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- 14 Jun 2012, 11:52 #303949

Buenos días,

Tengo que montar una instalación para alimentar un horno de inducción. Para la acometida he pensado tender cable de aluminio vista la gran diferencia de precio entre conductores de cobre y aluminio, dimensionando debidamente para el conductor de aluminio según los criterios de máxima intensidad admisible, caida de tensión y la Icc.

Ahora bien el fabricante del horno le ha comentado al cliente que el cable de aluminio es peor y que el ahorro en el tendido no es tanto si se tienen en cuenta las perdidas por calor en el cable de aluminio en 5 años. Además le dice que el cable de aluminio resiste peor a la oxidación y un largo etc de inconvenientes.

Mi problema es que he ofertado la obra en aluminio y el cliente que no tiene conocimientos eléctricos está en duda y me pide que defienda mi solución ya que es una inversión importante, por tanto os pido que leais los argumentos que voy a defender y me corrijais sino son correctos.

Yo planteo lo siguiente:

In del horno: 2x1.800 A (Lleva dos grupos electrónicos por lo tanto dos circuitos de alimentación)
Longitud línea 15 metros
Tipo de tendido: Subterraneo bajo tubo tipo D
I admisible del cobre para tendido tipo D 336 A.
I admisible del aluminio para tendido tipo D 261 A.
Los cables van cada fase por un conducto sin separación entre conductos y son dos circuitos . Según tabla de Prysmian aplico un factor de corrección de 0,8

Nº de cables por fase:
En cobre 1.800 A/ 336*0.8 = 7 Cables
En aluminio 1.800/ 261*0.8= 9 cables

Resistencia total de la línea en cobre:

Resistividad del cobre 0,017ohmios*mm2/m
Resistividad del aluminio 0,0282 ohmios*mm2/m

Rcu=ro*L/S = 1,0625*10-3
Ral=ro*L/S=1,7625*10-3

Resistencia total conductores

Rtotal cu= 1,517*10-4 ohmios
Rtotal al= 1,958*10-4 omhios

.

Para terminar, las perdidas totales:

Perdidas con línea de cobre

P=R*I2 Pcu=491w

Perdidas con línea de aluminio

P=R*I2 Pal=634,5w

Conclusión un consumo de un 30% mas

Mi pregunta es ¿Merece la pena pagar 10 veces mas la diferencia de precio entre cobre y aluminio teniendo en cuenta que hay una diferencia de 143,5 W entre ambas?

Muchas gracias por leer el tocho.

Última edición por Xabielec el 14 Jun 2012, 18:12, editado 3 veces en total

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- 14 Jun 2012, 12:42 #303957

Hola,
Sin entrar en mucho detalle, haz un cálculo económico como el que se hace para la selección de la sección del conductor a varios años.

1. Calcula la inversión inicial de un cable y del otro; para ello necesitas el coste por metro y la longitud de la línea - obviamente.
2. Calcula las pérdidas por calentamiento por metro de cable de uno y otro. (Pc)
3. Obtén o estima o supón el factor de utilización anual (h/año), que será igual para ambos conductores. (Fu) Utiliza las horas totales para cinco años por ejemplo. Aunque lo puedes hacer para varios períodos de tiempo distintos y comprobar cuándo deja de ser rentable uno u otro.
4. El coste de las pérdidas por calentamiento será: L*Pc*Fu*€, donde € es el precio del Kwh en €/1000.
5. Compara y elabora tu informe para el cliente.

Tengo una hojita de cálculo donde hago comparaciones para elegir secciones de conductor en su aspecto económico, pero no me deja adjuntarla.

Si te sirve y haces el cálculo te agradecemos que compartas los resultados con nosotros.
Saludos.

