proceso de produccin cuenta con tres grandes estaciones.

- Tallado

En esta fase los cristales son transformados segn los requerimientos de la frmula mdica a travs de un proceso de corte en la parte interna del cristal. Actualmente existen dos lneas de produccin: Lnea Convencional y Lnea Free Form (Formas Libres).

En la lnea convencional se talla una superficie trica en la parte interna del cristal en dos meridianos del lente; de esta manera se pueden realizar una gran variedad de productos

Visin Sencilla, Bifocales y Multifocales.

Por otro lado, la lnea Free Form permite generar superficies en varios meridianos, para producir, adems de los productos convencionales, Multifocales Progresivos, donde la progresin se encuentra en la cara interna del lente, optimizando as, la visin para cada

paciente.

- Antireflejos

Es aqu donde se le adhiere o incorpora a los cristales, en su superficie convexa y cncava una serie de capas superpuestas, provocando as que los mismos puedan reflejar los rayos de luz, disminuyendo el reflejo en los cristales y as optimizar la visin.

- Montaje

Es aqu donde los cristales ya terminados, proveniente del rea de tallado y anti-reflejo, son sometidos al proceso de biselado, dndole as la forma y tamao a los cristales segn las

dimensiones y forma del aro para ser ensamblados en sus respectivas monturas que posteriormente sern entregados a los pacientes a travs del despacho.

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2.1.3. Descripcin Esquemtica del Proceso Productivo

A continuacin se muestra en la figura 4 un diagrama que representa el proceso de fabricacin de los cristales oftlmicos.

Figura 4. Diagrama de Produccin de Cristales Oftlmicos.

Proceso de Tallado

Proceso de Antireflejos

Proceso de Montaje

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2.1.3.1. Proceso de Tallado

- Estacin de Clculo

El proceso inicia, con el ingreso de las variables fsicas de los cristales semi-terminados y dimensiones de la montura (materia prima), en un sistema computarizado donde es calculada la curva cncava a ser tallada de manera de obtener la receta mdica y/o refraccin del paciente.

Los equipos utilizados son, computadoras con el respectivo software de clculo e impresoras (figura 4). Los insumos requeridos son montura y cristales semi-terminados

Figura 5. Estacin de Clculo.

- Estacin de Tape

A esta estacin ingresan los cristales ya calculados, los cuales se les protege por medio de una cinta adhesiva o tape por la parte convexa utilizando una enteipadora cuyo funcionamiento es totalmente neumtico (figura 5), garantizando as la proteccin de los cristales dentro del proceso de fabricacin.

Figura 6. Estacin de Tape.

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- Estacin de Bloqueo

Lnea Convencional

Consiste en fijar los cristales por medio de una cera, que al endurecer se adhiere a una chapa de aluminio, considerando su eje de posicionamiento especfico, dado por la refraccin. Esta chapa sirve de herramienta para que las dems maquinas puedan sujetar el cristal a ser procesado.

En esta lnea se utilizan mquinas llamadas bloqueadoras fabricadas por Gerber Coburn como la Step One y la Eclipse (figura 6). El principio de funcionamiento de ambas bsicamente es el mismo, la Step tiene un mayor consumo de energa porque

adicionalmente posee un chiller de agua helada para ayudar al endurecimiento de la cera. Los rangos de utilizacin del equipo son continuos durante la jornada laboral, debido a la necesidad de mantener en estado lquido el depsito de cera calentndolo con una resistencia.

Figura 7. Estacin de Bloqueo. Lnea Convencional.

Lnea Free Form

Consiste en fijar los cristales por medio de una aleacin de metales a unas chapas de hierro, en este proceso es de vital importancia considerar el centro geomtrico de los cristales. As como en la lnea convencional, la chapa sirve de herramienta para las siguientes estaciones.

La bloqueadora empleada para este fin recibe el nombre de Layoutbloquer-PRA/-PLA Blocker-2000 fabricada por Satisloh (figura 7). Al igual que las de la otra lnea, es necesario mantenerlas energizadas para que la aleacin se mantenga es estado liquido.

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Figura 8. Estacin de Bloqueo. Lnea Free.

- Estacin de Seleccin de Moldes

Lnea Convencional

En esta estacin (figura 8), se le asigna a cada cristal un molde rgido especfico que puede ser de hierro, plstico o anime; cuentan con un radio de curvatura especificado por la estacin de clculo. Estos moldes sirven para dar el acabado a los cristales una vez que han sido generados (darle la forma al cristal con un torno de control numrico), por lo cual su curvatura debe de ser exacta a la curvatura de corte de los generadores.

Figura 9. Estacin de Moldes. Lnea Convencional.

- Estacin de Generado

Lnea Convencional

En esta fase del proceso los cristales son devastados por medio de un fresador computarizado en tres dimensiones, el cual corta y talla la superficie cncava de los cristales con cuchillas especiales para as obtener la formula de la refraccin mdica anteriormente calculada.

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En esta lnea se utilizan mquinas electro-neumticas llamadas Generadores diseados por Gerber Coburn (figura 9). Existen instalados actualmente tres unidades que en principio realizan el mismo trabajo.

Figura 10. Estacin de Generado. Lnea Convencional.

Lnea Free Form

En este proceso automatizado, los cristales deben ser colocados en el rea de carga de la maquina donde un brazo mecnico toma los cristales con los datos de la orden de servicio, los procesa pasando por unas cuchillas de corte, devastando la superficie de la cara cncava

cambiando su radio de curvatura a la requerida en la hoja de clculo, dejando pre-afinados los cristales.

La mquina utilizada se denomina generador, diseado por Satisloh modelo VFT-Ultra (figura 10) su funcionamiento integra alta tecnologa. Luego de haberse bloqueado el cristal y con el clculo impreso en papel que est en la montura del material, la VFT reconoce el

cdigo de barras y traduce esta informacin para realizar el tallado del cristal. Este equipo necesita controlar varios parmetros (presin de aire, temperatura y caudal de agua helada) para la ptima calidad del cristal que est trabajando.

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Figura 11. Estacin de Generado. Lnea Free.

- Estacin Lijado

Lnea Convencional

El proceso de Lijado consiste en disminuir los grumos o imperfecciones dejadas por los generadores, por medio de una lija apoyado en el molde, dejando un acabado liso sobre la superficie de los cristales. Este procedimiento es posible gracias a la mquina Toro X-2-SL de Satisloh que garantiza la lijada de los cristales en toda su superficie siendo lubricada por medio de agua helada y tomando en cuenta variables, de presin y velocidad.

Figura 12. Estacin de Lijado. Lnea Convencional.

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- Estacin de Pulido

Lnea Convencional

Este proceso consiste en darle a la superficie de la cara cncava de cada cristal el acabado final por medio de un fieltro apoyado en el molde, que devuelve a la superficie su

propiedad de transparencia, permitiendo una calidad visual. Aqu se usa una lija liquida (pulitura) que con el fieltro termina puliendo la superficie. Este procedimiento es posible gracias a la mquina Toro X-2-SL de Satisloh.

