En Contacto. Boletín del Colegio de Ing. Mec. Electr. y Profesiones Afines de León A. C.

Enseñanza de la Ingeniería

SUSPENDEN ENSEÑANZA DE ELECTRÓNICA.

En una plática informal hace unos días sobre la enseñanza de la ingeniería, supimos que una Universidad conocida en esta ciudad de León no aceptó (cerró) las inscripciones a la carrera de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones, a partir del semestre que empezó en Agosto del 2008,.después de algunos 25 años de iniciada la carrera.

Como estábamos hablando de la enseñanza en general, no se mencionaron las causas de esta decisión, y no hemos tenido el tiempo suficiente para informarnos con las personas adecuadas, por lo que nuestro único comentario por ahora es que sentimos verdaderamente esta decisión.

CONCURSO DE NO ROMPER HUEVOS.

Nos hemos enterado que dentro de los esfuerzos que están haciendo las Universidades en los Estados Unidos para atraer alumnos a las carreras de ingeniería, esta el de organizar concursos en las escuelas de los niveles inferiores, tal que los alumnos le tomen el buen gusto a las ingenierías.

Uno de esos concursos es el siguiente: Se trata de transportar huevos en forma muy ruda, y se debe diseñar un empaque tal que los huevos no se rompan. Una de las pruebas consistió en dejar caer el empaque con su contenido desde una altura considerable. Se reporta que hubo soluciones muy ingeniosas, pero en los casos en que los huevos no se rompieron durante la prueba, fue mas suerte que el diseño del empaque.

Nosotros nos imaginamos que a los que no les gustó mucho la prueba fue al personal que después hizo la limpieza.

LA REALIDAD DE UN MITO.

A continuación, la noticia que vamos a dar servirá para dar aliento a los alumnos de ingeniería.

Existe la creencia que los ingenieros que mayor éxito han tenido en la profesión, durante sus años de estudio no fueron brillantes, sino todo lo contrario. Como se dice en México: eran: "borracho, parrandero y jugador". Y siempre fueron rebeldes ante la disciplina que les imponía sus estudios y la universidad. Y es más, algunos de ellos nunca terminaron sus estudios. Que con varios de sus amigotes comenzaron a "jugar" a la ingeniería en la cochera de sus casas, con el resultado que fue el inicio de una gran empresa y grandes beneficios económicos.

Sin embargo, el reporte "Education and Tech Entrepreneurship" de la fundación Kauffman Fundation, con base en Kansas City, MO, sobre un estudio hecho a 652 fundadores de 503 empresas de alta tecnología, dice lo contrario.

Los fundadores de las empresas de alta tecnología, principalmente electrónicas, en su enorme mayoría son personas muy educadas, que tienen maestrías y doctorados en su profesión. Con 39 años de edad en promedio al iniciar sus empresas, trabajaron antes en otra empresa del mismo ramo, en donde su dedicación los hizo descubrir algún aspecto de la tecnología que los impulsó a crear su propia empresa. Aproximadamente el 10 por ciento tienen un doctorado, el 31 por ciento tienen una maestría, y el resto el grado de licenciatura. Del orden del 50 por ciento son graduados en ciencias, ingeniería o matemáticas, y un tercio tienen estudios en administración o finanzas.

Encontraron que las empresas más exitosas son las que tienen dirigentes con mayor escolaridad. Tienen menos personal y mayores ingresos, o sea mayor productividad que sus pares. Por otra parte, se encontró que los directores más exitosos provienen de las instituciones educativas de mayor prestigio en aquel país.

Nosotros creemos que el éxito del "fracasado" es más raro, y por lo tanto se le da mayor publicidad, lo que ocasiona la construcción de un mito.

Ingeniería Mecánica

¿HIDRÓGENO COMO COMBUSTIBLE ?

