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Elaborado por:
Gestión Ambiental Consultores S.A.
General del Canto 421, Piso 6, Providencia
Fono: +56 2 2719 5600
www.gac.cl
Anexo 6 Estudio de Campos Electromagnéticos
Declaración de Impacto Ambiental “Parque Fotovoltaico Colina”
Región Metropolitana de Santiago Abril, 2020
2
INFORME
ESTUDIO DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS
PARQUE FOTOVOLTAICO COLINA
Nelson Morales Osorio
Abril 2020
3
CONTENIDO
1 OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIO .......................................................................................... 4
2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO ..................................................................................................... 4
2.1 Parque fotovoltaico ............................................................................................................. 5
2.2 Línea de evacuación ............................................................................................................ 6
3 CAMPO ELECTROMAGNÉTICO EN ALTA TENSIÓN ...................................................................... 7
4 CAMPO MAGNÉTICO DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓN ........................................................ 8
5 Modelamiento de Línea de transmisión de 12 kV ...................................................................... 8
6 radio interferencia por fenómeno corona ................................................................................ 12
7 NORMAS DE REFERENCIA PARA CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DE 50 HZ ........................... 13
8 Normativa de referencia para Radio interferencia ................................................................... 13
9 CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 14
Referencias ........................................................................................................................................ 15
Apéndice............................................................................................................................................ 16
Estudio de radio interferencia para la línea ...................................................................................... 16
FIGURAS
Figura 1 Esquema general Parque Fotovoltaico Colina ...................................................................... 5
Figura 2. Estructura referencial poste de hormigón armado .............................................................. 6
Figura 3 Trazado de línea de evacuación ............................................................................................ 7
Figura 4 Malla de elementos finitos .................................................................................................. 9
Figura 5 Distribución de líneas equipotenciales eléctricas ................................................................ 9
Figura 6 Campo eléctrico a 1m sobre el suelo bajo poste ............................................................... 10
Figura 7 Distribución de líneas equipotenciales magnéticas ........................................................... 10
Figura 8 Inducción magnética 1m sobre el suelo bajo poste ............................................................ 11
Figura 9 Radio interferencia vs distancia a la línea ........................................................................... 12
TABLAS
Tabla 1 Variación de la inducción magnética con distancia al transformador................................... 8
Tabla 2 Valores de campo en el borde de la franja .......................................................................... 11
Tabla 3 Nivel de perturbación radiofónica aceptable a 0,5 MHz ..................................................... 14
Tabla 4 Valores finales para instalaciones Proyecto Solar Linares Norte ........................................ 14
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1 OBJETIVOS Y ALCANCE DEL ESTUDIO
Este Informe presenta una estimación de los campos electromagnéticos de baja y alta
frecuencia que pueden presentarse en el entorno de las instalaciones del Parque
Fotovoltaico Colina, durante su operación.
Se entrega información respecto del campo electromagnético generado por centros de
transformación y los resultados de una simulación para el campo eléctrico y el campo
magnético en el entorno de la línea de transmisión. Para determinar la magnitud de estos
campos, se utiliza un programa computacional que aplica el método de elementos finitos
[1] para modelar la configuración a estudiar y resolver la ecuación diferencial parcial que
rige el comportamiento de los campos en la región a estudiar.
Los valores indicados se confrontan con las recomendaciones y límites admisibles [2] para
establecer finalmente una conclusión respecto al impacto ambiental de las instalaciones
del Parque, desde el punto de vista técnico de la emisión electromagnética de baja
frecuencia.
Similarmente se realiza una estimación del nivel perturbador a frecuencias de radio
generado por la línea de transmisión debido al fenómeno corona, en base a expresiones
simplificadas de uso habitual, y se compara con valores límites establecidos por
recomendaciones internacionales [3].
2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El Proyecto se emplaza en sector Rural de la comuna de Colina, Región Metropolitana y
corresponde a un proyecto de pequeños medios de generación distribuida (PMGD) a
través de energías renovables no convencionales (ERNC), que generará energía limpia a
mediante la construcción de una central de 10,52 MWp, y potencia nominal 9MWac, los
que serán inyectados al Sistema Eléctrico Nacional (SEN) a través de una línea de
evacuación de 12 kV. La central utilizará la tecnología de paneles fotovoltaicos para la
captación de la energía solar.