Figura 13. Estacin de Pulido. Lnea Convencional.

Lnea Free Form

Este proceso consiste en darle a la superficie de la cara cncava de cada cristal, el acabado final por medio de Tools (moldes flexibles especiales) y pulitura con un nivel de abrasin muy bajo. Esto se adapta a la curva recin devastada por los generadores; dando as la propiedad de transparencia. Al igual que con los generadores de la lnea, el proceso es automtico.

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Figura 14. Estacin de Pulido. Lnea Free.

- Estacin de Marcado Lser

Lnea Free Form

Consiste en marcar la superficie cncava de los cristales, con distintos diseos y formas de los lentes progresivos por medio de un mecanismo lser. Estas marcas sirven para identificar el eje del cristal en la estacin de montaje. El equipo empleado en esta estacin es el Lser Op (figura 14) el cual adems de estar conectado a un circuito de tomacorriente de uso general (120Volt), necesita aire comprimido para sujetar el cristal a una base antes de hacer el marcado.

Figura 15. Estacin de Marcado Lser. Lnea Free.

- Estacin de Desbloqueo

Este proceso consiste en retirar las chapas a los cristales a travs de un impacto sobre unos anillos, cuyos dimetros son precisamente del tamao de las chapas; luego de ser desbloqueados los cristales son llevados a la estacin de lavado.

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Las chapas de la lnea free que aun poseen la aleacin son separadas colocndolas en un tanque de recuperacin con agua caliente (LOH ABBLOCKER), la temperatura del agua es capaz de fundir el material debido a las propiedades del mismo. La aleacin es depositada y llevada nuevamente a las bloqueadoras.

Las chapas de la lnea convencional solo se calientan hasta despegar la cera colocndola en una plancha calentada por una resistencia. Una vez libre se depositan el las bloqueadoras de la lnea (Step One y Eclipse),

- Estacin de Lavado

Los cristales son sometidos a un proceso de lavado, que consiste en sumergirlos en tanques

con agua y jabn para as retirar las impurezas, finalmente son secados por medio de unos inyectores de aire a presin.

Figura 16. Estacin de Lavado.

- Estacin de Chequeo

Es aqu donde se revisa la frmula y el acabado de la superficie de los cristales antes de ser enviados al siguiente proceso.

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Figura 17. Estacin de Chequeo.

2.1.3.2. Proceso de Antireflejos

- Estacin de Antiraya-Spining

Consiste en la aplicacin de una pelcula para incrementar la resistencia del cristal a rayas y superficie de anclaje para la capa anti-reflejos. En el proceso se utilizan maquinas marca Ultra Optics y los siguientes insumos: filtros, boquillas succionadoras, laca anti-raya

(UVNV) y agua des-ionizada.

Figura 18. Estacin Antiraya-Spining.

- Estacin de Lavado

Consiste en eliminar las impurezas de los cristales, utilizando agua des-ionizada y jabones con PH neutro y alcalinos a travs de una serie de tanques previamente preparados. La maquina que realiza este proceso se llama Hard Coat Diseada por ASM.

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Figura 19. Estacin Lavado. Maquina ASM.

- Estacin Antiraya Deeping

Consiste en la aplicacin de una pelcula al cristal por inmersin, con el mismo objetivo de aumentar la resistencia de la superficie a las rayas y un anclaje para la capa anti-reflejo. Esta fase tambin es realizada con la ASM.

Figura 20. Estacin Antiraya Deeping. Maquina ASM.

- Estacin de Desgasificacin

En esta fase se realiza el secado de pelcula anti-raya, a travs de transferencia de calor,

controlando los factores tiempo y temperatura. Se introducen grupos de cristales antes de ir a la aplicacin del antireflejo, utilizando hornos que mantienen una temperatura interna mnima de 60 C. Por lo cual el rango de funcionamiento es continuo.

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Figura 21. Estacin de Desgasificacin. Hornos.

- Estacin de Antireflejo

El Plasma es una tecnologa que consiste en inyectar un gas ionizado para modificar una superficie en particular, en nuestro caso los cristales, tendr la funcin de generar capas de revestimiento. (Sustrato=Cristales)

Figura 22. Tratamiento de Capa Antireflejo.

Existe un impulso de varios elementos que van a proporcionar estas capas. El Argn servir como primer elemento y creara una superficie irregular o porosa que proporciona el anclaje de los otros elementos, que se incorporaran y formaran capa tras capa. El Cromo es el segundo elemento y luego capa a capa se depositan todos los dems creando los enlaces entre si que les proporcionan estabilidad. Y por ltimo una capa de llamada hidrofbica la cual tiene un carcter repelente al agua.

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Figura 23. Tratamiento final del Antireflejo.

La maquinaria destinada para este proceso se les conoce como Syrrus III (figura 24) diseada por una compaa Alemana llamada Leybold Optics, actualmente se cuenta con dos unidades operativas.

Esta maquinaria incluye tecnologa de punta, principalmente su funcionalidad consiste en hacer un vaco similar al de la luna dentro de la cmara donde se colocan los cristales;

calentar gas a altas temperaturas de los elementos mencionados anteriormente, los cuales en primera instancia se encuentran en estado slido.

Este proceso integra diferentes equipos auxiliares para poder realizar el antirreflejo de los cristales, donde predominan cargas inductivas como es el caso de los motores que extraen

el aire de la cmara; resistiva para el calentamiento de un aceite que al evaporase se expande y ayuda a la extraccin de cualquier partcula considerada como daina para el proceso.

Figura 24. Interior de la Maquina Antireflejo.

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2.1.3.3. Proceso de Montaje

- Estacin de Chequeo

Esta es la primera parte del proceso de montaje, en ella se verifica la informacin del cristal como la formula y ejes pticos, se marcan tres puntos sobre el cristal para que el bloqueo tenga la mayor exactitud posible.

- Estacin de Trazado

Consiste en realizar la lectura de la periferia de cada uno de los demos (cristales sin formula que vienen con la montura a utilizar). Una vez trazado, se guarda esa informacin en una computadora con el nmero de orden del trabajo incluyendo los parmetros pticos ya chequeados. El equipo utilizado recibe el nombre de Tracer o trazadora.

- Estacin de Bloqueo

Una vez conocida las dimensiones a la que se deben llevar los cristales se procede a realizar la fijacin de los mismos a travs de una cinta adhesiva, una chapa y la pegatina. El equipo utilizado recibe el nombre de Bloqueadora.

- Estacin de Biselado

En este proceso se realiza el corte de los cristales segn las dimensiones de los aros de la montura ya guardados en el sistema. En estas estaciones, las maquinas estn comunicadas

va cable RS232.