Desde hace algún tiempo hemos estado leyendo en las revistas especializadas que se ha propuesto al hidrógeno como combustible alternativo a los derivados de petróleo, principalmente en automóviles. Pedro ¿realmente es fácil de utilizar? Si es así, porqué no se aplica en la práctica?. Veamos.

En general creemos que una de las razones para que no se utilice, es que el hidrógeno directamente no es una fuente de energía. No se encuentra libre en la naturaleza y como tal, hay que producirlo proveniente de compuestos que lo tienen, en un proceso muy ineficiente.

En detalle, actualmente existe una forma que pudiera ser práctica para producir energía por la oxidación del hidrógeno: por pirolisis del hidrógeno directamente con oxígeno 2 H2 + O2 → 2 H2O + energía, pero antes se requiere tener el H2 libre, y el método común actual es por electrólisis del agua, que necesita energía. La energía para descomponer el agua en sus elementos, de acuerdo con la segunda Ley de la Termodinámica necesariamente es mayor que la que se producirá al asociarse nuevamente. Dicho de otra manera, en este proceso del hidrógeno es un "almacenador" de energía, que solo pudiera servir para llevarla del lugar donde se produce a donde se consume.

Otros métodos indirectos son la oxigenación de los hidrocarbonos: el mas común pudiera ser el metano, o bien: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + energía. y el otro con un alcohol o carbohidrato C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O + energía,

En el uso del metano, primero habrá que disociar el hidrógeno del carbono, usando un sistema que se llama SMR (steam methane reforming), que requiere mucha energía. Parte de la energía se recupera al oxidar el hidrógeno. Otra parte, la oxidación del carbono, (que también produciría energía), se haría en otro lugar, y por fin, otra parte en pérdidas en el proceso. La energía que deseamos utilizar es poca, y esta es la razón por la que actualmente mejor se quema directamente el metano como se muestra en la primera fórmula. El uso de los carbohidratos para obtener hidrógeno libre, mas otros subproductos es aun mas complicado, por lo que actualmente mejor se usan oxidándolos directamente.

Pero aún nos falta un detalle: Se pretende obtener el metano de la descomposición de materia orgánica, y el alcohol por la fermentación de productos naturales, en procesos que también requieren energía.

Por lo tanto, en pocas palabras, el uso del hidrógeno en los vehículos automotores con los procesos actuales y para los fines comunes, de acuerdo con lo anterior parece antieconómico.

PUENTE DE PLÁSTICO.

En Alemania, en un lugar llamado Friedberg, a unos 50 kilómetros al norte de Frankfurt ha sido construido un puente que según se anuncia es de acuerdo con la Norma 2010 del Eurocode, que es la entidad que vigila que los puentes reúnan las condiciones de seguridad de la Unión Europea.

Esto no tendría nada de particular, pero si el que este puente esté construido totalmente de materiales plásticos. Las bases, como se espera son de concreto, y tiene unos soportes de acero para el puente, que repetimos es totalmente de plástico. La instalación en el lugar tomó un poco menos de un día, solamente el tiempo necesario para levantar el puente de su transporte con una grúa, colocarlo y fijarlo en su lugar.

Con datos de: Modern Plastics, "En breve", Vol. 85, no 10, Octubre del 2008.

Ingeniería Eléctrica

NO MAS SUBESTACIONES FEAS...

Siempre nos hemos preguntado porqué las subestaciones tienen que ser feas... una serie de estructuras que cuando nuevas se ven bien, galvanizadas y en algunos casos hasta pintados de colores otros elementos. Las subestaciones feas, notorias en las zonas urbanas, nosotros las comparamos con poner un cementerio descuidado cerca del centro de las ciudades.

Hemos leído que Commonwealth Edison, (ComEd) la empresa que proporciona energía eléctrica a el área de Chicago, IL. en los Estados Unidos, tiene algunas subestaciones en el área urbana cuyos edificios presentan por el frente una fachada que simula el estilo propio de los años del principio del siglo XX. Como ejemplo se presentan la localizada en la esquina de Ohio con Clyboum, y la nueva en la esquina de las calles State and Ontario, en pleno centro de la ciudad. Estas subestaciones son del orden de 200 MVA a 138 KV.