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2.1 Parque fotovoltaico
El Parque Fotovoltaico está conformado por un conjunto de paneles solares los que suman
un total de 10,52 MWp. El parque contará con tres Subestaciones Inversora
Transformadora de 3,5 MVa cada una; los inversores permiten convertir la corriente
continua generada en las cadenas de paneles en corriente alterna, forma en la que puede
ser inyectada a las redes de media tensión. El transformador eleva la tensión de salida del
inversor hasta la tensión a la que se encuentran las líneas de distribución de media
tensión en el punto de conexión.
Un Centro de Seccionamiento reúne las líneas de distribución para enviar la energía
generada por el parque mediante una línea aérea de media tensión (12 kV), hasta el punto
de interconexión ubicado a 2.707 metros del perímetro del Parque, donde se entregará la
energía al Sistema Eléctrico Nacional (SEN).
Figura 1 Esquema general Parque Fotovoltaico Colina
Fuente: GAC
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2.2 Línea de evacuación
El Proyecto no contará con una subestación eléctrica, sino que se conectará directamente
a la red de distribución perteneciente al Sistema Eléctrico Nacional.
Mediante un tramo de 2.707 metros de Línea de Media Tensión de 12 kV, se evacuará la
energía producida en el Parque Fotovoltaico y concentrada en el Centro de
Seccionamiento, hacia a la red de evacuación existente (SEN), por donde será distribuida a
los consumidores.
Los postes de la línea de evacuación serán de hormigón armado y tendrán una altura de
11,5 m y un ancho de 2,14 m en su parte más ancha, que es donde se sustentan los
conductores. En la
Figura 2 y ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se muestra la estructura de
un poste referencial y el trazado de la línea de evacuación de energía respectivamente.
Figura 2. Estructura referencial poste de hormigón armado
Fuente: Solek
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Figura 3 Trazado de línea de evacuación
Fuente: Solek
3 CAMPO ELECTROMAGNÉTICO EN ALTA TENSIÓN
La unidad del campo eléctrico es el Volt por metro [V/m] o Kilo Volt por metro [KV/m] en alta tensión y es dependiente del voltaje de los conductores.
El campo magnético se debe a la corriente que circula por los conductores. La magnitud
representativa del campo magnético es la “Inducción Magnética” o “Densidad de Flujo
Magnético” B, que tiene como unidad de medida práctica el mili Gauss (1 mG = 10-3
Gauss) o el micro Tesla (1T = 10-6 Tesla) y se relacionan por: 1 T = 10 mG.
Para investigar los efectos ambientales de los campos electromagnéticos, se acostumbra a
caracterizar al campo eléctrico y el campo magnético cerca de una instalación de alta
tensión por el concepto “Campo a nivel del suelo”, que corresponde al campo eléctrico o
magnético medido o calculado a 1 metro de altura sobre el suelo, en ausencia de otros
objetos.
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4 CAMPO MAGNÉTICO DE CENTROS DE TRANSFORMACIÓN
La densidad de flujo B está muy relacionada con la potencia aparente nominal de un
transformador. En base a una serie de experiencias y resultados obtenidos en una amplia
gama de potencias, en la referencia [5] se sugiere una relación simple para el valor
efectivo de la inducción magnética en la vecindad de un transformador:
Brms(r) = kTr PN/r3 [micro Tesla]
PN: Potencia Nominal del transformador [kVA]
r: Distancia desde el centro del transformador [m]
kTr: Coeficiente de Campo [ms/A], [Tm3/VA]
Un valor establecido de kTr en la misma referencia es: 0,04 Tm3/kVA.
Esta expresión indica que la densidad de flujo magnético de transformadores decrece
rápidamente al alejarse del transformador (relación inversa con la tercera potencia de la
distancia). De acuerdo a esta expresión, con un transformador de 3,5 MVA para cada
Centro de Transformación, la densidad de flujo magnético B a una distancia D desde el
centro del transformador es la siguiente:
Tabla 1 Variación de la inducción magnética con distancia al transformador
Distancia D[m]
2 4 6 8 10
Inducción magnética B [micro Tesla] 17,5 2,19 0,65 0,27 0,14
Fuente: Elaboración propia
Se observa que a partir de 6m del transformador, la inducción magnética se reduce a un
valor inferior a 1,0 [micro Tesla]. Por lo tanto, el área de influencia para el campo
magnético de un transformador de 3,5 MVA abarca menos de 6m en torno al
transformador.
5 MODELAMIENTO DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN DE 12 KV
El análisis mediante elementos finitos para el concepto campo a nivel del suelo, se
presenta a continuación para el poste mostrado en la Figura 2. La línea transversal en las
figuras representa la superficie del suelo; las líneas verticales rojas corresponden a los
bordes de la franja de seguridad; la posición de la línea se representa por el símbolo ⇩.