- Estacin de Coloracin

Es la fase en la que si es necesario, se aplica un tinte lquido por medio de la inmersin de los cristales en un tanque a una temperatura controlada.

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- Estacin de Ensamblaje

Consiste en adaptar los cristales ya cortados y/o perforados en los aros. Haciendo uso de los distintas partes y accesorios que componen a la montura. En esta estacin se utilizan plaquetas, tortillera, varillas, montura y tuercas.

- Estacin de Chequeo Final

En esta fase se realiza la ltima revisin de las condiciones estticas y mecnicas de los cristales, con el fin de garantizar la calidad del producto final para su posterior despacho a las pticas que lo entregaran a los clientes.

Despus de cada proceso realizado en el laboratorio se hace un control de calidad de los

cristales, desde defectos de fbrica, de tallado y antireflejo tomando una muestra de un grupo de cristales.

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2.2. DESCRIPCIN GENERAL DE LA INSTALACIN INDUSTRIAL DEL LABORATORIO DE PRODUCCIN DE PTICA CARON C.A.

2.2.1. Distribucin de la Energa

Se cuenta con dos acometidas trifsicas suministradas por La EDC (La Electricidad de Caracas) que llegan desde transformadores de distribucin subterrneos hacia el cuarto de medicin del edificio en stano 1 (Punto de Suministro), luego a su respectivo tablero principal en la planta baja del laboratorio; uno para la carga conectada en el proceso de fabricacin de tipo industrial (de gran demanda) y otro de tipo comercial (de pequea demanda) que inicialmente estaba definida para un local donde anteriormente funcionaba una ptica. Actualmente el espacio de la tienda esta ocupado dentro del proceso de fabricacin. En el Anexo 2 se muestran planos con la distribucin de los espacios dentro del laboratorio.

La distribucin de la energa elctrica en las instalaciones del local ha sido diseada en el

sistema trifsico (3) 480 y 277 Voltios, (3) 208 y 120 Voltios y (3) 400 y 231 Voltios. Como la acometida principal es en 480V, los dems niveles de tensin requeridos para los subtableros son obtenidos mediante la utilizacin de transformadores compactos de tipo seco.

La instalacin posee cargas lineales del tipo resistivo e inductivo en mayor predominancia. Cargas no lineales debidas a componentes electrnicos de controladores lgicos programables (PLC) que algunas mquinas de ltima tecnologa utilizan e iluminacin. Adems de los quipos de computacin, siendo el rea de sistemas el lugar predominante.

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2.2.2. Reparticin de las Cargas dentro de la Instalacin

- Iluminacin

La iluminacin empleada en todas las reas del laboratorio ha sido diseada para cumplir con los requerimientos de cada ambiente. Se encuentran instaladas luminarias de tipo

suspendido en techo o embutido en plafond para dos o tres lmparas fluorescentes de 32W con balastro electrnico de alto rendimiento. En los accesos de escalera se encuentran instalados spots embutidos en plafond para lmparas compactas fluorescentes de 13 W.

Para la iluminacin de emergencia existen circuitos especiales separados de los de propsito general y estn distribuidos en los espacios donde sea importante el acceso de

salida. Se tienen luminarias suspendidas en pared con lmparas de 18W y embutidas en el techo de 32W donde se puede encontrar una combinacin de ambos circuitos (iluminacin general con iluminacin de emergencia).Todos los circuitos para esta finalidad estn repartidos en los tableros de 480/277 Voltios conectados de manera monofsica cada uno.

- Tomas de uso general

stas tomas de 120V distribuidas a lo largo de la instalacin fueron diseadas para una carga de 180W por salida y asumiendo un factor de sobrecarga de 25%. Generalmente dentro del laboratorio la carga conectada a estos circuitos son algunos equipos de

computacin y de oficina, del laboratorio de montaje, taller de servicio tcnico, electrodomsticos del comedor y otros equipos de bajo consumo.

- Tomas de fuerza para maquinaria

Las tomas de fuerza de uso especfico estn diseadas para la maquinaria que siempre este

fija en el mismo sitio, estn distribuidas en todos los tableros de la instalacin donde se alimenta de una y neutro, dos o tres fases dependiendo del equipo. El rango de utilizacin de estos equipos es continuo durante todos los das de jornada laboral. Aunque en algunos momentos su consumo elctrico puede variar dependiendo de el volumen de la produccin.

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- Compresores de aire

Gran parte de la maquinaria que opera en el laboratorio utiliza aire comprimido como forma de energa para realizar un trabajo. El rea de aire comprimido se sustenta en dos compresores de tornillo de ltima tecnologa de 30 Hp a 480 Voltios, ubicados en la parte

alta del edificio.

La energa del aire en movimiento se transforma en un aumento de presin en el difusor (espacio entre los tornillos) y el aire comprimido pasa a la siguiente etapa por un conducto fino hasta llegar a un pulmn o deposito del aire.

Al comprimirlo, tambin se calienta. Para evitar este calentamiento el siguiente paso es

enfriar el aire hacindolo entrar a un secador. El aire que viene del pulmn pasa a travs de un serpentn donde hay un evaporador que satura la humedad del aire. Una vez seco se distribuye a la lnea.

Las lneas de distribucin de aire comprimido hacia el laboratorio tienen una configuracin

en lazo cerrado. El control de presin de aire comprimido necesario es suficiente para mantener la distribucin de la lnea operativa a 130 psi. Dicho control se realiza en el mismo equipo segn unos parmetros configurados por el personal tcnico.

Estos compresores y el secador de aire significan una demanda de potencia continua de la

red de distribucin elctrica interna del laboratorio. Su uso es alterno nter diario, se tiene un control de encendido para utilizar los compresores uno a la vez (un da el nro.1 y el siguiente el nro. 2), este accionamiento tambin controla el encendido del secador de aire el cual va a estar siempre funcionando independientemente del compresor que le corresponda

funcionar determinado da.

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- Sistemas de refrigeracin (aire acondicionado y agua helada).

El enfriamiento de los espacios de produccin es muy importante para el desarrollo de las actividades del proceso de fabricacin, se necesita estabilizar la temperatura y la humedad relativa del ambiente para lo cual se dispone de un sistema de aire acondicionado.

El centro de energa encargado de llevar la produccin de agua fra hacia los ductos del sistema de aire acondicionado y la maquinaria que utilice el fluido est repartido por todo el edificio. Proviene de la azotea donde se dispone de dos unidades de enfriamiento (Chillers). Su rango de utilizacin es de 24 horas y dispone de una acometida de La EDC en 480V nicamente para esos equipos la cual es independiente del laboratorio.

