Serrano Duran Jose Manuel

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

SECCIN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIN UNIDAD ZACATENCO

ANLISIS Y GESTIN DE RIESGOS EN EL MANTENIMIENTO DE UN SISTEMA ELCTRICO, CASO DE: UNA SUBESTACIN DE ALTA TENSIN

T E S I S

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE

MAESTRO EN CIENCIAS

EN

INGENIERA DE SISTEMAS

PRESENTA:

ING. JOS MANUEL SERRANO DURN

DIRECTOR DE TESIS:

DR. JAIME REYNALDO SANTOS REYES

MXICO D.F. JULIO DE 2011

ACTA DE REVISIN DE TESIS Pgina I

ACTA DE REVISIN DE TESIS

ACTA DE REVISIN DE TESIS Pgina II

ACTA DE REVISIN DE TESIS

CARTA DE CESIN DE DERECHOS Pgina III

CARTA DE CESIN

DE DERECHOS

CARTA DE CESIN DE DERECHOS Pgina IV

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA

SECCIN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIN

CARTA DE CESIN DE DERECHOS

En la Ciudad de Mxico D.F., el da 13 de Junio del mes del ao 2011, el que suscribe Jos

Manuel Serrano Durn alumno del Programa de Maestra en Ciencias en Ingeniera de Sistemas

con nmero de registro A090457, adscrito a la Seccin de Estudios de Posgrado e Investigacin

de la E.S.I.M.E. Unidad Zacatenco, manifiesta que es autor intelectual del presente trabajo de

Tesis bajo la direccin del Dr. Jaime Reynaldo Santos Reyes y cede los derechos del trabajo

intitulado Anlisis y Gestin de Riesgos en el Mantenimiento de un Sistema Elctrico, Caso de:

una Subestacin de Alta Tensin, al Instituto Politcnico Nacional para su difusin, con fines

acadmicos y de investigacin.

Los usuarios de la informacin no deben de reproducir el contenido textual, graficas o datos del

trabajo sin el permiso expreso del autor y/o director del trabajo. Este puede ser obtenido

escribiendo a la siguiente direccin [email protected]. Si el permiso se

otorga, el usuario deber dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo.

Ing. Jos Manuel Serrano Durn

Nombre y Firma

RESUMEN Pgina V

RESUMEN

RESUMEN Pgina VI

RESUMEN

En este trabajo de tesis se presenta un Anlisis HAZOP en el Mantenimiento de una Subestacin

Elctrica de Alta Tensin, de manera particular en una subestacin elctrica de potencia para

rectificacin del Sistema de Transporte Colectivo Metro de la Ciudad de Mxico, debido a que

un sistema de este tipo por la gran extensin de la red con la que cuenta, en el se tiene una

gran cantidad de subestaciones elctricas, lo cual lo hace susceptible a fallos que se pueden

derivar en afectaciones econmicas, polticas, sociales y ambientales.

En este trabajo de tesis se utilizar la Metodologa HAZOP para la identificacin de riesgos

asociados con el mantenimiento de una subestacin elctrica.

En nuestro anlisis se estudian, analizan y evalan todas las posibles fallas derivadas de los

sistemas tcnicos, procedimientos operativos y las imprudencias que se pudieran presentar y

originar sucesos no deseados que afectaran de manera sustentable al sistema bajo estudio.

Como se menciona nuestro anlisis se realiza en un escenario en donde se est llevando a cabo

un mantenimiento a una Subestacin Elctrica de Alta Tensin, por lo cual se realizan

diferentes anlisis involucrando las posibles variables en diferentes escenarios.

De acuerdo a los resultados obtenidos en los anlisis, se realizarn las acciones y

recomendaciones para la mitigacin de los riesgos detectados, con lo cual llegaremos a una

decisin y conclusin final, para establecer que es lo ms viable para considerar nuestro

sistema bajo estudio como confiable en caso de ocurrir un siniestro no deseable.

ABSTRACT Pgina VII

ABSTRACT

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ABSTRACT

This thesis presents a HAZOP Analysis in Maintenance of High Voltage Power Substation, in

particular on electric power substation for rectification Metro Public Transport System of the

City of Mexico, because a system such by the large size of the network that counts, it takes a lot

of electrical substations, which makes it susceptible to failures that can lead to economic

effects, political, social and environmental issues.

This thesis will use the HAZOP methodology for identifying risks associated with the

maintenance of an electrical substation.

Our analysis study, analyze and evaluate all possible failure resulting from technical systems,

operational procedures and recklessness that may arise and cause unwanted events in a

sustainable way affect the system under study.

As mentioned our analysis is performed on a stage where it is carrying out maintenance to a

high voltage electrical substation, so that different tests are performed involving the possible

variables in different scenarios.

According to the results obtained in the analysis, implementation of the actions and

recommendations for mitigating identified risks, which will reach a final conclusion and decision

to establish which is the most viable to consider our system under study as a reliable in the

event of an accident is desirable.

AGRADECIMIENTOS Pgina IX

AGRADECIMIENTOS

AGRADECIMIENTOS Pgina X

AGRADECIMIENTOS

La culminacin del presente trabajo de tesis no se hubiese logrado de no haber sido por el gran apoyo de los profesores: Dra. Elvira valos Villareal, Dra. Claudia Hernndez Aguilar, Dr. Luis Manuel Hernndez Simn, M. en C. Jorge Arturo Reyes Bonilla, a quienes agradezco por su dedicacin y esmero en sus enseanzas y por haber formado parte de este gran proyecto. En especial gracias Dr. Jaime Reynaldo Santos Reyes por brindarme su confianza y haber sido mi asesor durante el desarrollo de este tan importante trabajo de tesis.

DEDICATORIAS Pgina XI

DEDICATORIAS

DEDICATORIAS Pgina XII

DEDICATORIAS

La terminacin de una etapa muy importante en mi vida se ve plasmada y reflejada en el presente trabajo de tesis, el cual no se hubiera logrado sin el apoyo de todas aquellas personas que han confiado infinitamente en m, por ello dedico el presente a: Mis Padres y mis Hermanos quienes en todo momento y sin importar la circunstancias me han brindado su apoyo y compresin incondicional en todas y cada una de las etapas de mi vida. Mis Amigos por el tiempo que nos dimos de compartir nuestras alegras y tristezas por eso y ms muchas gracias: Janeth, Marlen, Rub, Maricarmen, Enrique Galindo, Jess, Benjamn, Campero, Lorenzo, Erwin y Jorge. Y a una personita muy especial en mi vida quien comparti parte de su tiempo, paciencia y dedicacin a mi lado.

Ing. Jos Manuel Serrano Durn

NDICE Pgina XIII

NDICE

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NDICE PGINA ACTA DE REVISIN DE TESIS I CARTA DE CESIN DE DERECHOS III RESUMEN. V ABSTRACT. VII AGRADECIMIENTOS.. IX DEDICATORIAS.. XI INTRODUCCIN... XVII OBJETIVOS... XIX NDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRAFICAS... XXI GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES.. XXIV CAPTULO I.- ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIN.... 1 1.1 INTRODUCCIN. 2 1.2 GENERACIN, TRANSMISIN Y DISTRIBUCIN DE LA ENERGA ELCTRICA... 2 1.2.1 ANTECEDENTES. 2 1.2.2 GENERACIN.. 5 1.2.3 TRANSMISIN. 7 1.2.4 DISTRIBUCIN 9 1.2.5 SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA. 10 1.3 ESTADSTICAS DE INCIDENTES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL.. 12 1.4 ESTADSTICAS DE INCIDENTES EN EL CONTEXTO NACIONAL. 17 1.5 JUSTIFICACIN DEL PROYECTO DE TESIS. 19 1.6 CONCLUSIN DEL CAPTULO 19 CAPTULO II.- MARCO TERICO Y METODOLGICO 20 2.1 INTRODUCCIN. 21 2.2 LA TEORA GENERAL DE SISTEMAS (TGS). 22 2.3 CONCEPTOS GENERALES DEL ANLISIS DE RIESGOS 24 2.3.1 EVALUACIN DE RIESGOS.. 24 2.3.2 ANLISIS DE RIESGOS 26 2.3.2.1 IDENTIFICACIN DE PELIGROS 26 2.3.2.2 ESTIMACIN DEL RIESGO.. 27 2.3.2.3 PROBABILIDAD DE QUE OCURRA EL DAO 28 2.3.3 PREPARAR UN PLAN DE CONTROL DE RIESGOS. 28 2.3.4 REVISAR EL PLAN.. 29 2.4 CONCEPTOS BASICOS DE LNEAS DE ALTA Y BAJA TENSIN.. 29 2.5 TEORA BSICA DE LA FUNCIN DE UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE ALTA TENSIN 33 2.6 METODOLOGA PARA EL ANLISIS DE RIESGOS EN EL MANTENIMIENTO DE SUBESTACIONES ELCTRICAS.. 36 2.6.1 DEFINICIN DEL PROBLEMA 37 2.6.2 PREPARACIN 37 2.6.3 ANLISIS. 38 2.6.4 DOCUMENTACIN Y SEGUIMIENTO.. 40 2.7 CONCLUSIONES DEL CAPTULO.. 40

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PGINA CAPTULO III.- DESCRIPCIN DE LA SUBESTACIN ELCTRICA 41

3.1 INTRODUCCIN. 42

3.2 DESCRIPCIN DE LA SUBESTACIN ELCTRICA DE ALTA TENSIN 42 3.3 LA SUBESTACIN ELCTRICA Y SU CONTEXTO ESPACIAL Y TEMPORAL. 50 3.4 CARACTERISTICAS FSICAS Y TCNICAS DE LA SUBESTACIN ELCTRICA. 54

3.4.1 CARACTERISTICAS FSICAS DE LA SUBESTACIN ELCTRICA. 54 3.4.2 CARACTERISTICAS TCNICAS DE LA SUBESTACIN ELCTRICA... 55

3.5 CONCLUSIONES DEL CAPTULO.. 56 CAPTULO IV.- ANLISIS DE RIESGOS DEL CASO DE ESTUDIO.. 57 4.1 INTRODUCCIN 58 4.2 APLICACIN DE LA METODOLOGA PARA EL ANLISIS DE HAZOP 58 4.2.1 DEFINICIN DEL PROBLEMA 58 4.2.2 PREPARACIN. 59 4.2.3 ANLISIS. 60 4.2.4 DOCUMENTACIN Y SEGUIMIENTO 71