9
Figura 4 Malla de elementos finitos
Fuente: Elaboración propia
Figura 5 Distribución de líneas equipotenciales eléctricas
Fuente: Elaboración propia
10
Figura 6 Campo eléctrico a 1m sobre el suelo bajo poste
Fuente: Elaboración propia
Figura 7 Distribución de líneas equipotenciales magnéticas
Fuente: Elaboración propia
11
Figura 8 Inducción magnética 1m sobre el suelo bajo poste
Fuente: Elaboración propia
En la Tabla siguiente se presenta los valores obtenidos a 1m de altura sobre el
suelo en el borde de la franja de seguridad, considerada con un ancho total de 10m.
Tabla 2 Valores de campo en el borde de la franja
Campo
eléctrico
[V/m]
Inducción
magnética
[micro Tesla]
Inducción magnética
[mili Gauss]
Poste 110 1,08 10,8
Fuente: Elaboración propia
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6 RADIO INTERFERENCIA POR FENÓMENO CORONA
La descarga corona en líneas de alta tensión corresponde a descargas eléctricas parciales
en el aire alrededor de los conductores, generadas por alto campo eléctrico, que provoca
ionización del aire. Este fenómeno emite campos electromagnéticos desde frecuencias de
audio hasta alta frecuencia que pueden provocar perturbaciones en la banda de
frecuencia de radio.
Mediante la aplicación del software LINEAS, de elaboración propia, se determina el campo
eléctrico en la superficie de los conductores y la radio interferencia emitida por la
configuración definida por el poste de la línea de 12 kV. El programa ocupa el Método de
Simulación de Cargas [2] para determinar el campo eléctrico superficial y el procedimiento
CIGRE para evaluar nivel de interferencia [2]. En el Apéndice se presenta el listado de
salida del programa, para la estructura analizada; a continuación se incluye el gráfico de
variación con la distancia al eje de la estructura.
Figura 9 Radio interferencia vs distancia a la línea
Fuente: Elaboración propia
La línea verde señala el valor de acuerdo a las condiciones de norma (a 0,5 MHz y a
15m de distancia lateral desde el conductor externo), -8,06 [dB/uV/m].
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7 NORMAS DE REFERENCIA PARA CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS DE 50 HZ
En nuestro país no existe reglamentación relativa a los valores límites permitidos
de exposición de las personas a los campos electromagnéticos de frecuencia industrial. No
obstante, la regulación ambiental que rige el tema de emisiones señala que de no existir
una regulación nacional, debe aplicarse como norma de referencia aquella que se
encuentre vigente en estados específicos. El Decreto Nº 40 del Ministerio del Medio
Ambiente, “Aprueba Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental”,
publicado el 12-08-2013, y que entró en vigencia el 24-12-2013, indica en su Artículo 11:
“Las normas de calidad ambiental y de emisión que se utilizarán como referencia para los
efectos de evaluar si se genera o presenta el riesgo indicado en la letra a) y los efectos
adversos señalados en la letra b), ambas del artículo 11 de la Ley, serán aquellas vigentes
en los siguientes Estados: República Federal de Alemania, República Argentina, Australia,
República Federativa del Brasil, Canadá, Reino de España, Estados Unidos Mexicanos,
Estados Unidos de América, Nueva Zelandia, Reino de los Países Bajos, República Italiana,
Japón, Reino de Suecia y Confederación Suiza. Para la utilización de las normas de
referencia, se priorizará aquel Estado que posea similitud en sus componentes
ambientales, con la situación nacional y/o local, lo que será justificado razonablemente
por el proponente.
La recomendación de uso más frecuente para público general y exposición
permanente, es la publicada por la ICNIRP [4], organismo no gubernamental reconocido
por la Organización Mundial de la Salud como referente en el tema de campos
electromagnéticos y salud, que establece como límites seguros 5.000 [V/m] para el campo
eléctrico y 200 [micro Tesla] para la inducción magnética, valores incorporados en la
normativa de varios países mencionados en la nómina anterior.