La lnea de agua fra se reparte en tuberas de material PVC (Policloruro de vinilo) que llegan a todos los pisos del edificio con una temperatura de 10 C (grados Celsius). En el caso del laboratorio, los equipos para la expansin del aire necesarios para cubrir los requerimientos actuales de temperatura del laboratorio y oficinas de ptica Caron, estn instalados con una capacidad total de 116,5 TR (toneladas de refrigeracin*) en Unidades de Manejo de Aire (UMAS) que representan gran parte de la carga inductiva del laboratorio, distribuidas de la siguiente manera. En la tabla 2 se muestra la ubicacin y TR de las grandes unidades trifsicas 480V y en la tabla 3 las unidades pequeas bifsicas a

208V.

* 1 TR es equivalente a 12 000 BTU 3.516 KW * 1 BTU representa la cantidad de energa que se requiere para elevar un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua en

condiciones atmosfricas normales.

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Tabla 2. UMAS trifsicas.

Ubicacin de la Unidad rea de Expansin Toneladas de Refrigeracin

Lavandero. PB Tallado 20

Cuarto de maquinas-Almacn. PA Tallado 15

Cuarto de maquinas-Almacn. PA Antireflejo 15

Almacn. PA Antireflejo 8

Pasillo de Coloracin-Baos. PB Coloracin y Montaje 15

Cuarto de mini ascensores Almacn. PA Oficinas 20

Pasillo de Oficinas. PA Oficinas 8

Tabla 3. UMAS bifsicas.

Ubicacin de la Unidad (en techo) rea de Expansin Toneladas de Refrigeracin

Servicio Tcnico. PB Servicio Tcnico 2,5

Servicio Tcnico. PB Cuarto de Transformadores 2,5

Despacho. PB Despacho 3,5

Despacho. PB Despacho 1

Lnea Convencional. PB Lnea Convencional 4

Comedor. PA Comedor 2

La necesidad de mantener el cuarto de sistemas de la planta alta bajo una temperatura adecuada para el mantenimiento de los equipos informticos, ha requerido la existencia de

dos unidades de aire acondicionado de expansin directa bifsica, de los cuales el de mayor capacidad se mantiene encendido siempre, la segunda unidad solo se activa de manera automtica para regular la temperatura si en dado caso aumenta.

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Adems de refrigeracin por agua helada para los ambientes, algunas maquinarias como los generadores VFT, las pulidoras Autoflex y Toro X-2-SL y la maquina ASM de lavado-antiraya utilizan chillers independientes. A continuacin se mencionan los equipos existentes en el laboratorio para tal fin.

- 4 Chillers Donalson Ultrafilter (Generadores VFT, Pulidoras Autoflex y ASM).

- 2 Chillers Look to PSI (Enfriadores de agua y pulitura para Toro X-2-SL).

- 1 Chiller Accuchiller ThermalCare (Mquina ASM).

- Sistemas de comunicaciones, informticos y accesos

El laboratorio de ptica Caron, esta previsto de una red externa de telfonos suplida por la CANTV con una acometida que parte de la caja de distribucin principal del edificio, la cual va a una central que esta ubicada en el cuarto de sistemas de la planta alta. Esta comunica al laboratorio con la sede principal de oficinas de Boleta, y a todas las sucursales

tiendas de la empresa a nivel nacional.

Existe un servidor que proporciona a todas las computadoras que estn conectadas al l, servicios e informacin, como archivos y correo electrnico. El correo es utilizado ampliamente ya que almacena, enva, recibe, enruta y realiza otras operaciones

relacionadas con email importantes para el desarrollo productivo de la empresa. Dentro del departamento de servicio tcnico es vital porque gracias a l, es posible recibir solicitudes de mantenimiento, revisin o reparacin de los equipos de los consultorios existentes en las tiendas.

Tambin controla los sistemas de seguridad como los puntos de acceso de entrada-salida al laboratorio del personal que all trabaja y cmaras de circuito cerrado.

Para todo este sistema existe un transformador de potencia con un tablero diseado exclusivamente para los equipos informticos, tanto para el cuarto de sistemas como para

las dems reas del laboratorio donde haya equipos de computacin. Siendo ste el punto

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caracterstico de mayor presencia de distorsiones armnicas del sistema de distribucin, debido a las fuentes de tensin ininterrumpidas UPS del servidor y de cada una de las computadoras alimentadas de ese tablero.

2.3. MEDICION DE PARAMETROS DE ENERGA ELCTRICA

Antes de presentar y analizar la informacin recopilada para el presente trabajo, es necesario definir los conceptos ms importantes que intervienen en la evaluacin del sistema.

2.3.1. Distorsin de voltaje y distorsin de corriente elctrica

Una distorsin de la forma de onda de voltaje y/o corriente elctrica, se define como una desviacin de estado estacionario de la onda sinusoidal ideal a frecuencia fundamental, caracterizada principalmente por el contenido espectral de la desviacin. Existen cinco tipos primarios de distorsin:

2.3.1.1. DC adicional (DC offset)

Se denomina DC adicional a la presencia de un voltaje o una corriente continua. en un sistema de corriente alterna. Esto puede ocurrir como el resultado de una perturbacin o debido al efecto de rectificacin de media onda.

La corriente directa en redes de corriente alterna puede tener efectos negativos, por ejemplo en los ncleos de los transformadores, pues se pueden saturar en operacin normal. Esto causa calentamiento adicional y prdida de vida til del transformador. La corriente continua tambin puede causar erosin electrnica en electrodos de puesta a tierra y otros

conductores.

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2.3.1.2. Armnicos

Los armnicos son voltajes o corrientes sinusoidales que tienen frecuencias de mltiplos enteros de la frecuencia a la cual el sistema de alimentacin est diseado para operar (frecuencia fundamental). Las formas de onda distorsionadas pueden ser descompuestas en una suma de la frecuencia fundamental y los armnicos.

La distorsin armnica se origina en las caractersticas no lineales de los equipos y cargas de un sistema de potencia.

La figura 25 ilustra la forma de una seal de voltaje medida en un sistema industrial, presenta una distorsin armnica tpica por cargas no lineales.

Figura 25. Forma de seal con distorsin armnica, medida en un sistema industrial.

Las componentes armnicas de orden inferior (3, 5, 7,11 y 13) tienen mayor impacto en el aumento de prdidas en las mquinas elctricas, y por lo tanto provocan sobrecalentamiento. Las armnicas de orden superior en cambio (entre 20 y 50) pueden causar interferencia en las lneas telefnicas y ondas de radio.

Idealmente el contenido de armnicas producido por los elementos de un sistema de

potencia tradicional todava no es muy grande, y el problema no es tan importante por tanto, el sistema entero puede ser operado sin fuertes distorsiones armnicas en cualquier punto del mismo. Sin embargo, a medida que crezca el nmero de equipos con dispositivos

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de electrnica de potencia, aumentar dicho contenido en la red y ser necesario entonces colocar filtros que las eliminen.

Los lmites de distorsin armnica para el voltaje y corriente elctrica son relacionados con los ndices de distorsin armnica de voltaje (THDV) y corriente (THDI) respectivamente.

