En los Proyectos de Electrificación y rehabilitación de Redes Eléctricas de Media y Baja Tensión, amenudo se omite el análisis del uso de Conductores, en relación al material y a la agresividad del medio ambiente y del entorno, por considerar apriori más conveniente el uso del Aluminio, lo cual es necesario verificar en beneficio de una decisión correcta.

El presente artículo resume en base a datos reales, el Análisis Económico Comparativo por Beneficio/Costo de utilización de Conductores de Aluminio y Cobre en Redes Eléctricas combinadas típicas MT-BT en los Proyectos arriba mencionados; se basa en la determinación de los Costos y Beneficios Económicos mediante los indicadores conocidos como VANE, TIRE y relación BENEFICIO/COSTO de las Inversiones, en un periodo de 20 años, que también se suele otorgar apriori a la vida útil promedio del Aluminio.

Los resultados obtenidos aún considerando idéntica duración que el Cobre, no confirman para los Conductores de Aluminio, las ventajas económicas, que se le atribuyen, tampoco aquella de "menores inversiones iniciales" (en éste caso sólo resultan 0,2% inferiores), es más su competitividad económica respecto de la opción con Conductores de Cobre disminuye al incrementar el citado periodo de análisis.

El Análisis Económico Comparativo, con un horizonte de 20 años de vida útil para las instalaciones, que se resume en el presente artículo, tiene la finalidad de hacer las evaluaciones a partir de los cuadros de Inversiones que resultan de los Diseños y Especificaciones ceñidos a Normas, de las previsiones oportunas de Reemplazos de Conductores y Accesorios deteriorados, y también de los cuadros de Costos Operativos centrados en las directrices y disposiciones oficiales y oficiosas vigentes; considerando un Proyecto Integral para atender el servicio eléctrico (800 W/lote) de una pequeña población típica (280 kVA) cercana a una Ciudad, y ubicada en una zona de atmósfera y entorno agresivos para los materiales, con la siguiente infraestructura:

3.- EL PROYECTO DE ELECTRIFICACIÓN


Para el logro de un análisis frío y equitativo que refleje en forma clara la magnitud de las inversiones necesarias para la infraestructura y los Costos de Explotación, se parte por el desempeño de los Conductores, primero atribuyéndoles igualdad de propiedades y luego según su propio comportamiento frente a la realidad que imponen el medio ambiente y el entorno desfavorables; en tal sentido se han considerado las siguientes premisas Técnicas y Administrativas.

• Para las Redes Primarias (Conductores Desnudos).

Se estiman 10 años de vida promedio hasta el reemplazo Total habiéndose optado ubicar las adquisiciones al finalizar el 5º año de servicio.

• Para las Redes Secundarias (Conductores Aislados)

Se estima la rotura a los 2 años posteriores, a los 15 años que alcanza en promedio la integridad del aislamiento, optándose por ubicar las adquisiciones en el 16º año de Servicio. (Normalmente el Portante de AA desnudo será deteriorado y colapsara en el intervalo de 10 años)

1. Para las Instalaciones con Conductores de Cobre, no se prevén Reinversiones de reemplazo dado que la experiencia del uso de dicho material en las Redes Eléctricas Costeras le otorga duraciones mucho mayores que 20 años, normalmente superan los 30 años (hasta con desprendimiento del aislamiento).

2. La Máxima Demanda, así como las Pérdidas por Alimentador se determinan con los coeficientes correspondientes al tipo de Proyecto y teniendo en consideración los cálculos de Caída de Tensión realizados. Para la determinación de la Energía, se asume un Factor de Carga de variación lineal creciente desde 0,3 hasta 0,4 en el periodo de 20 años.

3. La valorización de Recupero por Desmantelamiento de sendas instalaciones al cabo del plazo de 20 años de servicio, dependiendo del material de los Conductores, alcanza a diferentes componentes en ambas opciones; para aquellos que prevalecen en buen estado, se ha tomado como margen aceptable una valorización por el 25% del Costo del Suministro Nuevo (Tabla 3).