La única diferencia que encontramos nosotros por el momento es que ComEd cuenta con un cuerpo de arquitectos para diseñar las fachadas de sus subestaciones.

Ingeniería Electrónica y Comunicaciones

NUEVA APLICACIÓN DE IMÁGENES.

Como hemos expresado en otras ocasiones en escritos en ésta misma sección de En Contacto, las aplicaciones de la electrónica aun nos siguen asombrando. Veamos una que no conocíamos.

En las empresas que producen alimentos envasados en botellas de vidrio o plástico, habían observado que en ocasiones se contaminaban al poco tiempo de ponerlos a disposición del público. También descubrieron que se debía a las imperfecciones en las juntas del pico del envase con el tapón, que daban paso a las bacterias, que hacían que el producto se perdiera.

Pues ahora se ha implantado un sistema de inspección de los bordes de los envases, en las juntas, tal que cualquier grieta o imperfección es detectada, rechazando el envase. El proceso se hace por procesamiento de imágenes a gran velocidad, que compara la imagen tomada a la parte que se inspecciona con un patrón considerado perfecto.

Este proceso antes se hacía visualmente con personas que se turnaban cada determinado tiempo, y poco tiempo después con aire comprimido para detectar posibles fugas, procedimientos considerados muy lentos.

DISEÑO DIGITAL.

Es interesante hacer notar que la enseñanza de la ingeniería en las Instituciones de Educación Superior, no se puede modificar de acuerdo a las necesidades de la industria, específicamente aquellas con cambios actuales tan rápidos, como es la industria electrónica.

Desde hace algunos meses habíamos leído que algunas empresas de diseño electrónico en los EE.UU. no podían llenar sus necesidades de Ingenieros en Diseño Analógico, (IDA) porque al iniciarse el diseño electrónico las Universidades creyeron que el diseño analógico dejaría de usarse, y por lo tanto, dejaron de enseñarlo. Pero la situación real es diferente, se necesitan los dos. Como ejemplo, la empresa Freescale, al separarse de Motorola en el 2006 no pudo atraer los suficientes IDA, y desde entonces ha tenido muchos problemas para llenar sus vacantes.

La última tentativa consiste en contratar en el extranjero IDA para sus sucursales y luego transferirlos a las plantas en los EE.UU., pero esto tampoco le ha dado resultado, pues las universidades en otros países han adoptado los mismos cambios en sus programas.

Contratistas

AVISO DE CFE ZONA LEÓN

Por este conducto queremos solicitarles que hagan de su conocimiento a todos sus agremiados, que a partir del día 10 de febrero del 2009, la recepción de los archivos electrónicos del Deprored, se hace vía correo electrónico (proter.zonaleo@cfe.gob.mx) por lo cual, ya no se recibirán archivos en dispositivos de almacenamiento (CD, memory, SD, Diskette), lo anterior, para evitar la transferencia de virus y evitar daños en las máquinas.

Cualquier duda o aclaración quedo a sus órdenes.

Atte.

Ing. Antonio Aguilar Álvarez

Jefe de Oficina Depto. de Planeación

Normatividad

PREGUNTA DE NORMATIVIDAD

En una planta industrial que cuenta con personal y supervisión en materia de instalaciones eléctricas, se pretende instala un transformador protegido en el lado primario por un interruptor de 100 A, 15 kV, instalado a no mas de 3 m del transformador.
Por cuestiones de espacio, el interruptor en el lado secundario del transformador se instalará separado de éste, a 100 m de distancia, cerca de la carga.
El calibre del cable del secundario es suficiente para la corriente eléctrica nominal del transformador.
¿Es permitido hacer ésta instalación? ¿Con que sección de la NOM-001-SEDE-2005 se soporta?