2.3.2. Potencia Elctrica

Es la razn de entrega o absorcin de energa en cierto tiempo. La potencia mide la razn de transformacin de la energa. Se obtiene entonces que:

dtdwP =

Donde P es la potencia en vatios [W], w la energa en joules [J] y t el tiempo en segundos [s]. La potencia asociada con el flujo de corriente por un elemento es partiendo de la ecuacin anterior:

dtdq

dqdwP =

Dado que el voltaje es la energa entregada por una carga elctrica a un elemento, cuando esta se mueve a travs del mismo; y que la corriente es la razn de cambio del flujo de carga elctrica, respecto al tiempo, se tiene que:

ivP =

Potencia se define, entonces, como el producto del voltaje a travs de un elemento por la corriente que fluye por el mismo.

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2.3.3. Factor De Potencia

De acuerdo con el Diccionario de Trminos Elctricos y Electrnicos del IEEE, el factor de potencia es el cociente de la relacin del total de vatios [W] entre el total de volt-amperes RMS [VA], es decir, la relacin de la potencia activa entre la potencia aparente.

Cuando la corriente y el voltaje son funciones sinusoidales y es el ngulo de desfasamiento entre ellos, el Cos () es el factor de potencia (f.p.). Entonces el f.p. depende del desfasamiento entre el voltaje y la corriente, que a su vez depende de la carga conectada al circuito.

Por tanto, el f.p. es el factor que debe aplicarse a la potencia aparente [S] para conocer la cantidad de sta que se est utilizando para producir trabajo [W].

De aqu se desprende que:

SPCosP == )(

2.3.4. Energa Elctrica

La energa elctrica se define como el trabajo que puede realizar una potencia elctrica dada en un intervalo de tiempo, por tanto se la puede definir mediante la expresin:

tPE =

La unidad utilizada para su cuantificacin es el Kilovatio-hora [KWh.].

2.3.5. Demanda Elctrica

La demanda elctrica es el consumo real de potencia elctrica por parte de una carga, y para su evaluacin se toma en cuenta algunos factores importantes:

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2.3.5.1. Intervalo de demanda

El intervalo de demanda es el intervalo de tiempo especificado, en el cual se determina la demanda promedio. En el pas de acuerdo con la regulacin vigente el intervalo en el cual se evala es 10 minutos.

2.3.5.2. Demanda Mxima

Demanda mxima es la carga o potencia mxima que se puede tener en una instalacin. En las tarifas, para fines de facturacin, la demanda mxima es la carga mxima que subsiste durante 15 minutos en el lapso de un mes. Se le llama tambin demanda mxima medida.

2.3.6. Factor de Demanda

Es la relacin entre la demanda mxima y la carga conectada. Por lo generales menor que la

unidad. ( )1FC .

(%)100 arg

=

ConectadaaCD

FD mx

2.3.7. Curvas De Carga

La curva de carga es una representacin grfica de la potencia elctrica solicitada por el consumidor elctrico en funcin del tiempo. Esta curva presenta zonas de mayor

pronunciacin denominadas picos (zonas en las que el requerimiento de generacin de potencia elctrica es mayor) y otras que presentan depresin llamadas valles (en cuyo caso el consumo de energa elctrica es bajo). Esta curva debe tener valores caractersticos y que no se alejen de los valores promedios de consumo.

El rea bajo la curva de carga representa la energa elctrica consumida durante ese perodo y viene expresada en Kilovatios-hora [KWh.].

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2.4. EQUIPOS PARA MEDICIN DE PARMETROS ENERGTICOS

Los instrumentos utilizados para la medicin de parmetros elctricos pueden ser tan sencillos como un voltmetro analgico hasta un sofisticado analizador de espectros, pero la calidad de dichas mediciones dependi considerable de la seleccin y el uso correcto del

equipo, para lo cual se requiri entender las bondades y limitaciones del instrumento, su respuesta a las variaciones del sistema de potencia y los objetivos especficos que se esperaron conseguir con en el anlisis.

Una gran variedad de equipos de medicin se encuentra disponible actualmente en el mercado. Lo importante est en seleccionar la instrumentacin adecuada para hacer una

buena medicin.

Durante las actividades de levantamiento y registro realizados en el laboratorio, se tuvo a la disposicin de instrumentos de valor RMS verdadero de la marca FLUKE, como el multmetro FLUKE 179, el multmetro tipo pinza FLUKE T5-600 y el analizador FLUKE

1735. En el Anexo 2 se tiene una gua rpida de fcil comprensin acerca de la utilizacin el analizador FLUKE 1735.

CAPTULO III DESARROLLO TCNICO

TRABAJO DE CAMPO

Para establecer las posibles irregularidades y dar soluciones en cuanto desbalances, bajo factor de potencia y consumo de energa total, se comenz con el estudio de los diferentes ramales que componen el sistema dentro del proceso de fabricacin aplicado en el laboratorio. Todo esto se logr con la ayuda del trabajo de levantamiento realizado y del anlisis de la facturacin de energa elctrica durante un perodo determinado de tiempo.

Se establecieron mtodos para la realizacin de un levantamiento de cargas generalizado y registro de calidad de la energa elctrica; fundamental para el desarrollo de las actividades productivas. A continuacin se detallan los procedimientos llevados a cabo durante la pasanta.

Procedimiento para el desarrollo del proyecto de pasantas

3.1. Levantamiento de cargas relacionada con el equipamiento y maquinaria del laboratorio.

3.2. Levantamiento de informacin e identificacin referente a la distribucin

elctrica de la instalacin (acometidas, centros de transformacin, tableros y subtableros).

3.3. Verificacin de la facturacin del historial de consumo del ao anterior (2009).

3.4. Registro de valores utilizando el analizador en los tableros donde se presuma la existencia de parmetros inadecuados.

3.5. Anlisis de los registros obtenidos con el analizador y diagnstico del sistema.

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3.1. Levantamiento de cargas relacionada con el equipamiento y maquinaria del laboratorio

El procedimiento llevado a cabo consisti en los siguientes puntos estratgicos: ubicacin, observacin y medicin de las diferentes cargas que componen el sistema. Todo esto se fue

apuntando en un cuaderno de anotaciones para tener evidencia del trabajo ya realizado.

Debido a la distribucin de los espacios de produccin dentro de la instalacin del laboratorio se procedi a ordenar la informacin por niveles. Primero, se comenz con el levantamiento de la planta baja, rea de mayor enfoque dentro del proyecto y posteriormente la planta alta. En la tabla 4 se muestra la ubicacin de los procesos o

actividades.

Tabla 4. Ubicacin de las actividades del laboratorio.