La Red Primaria que esta constituida por Alimentadores en 22,9 kV con Conductores desnudos suspendidos por Aisladores en los soportes, se instala en forma similar a las Líneas de Distribución, observando las recomendaciones de las Normas y del Reglamento (CNE); tanto la opción con Conductores de Aluminio como la opción con Conductores de Cobre en este caso tienen idéntica instalación.

Dependiendo del material de los Conductores la instalación de los mismos exige el uso de sólo un reducido número de Accesorios diferenciados igualmente disponibles en el mercado, cuya especificación se incluye en la Tabla 4

El Aislamiento externo y sus Accesorios para las Redes Primarias, se dimensiona en igual forma cualquiera que sea el material de los Conductores; el Estudio considera aquellos de Línea de Fuga mínima Tabla 5, no obstante, si la Contaminación del sitio es Severa o Alta se tendrá que utilizar otra geometría de mayor Línea de Fuga que permita plazos mas largos de mantenimiento; en cuanto a las ferreterías serán siempre las mismas, Grapas tipo Pistola, Pernos Ojo, Arandelas Cuadradas Curvas, Ojal Roscado de Acero y Adaptadores Horquilla Bola de Acero Forjado o Hierro Maleable, todos Galvanizados en Caliente.

El diseño de las Redes Secundarias con Conductores Autoportantes de ambos materiales es similar, aunque para los vanos de 40 m que son los aplicados en el Estudio, los Conductores de Cobre pese a cumplir con las distancias mínimas de guarda, presentan una mayor flecha que se traduce en la necesidad de adquisición de una pequeña longitud adicional.

La Instalación es más económica por no requerir de Crucetas ni Aisladores, así mismo los componentes tanto de Amarre como de Derivación para Alimentación son de uso general, básicamente Grapas de Suspensión y Anclaje, Estribo, Caja de Derivación y Acometida, y para los Conductores de Aluminio Conectores Bimetálicos cuña.

La Instalación de Acometidas desde los Conductores Autoportantes de Baja Tensión, en ambos casos es similar, se prevén tanto para Cargas Trifásicas como para Cargas Monofásicas; las especificaciones de los Respectivos componentes son idénticas; Cables Concéntricos para Aplicaciones Domiciliarias y de Cargas Especiales, Cajas de Medidor, Templadores, Tubos de PVC y de Acero, y Accesorios.

El Sistema de Alumbrado Público esta dotado de Luminarias de Vapor de Sodio de Alta Presión, 70 W, 5800 Lumens y 10000 horas de Vida útil Promedio, con Reflector acrílico y Accesorios inoxidables completos, para ambas opciones analizadas; la única diferencia constituye el Conector Bimetálico que exigen los Conductores de Aleación de Aluminio para la conexión respectiva.

La infraestructura principal para las Redes Primaria y Secundaria esta constituida aparte los Conductores, por los Postes de Madera con sus respectivos Accesorios de Soporte sus Retenidas y las Puestas a Tierra que son de instalación Normalizada cualesquiera que fuese el material de los Conductores.

Los Postes de Madera para la Red Primaria son más grandes, por soportar Conductores Desnudos en Media Tensión, así como por tener que asegurar vanos más largos y distancias de guarda para paso de vehículos; en el caso de la Red Secundaria los Postes son de menor altura por soportar Conductores Autoportantes en Baja Tensión; la Tabla 6, incluye las características de los Postes, de los cuales los de ángulo y retenida requieren de armados de Vientos de Cables de Acero.

