ANALISIS ECONOMICO COMPARATIVO
POR COSTOS UNITARIOS DE REDES MT-BT
CON CONDUCTORES DE ALUMINIO Y COBRE

RESUMEN

Siendo ya conocidos los resultados del Análisis económico del uso de conductores en redes eléctricas de media y baja tensión, en relación al desempeño del material respecto de la agresividad del medio ambiente y/o del entorno (ElectroRedes N° 1-2000), se considera conveniente la verificación de otros aspectos que sustentan la neta preeminencia del Cobre, en respaldo de decisiones certeras.

Este Artículo resume el desarrollo del Análisis Económico Comparativo por Costos Unitarios, de la utilización de conductores de Aluminio y Cobre en redes eléctricas combinadas típicas MT-BT, efectuado con los datos del proyecto de la publicación arriba mencionada; dicho método que podría aplicarse como instrumento de verificación o de análisis de consistencia se basa en la determinación de la Relación de Costos Unitarios Totales de Explotación de un Proyecto, a partir de las Inversiones Iniciales y de la Evaluación de los Costos Operativos, de las Reinversiones y de los Recuperos en Valor Presente para 20 años, periodo de vida útil promedio que se suele otorgar a los Conductores de Aluminio.

Los resultados obtenidos aún con el supuesto ventajoso para el Aluminio, que significa el no considerar reemplazos por deterioros en ese periodo, no confirman para dichos Conductores, las ventajas económicas de las inversones totales que se le atribuyen, tampoco aquella conveniencia basada en que requiere de "menores inversiones iniciales" (en éste caso sólo resultan ser 0,2% inferiores), por el contrario su competitividad económica respecto de la opción con Conductores de Cobre disminuye rápidamente al incrementar el citado periodo de análisis.

1.- INTRODUCCION

El Documento Técnico mencionado como precedente, puso a disposición los resultados que emanaron de un Análisis Económico Comparativo por Beneficio/Costo de Redes de Distribución de Media y Baja Tensión con conductores de Aleación de Aluminio y CObre electrolítico para una vida útil de 20 años en medio ambiente Costero o entorno agresivo, dichos resultados permitieron evidenciar loa inconsistencia de los conocidos supuestos económicos en favor del Aluminio, los mismos que resultan ser muy optimistas, aún al dar como cierta la hipótesis siempre negada por la experiencia de explotación de Redes Eléctricas Costeras, que dicho material tiene inicialmente idéntico desempeño que el Cobre y al igual que éste podría durar sin deterioro los 20 años asignados como tiempo de vida útil para los fines de la Inversión; hipótesis teórica que de cumplirse, sólo permitiría hablar de una estrecha competitividad, mas no de ventajas; lo cual es materia de verificación a través del respectivo análisis de Costos Unitarios de la Inversión.

2.-  ALCANCES DEL ANALISIS

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:

• Cuatro Subestaciones de Distribución, de las cuales tres de 22,9/0,40 – 0,23 kV (2x100 + 1x40) kVA y una de 22,9/0,44 – 0,22 kV (1x40) kVA.

• Red Primaria de Media Tensión de 1,47 km más 5% adicional por Flechado en 22,9 kV solo con Neutro sólidamente Puesto a Tierra en las SS.EE.

• Redes Secundarias de Baja Tensión para Servicio Particular, Alumbrado Público y Acometidas, (Al de 5,455 km) y (Cu de 5,634 km) respectivamente más 5% por Flechado, en 380 - 220 V y 400 – 220 V con Neutro Portante sólidamente Puesto a Tierra en los terminales.

• El Servicio Eléctrico esta destinado a atender en total a 402 lotes de Servicio doméstico, 8 Cargas Eléctricas Trifásicas Especiales y 170 Lámparas de Alumbrado Público.

3.- EL PROYECTO DE ELECTRIFICACION

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.

Premisas Técnicas

1. El Proyecto de Electrificación involucra las Redes MT y BT que cubren toda la extensión que abarca la población, no incluye las inversiones en la Línea de Distribución de conexión al Sistema Eléctrico; se aplican en un caso Conductores de Aleación de Aluminio y en el otro caso Conductores de Cobre. (Tabla 1, Tabla 2).

Tabla 1.- Conductores Desnudos para las Redes Primarias

Aleación de Aluminio	Cobre Temple Duro
Normas: ASTM B398, ASTM 399B o IEC 1089 Sección Nominal: 16 mm2 Diam. Exterior: 5,1 mm Nº Hebras, Diám: 7 x1,7 mm Resist. Eléct. 20 ºC: 2,15 W /km Cap. Corr.,Peso: 102 A, 43 kg/km	ITINTEC 370-043 10 mm2 4,05 mm 7x1,35 mm 1,86 W /km 101 A, 89 kg/km




Tabla 2.- Conductores Autoportantes para las Redes Secundarias

Aleación de Aluminio	Cobre Recocido
Norma: NF C33-209, IEC 228, IEC 1089 / ASTM B-232 3x25+16/25 mm2 3x16+16/25 mm2 2x16+16/25 mm2 Portante AA Desnudo	NF C33-209, ITINTEC 370.051, IEC 228, ITINTEC 370.042, 370.043, ASTM A 475-95. 3x25+10/16, 3x16+10/10 mm2 3x10+10/10, 3x10+6/10 mm2 3x6+6/6, 2x10+6/10, 1x6/6 mm2 Portante de Cu Duro Aislado

1. El análisis Técnico relacionado al Diseño, Ejecución y Operación Comercial de las Redes Eléctricas MT-BT, se basa en la eficiencia del desempeño eléctrico de los Conductores respecto a dichas aplicaciones y en su durabilidad en servicio, dentro del intervalo de vida útil considerado de 20 años para las instalaciones.