4.3 CONCLUSIONES DEL CAPTULO.. 72 CAPTULO V.- CONCLUSIONES Y FUTURO TRABAJO... 73

5.1 INTRODUCCIN. 74 5.2 CONCLUSIONES. 74 5.2.1 CONCLUSIONES ACERCA DE LOS CASOS DE ESTUDIO 74 5.2.2 CONCLUSIONES ACERCA DE LA METODOLOGA EMPLEADA EN EL ANLISIS 75 5.2.3 RECOMENDACIONES DERIVADAS DEL PROYECTO DE INVESTIGACIN 75

5.3 FUTURO TRABAJO 76 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS Y WEBGRAFA. 77 ANEXO-A.- EL SISTEMA DE ENERGA ELCTRICA Y SU CONTEXTO. XXIX A1 INTRODUCCIN.. XXX A.2 EL SISTEMA DE ENERGA ELCTRICA Y SU CONTEXTO XXX A.2.1 HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD. XXX A.2.2 ANTECEDENTES DE LA ELECTRIDAD EN MXICO XXXIII

ANEXO-B.-FORMAS DE GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA. XXXV B1 GEOTERMOELCTRICA XXXVI

B1.1 LA ENERGA GEOTRMICA.. XXXVII B1.2 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE UNA PLANTA GEOTRMICA. XXXVIII B1.3 ESQUEMA DE UNA PLANTA GEOTRMICA.. XXXVIII B2 TERMOELCTRICA. XXXIX

B2.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE LAS CENTRALES TERMOELCTRICAS TIPO VAPOR .. XL B2.2 CENTRALES TERMOELCTRICAS TIPO VAPOR XLI B3 TURBOGAS. XLII B3.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE PLANTAS DE TURBOGAS XLII

B4 CARBOELCTRICAS XLIII B4.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE CARBOELCTRICAS. XLIII B5 CICLO COMBINADO. XLIV B5.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO EN INSTALACIONES DE CICLO COMBINADO .. XLIV B6 COMBUSTIN INTERNA XLV B6.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO EN LAS PLANTAS DE COMBUSTIN INTERNA XLV B7 NUCLEOELCTRICAS. XLVI B7.1 LA NICA CENTRAL NUCLEOELCTRICA DEL PAS.. XLVI

B7.2 LA ENERGA NUCLEAR XLVI B7.2.1 EL TOMO.. XLVI

B7.2.2 URANIO NATURAL XLVIII

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PGINA

B7.3 REACTORES NUCLEARES.. XLIX B8 HIDROELCTRICAS. L B8.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE LAS CENTRALES HIDROELCTRICAS L B9 EOLOELCTRICA.. LI B9.1 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE LAS CENTRALES ELICAS LI B9.2 DESARROLLO DE LA ENERGA ELICA EN MXICO. LI B9.2.1 CENTRAL ELICA DE LA VENTA, OAXACA. LII B9.2.2 CENTRAL ELICA DE GUERRERO NEGRO, BAJA CALIFORNIA SUR.. LII ANEXO-C.- COMPARACIN ENTRE PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS DE COMISIN FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE) Y EL SISTEMA DE TRANSPORTE COLECTIVO METRO (STC)

LIII

C1. COMISIN FEDERAL DE ELECTRICIDAD (CFE) PROCEDIMIENTO OPERATIVO PARA MANTENIMIENTO A LNEAS DE

TRANSMISIN DE 230 KV..

LIV

C2. SISTEMA DE TRANSPORTE COLECTIVO METRO (STC) PROCEDIMIENTO DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A LOS

EQUIPOS DE ALTA TENSIN.

LVI

INTRODUCCIN Pgina XVII

INTRODUCCIN

INTRODUCCIN Pgina XVIII

INTRODUCCIN

Una subestacin elctrica de constituye de equipos y elementos que sirven para controlar y

distribuir la energa elctrica, que est a su vez forma parte de un sistema elctrico de potencia.

Durante la operacin en dicha subestacin existen factores de riesgo, originados por ejemplo,

de un mal mantenimiento, un equipo daado o por una inadecuada coordinacin entre el

personal tcnico que se encuentra fsicamente en la subestacin y el personal encargado de

realizar las maniobras a distancia desde un puesto de operacin, lo cual se puede derivar en

accidentes que afectan a los equipos, el suministro de energa elctrica o peor aun daos fsicos

al personal que interviene en la subestacin elctrica.

Por otro lado, debido al incremento (dato de seguridad industrial) de lesiones por descargas

elctricas sufridas por el personal tcnico durante la realizacin de algn mantenimiento en

lneas de transmisin y subestaciones elctricas de potencia, se pretende desarrollar una

metodologa con la cual se pueda identificar los peligros asociados en el mantenimiento de

subestaciones elctricas de potencia as como en lnea de transmisin.

Por tal motivo la eleccin de este tema de tesis surge como una necesidad dada la gran

cantidad de accidentes que ocurren en el ramo elctrico es alarmante y el incremento de

lesiones por descargas elctricas sufridas por el personal tcnico durante la realizacin de algn

mantenimiento en lneas de transmisin y subestaciones elctricas de potencia; en la mayora

de los casos no se lleva acabo una investigacin o seguimiento adecuado para identificar el

riesgo que los origino. Dado lo anterior, me es de gran inters desarrollar una metodologa con

la cual se pueda identificar los peligros asociados en el mantenimiento de subestaciones

elctricas de potencia as como en lnea de transmisin. Lo anterior puede ayudar a reducir los

riesgos de accidentes en dichos procesos.

OBJETIVOS Pgina XIX

OBJETIVOS

OBJETIVOS Pgina XX

OBJETIVO GENERAL

Proponer una metodologa para el anlisis y gestin de riesgos en el

mantenimiento de una subestacin elctrica de alta tensin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Llevar a cabo una revisin bibliogrfica exhaustiva de toda la informacin

relacionada con: {a} teora de anlisis de riesgos; y {b} teora bsica de

subestaciones elctricas.

Recopilar la informacin relacionada con: {a} subestaciones elctricas y sus

caractersticas; {b} lneas de transmisin de baja y alta tensin; y {c} estadsticas

de incidentes en el mantenimiento de las subestaciones elctricas de alta

tensin.

Llevar a cabo el anlisis de riesgos.

Documentar los resultados de la investigacin.

NDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRAFICAS Pgina XXI

NDICE DE FIGURAS, TABLAS

Y GRAFICAS

NDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRAFICAS Pgina XXII

NDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRAFICAS

FIGURAS PGINA FIGURA 1.1.- GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA A NIVEL MUNDIAL.. 3 FIGURA 1.2.- PROCEDIMIENTO DE LA GENERACIN DE LA ENERGA ELCTRICA 6 FIGURA 1.3.- REPRESENTACIN ESQUEMATIZADA DE UN SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Y DISTRIBUCIN DE

LA ENERGA ELCTRICA. 8 FIGURA 1.4.- REPRESENTACIN DE UN CENTRO DE TRANSFORMACIN 10 FIGURA 1.5.- REPRESENTACIN DE UN SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA. 11 FIGURA 1.6.- GRAFICA REPRESENTATIVA DE LESIONES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL.. 12 FIGURA 1.7.- GRAFICA REPRESENTATIVA DE LESIONES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL.. 13 FIGURA 1.8.- GRAFICA REPRESENTATIVA DE LESIONES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL.. 14 FIGURA 1.9.- GRAFICA REPRESENTATIVA DE LESIONES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL.. 14 FIGURA 2.1.- REPRESENTACIN HOLOS DEL MARCO TERICO Y METODOLGICO. 21

FIGURA 2.2.- REPRESENTACIN HOLOS - TEORA GENERAL DE SISTEMAS. 22 FIGURA 2.3.- LNEAS DE TRANSMISIN SOBRE ESTRUCTURA METLICA 30 FIGURA 2.4.- LNEAS DE TRANSMISIN CON TORRES DE AMARRE.. 31 FIGURA 2.5.- LNEAS DE TRANSMISIN CON TORRES DE SUSPENSIN. 31 FIGURA 2.6.- REPRESENTACIN ESQUEMATIZADA DE UN SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA Y DISTRIBUCIN DE

LA ENERGA ELCTRICA. 32 FIGURA 2.7.- INSTALACIN DE UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA. 33 FIGURA 2.8.- TRANSFORMADOR ELCTRICO DE POTENCIA.. 34 FIGURA 2.9.- METODOLOGA PARA EL ANLISIS DE RIESGOS EN EL MANTENIMIENTO SUBESTACINES ELCTRICA..

37

FIGURA 2.10.- SECUENCIA LGICA DE ANLISIS HAZOP. 39 FIGURA 3.1.- SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA.. 42 FIGURA 3.2.- TRANSFORMADOR ELCTRICO DE POTENCIA.. 44 FIGURA 3.3.- EQUIPOS ELCTRICOS EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA. 45 FIGURA 3.4.- INTERRUPTORES DE POTENCIA EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA. 45 FIGURA 3.5.- TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTO TPS Y TCS. 46 FIGURA 3.6.- SECCIONADORES INSTALADOS EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA. 46 FIGURA 3.7.- BUSES INSTALADOS EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA.. 47 FIGURA 3.8.- CUCHILLAS DE PUESTA A TIERRA INSTALADAS EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA.. 47 FIGURA 3.9.- APARTARRAYOS INSTALADAS EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA 48 FIGURA 3.10.- ESTRUCTURA DE SOPORTE EN UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA 48 FIGURA 3.11.- UBICACIN GEOGRFICA DE LA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA DE LNEA A DEL STC METRO..

