Amortización económica y ecológica de derivaciones individuales de viviendas e instalaciones industriales. Ejemplo y caso general para cálculo rápido. Capítulo 1

En artículos anteriores se ha abordado el cálculo de la amortización económica y ecológica de los aumentos de sección de conductor obtenida por criterios técnicos. Volvemos con ello obteniendo además fórmulas sencillas de aplicación general de cálculo rápido de energía perdida en las líneas y las citadas amortizaciones. El razonamiento explicado a continuación es ejemplo general para cualquier caso en el que se conozca el patrón de consumo aproximado o su variación proporcional.

1. Derivación individual (DI) de vivienda

1.1. Caso particular (DI vivienda)

El consumo medio diario de una vivienda podría verse reflejado en una gráfica I-t similar a la siguiente. El área pintada de azul es proporcional al consumo energético ya que E = P·t = U·I·cosφ·t es la expresión de la energía consumida por un receptor monofásico. Tomaremos para viviendas cosφ = 1 (ver pto. 3, GUIA-BT 25) y la tensión (monofásica) en España es en general U = 230 V.

A partir de esta suposición vamos a obtener una sencilla fórmula para cálculo de las pérdidas en la derivación individual (DI) de la vivienda sea cual sea su consumo anual y con ello podremos obtener las sección económica y calcular su amortización ecológica fácilmente.

Hemos aproximado la curva de consumo a valores discretos para poder operar con facilidad. Se ha pensado poner valores que se aproximen a la realidad en cada intervalo horario.

Comenzamos primero calculando numéricamente nuestro caso particular para luego obtener una fórmula sencilla para cálculo general.

La energía consumida en la vivienda cada día será igual a la suma de la energía consumida en cada tramo de intensidad constante:

Supongamos que toda esta energía es recibida en la vivienda a través de una derivación individual monofásica de 12 m realizada con cable de 450/750 V Afumez Haz (AS) de 3G10 mm².

La resistencia aproximada del conductor de cobre de 10 mm² es de 2,21 Ω/km para una temperatura media de funcionamiento (ver catálogo Prysmian de cables y accesorios para BT).

La resistencia total (ida y vuelta) de la derivación individual será:

Por lo que ya podemos calcular la energía perdida en la derivación individual cada día:

En un año habremos perdido en la derivación individual:

Con una tarifa constante estimada de aproximadamente 0,15 €/kWh tendremos un coste de las pérdidas anuales según el siguiente cálculo:

Si emplearamos la sección inmediata superior de 16 mm² haciendo los mismos cálculos tendríamos:

Es decir el ahorro anual por emplear una sección mayor sería de: 2,6 – 1,67 = 0,93 €/año.

Teniendo en cuenta que el cable Afumex Haz de 3G16 es aproximadamente 1,26 €/m más caro que el de 3G10 podemos calcular el plazo de amortización por el dinero gastado de más en emplear la sección de 3G16 en lugar de la de 3G10.

12 m x 1,26 €/m = 15,12 € (incremento del coste del cable)

15,12 €/(0,93 €/año) = 16,25 años de amortización del incremento de sección (supuesta tarifa eléctrica constante de 0,15 €/kWh). Vemos que a pesar de ir el cable muy descargado por lo tanto no tener pérdidas elevadas es interesante considerar el incremento de sección desde el punto de vista económico.

Cálculamos cuando se produce la “amortización ecológica“ del incremento de sección.

Pesos de cable Afumex Haz:

3G10 + 1x1,5 --> 347 kg/km

3G16 + 1x1,5 --> 502 kg/km

Por tanto el incremento de peso de cable es:

La tabla de Facel (Asociación de Fabricantes de Conductores Eléctricos y Fibra Óptica) sobre emisiones de CO₂ por kg de cable fabricado nos da un valor de 6,422 kg CO₂ por kg de conductor aislado tipo Afumex Haz (AS) (LSOH = Low Smoke Zero Halogen) fabricado, incluido su transporte. 

Tabla de emisiones de CO₂ por kg de cable fabricado según tipo de cable

El incremento de emisiones por fabricar un cable de sección superior será:

Ya tenemos cuantificado lo emitido a la atmósfera por fabricar un cable de mayor sección, ahora calculamos las emisiones que se pueden ahorrar por tener menor resistencia en la derivación individual suponiendo un valor aproximado de 0,39 kg CO₂/kWh generado. Para ello recordamos los valores de energía perdida obtenidos anteriormente:

La amortización ecológica tendrá lugar entonces...

11,94 kg/CO₂ / 2,43 kg CO₂/año = 4,91 años

Es decir, se extrae la conclusión de que aumentar la sección de la derivación individual es también interesante desde el punto de vista ecológico ya que en menos de 5 años conseguimos compensar las emisiones de CO₂ ocasionadas por aumentar la sección del cable y partir de entonces se produce un ahorro a razón de 2,43 kg CO₂ por año.

En el segundo capítulo de este artículo se desarrollarán expresiones generales para resolver todos los casos.

Autor: 

Lisardo Recio Maíllo

Product manager de Prysmian Group