2. El Diseño Mecánico de los Conductores se ha hecho en forma convencional, con sus exigencias y aplicando las Condiciones de Estado que normalmente prevalecen, mediante los factores meteorológicos (Velocidad del Viento, Temperatura, etc.), según la Zonificación del territorio Peruano y las Cargas Mecánicas definidas por el CNE.

3. Las inversiones necesarias para Reemplazo de Conductores desnudos de Aluminio se ajustan al intervalo promedio máximo de duración por corrosión hasta el reemplazo total; o bien cuando estén aislados, al intervalo promedio de rotura por picadura a través del aislamiento que inicia su deterioro, lapsos que se conocen a través de la experiencia de Explotación de Redes Eléctricas Costeras y de interior.

Tabla 3.- Recupero en las Redes Primaria y Secundaria según el Material de los Conductores

4.- CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES
DE LA RED PRIMARIA

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.

5.- CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES
DE LA RED SECUNDARIA

6.- CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES
PARA AMBAS REDES

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.

Postes y Crucetas de Madera y Cables de Acero para Retenidas

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. Los Postes, de los cuales los de ángulo y retenida requieren de armados de Vientos de Cables de Acero.

Componentes de las Puestas a Tierra

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 incluyen un Conector Bimetálico de bajada para la opción con Conductores de Aleación de Aluminio.

7.- COSTOS DE OBRAS E INSTALACIONES

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 5, 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.

Tabla 5.- Presupuestos en US.$ de las Obras Examinadas en el Análisis

8.- METODO DEL ANALISIS POR COSTOS UNITARIOS

El Diseño de Ingeniería de las Redes Primaria y Secundaria así como del equipamiento y la infraestructura, permiten evaluar las Inversiones como Costo Total de Explotación del Proyecto al final de un Periodo, para ambos Materiales de los Conductores que se comparan, haciendo participar los Costos Operativos Totales, las Reinversiones, los Recuperos y los Incrementos de Operación y Mantenimiento; el Plazo de Evaluación es de (n = 20 años) y la Tasa de Interés Anual (r = 12 %)

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).

Los Costos Totales de Obra se evalúan a partir de las Inversiones Iniciales (Tabla 5), (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 (no incluyen costos indirectos) para los Periodos establecidos, lo cual no es necesario para los Conductores de Cobre.

El Valor de Recupero de las Inversiones según se describe en las Premisas Técnicas (Tabla 3) y que es Actualizado a Valor Presente, ocurre al final del Periodo de Análisis, y tratándose de "un Ingreso" participa con signo negativo, traduciéndose dicho monto a Costo Unitario.

Los Parámetros que participan en el Análisis, se presentan en la Tabla 7; del mismo modo, los Indicadores Unitarios de la Evaluación Comparativa por Costos Operativos Anualizados Uniformes, Costos Totales de Explotación del Proyecto, y la Relación de Costos Totales Al/Cu, que permiten apreciar las ventajas de las Instalaciones con Conductores de Cobre, Tabla 8.

Tabla 9- Resumen del Análisis por Costos Unitarios, de las Inversiones en Redes MT-BT con Conductores de Aluminio y Cobre.

1. El Análisis Económico Comparativo por Costos Unitarios, de Redes MT-BT con Conductores de Aluminio y Cobre a partir de un Proyecto Real y Completo, no confirma para la elección del Aluminio el supuesto de idénticos o menores Costos Totales Operativos y de Explotación, aún en el intervalo de 20 años y considerando con ventaja para dicho material, que es igualmente durable que el Cobre; los Costos Operativos y de Explotación que requieren las Redes con Conductores de Aluminio son mayores.

2. Se ha confirmado a partir de la relación de Costos Unitarios Totales de obra, que las supuestas "Menores Inversiones Iniciales" que requieren las redes con conductores de Aleación de Aluminio, representan sólo un 0,2 % y aún aumentando dicha diferencia hasta 2,65 % para utilizar Postes BT un metro más largos con los conductores de Cobre, los Costos Unitarios Totales a 20 años en ambiente agresivo resultan casi similares, proyectando la neta preeminencia del Cobre en mayores plazos.

3. La perspectiva de ampliación de la Vida Útil para los futuros Proyectos de Redes Eléctricas de Distribución en Media y Baja tensión en medio ambiente agresivo como es el caso del litoral marítimo y la franja Costera peruana, o bien en entornos mediterráneos con microclimas y contaminación salina o ácida, tienen un sólido respaldo en la utilización de conductores de Cobre que por su desempeño no sólo aseguran una operación confiable y segura contra accidentes por rotura, con mínima conservación, sino también significan menores y más eficientes inversiones totales.

Ing. Justo YANQUE M.
Lima, 2000