50

FIGURA 3.12.- FORMA FSICA DE UNA SUBESTACIN ELCTRICA DE POTENCIA PARA RECTIFICACIN. 55 FIGURA 4.1.- ANLISIS-DEFINICIN DEL PROBLEMA.. 58 FIGURA 4.2.- ANLISIS- PREPARACIN DE LA INFORMACIN 59 FIGURA 4.3.- ANLISIS HAZOP 60 FIGURA 4.4.- REPRESENTACIN DEL SISTEMA BAJO ESTUDIO. 62 FIGURA 4.5.- ANLISIS-DOCUMENTACIN Y SEGUIMIENTO. 71

NDICE DE FIGURAS, TABLAS Y GRAFICAS Pgina XXIII

TABLAS PGINA TABLA 1.1.- INFORMACIN COMPLEMENTARIA DE LESIONES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL. 16 TABLA 1.2.- HISTRICO DE ACCIDENTES POR CONTACTO ELCTRICO POR AREAS. 17

TABLA 2.1.- EJEMPLO DE PALABRAS GUA 38 TABLA 2.2.- EJEMPLO DE UN MODELO DE FORMATO PARA LA EVALUACIN DE RIESGOS.. 40 TABLA 3.1.- NIVELES DE TENSIN EMPLEADOS EN LAS SUBESTACIONES ELCTRICAS DE POTENCIA DEL STC METRO

53

TABLA 4.1.- ANLISIS DEL REA ADMINISTRATIVA 64 TABLA 4.2.- ANLISIS DEL REA TCNICA. 65 TABLA 4.3.- CONTINUACIN DEL ANLISIS DEL REA TCNICA 66 TABLA 4.4.- CONTINUACIN DEL ANLISIS DEL REA TCNICA 67 TABLA 4.5.- ANLISIS DEL REA DEL CONTROL DE LA ENERGA 68 TABLA 4.6.- CONTINUACIN DEL ANLISIS DEL REA DEL CONTROL DE LA ENERGA.. 69 TABLA 4.7.- CONTINUACIN DEL ANLISIS DEL REA DEL CONTROL DE LA ENERGA.. 70

GRFICAS PGINA

Grafica 1.1.- HISTRICO DE ACCIDENTES POR CONTACTO ELCTRICO POR AREAS. 18

FIGURAS ANEXOS PGINA FIGURA B1.- ORIGEN DE LA ENERGA GEOTRMICA. XXXVII FIGURA B2.- ESQUEMA DE UNA PLANTA GENERADORA GEOTRMICA XXXVIII FIGURA B3.- SECUENCIA DE TRANSFORMACIN DE LA ENERGA. XL FIGURA B4.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL TERMOELCTRICA. XLI FIGURA B5.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL DE TURBOGAS.. XLII FIGURA B6.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL CARBOELCTRICA.. XLIII FIGURA B7.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL DE CICLO COMBINADO.. XLIV FIGURA B8.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL DE COMBUSTIN INTERNA. XLV FIGURA B9.- DESCRIPCIN DEL TOMO.. XLVII FIGURA B10.- DESCRIPCIN DE LA REACCIN EN CADENA XLVII FIGURA B.11.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL NUCLEOELCTRICA.. XLIX FIGURA B.12.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICA.. L FIGURA B13.- ESQUEMA DE UNA CENTRAL EOLOELCTRICA LI FIGURA B14.- DESCRIPCIN DE LA GENERACIN DE LA ENERGA ELCTRICA.. LII

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES Pgina XXIV

GLOSARIO DE TRMINOS

Y DEFINICIONES

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES Pgina XXV

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES

Anlisis Un anlisis en sentido amplio es la descomposicin de un todo en partes para poder estudiar su estructura, sistemas operativos o funciones. Adaptabilidad Capacidad o habilidad de un grupo social de ajustarse a cambios ambientales con fines de supervivencia y sostenibilidad. Amenaza (Hazard) Peligro latente que representa la posible manifestacin dentro de un perodo de tiempo y en un territorio particular de un fenmeno de origen natural, socio-natural o antrpogenico, que puede producir efectos adversos en las personas, la produccin, la infraestructura, los bienes y servicios y el ambiente. Es un factor de riesgo externo de un elemento o grupo de elementos expuestos, que se expresa como la probabilidad de que un evento se presente con una cierta intensidad, en un sitio especifico y en dentro de un periodo de tiempo definido. Anlisis de riesgo En su forma ms simple es el postulado de que el riesgo es el resultado de relacionar la amenaza y la vulnerabilidad de los elementos expuestos, con el fin de determinar los posibles efectos y consecuencias sociales, econmicas y ambientales asociadas a uno o varios fenmenos peligrosos. Cambios en uno o ms de estos parmetros modifican el riesgo en s mismo, es decir, el total de prdidas esperadas y consecuencias en un rea determinada. Dao Efecto adverso o grado de destruccin causado por un fenmeno sobre las personas, los bienes, sistemas de prestacin de servicios y sistemas naturales o sociales. Desastre Situacin o proceso social que se desencadena como resultado de la manifestacin de un fenmeno de origen natural, tecnolgico o provocado por el hombre que, al encontrar condiciones propicias de vulnerabilidad en una poblacin, causa alteraciones intensas, graves y extendidas en las condiciones normales de funcionamiento de la comunidad; representadas de forma diversa y diferenciada por, entre otras cosas, la prdida de vida y salud de la poblacin; la destruccin, prdida o inutilizacin total o parcial de bienes de la colectividad y de los individuos as como daos severos en el ambiente, requiriendo de una respuesta inmediata de las autoridades y de la poblacin para atender los afectados y restablecer umbrales aceptables de bienestar y oportunidades de vida. Elementos en riesgo (expuestos) Es el contexto social, material y ambiental representado por las personas y por los recursos, servicios y ecosistemas que pueden ser afectados por un fenmeno fsico.

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES Pgina XXVI

Emergencia Estado caracterizado por la alteracin o interrupcin intensa y grave de las condiciones normales de funcionamiento u operacin de una comunidad, causada por un evento o por la inminencia del mismo, que requiere de una reaccin inmediata y que exige la atencin o preocupacin de las instituciones del Estado, los medios de comunicacin y de la comunidad en general. Evaluacin de la amenaza Es el proceso mediante el cual se determina la posibilidad de que un fenmeno se manifieste, con un determinado grado de severidad, durante un perodo de tiempo definido y en un rea determinada. Representa la recurrencia estimada y la ubicacin geogrfica de eventos probables. Evaluacin de la vulnerabilidad Proceso mediante el cual se determina el grado de susceptibilidad y predisposicin al dao de un elemento o grupo de elementos expuestos ante una amenaza particular. Evento (perturbacin) Suceso o fenmeno natural, tecnolgico o provocado por el hombre que se describe en trminos de sus caractersticas, su severidad, ubicacin y rea de influencia. Es el registro en el tiempo y el espacio de un fenmeno que caracteriza una amenaza. Es importante diferenciar entre un evento potencial y el evento mismo, una vez ste se presenta. Gestin de riesgos Proceso social complejo que conduce al planeamiento y aplicacin de polticas, estrategias, instrumentos y medidas orientadas a impedir, reducir, prever y controlar los efectos adversos de fenmenos peligrosos sobre la poblacin, los bienes y servicios y el ambiente. Acciones integradas de reduccin de riesgos a travs de actividades de prevencin, mitigacin, preparacin para, y atencin de emergencias y recuperacin post impacto. Mitigacin (reduccin) Planificacin y ejecucin de medidas de intervencin dirigidas a reducir o disminuir el riesgo. La mitigacin es el resultado de la aceptacin de que no es posible controlar el riesgo totalmente; es decir, que en muchos casos no es posible impedir o evitar totalmente los daos y sus consecuencias y slo es posible atenuarlas. Plan de gestin de riesgos: Conjunto coherente y ordenado de estrategias, programas y proyectos, que se formula para orientar las actividades de reduccin de riesgos, los preparativos para la atencin de emergencias y la recuperacin en caso de desastre. Al garantizar condiciones apropiadas de seguridad frente a los diversos riesgos existentes y disminuir las prdidas materiales y consecuencias sociales que se derivan de los desastres, se mejora la calidad de vida de la poblacin. Preparacin (preparativos) Medidas cuyo objetivo es organizar y facilitar los operativos para el efectivo y oportuno aviso, salvamento y rehabilitacin de la poblacin en caso de desastre. La preparacin se lleva a cabo mediante la organizacin y planificacin de las acciones de alerta, evacuacin, bsqueda, rescate, socorro y asistencia que deben realizarse en caso de emergencia.

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES Pgina XXVII

Prevencin Medidas y acciones dispuestas con anticipacin con el fin de evitar o impedir que se presente un fenmeno peligroso o para evitar o reducir su incidencia sobre la poblacin, los bienes y servicios y el ambiente. Reduccin de riesgos Medidas compensatorias dirigidas a cambiar o disminuir las condiciones de riesgo existentes. Son medidas de prevencin-mitigacin y preparacin que se adoptan con anterioridad de manera alternativa, prescriptiva o restrictiva, con el fin de evitar que se presente un fenmeno peligroso, o para que no generen daos, o para disminuir sus efectos sobre la poblacin, los bienes y servicios y el ambiente. Riesgo Es la probabilidad que se presente un nivel de consecuencias econmicas, sociales o ambientales en un sitio particular y durante un perodo de tiempo definido. Se obtiene de relacionar la amenaza con la vulnerabilidad de los elementos expuestos. Riesgo aceptable Posibles consecuencias sociales, econmicas y ambientales que, implcita o explcitamente, una sociedad o un segmento de la misma asume o tolera por considerar innecesario, inoportuno o imposible una intervencin para su reduccin. Es el nivel de probabilidad de una consecuencia dentro de un perodo de tiempo, que se considera admisible para determinar las mnimas exigencias o requisitos de seguridad, con fines de proteccin y planificacin ante posibles Sistema de gestin de riesgos Organizacin abierta, dinmica y funcional de instituciones y su conjunto de orientaciones, normas, recursos, programas y actividades de carcter tcnico cientfico, de planificacin, de preparacin para emergencias y de participacin de la comunidad cuyo objetivo es la incorporacin de la gestin de riesgos en la cultura y en el desarrollo econmico y social de las comunidades. Vulnerabilidad Factor de riesgo interno de un elemento o grupo de elementos expuestos a una amenaza, correspondiente a su predisposicin intrnseca a ser afectado, de ser susceptible a sufrir un dao, y de encontrar dificultades en recuperarse posteriormente. Corresponde a la predisposicin o susceptibilidad fsica, econmica, poltica o social que tiene una comunidad de ser afectada o de sufrir efectos adversos en caso de que un fenmeno peligroso de origen natural o causado por el hombre se manifieste. Las diferencias de vulnerabilidad del contexto social y material expuesto ante un fenmeno peligroso determinan el carcter selectivo de la severidad de sus efectos. S.E Subestacin Elctrica. kV Unidad de medida del nivel de tensin en miles de volts. kVA Unidad de medida de la potencia elctrica aparente en miles de volts-ampere.

GLOSARIO DE TRMINOS Y DEFINICIONES Pgina XXVIII

kW Unidad de medida de la potencia activa o til en miles de watts. Los kW hacen referencia a la potencia activa del sistema, es decir, la forma de transformar la energa elctrica para su aprovechamiento. HAZOP Riesgos y Operatividad por sus siglas en ingles (Hazard and Operability). Sistema Elctrico de Potencia (SEP) Conjunto de elementos que se encargan de generar, transformar, transmitir y distribuir la energa elctrica, a travs de un sistema complejo. Generacin de energa elctrica Es el proceso de transformar alguna clase de energa qumica, mecnica, trmica o luminosa, entre otras, en energa elctrica. Subestacin Elctrica de Potencia Se encarga de dirigir y transformar el flujo de la Energa Elctrica. De ella entran y salen lneas de igual o diferente tensin. Se clasifican en Subestaciones de centrales elctricas, Subestaciones receptoras primarias y Subestaciones receptoras secundarias, y forma parte de una red elctrica. Lnea de Transmisin Una lnea de transmisin de energa elctrica o lnea de alta tensin es bsicamente el medio fsico mediante el cual se realiza la transmisin de la energa elctrica a grandes distancias. Transformador elctrico de potencia Es el encargado de modificar los niveles de tensin de la energa elctrica para su transmisin o distribucin, puede actuar como elevador o reductor dependiendo en el tipo de subestacin elctrica en

que se encuentre.