RESPUESTA ELABORADA POR EL ING. VICENTE VELAZQUEZ VALASSI

(Quien amablemente nos permitió su reproducción)

Para revisar el cumplimiento de la propuesta anterior tenemos que revisar por partes los requisitos establecidos por la NOM2005 (NEC2002). Vamos aguas abajo:

1.0)    Protección del transformador.
1.1)    Primario. Su protección debe cumplir con 450.3(a) corriente nominal en el primario de 65.7 A la protección instalada es el 152% de la corriente, por lo que el primario está protegido.
1.2)    Secundario. La protección del transformador se considera donde éste recibe la carga, en este caso, la carga está después de un dispositivo de protección, por lo que este es el que protege el transformador de sobrecarga. La corriente nominal es de 1,804.2 A, el interruptor de 2,000 A equivale al 110.9 % del valor de la corriente nominal, el equipo está protegido contra sobrecarga.
1.3)    Existe la sección 450.3(a)(2) para instalaciones supervisadas (en referencia a la nota recibida posteriormente) que no aplica en este caso, debido a que el transformador es menor de 2,500 kVA (Definición en 240.91 de instalaciones supervisadas) y a que existen protecciones en rangos menores a los requeridos en 450.3 (a)(1)
1.4)    En las tablas de la sección 450.3 a partir del NEC 99 la presentación es diferente y se entiende mejor el propósito y rangos requeridos de acuerdo a la condición de la instalación. (Cualquier lugar o lugares con instalaciones supervisadas)
2.0)    Capacidad Interruptiva de los dispositivos de protección. Este aspecto debe ser revisado, quedando pendiente en este caso la conformidad con los requisitos normativos.
3.0)    Protección de los conductores. Aquí tenemos los siguientes requisitos:
3.1)    En primer lugar, los conductores deben de contar con la protección contra sobrecorriente en el punto donde reciben la energía como lo establece la sección 240-21(a) a excepción de lo que se permite de (b) a (n)
3.2)    En 240-21(m) se establecen los requisitos para alimentadores exteriores, que es el caso indicado en la consulta, a la letra esta sección establece:

240-21(m) Derivaciones de alimentadores exteriores. Se permiten hacer conexiones en derivación en exteriores a partir del alimentador o del secundario de un transformador sin protección contra sobrecorriente en el punto de derivación, cuando se cumplan todas las condiciones siguientes:
1) Los conductores estén debidamente protegidos contra daño físico.
2) Los conductores en derivación terminen en un solo interruptor automático o en un solo juego de fusibles que limite la carga a la capacidad de conducción de corriente de los conductores en derivación. Este dispositivo debe permitir instalar cualquier número de dispositivos adicionales de sobrecorriente en el lado de la carga.
3) Los conductores de la derivación estén instalados en el exterior, excepto en el punto terminal.
4) El dispositivo de sobrecorriente de los conductores forme parte integrante de un medio de desconexión o esté situado inmediatamente al mismo.
5) Los medios de desconexión de los conductores estén instalados en un lugar fácilmente accesible, ya sea fuera del edificio o estructura o en el punto más cercano de entrada de los conductores.

Es decir, si la instalación cumple con TODOS los requisitos anteriores, está dentro de la norma:
1) Protegidos contra daño físico quiere decir que puedan soportar un contacto accidental (Tubería o ducto o trinchera)
2) Que terminen en un dispositivo de protección, es decir el lado de línea de un interruptor, ni en barras de distribución ni en una caja de derivaciones, sólo en un dispositivo individual de protección.
3) Los conductores deben de estar en el exterior, fuera de una estructura, no se pueden derivar DENTRO del edificio, si el transformador está adentro del edificio tiene que tener el dispositivo de protección junto al transformador, la razón es que los conductores quedan sujetos a un riesgo de cortocircuito, en el exterior es donde menos daño causaría un problema.
4) Que el dispositivo de protección forme parte de un medio de desconexión quiere decir que no se permite colocar simplemente un juego de fusibles, debe haber la forma de desconectar del servicio a todos los conductores en el mismo dispositivo de protección de sobrecorriente.
5) El medio de desconexión debe estar en un lugar fácilmente accesible, es decir, en congruencia con la sección 230-70(a) equipo de acometida y medios de desconexión, que precisamente regula condiciones de instalación como la presentada en el ejemplo.