Nivel Actividad o Proceso Realizado

PB

Tallado Antireflejo

Montaje Taller Serv. Tcnico

Cuarto de maquinaria AR

Despacho pticas Control de Calidad

PA

Cuarto de Mquinas Cuarto de Sistemas Oficinas. Atencin

pticas Almacn Comedor

Las cargas tpicas instaladas del laboratorio tienen diferentes valores en sus magnitudes elctricas, en la tabla 5 se muestra el factor de potencia para cada tipo de carga.

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Tabla 5. Factor de potencia de las cargas existentes de la instalacin.

Equipo Fdp (Cos )

Alumbrado incandescente, cocinas elctricas, calentadores y planchas. 1

Alumbrado fluorescente y a vapor de mercurio. 0,9

Motores y alumbrado en conjunto. 0,85

Motores. 0,8

3.1.1. Carga de Iluminacin

Tanto para la planta baja como para alta, se hizo un censo de la carga de iluminacin considerando el nmero de luminarias y lmparas, obteniendo dando como resultado la carga total que stas significan para el sistema. En la tabla 6 se muestra la carga de iluminacin por niveles. En el Anexo 4 estn dos tablas donde se muestra el levantamiento del nmero de luminarias por espacios que conforman el laboratorio.

Tabla 6. Carga total en iluminacin instalada.

Iluminacin Lab. ptica Caron Nivel Carga en KW Carga en KVA

Planta Baja 10,330 11,477 Planta Alta 7,926 8,806

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3.1.2. Equipamiento y Maquinaria

Para tener una gua sobre donde iniciar las mediciones, se realiz un levantamiento de carga por secciones, recopilando los datos de carga instalada ms importantes haciendo nfasis en la planta baja, lo que permite identificar las reas que contienen la mayor demanda de potencia, es decir, las reas productivas se pudieron organizar en base a la concentracin de demanda elctrica.

Este levantamiento se realiz en toda la instalacin del laboratorio y se incluyen desde los equipos de computacin hasta la maquinaria pesada. Cabe acotar que todos los equipos informticos, la mquina de lavado/antiraya ASM y biseladora la Weco 990, utilizan un UPS de respaldo para su funcionamiento en caso de interrupcin en el suministro de energa.

Se tomaron valores nominales de las placas de los fabricantes, manuales de usuario y manuales digitales va Web. En los casos donde no se pudo conseguir la informacin de

esta manera, tales como las UMAS de aire acondicionado, se le realizaron mediciones estando en pleno funcionamiento.

En el Anexo 5 se presenta una serie de tablas empleadas para este levantamiento, donde se muestra la cantidad, el tipo de maquinaria, marca o modelo, tensin de trabajo, potencias y el factor de potencia, los que en su gran mayora fueron calculados haciendo uso de la tabla 5, ya que esa informacin no siempre aparece como dato de placa. Las tablas 7 y 8 presentan un resumen del levantamiento de carga instalada por seccin.

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Tabla 7. Carga total en planta baja.

rea Operativa

Carga instalada estimada [KW]

Carga instalada estimada [KVA]

ANTIREFLEJO Laboratorio AR 129,741 147,419 Cuarto de Maquinaria 24,753 33,694 TALLADO Lnea Free Form 38,66 44,515 Lnea Convencional 32,209 39,706

MONTAJE 24,218 28,310 TALLER SERV. TECNICO 3,460 4,026 CONTROL DE CALIDAD 3,41 3,414

DESPACHO 2,43 2,430 ILUMINACIN 10,330 11,477

TOTAL PLANTA BAJA 269,211 314,991

Tabla 8. Carga total en planta alta.

rea Operativa Carga instalada estimada [KW]

Carga instalada estimada [KVA]

SALA DE MAQ. 48,085 60,107 CONJUNTO. DE OFIC. 10,180 13,243

CUARTO DE SISTEMAS 8,340 9,840 ALMACEN 3,570 3,570 COMEDOR 2,422 2,631

ILUMINACIN 7,926 8,806 TOTAL PLANTA ALTA 80,523 98,197

Tabla 9. Carga total instalada en el laboratorio.

rea Operativa Carga instalada estimada [KW]

Carga instalada estimada [KVA]

PLANTA BAJA 269,211 314,991 PLANTA ALTA 80,523 98,197

TOTAL 349,734 413,188

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3.2. Levantamiento de informacin e identificacin referente a la distribucin elctrica de la instalacin (acometidas, centros de transformacin, tableros y subtableros)

Este levantamiento incluye la informacin que se necesito para la identificacin de la

reparticin de cargas en la instalacin, especficamente la relacionada con los tableros y subtableros.

Se verificaron las acometidas principales desde el cuarto de medicin en el stano 1 del edificio, teniendo a mano el nmero serial de los medidores escrito en la facturacin mensual obtenida de la administracin del laboratorio.

Tabla 10. Acometidas Lab. ptica Caron.

Titulares de los contratos

No. de Cuenta Contrato No. Medidor

Capacidad Instalada [KVA]

Inversiones 364.785 C.A. 100000927428.0 100970167 112

Trane Service First C.A. 100000532808.3 100980897 25

La cuenta de Inversiones 364.785 C.A. (Gran Demanda) es la instalada para la demanda de todo el proceso productivo del laboratorio y Trane Service Firts C.A. (Pequea Demanda) la del antiguo local de la tienda que actualmente es utilizada para la alimentacin de UMAS de aire acondicionado bifsicas. Ambas acometidas llegan a 480 Voltios por lo

que es necesario disminuir el nivel de tensin para el funcionamiento de la maquinaria empleando transformadores de tipo seco.

En el desarrollo de la pasanta se logr tener acceso a los cuartos de transformacin, donde se identificaron todas las unidades existentes enumerndolas, se hizo la verificacin de los

datos de placa, se midi tanto el primario como el secundario para obtener la relacin de transformacin y se detecto cual era la carga alimentada. Conjuntamente se identificaron los tableros de toda la instalacin, en total existen doce (12) tableros los cuales se alimentan directamente desde los mismos transformadores o de otros tableros. Se hizo el

levantamiento del nmero de circuitos, de conductores y se identifico la carga alimentada.

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La identificacin de la carga conectada signific una labor algo compleja y laboriosa, ya que debido a las modificaciones que se haban realizado en el laboratorio no se tena registro escrito alguno. Sin embargo el levantamiento del equipamiento y de maquinaria que se realiz anteriormente facilit esta actividad.

Cabe sealar que para la ejecucin de esta actividad se sigui un procedimiento de seguridad bajo supervisin de personal del departamento de servicio tcnico y autorizacin del tutor. Se utilizo la indumentaria adecuada (bata, zapatos de seguridad y guantes aislantes), adems de herramientas con aislamiento adecuado.

El procedimiento que se realiz es el siguiente:

- Se desarm el tablero elctrico, retirando primeramente su puerta caracterstica y luego su frente muerto.

- Se hizo un conteo de los interruptores termomagnticos, se evalu su condicin actual y el correcto estado de las uniones elctricas de los conductores.