CAPTULO I. -ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIN Pgina 1

CAPTULO I.-

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIN


CAPTULO I.- ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIN

1.1 INTRODUCCIN

En este captulo se presentan los antecedentes y justificacin del presente proyecto de tesis. El

captulo comienza con una breve descripcin de las diferentes etapas del proceso de

generacin, transmisin y distribucin de la energa elctrica y esto se presenta en la seccin

1.2. Las secciones 1.3 y 1.4 presentan algunas estadsticas de accidentes ocurridos en la

industria elctrica en el contexto mundial y nacional respectivamente. La justificacin del

proyecto de tesis se describe en la seccin 1.5. Finalmente, las conclusiones del captulo se

presentan en la seccin 1.6.

1.2 GENERACIN, TRANSMISIN Y DISTRIBUCIN DE LA ENERGA ELCTRICA

1.2.1 ANTECEDENTES

Energa y sociedad

En la civilizacin moderna, la disponibilidad de energa est fuertemente ligada al nivel de

bienestar, a la salud y a la duracin de vida del ser humano. En realidad vivimos en una

sociedad que se poda denominar como "energvora". En esta sociedad, los pases ms pobres

muestran los consumos ms bajos de energa, mientras que los pases ms ricos utilizan

grandes cantidades de la misma. Sin embargo este escenario est cambiando de forma drstica,

cambio que se acentuar en los prximos aos, donde sern precisamente los pases en vas de

desarrollo quienes experimenten con mayor rapidez un aumento en su consumo de energa

debido al incremento que tendrn tanto en sus poblaciones como en sus economas.


Generacin Elctrica

La demanda de electricidad, de acuerdo con las ltimas previsiones realizadas en 2007, crecer

fuertemente entre 2004 y 2030. La produccin a escala mundial crecer un 2,4% anual en este

periodo, de los 16.424 billones de KWH a los 30.364 billones. La mayor parte de este

crecimiento, como en el caso del carbn, se debe a las necesidades de las economas

emergentes fuera de la OCDE. De hecho, para el ao 2030 se prev que las economas en

desarrollo ya generen ms electricidad que los pases OCDE, mientras que la demanda crecer a

una tasa tres veces mayor en las primeras que en los segundos. Estas diferencias se establecen

teniendo en cuenta la mayor madurez de las infraestructuras elctricas en los pases OCDE, as

como las previsiones de un nulo -o incluso negativo- crecimiento demogrfico en los mismos

durante los prximos 25 aos. Por otro lado, las progresivas mejoras en la condiciones de vida

en muchos pases en desarrollo conllevarn mayores demandas de electricidad.

En cuanto a las fuentes de produccin de electricidad, se espera que el carbn siga siendo la

principal materia prima utilizada, incluso en 2030, a pesar del crecimiento del gas natural. La

generacin de electricidad a partir del petrleo crecer a un ritmo menor en los pases de la

OCDE debido al incremento de precios del crudo, mientras que en las economas menos

desarrolladas llegar incluso a descender a un ritmo del 0,3% anual. Tan solo en Oriente Medio,

donde las reservas son muy abundantes, se continuar usando el petrleo como fuente

fundamental de provisin de electricidad. (SITUACION DE LA ENERGIA EN EL MUNDO).

Figura 1.1.- Generacin de Energa Elctrica a Nivel Mundial.

Fuente. (SITUACION DE LA ENERGIA EN EL MUNDO).


La energa elctrica en Mxico

La Comisin Federal de Electricidad es una empresa del gobierno mexicano que genera,

transmite, distribuye y comercializa energa elctrica para ms de 34.2 millones de clientes, lo

que representa a ms de 100 millones de habitantes, e incorpora anualmente ms de un milln

de clientes nuevos. La infraestructura para generar la energa elctrica est compuesta por 178

centrales generadoras, con una capacidad instalada de 52,945 megawatts (MW).

El 22.5% de la capacidad instalada corresponde a 22 centrales construidas con capital privado

por los Productores Independientes de Energa (PIE). En la CFE se produce la energa elctrica

utilizando diferentes tecnologas y diferentes fuentes de energtico primario. Tiene centrales

termoelctricas, hidroelctricas, carboelctricas, geotermoelctricas, eoloelctricas y una

nucleoelctrica. Para conducir la electricidad desde las centrales de generacin hasta el

domicilio de cada uno de sus clientes, la CFE tiene ms de 748 mil kilmetros de lneas de

transmisin y de distribucin. El suministro de energa elctrica llega a cerca de 188 mil

localidades (184,538 rurales y 3,400 urbanas) y el 97.8% de la poblacin utiliza la electricidad.

En los ltimos diez aos se han instalado 42 mil mdulos solares en pequeas comunidades

muy alejadas de los grandes centros de poblacin. Esta ser la tecnologa de mayor aplicacin

en el futuro para aquellas comunidades que an no cuentan con electricidad. En cuanto al

volumen de ventas totales, 99% lo constituyen las ventas directas al pblico y el 1.0% restante

se exporta. Si bien el sector domstico agrupa 88.4% de los clientes, sus ventas representan

26.1% del total de ventas al pblico. Una situacin inversa ocurre en el sector industrial, donde

menos de 1% de los clientes representa ms de la mitad de las ventas.

La CFE es tambin la entidad del gobierno federal encargada de la planeacin del sistema

elctrico nacional, la cual es plasmada en el Programa de Obras e Inversiones del Sector

Elctrico (POISE), que describe la evolucin del mercado elctrico, as como la expansin de la

capacidad de generacin y transmisin para satisfacer la demanda en los prximos diez aos, y

se actualiza anualmente. El compromiso de la empresa es ofrecer servicios de excelencia,

garantizando altos ndices de calidad en todos sus procesos, al nivel de las mejores empresas

elctricas del mundo. CFE es un organismo pblico descentralizado, con personalidad jurdica y

patrimonio propio. (www.cfe.gob.mx).

El Anexo-A presenta una descripcin del sistema de energa elctrica y su contexto.


1.2.2 GENERACIN

La Generacin de energa elctrica

En general, la generacin de energa elctrica consiste en transformar alguna clase de energa

qumica, mecnica, trmica o luminosa, entre otras, en energa elctrica. Para la generacin

industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales elctricas, que ejecutan alguna de

las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escaln del sistema de suministro

elctrico.

Desde que Nikola Tesla descubri la corriente alterna y la forma de producirla en los

alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnolgica para llevar la energa

elctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construccin de

grandes y variadas centrales elctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y

sistemas de distribucin. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual

en todo el planeta. As, los pases industrializados o del Primer mundo son grandes

consumidores de energa elctrica, mientras que los pases del llamado Tercer mundo apenas

disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energa elctrica de una ciudad, regin o pas tiene una variacin a lo largo del

da. Esta variacin es funcin de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias

existentes en la zona y turnos que realizan en su produccin, climatologa extremas de fro o

calor, tipo de electrodomsticos que se utilizan ms frecuentemente, tipo de calentador de

agua que haya instalado en los hogares, la estacin del ao y la hora del da en que se considera

la demanda. La generacin de energa elctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida

que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto

conlleva el tener que iniciar la generacin con unidades adicionales, ubicadas en la misma

central o en centrales reservadas para estos perodos. En general los sistemas de generacin se

diferencian por el periodo del ciclo en el que est planificado que sean utilizados; se consideran

de base la nuclear y la elica, de valle la termoelctrica de combustibles fsiles, y de pico la

hidroelctrica principalmente (los combustibles fsiles y la hidroelctrica tambin pueden

usarse como base si es necesario).

Dependiendo de la fuente primaria de energa utilizada, las centrales generadoras se clasifican

en termoelctricas (de carbn, petrleo, gas, nucleares y solares termoelctricas),

hidroelctricas (aprovechando las corrientes de los ros o del mar: mareomotrices), elicas y


solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energa elctrica generada a nivel mundial proviene

de los dos primeros tipos de centrales reseados. Todas estas centrales, excepto las

fotovoltaicas, tienen en comn el elemento generador, constituido por un alternador, movido

mediante una turbina que ser distinta dependiendo del tipo de energa primaria utilizada.

Por otro lado, un 64% de los directivos de las principales empresas elctricas consideran que en

el horizonte de 2018 existirn tecnologas limpias, asequibles y renovables de generacin local,

lo que obligar a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad. (www.wikipedia.com).

Figura 1.2.- Procedimiento de la Generacin de la Energa Elctrica.

Fuente. (www.cfe.gob.mx).

CFE cuenta con una planeacin para el logro de sus objetivos y metas de corto, mediano y largo

plazos, en correspondencia con las oportunidades y amenazas que ofrece el entorno,

aprovechando las mejores opciones de inversin y produccin de energa que permitan

satisfacer la demanda presente y futura de electricidad a costo global mnimo y con un nivel

adecuado de confiabilidad y calidad. Para contar con la energa elctrica necesaria para el

crecimiento y desarrollo del pas, la Comisin Federal de Electricidad construye centrales

generadoras, lneas y subestaciones que producen, transmiten, transforman y distribuyen la

energa elctrica a lo largo del pas.


La generacin de energa elctrica requerida por la poblacin, la industria, la agricultura, y los

servicios, se realiza con diferentes tipos de centrales, dependiendo de la generacin de que se

trate, ya sea termoelctrica, hidroelctrica, turbogas, geotrmica, nuclear, carboelctrica y

eoloelctrica. Para conducir la electricidad desde las plantas de generacin hasta los

consumidores finales, CFE cuenta con redes elctricas de transmisin y de distribucin de alta,

media y baja tensin.

A travs del Centro Nacional de Control de Energa se optimiza la infraestructura fsica,

equilibrando la demanda que requieren los consumidores finales en condiciones de cantidad,

calidad y precio. Para que la luz llegue a los hogares y sectores de la economa, CFE cuenta con

una red de lneas y subestaciones de distribucin lo que, aunado a diferentes medios de

atencin electrnica altamente eficientes, permite ofrecer una atencin orientada a la

satisfaccin del cliente, con criterios de competitividad y sustentabilidad. (www.cfe.gob.mx).