8 NORMATIVA DE REFERENCIA PARA RADIO INTERFERENCIA
La referencia 3 indica el nivel de perturbación radio eléctrica aceptable generada
por líneas de transmisión o subestaciones, a una frecuencia de 0,5 MHz, y a 15 m de
distancia lateral de la fase externa, tabla que se reproduce a continuación:
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Tabla 3 Nivel de perturbación radiofónica aceptable a 0,5 MHz
Tensión eléctrica
nominal entre fases (kV)
Radio interferencia
[dB /1 µV/m]
Bajo 70 43
70 – 200 49
200 – 300 53
300 – 400 56
400 – 600 60
Sobre 600 63
Para una línea, valores a 15 m de distancia lateral de la fase externa
Para una subestación, valores a 15 m del borde
Para una instalación de 12 kV, el límite correspondiente es 43 [dB/ (1V/m)] .
9 CONCLUSIONES
Del análisis efectuado se obtuvo los siguientes valores característicos:
Tabla 4 Valores finales para instalaciones Proyecto Solar Linares Norte
Campo eléctrico
[V/m]
Inducción magnética
[micro Tesla]
Radio Interferencia [dB/uV/m]
Transformador 3,5MVA A 6m del equipo
- 1,0 -
Línea de 12kV
Valor máximo 140 1,50 0,25
Valor en borde franja 110 1,08 -7,5
Valor a 15m conductor 29 0,40 -8,06
Valor límite 5.000 200 43
Cumplimiento SI SI SI
De acuerdo a lo mostrado en la Tabla anterior, se concluye que las instalaciones
del Proyecto Fotovoltaico Colina, satisfacen la normativa vigente respecto de la
componente campos electromagnéticos.
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REFERENCIAS
[1] Students' QuickField (TM) Finite Element Analysis System
Version 5.8 User's Guide
Copyright (C) Tera Analysis Company, 2010.
[2] N. Morales, "Fenómeno corona en líneas de transmisión y sus efectos".
Publicación T(P)/9, Departamento de Ingeniería Eléctrica. Noviembre 1986.
[3] Association canadienne de normalisation, Valeurs limites et methods de mesure du
bruit électromagnétique (0,15 à 30 MHz) produit par les reseaux de courant
alternatif. CAN3- C108.3.1 – M84. Octobre 1984.
4 International Commission on Non‐Ionizing Radiation Protection
ICNIRP Publication – 2010
ICNIRP Guidelines for limiting exposure to time‐varying electric and magnetic fields
(1 hz – 100 kHz)
Published in: Health Physics 99(6):818‐836; 2010
[5] Worst Case Evaluation of Magnetic Field in the vicinity of Electric Power Substations
Gerhard Bräunlich, Reinhold Bräunlich ETH Zürich, Switzerland
FKH Fachkommission für Hochspannungsfragen
Proceedings, 20th Int. Zurich Symposium on EMC, Zurich 2009
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APÉNDICE
ESTUDIO DE RADIO INTERFERENCIA PARA LA LÍNEA
Se presenta a continuación el listado de salida del programa LINEAS, que calcula
campo eléctrico superficial en conductores de línea de alta tensión y radio interferencia,
aplicado a la estructura en estudio.
NOTA: El programa utiliza punto decimal (.) en lugar de coma (,). No incluye tilde
de acentos.
CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL INDUCIDO EN TORNO A LINEAS DE TRANSMISION
Numero total de conductores : 3
Numero de conductores activos : 3
Numero de cables de guardia : 0
Fase 1 2 3
Numero de subconductores 1 1 1
Radio del subconductor (cm) 1.03 1.03 1.03
Ubicacion lateral del conductor (m) -0.80 0.20 0.80
Altura conductor sobre el suelo (m) 10.00 10.00 10.00
Matriz de coeficientes (amplif. por (2 πƐ0))
7.5713 2.9970 2.5289
2.9970 7.5713 3.5070
2.5289 3.5070 7.5713
Matriz de capacitancias (amplif. por 1/(2 πƐ0))
.1622 -.0498 -.0311
-.0498 .1834 -.0683
-.0311 -.0683 .1741
Potenciales de conductores ( KVolts)
( 6.9280, 0.0000 ) 6.9280
( -3.4640, -5.9998 ) 6.9280
( -3.4640, 5.9998 ) 6.9280
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Cargas en conductores (Cb)/( 2 πƐ0)
( 1.4038, .1121 ) 1.4082
( -.7436, -1.5106 ) 1.6837
( -.5819, 1.4547 ) 1.5668
Gradientes superficiales (kVef./cm)
( 1.3629, .1088 ) 1.3672
( -.7219, -1.4666 ) 1.6347
( -.5650, 1.4123 ) 1.5212
Radio Interferencia
RI1 RI2 RI3 RI
-11,11 -9,73 -9,38 -8,06
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Distancia [m]
[dB/uV/m] Radio interferencia