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reivindicador dijo:
>>Y si no, pregúntales a los que mañana, bien tempranito, se pondrán a descargar camiones en el Mercamadrid, qué cómo lo harían sin sueldo con la recompensa de que van cogiendo experiencia. Esos no son tan gilipollas.<<

- 14 Jun 2012, 16:50 #303983

Buenas Xabielec,

Lo que dice Sophie es correcto y también lo he utilizado.
Te adjunto un link de un fabricante que te puede resultar de referencia y útil:
http://www.voltimum.es/news/9462/manufa ... encia.html
http://www.voltimum.es/news/9462/manufacturer.mannews/Ahorro-de-energ-a-perdida-en-funci-n-de-la-reducci-n-de-la-intensidad-que-recorre-un-conductor--Caso-general-para-cables-de-cobre-o-aluminio-termoestables-considerando-el-efecto-de-reducci-n-de-la-resistencia.html

Respecto a lo que comentas hay una cosa que no entiendo bien del todo:
Los cables van cada fase por un conducto sin separación entre conductos y son dos circuitos . Según tabla de Prysmian aplico un factor de corrección de 0,8

Entiendo que si tienes 7 u 8 conductores por fase tienes que aplicar un factor de corrección por el número de circuitos (ternas) que tienes, cosa que no estas aplicando. Revisa los cálculos porque no es sólo que tengas dos líneas, es que además cada línea va a estar formada de X "ternas".
De cualquier manera no sé si encontraras tubo donde meter tanto cable por lo tanto al final te saldrán varios tubos en contacto y deberás aplicar dicho factor de corrección.

Si te puedo ayudar en algo más, no dudes en decirmelo.

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Un saludo

- 14 Jun 2012, 18:00 #303988

Gracias por las respuestas. Hay una cosa que nunca me ha quedado clara respecto a lo que llamais terna, yo tengo dos circuitos que van a llevar la misma carga, en total 6 fases que salen de un trafo de doble secundario. Para el tendido se van a montar 7 tubos de 200 (1 de reserva). Tengo pensado por cada tubo meter una fase (7 conductores de cobre o 9 de aluminio), por eso aplicaba ese factor de corrección que marcaba la tabla para dos circuitos con tubos pegados. No me queda claro el concepto de la terna, yo terna siempre lo he llamado a un circuito con los 3 cables RST.

Un saludo

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- 15 Jun 2012, 09:41 #304023

Buenas Xabielec,

Una terna se entiende por el conjunto de 3 conductores cargados (si revisas las normas donde se muestran las intensidades máximas admisibles UNE 20460-5-523 (revisa apartado 523.5)/ IEC 60364-5-523 y UNE 211435 puedes ver como se habla de 3 conductores cargados o 2 conductores cargados).
Por lo tanto en un suministro trifásico "equilibrado" (según REBT) habrá 3 conductores cargados(UNe 20460-5-523.5).
Los valores de intensidad vienen dados para esos 3 conductores "calentando" el ambiente.
Si tienes más conductores de fase en paralelo, deberás considerarlos a efectos de intensidades máximas admisibles como "otros" circuitos, aunque formen parte del mismo, porque como es obvio están aportando más "leña" al ambiente.
O no te entiendo bien lo que quieres hacer o sigo pensando que lo has hecho mal.
Una terna (3 conductores cargados en montaje tipo D UNE 20460-5-523) de 1x240 tienen Imáx adm.= 336 A con conductor cobre.
Cada terna o grupo de 3 conductores cargados que incluyas se considerará a efectos de cálculo como otra terna u otro circuito, y se le tendrá que aplicar el factor de corrección por agrupamiento de circuitos que le corresponda.

No encuentro exactamente la definición "eléctrica" de TERNA, pero está de la RAE aunque no se refiera a nada eléctrico te puede dar una idea de por donde van los tiros.
http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsult ... LEMA=terna

Espero haberme explicado más claramente

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Un saludo

- 15 Jun 2012, 13:08 #304043

Vale de acuerdo creo que ya lo tengo claro, entonces según la tabla 52-E3 B página 27 (http://www.prysmian.es/export/sites/pry ... c_2011.pdf), para cables unipolares enterrados bajo tubo un cable por conducto, si yo tengo 6 tubos de 200 y en un tubo meto 9 cables de 240 de aluminio de la fase R, en otro 9 de la fase S, en otro 9 de la fase T, en otro 9 de R´,en otro 9 de S´, en otro 9 de T´, coeficiente de corrección a aplicar serían 9 cables igual a 3 ternas, y como los tubos están en contacto sin separación aplicamos el coeficiente de la tabla 0,7.¿Es correcto?