El Anexo-B presenta una descripcin de las principales forma de generacin de energa

elctrica.

1.2.3 TRANSMISIN

Despus de que la electricidad es creada en las plantas generadoras el siguiente paso es

trasmitirla y as pueda llegar a todos los centros de consumo, casas, fbricas, escuelas,

hospitales, entre otros. Para lo anterior se necesita la Red Elctrica Integral a lo largo y ancho

de todo Mxico. Esta red est formada por Torres, Lneas de Transmisin y Subestaciones,

apoyados por equipos de Proteccin, Comunicaciones y Control. Las lneas de transmisin son

los caminos que usan los electrones que forman la electricidad y estn constituidas por acero y

aluminio. Las torres que sostienen las lneas de transmisin, por medio de unos botones de

porcelana o silicn que evitan que la electricidad brinque a las torres, estn construidas de

acero puro para aguantar la temperatura ambiente as como las diferentes condiciones

meteorolgicas que se presentan.

En las Subestaciones de Transformacin, es donde la electricidad que est formada por

electrones se aumenta o se reduce, dependiendo de la necesidad. Si aumenta se define como

alta tensin la cual pueden viajar largas distancias sin existir perdidas. A la inversa si se reduce

se define como baja tensin y se utiliza para entregar a los centros de consumo. En la parte ms

alta de las torres se ubica un cable que se llama hilo de guarda el cual a su vez tiene en su

interior varias fibras de vidrio llamadas en su conjunto fibra ptica y a travs de ellas viajan


seales luminosas que se transforman en voz, datos e imgenes. Este hilo de guarda protege a

las lneas de Transmisin de descargas atmosfricas.

Si tenemos una falla o algo est mal en alguna parte de toda nuestra red elctrica contamos

con el apoyo de equipos electrnicos que nos informan si algo est bien o est mal y as

entregar la energa elctrica con calidad. (www.cfe.com.mx). Existen una gran variedad de torres de

transmisin como son conocidas, entre ellas las ms importantes y ms usadas son las torres de

amarre, la cual debe ser mucho ms fuertes para soportar las grandes tracciones generadas por

los elementos antes mencionados, usadas generalmente cuando es necesario dar un giro con

un ngulo determinado para cruzar carreteras, evitar obstculos, as como tambin cuando es

necesario elevar la lnea para subir un cerro o pasar por debajo/encima de una lnea existente.

Existen tambin las llamadas torres de suspensin, las cuales no deben soportar peso alguno

ms que el del propio conductor. Este tipo de torres son usadas para llevar al conductor de un

sitio a otro, tomando en cuenta que sea una lnea recta, que no se encuentren cruces de lneas

u obstculos. (www.wikipedia.com). La red de transporte es la encargada de enlazar las centrales con

los puntos de utilizacin de energa elctrica. Para un uso racional de la electricidad es

necesario que las lneas de transporte estn interconectadas entre s con estructura de forma

mallada, de manera que puedan transportar electricidad entre puntos muy alejados, en

cualquier sentido y con las menores prdidas posibles. (www.wikipedia.com).

Figura 1.3.- Representacin esquematizada de un

Sistema Elctrico de Potencia y Distribucin de la Energa Elctrica.



1.2.4 DISTRIBUCIN

La Red de Distribucin de la Energa Elctrica o Sistema de Distribucin de Energa Elctrica

es la parte del sistema de suministro elctrico cuya funcin es el suministro de energa desde la

subestacin de distribucin hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Los elementos que

conforman la red o sistema de distribucin son los siguientes: Subestacin de Distribucin de

casitas: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya

funcin es reducir los niveles de alta tensin de las lneas de transmisin (o subtransmisin)

hasta niveles de media tensin para su ramificacin en mltiples salidas. La distribucin de la

energa elctrica desde las subestaciones de transformacin de la red de transporte se realiza

en dos etapas: La primera est constituida por la red de reparto, que, partiendo de las

subestaciones de transformacin, reparte la energa, normalmente mediante anillos que

rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de

distribucin. Las tensiones utilizadas estn comprendidas entre 6 y 115 kV. Intercaladas en

estos anillos estn las estaciones transformadoras de distribucin, encargadas de reducir la

tensin desde el nivel de reparto al de distribucin en media tensin.

La segunda etapa la constituye la red de distribucin propiamente dicha, con tensiones de

funcionamiento de 6 a 30 kV y con una caracterstica muy radial. Esta red cubre la superficie de

los grandes centros de consumo (poblacin, gran industria, etc.), uniendo las estaciones

transformadoras de distribucin con los centros de transformacin, que son la ltima etapa del

suministro en media tensin, ya que las tensiones a la salida de estos centros es de baja tensin

(127/220 440/220 V).

Las lneas que forman la red de distribucin se operan de forma radial, sin que formen mallas,

al contrario que las redes de transporte y de reparto. Cuando existe una avera, un dispositivo

de proteccin situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta

red. La localizacin de averas se hace por el mtodo de "prueba y error", dividiendo la red que

tiene la avera en dos mitades y energizando una de ellas; a medida que se acota la zona con

avera, se devuelve el suministro al resto de la red. Esto ocasiona que en el transcurso de

localizacin se pueden producir varias interrupciones a un mismo usuario de la red.

Topologas tpicas de redes de distribucin

La topologa de una red de distribucin se refiere al esquema o arreglo de la distribucin, esto

es la forma en que se distribuye la energa por medio de la disposicin de los segmentos de los

circuitos de distribucin. En este sentido se enfoca a la forma como se distribuye la energa a


partir de la fuente de suministro. (www.wikipedia.com). Desde las subestaciones ubicadas cerca de las

reas de consumo, el servicio elctrico es responsabilidad de la compaa suministradora

(distribuidora) que ha de construir y mantener las lneas necesarias para llegar a los clientes.

Estas lneas, realizadas a distintas tensiones, y las instalaciones en que se reduce la tensin

hasta los valores utilizables por los usuarios, constituyen la red de distribucin. Las lneas de la

Red de Distribucin pueden ser areas o subterrneas. (www.wikipedia.com).

Figura 1.4.- Representacin de un centro de transformacin.

Fuente.(www.cfe.gob.mx).

1.2.5 SISTEMA ELCTRICO DE POTENCIA

Un Sistema Elctrico de Potencia es un Sistema de suministro elctrico cuyos niveles de tensin

son iguales o superiores a los 85 kV, (Este valor depende de cada pas). Estos sistemas elctricos

se los denomina tambin de alta tensin o extra alta tensin, o sistemas elctricos de

transmisin o Red elctrica de transporte. Estos sistemas, por la gran extensin geogrfica que

ocupan; por los niveles de tensin en que funcionan, y por la gran cantidad de energa elctrica

que transporta, requieren de la supervisin y del comando a distancia, lo cual se realiza en los

Centros de Operacin y Control a travs de los Sistemas SCADA.


Debido a que el funcionamiento de los sistemas elctricos de corriente alterna tienen un

comportamiento dinmico, las condiciones de funcionamiento deben ser establecidas

aplicando criterios de funcionamiento muy estrictos para evitar los problemas de estabilidad

dinmica, que pueden llevar al sistema al estado de colapso. En estos estados de emergencia se

producen apagones que dejan a gran cantidad de consumidores sin el suministro de energa

elctrica, necesaria para el normal funcionamiento de la vida moderna, y el sistema requiere la

Restauracin de cargas. Otros estados de emergencia menos crticos pueden llevar al sistema al

colapso de tensin. En este fenmeno partes del sistema elctrico sufren cadas de tensin que

afectan el funcionamiento de los artefactos elctricos conectados a la red, lo que significa que

la calidad del suministro elctrico es deficiente.

Los ingenieros elctrico o electricistas son los profesionales encargados del funcionamiento de

los Sistemas elctricos de potencia, realizando tareas de planificacin y operacin, en los cuales

no slo se tienen en cuenta aspectos tcnicos y funcionales, sino tambin aspectos

econmicos, tratando en todo momento de minimizar los costos de operacin de estos

sistemas, y logrando que el crecimiento de la demanda de energa sea satisfecha

convenientemente. (es.wikipedi.org).

Figura 1.5.- Representacin de un Sistema Elctrico de Potencia.

Fuente. (www.monografias.com).


1.3 ESTADSTICAS DE INCIDENTES EN EL CONTEXTO INTERNACIONAL

En muchas zonas del mundo las instalaciones elctricas locales o nacionales estn conectadas

formando una red. Esta red de conexiones permite que la electricidad generada en un rea se

comparta con otras zonas. Cada empresa aumenta su capacidad de reserva y comparte el

riesgo de apagones. Estas redes son enormes y complejos sistemas compuestos y operados por

grupos diversos. Representan una ventaja econmica pero aumentan el riesgo de un apagn

generalizado, ya que si un pequeo cortocircuito se produce en una zona, por sobrecarga en las

zonas cercanas se puede transmitir en cadena a todo el pas. Muchos hospitales, edificios

pblicos, centros comerciales y otras instalaciones que dependen de la energa elctrica tienen

sus propios generadores para eliminar el riesgo de apagones. (www.monografias.com).

As mismo y por consecuencia estas instalaciones estn sujetas a mantenimientos constantes lo

cual significa que estarn intervenidas constantemente por el personal encargado. A

continuacin se muestran algunas estadsticas en el contexto Internacional sobre los accidentes

elctricos. Se presentan algunas estadsticas de los accidentes mortales de los trabajadores en

la temporada 2005/06 y en aos recientes para Gran Bretaa y otros estados miembros de la

Unin Europea. La figura 1.20 presenta las lesiones fatales a los empleados de la industria de

extraccin y suministro de servicios pblicos.

Figura 1.6.- Grafica Representativa de Lesiones en el Contexto Internacional.

Fuente. (www.hse.gov.uk, 2005/06).


La extraccin y la utilidad de la industria de suministros incluye: las minas de carbn, la minera

a cielo abierto, la explotacin de canteras, extraccin de petrleo y gas, y el suministro de

electricidad, gas y agua. Las estadsticas slo cubren a los empleados porque existen

trabajadores por cuenta propia y son relativamente pocos en estas industrias. El nmero de

lesiones mortales en empleados flucta cada ao, pero aument de 2 en 2004/05 a 6 en la

temporada 2005/06, hubo 9 en 2003/04.


Fuente. Fuente. (www.hse.gov.uk, 2005/06).