El Diseño del Aterramiento de la Red de Media Tensión considera una instalación sencilla en cada soporte, mientras que en la Red de Baja Tensión solo se consignan al final de cada Ramal derivado de los Circuitos Alimentadores; están conformados por un pozo con Electrodo Vertical de Cobre conectado en el primer caso al punto de unión de los vástagos de los Aisladores, y en el segundo caso al Neutro portante; las características de los componentes que se dan en la Tabla 7, incluyen un Conector Bimetálico de bajada para la opción con Conductores de Aleación de Aluminio.

Los Presupuestos de Obra según la opción del material de los Conductores, en este caso presentan una ligera diferencia de menor Costo del orden de 0,2% a favor de las Redes con Conductor de Aluminio Tabla 8, la cual en otros proyectos podría incrementarse hasta un 2,65% por tener que utilizar Postes de la Red de Baja Tensión con una altura adicional de 1 metro, para cumplir las exigencias de distancias de guarda de las Redes Urbanas.

El Diseño de Ingeniería de las Redes Primaria y Secundaria así como del equipamiento y la infraestructura, permiten evaluar las Inversiones (Tabla 8), como Costo Total del Proyecto al final de un periodo, para ambos Materiales de los Conductores que se comparan, haciendo participar de un Lado los Costos por Pérdidas de Potencia y Energía así como los costos operativos que incluyen los Mantenimientos, las Reinversiones, los Recuperos, los Adicionales de los Mantenimientos y la Compra de Energía; de otro lado se consignan los Ingresos por Venta de Energía e Ingresos Netos; el Plazo de evaluación de 20 años que se asigna, corresponde al intervalo de "Vida Útil" que se espera de los Conductores de Aluminio instalados en Condiciones Ambientales normales, la Tasa de Interés Anual se considera del 12%.

La Operación de las Redes Eléctricas del Proyecto considera una Potencia Neta (kW) requerida por los Clientes sin incluir las pérdidas, debiendo determinarse la Energía Neta (kW-h), utilizando un Factor de Carga uniformemente variable entre 0,3 y 0,4 dentro del periodo de evaluación y consecutivamente las pérdidas respectivas totales (kW y kW-h) en función de los datos del Estudio obtenidos con la Máxima Demanda en cada Alimentador de Baja Tensión; la Tabla 9 presenta una muestra de dichas premisas de análisis que se aplican a ambas opciones.

Desde el inicio se evidencia la desventaja económica que representa la utilización del Conductor de Aluminio, debido principalmente a las mayores pérdidas eléctricas técnicas (16,2 kW para el Aluminio y 15,5 kW para el Cobre).

La Cuantificación de los Costos se hace a partir de las Inversiones Iniciales (Presupuestos Totales que no incluyen costos de licencias ni de derechos de paso), mientras que las Reinversiones por Renovación de Conductores, se hacen con las Partidas de Suministro del Conductor de Aleación de Aluminio y Accesorios, adicionando los Costos de reinstalación (que no incluyen costos indirectos) para los Periodos establecidos, lo cual no es necesario aplicar a los Conductores de Cobre.

Los Costos por Pérdidas de Potencia se obtienen aplicando el Costo por Pérdida de Potencia Anual, del mismo modo los Costos por Pérdida de Energía se calculan con el Costo de la Energía en Barra (compra) según Tarifa; luego se consigna como una constante anual, el Costo de Operación y Mantenimiento que representa el 2% de la Inversión Inicial, criterio que también se adopta para las Reinversiones, en los intervalos de duración de las reposiciones.

El Costo por Energía Neta se calcula aplicando la Tarifa en Barra (Compra), luego el Costo Total se conforma con la sumatoria de todos los Costos del Año. Los Ingresos por Venta de Energía (Neta) se determinan con la Tarifa de Venta al Usuario Final y el Cargo Fijo por Potencia; y por último el Ingreso Neto resulta de la diferencia entre los montos por Venta de Energía y Costo Total, mostrándose los parámetros que participan en la Evaluación (Tabla 10), y los indicadores de la evaluación; VANE, TIRE y Be/Co (Tabla 11).