Gracias y un saludo

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- 18 Jun 2012, 11:35 #304190

Bueno al final después de darle muchas vueltas lo voy a presentar de la siguiente manera, aunque tengo otra duda respecto a la resistencia del cable a 90ºC, según catálogo de Prismyan es 0,162 ohmios/m, para 15 metros corresponde 2,43*10-3 ohmios y a mi calculandolo desde el principio calculando la resistencia a 20ºC y pasandola a 90ºC me salen 2,24*10-4 como podeis ver en mis cálculos. ¿Veis donde puede estar el fallo?

Calculos (omito el calculo del número de conductores para que no sea tanto tocho, son 10 para aluminio y 8 para cobre):

CON CONDUCTOR DE ALUMINIO

Para el cálculo de las pérdidas de potencia por efecto Joule en la línea utilizaremos la expresión:

P=3*R*I2
- Siendo:

P: Pérdidas por calentamiento del cable en W.
R: Resistencia del conductor.
I: Intensidad nominal (1.804,27 A)

Para el cálculo de la resistencia del conductor utilizaremos la siguiente expresión:

R=ρ*l/S

- Siendo:

R: Resistencia del cable (Ω)
ρ: resistividad del aluminio a 20ºC (0,0282 Ωmm2/m)
l: longitud de la línea (15 metros)
S: Sección de cable (10x240=2400mm2)

-Sustituyendo:


R20ºc = 1,7625x10-4 Ω



Calculamos la resistencia para la temperatura de servicio máxima admitida por el cable (90º C):

R90ºC = R20ºC [1+α(T90ºC – T20ºC)

- Siendo:

R20ºC: Resistencia del cable A 20ºC (Ω)
R90ºC: Resistencia del cable a 90º C (Ω)
α: Coeficiente de temperatura del Aluminio (3,9*10-3 ºC-1)
T20ºC: Temperatura hipotesis inicial 20ºC
T90ºC: Temperatura máxima admisible 90ºC.



R90ºC = 2,2436x10-4 Ω


Sustituyendo obtenemos unas perdidas de:

P= 2.191,19 W.


CON CONDUCTOR DE COBRE

Para el cálculo de las pérdidas de potencia por efecto Joule en la línea utilizaremos la expresión:

P=3*R*I2
- Siendo:

P: Pérdidas por calentamiento del cable en W.
R: Resistencia del conductor.
I: Intensidad nominal (1.804,27 A)

Para el cálculo de la resistencia del conductor utilizaremos la siguiente expresión:

R=ρ*l/S

- Siendo:

R: Resistencia del cable (Ω)
ρ: resistividad del cobre a 20ºC (0,017 Ωmm2/m)
l: longitud de la línea (15 metros)
S: Sección de cable (8x240=2400mm2)

-Sustituyendo:


R20ºc = 1,328x10-4 Ω


Calculamos la resistencia para la temperatura de servicio máxima admitida por el cable (90º C):

R90ºC = R20ºC [1+α(T90ºC – T20ºC)

- Siendo:

R20ºC: Resistencia del cable A 20ºC (Ω)
R90ºC: Resistencia del cable a 90º C (Ω)
α: Coeficiente de temperatura del Cobre (3,9*10-3 ºC-1)
T20ºC: Temperatura hipotesis inicial 20ºC
T90ºC: Temperatura máxima admisible 90ºC.



R90ºC = 1,6905x10-4 Ω


Sustituyendo obtenemos unas perdidas de:

P= 1.651,01 W.


Diferencia económica

Energía perdida en Aluminio:

E=2,19KW x16 horas x 6 días x 40 semanas x 0,11€/KWh = 925,056 euros.

Energía perdida en Cobre:

E=1,65KW x16 horas x 6 días x 40 semanas x 0,11€/KWh = 696,96 euros.


La diferencia económica de perdidas en un año de la línea tendida en cobre respecto al tendido en aluminio es de 228,096 euros.

La diferencia económica del tendido de cobre respecto del aluminio es aproximádamente 12.312 euros con lo que el plazo de recuperación de la inversión sería 54 años.

Además este valor corresponde a unas condiciones de intensidad nominal y temperatura máxima. Para valores menores de intensidad y temperatura las perdidas decrecen considerablemente.


Un saludo

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- 18 Jun 2012, 15:35 #304219

Ya he encontrado el porque a mi pregunta, para el dato de la resistencia dado por Prysmian es para un cable de 240, si hago el paralelo de 10 cables de Aluminio o en su caso 8 de Cobre da casi lo mismo.

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