- Se aprovech para realizar mantenimiento a los puntos donde estn conectados los circuitos ajustndolos con un destornillador plano.

- Se hizo seguimiento de cada uno de los circuitos conectados a los tableros. Para ello tuvo que realizarse una maniobra de exploracin y seguimiento de los conductores

desde su conexin en el interruptor hasta la carga que alimenta. Se tuvo que levantar el plafond (falso techo), destapar cajetines e ir haciendo mediciones de corriente con el multmetro tipo piza a lo largo de los conductores.

- En los circuitos donde se dificult el seguimiento de los conductores tuvo que

desconectarse momentneamente para observar cual quedaba desenergizado. Pero como se trata de un proceso que esta en plena produccin que no puede detenerse por este tipo de pruebas, se llego a un acuerdo con el tutor industrial y se hizo un plan para ir a la instalacin varios das sbado luego de la jornada laboral y

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ordenadamente por tablero apagar los interruptores y hacer la identificacin de las cargas faltantes de este levantamiento.

- Utilizando la tabla de la figura 26 se extrajo la informacin importante de cada tablero y posteriormente se vaci en una hoja de identificacin que se le coloco en la puerta a cada uno. Ver el Anexo 6 para obtener mayores detalles.

Figura 26. Ejemplo de la hoja utilizada para el levantamiento de informacin de los tableros de la instalacin.

- El nombre que identifica a cada tablero fue asignado luego de llegar a un acuerdo con el tutor y decidir cual nomenclatura utilizar. Se hizo de la siguiente manera: la

letra T de tablero; seguido de una F si se trata de un tablero de fuerza (de lo contrario no se coloca esa letra) y un guion seguido de una palabra que identifique el proceso que esta siendo energizado de ese alimentador como por ejemplo la Lnea Convencional TF-L.CONV.

- En este proyecto se le denomin tablero de fuerza a aquellos que contenan cargas con gran demanda de potencia; tableros donde la mayor cantidad maquinarias empleadas utilizan algn mecanismo motorizado para realizar su trabajo y equipos auxiliares necesarios para el proceso de produccin.

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Descripcin de los tableros de fuerza de mayor relevancia dentro de la instalacin

- Tablero Principal del Laboratorio (Inversiones 364.785 C.A.).

Este tablero es el ms importante de toda la instalacin puesto que de l, se alimentan todos los dems. La acometida llega desde el cuarto de medicin con un circuito trifsico

compuesto por dos conductores 300 MCM TTU por fase con proteccin trifsica de 600 Amperios; un conductor 300 MCM TTU para el neutro y un conductor de tierra #1 de cobre desnudo en dos tuberas de 3 pulgadas. El es alimentador de los tableros de las diferentes reas de produccin pasando primero por transformadores de potencia. Todos los circuitos de iluminacin de la planta baja se alimentan de este, al igual que el tablero de fuerza de la planta alta (TF-PA480) que es una extensin del mismo ya que conserva el mismo nivel de tensin.

- Tablero de fuerza en 480 Voltios PA.

Al igual que el principal de la planta baja, ste tablero es alimentador de T-SISTEM y TF-208V, con circuitos que pasan primero por transformadores delta-estrella (TRX 4 y TRX 5) para obtener tensiones de lnea a lnea (208 V) y de lnea a neutro (120V). Adems tiene iluminacin, la mayora de la capacidad instalada de UMAS, los dos compresores de aire y su respectivo secador. La figura 27 presenta el unifilar de la instalacin elctrica del

laboratorio.

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Figura 27. Unifilar de la Instalacin del Laboratorio de ptica Caron C.A.

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- Segunda acometida del laboratorio. Trane Service First C.A.

Esta es la acometida de la antigua tienda, actualmente debido a la ampliacin del laboratorio est siendo utilizada para alimentar desde tablero llamado T-TRANE; tomas monofsicas, el triturador de virutas de cristales y las UMAS bifsicas de 4TR de la lnea

convencional, as como las del despacho de 3,5 y 1TR. La figura 28 tiene una representacin de dicha acometida.

Figura 28. Unifilar de la acometida Trane del Laboratorio de ptica Caron C.A.

En este estudio, esta acometida se omiti a la realizacin de un registro de mediciones puesto que no tiene tanta relevancia como la de tipo industrial. No obstante se hicieron

mediciones puntuales en las cargas para verificar su funcionamiento y consumo de energa.

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3.3. Verificacin de la facturacin del historial de consumo del ao anterior (2009).

Se le pidi a la administracin del laboratorio el histrico de consumo de energa de la acometida Inversiones 364.785 C.A. para el ao 2009. Se llev a la tabla 10 y se graficaron esos valores teniendo como resultado el de la figura 29.

Tabla 11. Consumo Histrico para el ao 2009.

Mes Facturado Consumo en KWh/Mes Consumo en

KWh/dia Enero 77760 2681,38

Febrero 70000 2500 Marzo 78000 2689,66 Abril 83840 2540,61 Mayo 81680 2816,55 Junio 76000 2533,33 Julio 78400 2450

Agosto 94480 3149,33 Septiembre 79280 2733,79

Octubre 80800 2525 Noviembre 88000 3034,48 Diciembre 96720 2844,71

Figura 29. Curva del histrico de energa facturada para el 2009.

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3.4. Registro de valores utilizando el analizador en los tableros donde se presuma la existencia de parmetros inadecuados

En el presente trabajo se utiliz un equipo analizador industrial de marca FLUKE, modelo 1735 Power Logger cuyas caractersticas y forma de utilizacin se presenta en el Anexo 3.

Las mediciones elctricas sirvieron especialmente para establecer de forma clara la demanda y el consumo de energa dentro del laboratorio. Adems, dio la posibilidad de realizar un diagnstico de las condiciones en las que se encuentra el sistema elctrico de la instalacin.

Cabe sealar que los diagramas, la constitucin elctrica de los distintos tableros de

distribucin y el levantamiento de cargas constituyeron una verdadera gua para la recopilacin de datos, lo cual facilita en gran medida la realizacin de las mediciones de las principales cargas donde se presumen valores inadecuados.

Se realiz un registro con el analizador en el Tablero Principal (T-PPAL) como lo establece la Norma de Calidad del Servicio de Distribucin de Electricidad. Durante siete (7) das, desde el da viernes 12 de marzo hasta jueves 18 de marzo del ao en curso. Esta medicin tuvo la finalidad de verificar los siguientes parmetros:

- Perfiles de Tensin.

- Corrientes y desbalances.

- Demanda de Potencia [KW, KVAr, KVA].

- Factor de Potencia.

- Consumo diario.

- Distorsiones Armnicas de Tensin y de Corriente.

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Se debe acotar que estas mediciones se hicieron durante un periodo en el que el pas esta pasando por una emergencia elctrica. La empresa no se escapa de este problema y ha hecho lo posible para reducir su consumo de energa, por lo que sera conveniente realizar un nuevo registro para cuando este inconveniente se solvente.