La tasa de lesiones fatales a los trabajadores en la industria de extraccin y suministro de

servicios pblicos pueden ser susceptibles a las fluctuaciones como resultado de un nmero

relativamente pequeo de muertes. Sin embargo, la tasa de lesiones fatales en este sector es

superior que el promedio nacional.

Para los tres aos combinados (2003/04 a 2005/06), para las industrias con ms alto tasa de

lesiones mortales, el nmero de vctimas mortales registrados fueron: - la explotacin minera

de carbn y lignito y la extraccin de turba (3), la minera y otras canteras (5), la extraccin de

petrleo crudo, gas natural (6), y el suministro de electricidad, gas, vapor y agua caliente (3).




Han ocurrido 84 accidentes mortales a los empleados en los diez aos desde 1996/97 a

2005/06 en las industrias extractivas y suministro de servicios pblicos. De los 84 accidentes

mortales, 17 estn relacionados por ser golpeados por movimiento / cada de objetos, 14

resultaron de cadas desde una altura considerable, 9 implicados en contacto con la

electricidad y otros 7 fueron por ser golpeado por un vehculo en marcha.

LAS LESIONES FATALES EN GRAN BRETAA Y

LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UNIN EUROPEA




Los diferentes estados miembros de la Unin Europea tienen diferentes mtodos para recopilar

la informacin relativa a la fatal lesiones en el trabajo. Por ejemplo, algunos pases incluyen los

accidentes de trfico y los accidentes de trayecto (es decir, accidentes que ocurren durante los

viajes hacia y desde un lugar de trabajo) en sus estadsticas. Las estadsticas se muestran por

encima de excluir estos casos, sin embargo, todava habr alguna variacin en los criterios

utilizados por los diferentes pases. Cobertura de accidentes en ciertos Estados miembros no es

completa por una serie de sectores, especialmente en relacin con el sector pblico, la

industria pesquera y las industrias extractivas y de trabajadores por cuenta propia los

empleadores, y los trabajadores familiares. Por esta razn, los datos recogidos slo cubren las

nueve ramas de actividad que son comunes a todos los Estados miembros. Las nueve ramas

son: la agricultura, la manufactura, servicios pblicos, construccin, venta al por menor y al por

mayor distribucin, hoteles y restaurantes, transporte, servicios financieros, actividades de

negocio de bienes races. Los datos correspondientes a Portugal se refieren al ao 2002.

En 2003, el ao ms reciente para el cual los datos se publican en toda la Unin Europea, hubo

4153 muertes relacionadas con el trabajo, de los cuales 1 675 fueron de trfico y accidentes de

transporte (RTTA). Excluyendo el transporte accidentes, la tasa media de accidentes mortales

de trabajo en la Unin Europea fue de 2,5 muertes por cada cien mil los trabajadores. La tasa

equivalente para Gran Bretaa fue de 1,1, que es la ms baja entre los Estados miembros.

Puesto que cada Estado miembro puede tambin recoger informacin sobre otros sectores, las

cifras individuales de cada cita Los Estados miembros podrn diferir de los publicados a nivel

nacional. (www.hse.gov.uk/statistics).


Tabla complementaria

Lesiones fatales a los trabajadores por industria y tipo de accidente 2005/06p como se informa

a todas la autoridades en su cumplimiento.

Tabla 1.1.- Informacin complementaria de Lesiones en el Contexto Internacional.


Tipo de Accidente

Agricultura,

caza,

forestales y

pesca

Industrias

extractivas

y

suministros

de servicios

Industrias

manufacturerasConstruccin

Industrias

de servicios

Todas las

industrias

Contacto con maquinaria en

movimiento6 1 10 2 4 23

Golpes por movimiento,

incluyendo

volando/cayendo, objetos

2 3 13 7 8 33

Golpes por vehiculos en

movimiento8 5 8 14 35

Golpe en contra de algo fijo

o estacionario2 1 3 1 7

Daos mientras se manipula,

levanta o transporta1 1

Resbalones, tropiezos,

cadas al mismo nivel1 1 1 4 7

Cadas desde una altura de: 6 1 6 24 9 46

- Hasta e incluyendo 2

metros1 4 3 8

- Ms de 2 metros 5 1 4 13 3 26

- Altura no confirmada 2 7 3 12

Atrapados por algo

colapso/volcadura2 2 4 3 11

ahogamiento o asfixia 1 1

Exposicin a, o contacto con,

una substacia nociva1 1 1 4 7

Exposicin al fuego 2 2 4

Exposicin a una explosion 2 1 1 4

Contacto con la electricidad

o descarga elctrica1 3 7 11

Daos por un animal 2 2

Actos de violencia 2 2

Otro tipo de accidente 1 3 9 13

daos no clasificados por

tipo3 1 1 5

TOTAL 33 6 45 59 69 212

p = provisional


Fuentes del Sector Elctrico estiman que en pases como Estados Unidos de Norte Amrica, se

producen de 5 a 10 accidentes diarios por arcos elctricos. Segn la agencia de estadstica

Estados Unidos de Norte Amrica, en al ao 2010 aproximadamente 1000 electricistas

sufrieron descargas y quemaduras. El 50% de los accidentes fueron pro arcos elctricos. (FLUKE,

2010).

Es importante mencionar que aqu se citan algunas entidades internacionales debido a que no

todos los pases hacen publica su informacin en cuanto a seguridad laboral se refiere, ello

depende a otros factores ajenos a este contexto.

1.4 ESTADSTICAS DE INCIDENTES EN EL CONTEXTO NACIONAL

Al igual que en el contexto Internacional las instalaciones elctricas locales o nacionales (en

Mxico) estn conectadas formando una red. Esta red de conexiones permite que la

electricidad generada en un rea se comparta con otras zonas. Pero tambin representa un

riesgo de un apagn generalizado a gran escala y graves consecuencias.

Tabla 1.2.- Histrico de Accidentes por Contacto Elctrico por areas.

Fuente. (rea de Seguridad Industrial e Higiene, Investigacin de Incidentes Relevantes, INCADE, 2011).

Elaboracin Propia

HISTORICO DE ACCIDENTES POR CONTACTO ELECTRICO POR REAS 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Total

generalDIRECCION DE MANTENIMIENTO DE MATERIAL RODANTE 11 10 4 5 6 12 5 5 7 65

DIRECCION DE RECURSOS MATERIALES Y SERVICIOS GENERALES 1 1

DIRECCION DE TRANSPORTACION 1 4 5

GERENCIA DE INGENIERIA 1 1 2

GERENCIA DE INGENIERIA Y NUEVOS PROYECTOS 1 1

GERENCIA DE INSTALACIONES FIJAS 7 5 2 3 2 4 6 3 1 33

GERENCIA DE LINEAS 1, 3 Y 4 1 1 1 3

GERENCIA DE LINEAS 2, 5, 6 Y B 1 1 2

GERENCIA DE LINEAS 7, 8, 9 Y A 2 2

GERENCIA DE SEGURIDAD INSTITUCIONAL 1 1 1 3

Total general 20 15 9 10 9 23 14 9 8 117


Grafica 1.1.- Histrico de Accidentes por Contacto Elctrico por areas.

Fuente. (rea de Seguridad Industrial e Higiene, Investigacin de Incidentes Relevantes, INCADE, 2011).

Elaboracin Propia

Es importante sealar que los datos recopilados en el contexto nacional como internacional son

breves debido a que no todas las instituciones tanto privadas como gubernamentales hacen

explicito su situacin en cuanto a seguridad laboral se refiere, y ms aun cuando se involucran

incidentes que causan daos severos al medio ambiente, prdidas econmicas, conflictos

polticos y lo que es ms delicado perdidas en cuestin de vidas humanas.


1.5 JUSTIFICACIN DEL PROYECTO DE TESIS

Desde que el ser humano ha tenido la necesidad de hacer uso de la energa elctrica en su vida

cotidiana y conforme ha evolucionado esta dualidad a travs del tiempo, lo han hecho junto

con el factor de riesgo que esto implica, entre ms complejo es un sistema ms complicado es

su estudio y por ende mas aumenta el factor de riesgo de sufrir un accidente.

Por tal motivo la eleccin de este tema de tesis, surge como una necesidad dada la gran

cantidad de accidentes que ocurren en el ramo elctrico es alarmante y el incremento de

lesiones por descargas elctricas sufridas por el personal tcnico durante la realizacin de algn

mantenimiento en lneas de transmisin y subestaciones elctricas de potencia; en la mayora

de los casos no se lleva acabo una investigacin o seguimiento adecuado para identificar el

riesgo que los origino. Dado lo anterior, me es de gran inters desarrollar una metodologa con

la cual se pueda identificar los peligros asociados en el mantenimiento de subestaciones

elctricas de potencia as como en lneas de transmisin. Lo anterior puede ayudar a reducir los

riesgos de accidentes en dichos procesos.

1.6 CONCLUSIN DEL CAPTULO

El captulo ha presentado los antecedentes del proyecto de tesis; los procesos bsicos de

generacin, transmisin y distribucin de energa elctrica han sido descritos brevemente en el

Captulo. Tambin se presentaron evidencias de accidentes ocurridos en la industria elctrica

considerando el contexto nacional e internacional, lo cual ha motivado el presente trabajo de

tesis. El marco terico y metodolgico que servir de base para desarrollo del proyecto de tesis

se presenta en el siguiente Captulo.

CAPTULO II. MARCO TERICO Y METODOLGICO Pgina 20

CAPTULO II.-

MARCO TERICO Y METODOLGICO


CAPTULO II.- MARCO TERICO Y METODOLGICO

2.1 INTRODUCCIN

El Captulo presenta el marco terico y metodolgico del proyecto de tesis. La figura 2.1 intenta

resumir una visin abstracta del marco terico. El Captulo comienza con una presentacin de

los conceptos bsicos de la teora general de sistemas y esto se presenta en la seccin 2.2. La

seccin 2.3 presenta algunos conceptos relevantes al anlisis de riesgos. Los conceptos bsicos

de lneas de alta y baja tensin as como la teora bsica del funcionamiento de una subestacin

elctrica se describen brevemente en las secciones 2.4 y 2.5 respectivamente. La metodologa

adoptada para el desarrollo del presente proyecto se presenta en la seccin 2.6. Las

conclusiones del captulo se presentan en la seccin 2.7.

Figura 2.1.- Representacin Holos del Marco Terico. Y Metodolgico.

(Fuente: Elaboracin Propia).