En suma lo anterior indica que los transformadores, léase las subestaciones de los usuarios, si están en el exterior, como es el caso el servicio en media tensión, pueden tener conductores cuan largo sea necesario, con el medio de desconexión integrado por un dispositivo de protección contra sobrecarga y cortocircuito, localizado cerca del un acceso fácil en el edificio, es decir, no es necesario tener una protección junto al transformador.

4.0)    Consideraciones adicionales (NEC 2008)
4.1)    En las últimas ediciones del NEC se ha modificado la estructura de esta sección, agregándose y detallando mejor los requisitos para este tipo de condición, destacando lo siguiente:
4.2)    La sección 240-21(m) ahora se incorpora a 240.21(C) que ahora es la parte que indica todas las condiciones para los conductores en los secundarios de transformadores.
4.3)    Una adición importante es que lo permitido en 240.4(B) ya no es permitido, es decir, en el caso de conductores en derivación del secundario del transformador, la facilidad de que en los valores de menos de 800 amperes se seleccionara el interruptor inmediato superior a la ampacidad del conductor, por lo que ahora, los conductores en el secundario de transformadores, sin importar la capacidad, deben de tener al menos la ampacidad corregida del valor del dispositivo de protección.
4.4)    240.21(C)(4) es el nuevo número del 240-21(m) y más o menos dice: 240.21(C) Conductores del secundario de transformadores. Un conjunto de conductores alimentando una sola carga o cada conjunto de conductores alimentando cargas separadas, debe permitirse conectarse al secundario de un
transformador sin la protección al secundario, como se especifica de (1) a (6). Las provisiones establecidas en 240.4(B) no son permitidas para los conductores del secundario de transformadores. (Lo mencionado respecto a poder seleccionar el interruptor inmediato superior en valores de menos de 800 amperes) Nota. Queda vigente la protección a transformadores establecida en la sección 450.3 (4) Conductores del secundario exteriores. (Outside secondary conductors) Donde los conductores están localizados fuera de un edificio o estructura excepto en el punto de conexión a la carga, y cumplan con TODAS las condiciones siguientes:
1)    Los conductores están protegidos contra daño físico de una manera apropiada.
2)    Los conductores terminan en un interruptor sencillo o en juego de fusibles que limitan la carga a la ampacidad de los conductores. Se permite que de este dispositivo de protección contra sobrecorriente se deriven otros dispositivos de protección en el lado de carga.
3)    Este dispositivo de protección contra sobrecorriente forma parte integral del medio de desconexión que debe ser localizado adyacente al mismo.
4)    El medio de desconexión para los conductores está instalado en un lugar fácilmente accesible que cumple con una de las siguientes:
a.    Afuera del edificio o estructura.
b.    Adentro, en el punto más cercano a la entrada de los conductores. (Al edificio o estructura)
c.    Donde instalado de acuerdo a 230.6 en el punto más cercano a la entrada de los conductores. (Esa sección establece cuando se consideran los conductores instalados afuera del edificio, diferentes tipos de acometidas)

Es importante señalar que las precisiones anteriores sólo se refieren a tres aspectos que deben de revisarse, en la inspección en sitio deben considerarse otros aspectos, no basta con la revisión esquemática, esto sólo nos proporciona una base para el inicio del análisis del cumplimiento de las instalaciones.

Como podrá observarse, es interesante y ejemplar como en el NEC se van descubriendo puntos de mejora y con las diferentes ediciones se clarifican muchos conceptos. Espero que en esta respuesta encuentren utilidad práctica y la motivación para segur revisando y actualizando sus conocimientos de la norma.