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3.5. Anlisis de los registros obtenidos con el analizador y diagnstico del sistema

A continuacin se presentan una serie de figuras donde se puede observar eventos tpicos en la produccin durante los das de medicin. Todas estas corresponden al tablero

principal.

3.5.1. Tensiones de Fase

Figura 30. Tensiones de Fase Medidas en el Tablero Principal.

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En la figura 30 se tiene la variacin de la magnitud de voltajes promedio en el tiempo debido principalmente por fallas en la red elctrica como picos de voltaje, depresiones, sobrevoltajes y flickers.

Se puede observar el desbalance existente entre las fases 1 y 3 con respecto a la 2, adems

de las variaciones con respecto al valor nominal de la tensin (lnea verde). Sin embargo no es algo que afecte la alimentacin de este tablero (T-PPAL), puesto que este desbalance esta dentro del rango permitido de acuerdo con los Lmites permisibles de la tensin de servicio del sistema en el punto de medicin de la NORMA VENEZOLANA TENSIONES NORMALIZADAS DEL SERVICIO ELCTRICO 159:2005.

Esta norma establece un lmite de 10%, que va desde 249,3 Voltios hasta 304,7 Voltios para la variacin de tensin con respecto al nominal (277 V) en el punto de medicin. Para el desbalance entre las fases el mximo porcentaje permitido es de 2% y se calcula de la siguiente manera.

Clculo del indicador de desbalance:

( ) %100 Pr

,,

% 321 xomedio

DDDDesviacinMxDesbalancede =

( )3

Pr 321 VVVomedio ++=

Desviacin

( )( )( )33

22

11

Pr

Pr

Pr

VomedioDVomedioDVomedioD

=

=

=

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Se realiz esta estimacin de desbalance utilizando los valores promedio de voltaje de cada fase, y para la variacin de tensin se los valores mximo y mnimo de todo el perodo de medicin. En la tabla 12 se resume la evaluacin.

Tabla 12. Tensiones medidas durante el registro, variaciones y desbalances.

VL1-N [V] VL2-N [V] VL3-N [V]

Mnimo 271,582 270,027 271,882 Promedio 278,69 276,69 278,15 Mximo 282,79 281,727 282,665

Variacin Mnima 1,956% 2,517% 1,848% Variacin Mxima 2,090% 1,707% 2,045%

Desbalance* 0,235% 0,952% 1,187%

* El desbalance ha sido comparado con la tensin promedio de las tres fases. De la fila denominada Promedio

Los valores de la tabla 12 aseguraron que la magnitud del voltaje se mantiene en el rango y muy por debajo de lo que exige la Norma.

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3.5.2. Corrientes de Fase

Figura 31. Corrientes de Fase Medidas en el Tablero Principal.

En la figura 31 se tiene la demanda y variacin de la magnitud de corriente promedio en el

tiempo.

Los picos son eventos transitorios caractersticos en este tipo de instalacin debido a la existencia de cargas inductivas, el arranque de los motores de la maquinaria utilizada, las bombas de agua y las UMAS son un claro ejemplo de esto. Adicionalmente se detect que los mximos son causados por los dos calentadores de agua de flujo continuo para la mquina ASM. Las que, a pesar de ser una carga resistiva, el circuito que los alimenta no siempre est demandando potencia de la red, sino cuando la mquina lo requiere siendo esta una operacin intermitente.

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Durante la jornada laboral las corrientes de la fase 1 y 3 se mantienen muy parejas, con una pequea variacin en la fase 2. No siempre se repiten los mismos valores ya que depende del volumen de produccin para un determinado da.

El artculo 55 del REGLAMENTO DE LA LEY DEL SERVICIO ELCTRICO establece que el usuario deber usar la energa en tal forma que su carga est equilibrada entre las fases, dentro de un rango de diez por ciento (10%) en relacin con la fase de menor carga. En la tabla 13 se tiene la verificacin y comparacin de un da tpico de produccin (Mircoles 17/03/2010) calculado con el indicador de desbalance utilizado para las tensiones pero en lugar de calcular un promedio, se utilizo el valor de la corriente de la fase

de menor carga.

Tabla 13. Corrientes medidas durante un da tpico y desbalance entre la fase de menor carga.

Corriente Fase 1 [A]

Corriente Fase 2 [A]

Corriente Fase 3 [A]

Mnimo 50,809 43,268 45,191 Promedio 104,281 95,365 99,386 Mximo 187,773 173,073 190,295

Desbalance 9,349% 0% 4,216%

Los clculos utilizados en la tabla 13 dieron como resultado que el desbalance que

actualmente existe en la instalacin est dentro del rango establecido por la ley.

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3.5.3. Distorsin Armnica Total de Tensin

Figura 32. Distorsin Armnica Total de Tensin Medidas en el Tablero Principal.

Las distorsiones armnicas de tensin de la figura 32 registradas son bsicamente atribuibles al suministrador del servicio, porque es el responsable de mantener la calidad

del voltaje en el sistema global, especificndose los lmites para diferentes niveles de tensin. El estndar 519-1992 de la IEEE ha determinado que el THD de voltaje lmite en porcentaje para la tensin empleada en la instalacin del laboratorio es del 5% el cual debe mantenerse a lo largo del tiempo, que en este caso se mantiene en las tres lneas.

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3.5.4. Distorsin Armnica Total de Corriente

Figura 33. Distorsin Armnica Total de Corriente Medidas en el Tablero Principal.

En la figura 33 se puede observar claramente que el porcentaje de THD en corrientes aumenta significativamente durante la noche-madrugada cuando la demanda de potencia disminuye. Una de las posibles causas puede ser el aumento de la tensin de la red y el funcionamiento en vaco de los transformadores, porque se incluye el efecto de histresis,

donde la corriente magnetizante no senoidal no es simtrica con respecto a su valor mximo.

Otras fuentes no lineales que inyectan armnicos constantemente son las lmparas fluorescentes, los PLC de la maquinaria de produccin y el tablero de sistemas (T-SISTEMAS) ya que contiene en su mayora equipos de computacin que adicionalmente poseen un sistema de alimentacin ininterrumpida (UPS).

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De acuerdo con el Manual Deteccin y Filtrado de armnicos de Schneider Electric, para una instalacin a baja tensin con la demanda de potencia mayor o igual a la del laboratorio los lmites para el THD en corrientes son los siguientes:

- Por debajo del 10%: situacin normal, sin riesgos de funcionamiento incorrecto.

- Del 10 al 50%: contaminacin armnica importante con riesgo de aumento de temperatura y la necesidad consiguiente de sobredimensionar cables y fuentes.

- Superior al 50%: contaminacin armnica importante, es probable que se produzca algn funcionamiento incorrecto.

El porcentaje de las distorsiones armnicas durante perodos tpicos de produccin se mantiene debajo del lmite