1.- rea Tcnica 2. - rea de Control de la Energa 3.- rea Administrativa

A. Teora General de Sistemas.B. Diferentes procesos de generacin de la Energa Elctrica.C. Accidentes de la Industria ElctricaD. Elementos de un Sistema Elctrico de Potencia.E. Elementos de una Subestacin Elctrica de Potencia.F. Metodologa HAZOP ( Hazard and Operability) para el anlisis y gestin del riesgo.G. Procedimientos de sistemas elctricos.H. Capacitacin.

Anlisis y Gestin de Riesgos en el mantenimiento de un sistema

ElctricoCaso de: Una subestacin elctrica

de alta tensin

A

B

C

D

G

F

E

H


2.2 LA TEORA GENERAL DE SISTEMAS (TGS)

En la Ingeniera de Sistemas se tiene un enfoque con diferentes visiones que permite estudiar y

comprender la realidad, con el propsito de optimizar sistemas complejos. La ingeniera de

sistemas integra otras disciplinas y grupos de especialidad en un esfuerzo comn de equipo,

formando un proceso de desarrollo estructurado y sistmico. Una de las principales diferencias

de la ingeniera de sistemas respecto a otras disciplinas de ingeniera tradicionales, consiste en

que la ingeniera de sistemas no construye productos tangibles. Mientras que los ingenieros

civiles podran disear edificios o puentes, los ingenieros electrnicos podran disear circuitos,

los ingenieros de sistemas tratan con sistemas abstractos con ayuda de las metodologas de la

ciencia de sistemas, y confan adems en otras disciplinas para disear y entregar los productos

tangibles que son el producto de esos sistemas. (Teora General de Sistemas, 2007).

Para llevar a cabo el desarrollo del trabajo de tesis es necesario considerar algunos conceptos

bsicos para poder tener un conocimiento mejor de sistema en estudio.

Figura 2.2.- Representacin Holos - Teora General de Sistemas.

Fuente: Elaboracin Propia.

Sistema. Un sistema es un conjunto de partes o elementos organizados y relacionados que

interactan entre s para lograr un objetivo. Los sistemas reciben (entrada) datos, energa o

materia del ambiente y proveen (salida) informacin, energa o materia. (Arnold, 1989).

Subsistema. Se entiende por subsistemas a conjuntos de elementos y relaciones que

responden a estructuras y funciones especializadas dentro de un sistema mayor. En trminos

1.- SISTEMA

2.-SUBSISTEMA

3.- ENTORNO

4.- FRONTERA

5.- AMBIENTE

6.- COSMOVISIN

7.- RETROALIMENTACIN

8.- SISTEMA ABIERTO

9.- SISTEMA SOCIO-TCNICO

ABIERTO

10.- SISTEMA COMPLEJO


generales, los subsistemas tienen las mismas propiedades que los sistemas y su delimitacin es

relativa a la posicin del observador de sistemas y al modelo que tenga de stos. (Johannsen, 1975).

Entorno. Es aquella parte del universo que est en comunicacin con el sistema, pero que no es

parte de sistema.

Frontera. Limite artificiales que se fijan entre el sistema y su ambiente tomando en cuenta

criterios, objetivos y recursos del usuario de la herramienta sistmica. (Johannsen, 1975).

Ambiente. Sistemas externos a la frontera seleccionada del sistema a intervenir. Sobre los

sistemas externos o entorno no se puede ejercer control. (Teora General de Sistemas, 2007).

Cosmovisin. Es la forma en la cual se puede ver la totalidad del problema en estudio.

Retroalimentacin (feedback). La retroalimentacin se produce cuando las salidas del sistema

o la influencia de las salidas del sistema en el contexto, vuelven a ingresar al sistema como

recursos o informacin. La retroalimentacin permite el control de un sistema y que el mismo

tome medidas de correccin en base a la informacin retroalimentada. (Teora General de Sistemas, 2007).

Holos. Unidad funcional de una jerarqua tal que es totalidad con relacin a sus partes, y es

parte en relacin a totalidades de niveles elevados. (Teora General de Sistemas, 2007).

Holstico. Visin integral o sistmica. (Teora General de Sistemas, 2007).

Sistema Abierto. Es aquel que se relaciona de forma dinmica con otros sistemas de su entorno

con los cuales intercambia materia y energa y/o informacin. (Teora General de Sistemas, 2007).

Sistema Abstracto. Es aquel en que todos sus elementos son conceptos. (Teora General de Sistemas,

2007).

Sistema Autopoitico. Es autorenovador donde el producto es el mismo sistema. Es aquel que

a pesar de los cambios externos es capaz de mantener un equilibrio homeosttico. (Teora General de

Sistemas, 2007).

Sistema socio tcnico abierto. Es aquel en el que hombre-mquina se interrelacionan con su

entorno. (Teora General de Sistemas, 2007).

Sistema Complejo. Aquel en el cual se tienen mltiples interrelaciones entre sus elementos.


2.3 CONCEPTOS GENERALES DEL ANLISIS DE RIESGOS

Existen legislaciones destinadas al control de los riesgos de accidentes graves (CORAG), cuyo fin

es la prevencin de accidentes graves tal como incendios, explosiones, emisiones resultantes de

fallos en el control de una actividad industrial y que puedan entraar graves consecuencias para

personas internas y externas a la planta industrial. Alguna de estas legislaciones exigen utilizar

mtodos especficos de anlisis de riesgos, tanto cualitativos como cuantitativos, tales como el

mtodo HAZOP, el rbol de fallos y errores, etc. Varios de esos mtodos, en especial los anlisis

probabilsticos de riesgos, se utilizan tambin para el anlisis de los sistemas de seguridad en

mquinas y distintos procesos industriales. (UK, 2004).

2.3.1 EVALUACIN DE RIESGOS

Etapas del proceso general de evaluacin

Un proceso general de evaluacin de riesgos se compone de las siguientes etapas:

1) Clasificacin de las actividades de trabajo

2) Anlisis de riesgos

3) Valoracin de riesgos: Decidir si los riesgos son tolerables

4) Preparar un plan de control de riesgos

5) Revisar el plan

6) Modelo de formato para la evaluacin general de riesgos

Clasificacin de las actividades de trabajo

Un paso preliminar a la evaluacin de riesgos es preparar una lista de actividades de trabajo,

agrupndolas en forma racional y manejable. Una posible forma de clasificar las actividades de

trabajo es la siguiente:

reas externas a las instalaciones de la empresa.

Etapas en el proceso de produccin o en el suministro de un servicio.

Trabajos planificados y de mantenimiento.

Tareas definidas, por ejemplo: conductores de carretillas elevadoras.


Para cada actividad de trabajo puede ser preciso obtener informacin, entre otros, sobre los

siguientes aspectos:

Tareas a realizar. Su duracin y frecuencia.

Lugares donde se realiza el trabajo.

Quien realiza el trabajo, tanto permanente como ocasional.

Otras personas que puedan ser afectadas por las actividades de trabajo (por

ejemplo: visitantes, subcontratistas, pblico).

Formacin que han recibido los trabajadores sobre la ejecucin de sus tareas.

Procedimientos escritos de trabajo, y/o permisos de trabajo.

Instalaciones, maquinaria y equipos utilizados.

Herramientas manuales movidas a motor utilizados.

Instrucciones de fabricantes y suministradores para el funcionamiento y

mantenimiento de planta, maquinaria y equipos.

Tamao, forma, carcter de la superficie y peso de los materiales a manejar.

Distancia y altura a las que han de moverse de forma manual los materiales.

Energas utilizadas (por ejemplo: aire comprimido).

Sustancias y productos utilizados y generados en el trabajo.

Estado fsico de las sustancias utilizadas (humos, gases, vapores, lquidos, polvo,

slidos).

Contenido y recomendaciones del etiquetado de las sustancias utilizadas.

Requisitos de la legislacin vigente sobre la forma de hacer el trabajo,

instalaciones, maquinaria y sustancias utilizadas.

Medidas de control existentes.

Datos reactivos de actuacin en prevencin de riesgos laborales: incidentes,

accidentes, enfermedades laborales derivadas de la actividad que se desarrolla,

de los equipos y de las sustancias utilizadas. Debe buscarse informacin dentro y

fuera de la organizacin.

Datos de evaluaciones de riesgos existentes, relativos a la actividad desarrollada.

Organizacin del trabajo.


2.3.2.- ANLISIS DE RIESGOS

2.3.2.1.- IDENTIFICACIN DE PELIGROS

Para llevar a cabo la identificacin de peligros hay que preguntarse tres cosas:

Existe una fuente de dao?

Quin (o qu) puede ser daado?

Cmo puede ocurrir el dao?

Con el fin de ayudar en el proceso de identificacin de peligros, es til categorizarlos en

distintas formas, por ejemplo, por temas: mecnicos, elctricos, radiaciones, sustancias,

incendios, explosiones, etc.

Complementariamente se puede desarrollar una lista de preguntas, tales como: durante las

actividades de trabajo, existen los siguientes peligros?

Golpes y cortes.

Cadas al mismo nivel.

Cadas de personas a distinto nivel.

Cadas de herramientas, materiales, etc., desde altura.

Espacio inadecuado.

Peligros asociados con manejo manual de cargas.

Peligros en las instalaciones y en las mquinas asociados con el montaje, la

consignacin, la operacin, el mantenimiento, la modificacin, la reparacin y el

desmontaje.

Peligros de los vehculos, tanto en el transporte interno como el transporte por

carretera.

Incendios y explosiones.

Sustancias que pueden inhalarse.

Sustancias o agentes que pueden daar los ojos.

Sustancias que pueden causar dao por el contacto o la absorcin por la piel.

Sustancias que pueden causar daos al ser ingeridas.

Energas peligrosas (por ejemplo: electricidad, radiaciones, ruido y vibraciones).

Trastornos msculo-esquelticos derivados de movimientos repetitivos.

Ambiente trmico inadecuado.

Condiciones de iluminacin inadecuadas.


Barandillas inadecuadas en escaleras.

La lista anterior no es exhaustiva. En cada caso habr que desarrollar una lista propia, teniendo

en cuenta el carcter de sus actividades de trabajo y los lugares en los que se desarrollan.

2.3.2.2.- ESTIMACIN DEL RIESGO

Para cada peligro detectado debe estimarse el riesgo, determinando la potencial severidad del

dao (consecuencias) y la probabilidad de que ocurra el hecho.

Severidad del dao

Para determinar la potencial severidad del dao, debe considerarse:

Partes del cuerpo que se vern afectadas.

Naturaleza del dao, gradundolo desde ligeramente daino a extremadamente

daino.

Ejemplos de ligeramente daino:

Daos superficiales: cortes y magulladuras pequeas, irritacin de los ojos por

polvo.

Molestias e irritacin, por ejemplo: dolor de cabeza, disconfort.

Ejemplos de daino:

Laceraciones, quemaduras, conmociones, torceduras importantes, fracturas

menores.

Sordera, dermatitis, asma, trastornos msculo-esquelticos, enfermedad que

conduce a una incapacidad menor.

Ejemplos de extremadamente daino:

Amputaciones, fracturas mayores, intoxicaciones, lesiones mltiples, lesiones

fatales.

Cncer y otras enfermedades crnicas que acorten severamente la vida.


2.3.2.3.- PROBABILIDAD DE QUE OCURRA EL DAO

La probabilidad de que ocurra el dao se puede graduar, desde baja hasta alta, con el siguiente

criterio:

Probabilidad alta: El dao ocurrir siempre o casi siempre.

Probabilidad media: El dao ocurrir en algunas ocasiones.

Probabilidad baja: El dao ocurrir raras veces.

A la hora de establecer la probabilidad de dao, se debe considerar si las medidas de control ya

implantadas son adecuadas. Los requisitos legales y los cdigos de buena prctica para medidas

especficas de control, tambin juegan un papel importante. Adems de la informacin sobre

las actividades de trabajo, se debe considerar lo siguiente:

Trabajadores especialmente sensibles a determinados riesgos (caractersticas

personales o estado biolgico).

Frecuencia de exposicin al peligro.

Fallas en el servicio. Por ejemplo: electricidad y agua.

Fallas en los componentes de las instalaciones y de las mquinas, as como en los

dispositivos de proteccin.

Exposicin a los elementos.

Proteccin suministrada por los EPI y tiempo de utilizacin de estos equipos.

Actos inseguros de las personas (errores no intencionados y violaciones

intencionadas de los procedimientos).

2.3.3.- PREPARAR UN PLAN DE CONTROL DE RIESGOS

El resultado de una evaluacin de riesgos debe servir para hacer un inventario de acciones, con

el fin de disear, mantener o mejorar los controles de riesgos. Es necesario contar con un buen

procedimiento para planificar la implantacin de las medidas de control que sean precisas

despus de la evaluacin de riesgos.

Los mtodos de control deben escogerse teniendo en cuenta los siguientes principios:

Combatir los riesgos en su origen.


Adaptar el trabajo a la persona, en particular en lo que respecta a la concepcin

de los puestos de trabajo, as como a la eleccin de los equipos y mtodos de

trabajo y de produccin, con miras, en particular a atenuar el trabajo montono

y repetitivo y a reducir los efectos del mismo en la salud.

Tener en cuenta la evolucin de la tcnica.

Sustituir lo peligroso por lo que entrae poco o ningn peligro.

Adoptar las medidas que antepongan la proteccin colectiva a la individual.

Dar las debidas instrucciones a los trabajadores.

2.3.4.- REVISAR EL PLAN

El plan de actuacin debe revisarse antes de su implantacin, considerando lo siguiente:

Si los nuevos sistemas de control de riesgos conducirn a niveles de riesgo

aceptables.

Si los nuevos sistemas de control han generado nuevos peligros.

La opinin de los trabajadores afectados sobre la necesidad y la operatividad de

las nuevas medidas de control.

La evaluacin de riesgos debe ser, en general, un proceso continuo. Por lo tanto la adecuacin

de las medidas de control debe estar sujeta a una revisin continua y modificarse si es preciso.

De igual forma, si cambian las condiciones de trabajo, y con ello varan los peligros y los riesgos,

habr de revisarse la evaluacin de riesgos.

2.4 CONCEPTOS BASICOS DE LNEAS DE ALTA Y BAJA TENSIN

Qu son las Lneas de transmisin?

Una lnea de transmisin de energa elctrica o lnea de alta tensin es bsicamente el medio

fsico mediante el cual se realiza la transmisin de la energa elctrica a grandes distancias. Est

constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de acero, cobre o aluminio,

como por sus elementos de soporte, las torres de alta tensin. Generalmente se dice que los

conductores "tienen vida propia" debido a que estn sujetos a tracciones causadas por la


combinacin de agentes como el viento, la temperatura del conductor, la temperatura del

viento, etc. (Enrquez Harper) .

Figura 2.3.- Lneas de Transmisin sobre estructura metlica.


Cabe mencionar que dependiendo el nivel de energa que estas trasporten sern llamadas de

Alta Baja Tensin, en Mxico los niveles existentes para Lneas de Mediana Tensin son de

13.8, 23 y 34.5 kV, en Lneas de Alta y Extra Alta Tensin son de 69, 85, 115, 230 y 400 kV.

Existen una gran variedad de torres de transmisin, entre ellas las ms importantes y ms

usadas son las torres de amarre, la cual debe ser mucho ms fuertes para soportar las grandes

tracciones generadas por los elementos antes mencionados, usadas generalmente cuando es

necesario dar un giro con un ngulo determinado para cruzar carreteras, evitar obstculos, as

como tambin cuando es necesario elevar la lnea para subir un cerro o pasar por

debajo/encima de una lnea existente.


Figura 2.4.- Lneas de Transmisin con Torres de amarre.


Existen tambin las llamadas torres de suspensin, las cuales no deben soportar peso alguno

ms que el del propio conductor. Este tipo de torres son usadas para llevar al conductor de un

sitio a otro, tomando en cuenta que sea una lnea recta. (www.cfe.gob.mx).

Figura 2.5.- Lneas de Transmisin con Torres de Suspensin.


La capacidad de la lnea de transmisin afecta el tamao de estas estructuras principales. Por

ejemplo, la estructura de la torre vara directamente segn el voltaje requerido y la capacidad

de la lnea. Las torres pueden ser postes simples de madera para las lneas de transmisin

pequeas hasta 13.8 kilovoltios kV, Se emplean estructuras de postes de madera en forma de

H, para las lneas de 85 a 230 kV, Se utilizan estructuras de acero independientes, de circuito

simple, para las lneas de 115 kV o ms. Es posible tener lneas de transmisin de hasta 1.000


kV. Al estar estas formadas por estructuras hechas de perfiles de acero, como medio de

sustentacin del conductor se emplean aisladores de disco y herrajes para soportarlos.

La red de transporte de energa elctrica es la parte del sistema de suministro elctrico

constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a travs de

grandes distancias la energa elctrica generada en las centrales elctricas. Para ello, los niveles

de energa elctrica producidos deben ser transformados, elevndose su nivel de tensin. Esto

se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar la

tensin se reduce la corriente que circular, reducindose las prdidas por Efecto Joule. Con

este fin se emplazan subestaciones elevadoras en las cuales dicha transformacin se efecta

empleando transformadores, o bien autotransformadores. De esta manera, una red de

transmisin emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta

tensin, de 400 o de 500 kV. (Enrquez Harper) .

Figura 2.6.- Representacin esquematizada de un

Sistema Elctrico de Potencia y Distribucin de la Energa Elctrica.



2.5 TEORA BSICA DE LA FUNCIN DE UNA SUBESTACIN

ELCTRICA DE ALTA TENSIN

Una subestacin forma parte de una red elctrica encargada de dirigir y transformar el flujo de

la Energa Elctrica. De ella entran y salen lneas de igual o diferente tensin. Est compuesta

por una serie de equipos elctricos que sirven para la explotacin y proteccin de la

subestacin. Siendo el Transformador de Potencia el equipo elctrico ms importante y costoso

en una Subestacin Elctrica de Potencia en Alta Tensin. (Enrquez Harper, 1994).

Figura 2.7.- Instalacin de una Subestacin Elctrica de Potencia.


El transformador de potencia es el encargado de modificar los niveles de tensin de la energa

elctrica para su transmisin o distribucin, puede actuar como elevador o reductor

dependiendo en el tipo de subestacin elctrica en que se encuentre. (Enrquez Harper, 1994).


Figura 2.8.- Transformador Elctrico de Potencia.


Las funciones de la subestacin son:

- Explotacin: La subestacin tiene como meta el dirigir el flujo de energa de una manera

ptima, tanto desde el punto de vista de prdidas energticas, como de la fiabilidad y seguridad

en el servicio.

- Interconexin: Se encarga de la interconexin de las diferentes lneas que forman una red

elctrica, de igual o diferente tensin, as como tambin de la conexin de un generador a la

red.

- Seguridad: Brindan seguridad al Sistema Elctrico de Potencia, en caso de falta. (Enrquez Harper,

1994).

Una subestacin, queda formada bsicamente por varios circuitos elctricos o posiciones,

conectadas a travs de un sistema de barras conductoras (buses). Cada circuito elctrico est

compuesto a su vez por interruptores, transformadores de instrumento y seccionadores.

El interruptor es el equipo elctrico de desconexin que puede asegurar la puesta en servicio

o puesta fuera de servicio de un circuito elctrico y que, simultneamente, est capacitado

para garantizar la proteccin de la instalacin en que han sido montados contra los efectos de

las corrientes de cortocircuito. Dichos aparatos deben ser capaces de cortar la intensidad


mxima de corriente de cortocircuito. Su eleccin depende principalmente de la potencia de

cortocircuito. Puede operar con o sin carga.

Los transformadores de instrumento, de intensidad (TC) y tensin (TP), dan la informacin

necesaria al circuito de medicin, para poder detectar la falla y actuar sobre ella. Los equipos

de proteccin necesitan de estos datos para poder actuar eficazmente.

Por ltimo, los seccionadores son equipos capaces de aislar elctricamente los diferentes

elementos, componentes o tramos de una instalacin o circuito, con el fin de realizar labores de

mantenimiento con la seguridad adecuada. Tambin son utilizados como selectores de barras o

como by-pass para aislar a algn equipo fuera de servicio. Los seccionadores slo pueden ser

utilizados sin carga.

Paralelamente a estos equipos, existen tambin las autovlvulas, equipos de proteccin que se

disponen previamente a otros aparatos con el fin de protegerlos en caso de falla en la red.

Los Buses o Barras Colectoras son el conjunto de cables o tubos conductores de la energa

elctrica al que se conectan todos los circuitos, sirviendo de pasillo de unin entre todos ellos.

La configuracin de estas barras puede ser de diferentes maneras, dependiendo del nivel de

tensin, la finalidad de la subestacin, la fiabilidad necesaria o incluso las costumbres en ciertos

pases. Las configuraciones ms tpicas son: simple barra, doble barra, triple barra, interruptor y

medio y anillo. (Enrquez Harper, 1994).

Las subestaciones se pueden clasificar segn la funcin que desempean en la red elctrica

como:

Subestaciones de generacin, cuyo cometido es conectar e incorporar a la red la energa

producida por los diferentes centros de generacin de un pas (trmicos, hidruli

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Serrano Duran Jose Manuel