Pedra Agroindustrial S/A, empresa brasileña de energías renovables, opera desde 1931 en la plantación y cosecha de caña de azúcar. Con cuatro plantas de producción ubicadas en los estados de São Paulo y Mato Grosso do Sul, la empresa produce etanol, azúcar y electricidad a partir del procesamiento de la caña de azúcar. Este proceso incluye la quema de bagazo, un subproducto de la caña de azúcar, para la cogeneración.
La oportunidad: Aprovechar los residuos para un futuro sostenible
Hace una década, Pedra Agroindustrial identificó una importante oportunidad para aprovechar los residuos de su producción de caña de azúcar para generar energía. Esta estrategia le permitió a la empresa entrar en el sector de las energías renovables. Su misión ahora es convertirse en un proveedor líder en el sector sucroenergético.
centrándose en la sostenibilidad ambiental y contribuyendo al desarrollo económico, social y ambiental de las comunidades en las que opera.
Implementación y asociación: Dos nuevas centrales eléctricas
Pedra Agroindustrial colaboró con su socio de muchos años y consultor de soluciones técnicas, Siner®, en la puesta en marcha de dos plantas de energía diseñadas específicamente para producir electricidad a partir del procesamiento de la caña de azúcar.
El desafío: tres opciones de actualización de la central eléctrica
Durante la planificación y el diseño de las dos centrales eléctricas, se determinó que no podían interconectarse debido al nivel de corriente de falla. Al transferirse energía a la compañía eléctrica, la conexión a la red eléctrica provocó que los equipos se subestimaran.
Había tres posibles soluciones: actualizar el equipo a una corriente de falla nominal más alta o utilizar un reactor limitador de corriente (CLR) o un protector limitador de corriente (CLiP®). A continuación, se detalla lo que ofrecería cada una de estas opciones:
I. Actualización del equipo: Esto implicó importantes preocupaciones sobre los costos. Un obstáculo principal en el mercado latinoamericano en ese momento, especialmente en Brasil, era la disponibilidad de equipos con capacidad superior a 40 kA. Brasil carecía de producción nacional para equipos de mayor capacidad, lo que obligaba a importarlos, lo que elevaba considerablemente el costo. Además, el costo de los equipos superiores a 40 kA sigue aumentando exponencialmente, ya que requieren personalización, mano de obra especializada e impuestos de importación.
II. Reactor limitador de corriente (CLR): Esta es una solución tradicional que ofrecía ahorros iniciales y facilidad de instalación, además de evitar tiempos de inactividad en caso de fallo. Sin embargo, existía la preocupación de que un CLR causara problemas de regulación de voltaje y eficiencia energética. Además, era más costoso a lo largo de la vida útil del equipo, ocupaba más espacio, generaba mayores costos de mantenimiento y requería pruebas anuales para garantizar su correcto funcionamiento. Esto llevó a Pedra Agroindustrial a buscar una solución alternativa.
III. Protector limitador de corriente (CLiP): El protector limitador de corriente CLiP ofreció ahorros de costos a largo plazo, un tamaño compacto y mayor seguridad, además de otras ventajas clave. La instalación de un protector limitador de corriente CLiP permitiría a Pedra Agroindustrial proteger su sistema una vez interconectado, lo que permitiría operaciones seguras, a la vez que ahorra costos y obtiene un mayor retorno de la inversión.
Finalmente, se tomó la decisión de utilizar el protector limitador de corriente CLiP de G&W Electric.
centrales eléctricas.
La solución: protector limitador de corriente CLiP de G&W Electric
El protector limitador de corriente CLiP es un tipo de protección limitadora de corriente con conmutación, detectada y activada electrónicamente, que utiliza una ruta de barras colectoras de cobre que transporta la corriente continua. El protector limitador de corriente CLiP limita la exposición a explosiones y arcos eléctricos, mitiga incendios, reduce la magnitud de la corriente pico de paso y protege los equipos sobrecargados contra daños y fallos catastróficos.
Para Pedra Agroindustrial, la solución permitió interconectar el sistema con el sistema de 13,8 kV a 138 kV, solucionando los problemas de sobrecarga de los equipos. Dado que la capacidad nominal del equipo era de 40 kA, si la corriente de falla disponible superaba este valor, el protector limitador de corriente CLiP intervenía para proteger el sistema y cortar la corriente de falla inmediatamente, evitando que la falla alcanzara su máxima intensidad. Esto evita que el equipo sufriera daños graves y protege al personal de lesiones graves.
Los resultados: fiabilidad a largo plazo y ahorro de costes
Pedra Agroindustrial descubrió que la solución de protección limitadora de corriente CliP era fácil y económica de mantener, además de ser increíblemente confiable. Estos son algunos de los beneficios que obtuvieron tras la implementación:
- En un período de 20 años, se ha demostrado que el uso del protector limitador de corriente CLIP le ha permitido a la planta química ahorrar más de 600 000 dólares.
- El costo total de propiedad (TCO) fue en última instancia menor que el de una solución de reactor.
- Se lograron reducir enormemente los costos de capital y aumentar el retorno de la inversión sin la necesidad de actualizar el equipo o utilizar otros dispositivos con costos a largo plazo más elevados, como los reactores.
- El protector limitador de corriente CLiP solo requiere pruebas de campo una vez cada tres años, por lo que los costos de mantenimiento se mantienen bajos para garantizar que el sistema funcione correctamente.
- El protector limitador de corriente CLiP tiene una vida útil prolongada: solo es necesario reemplazarlo cada 20 años o más.
Estamos muy satisfechos con nuestra decisión de utilizar el protector limitador de corriente CLiP en el diseño de nuestra planta. Este protector ha demostrado ser una solución altamente confiable, con décadas de éxito en el mercado que la avalan.
Cómo funciona el protector limitador de corriente CLiP cuando se produce una corriente de cortocircuito:
I. Una unidad sensora activa un material pirotécnico contenido.
operación basada en una configuración de disparo predeterminada.
II. El conductor de cobre está segmentado en varios
longitudes fraccionarias y las dobla hacia arriba, formando
múltiples huecos.
III. Se forman arcos en estos espacios y el voltaje de arco resultante
provoca la transferencia de la corriente de cortocircuito a un
fusible limitador de corriente paralela.
IV. El fusible se funde y elimina la falla del circuito.
V. La extinción actual ocurre en el primer semiciclo y
limitación antes del primer pico.
VI. Se garantiza una interrupción fiable sin ventilación.
de gases ionizados.
VII. Todos estos pasos ocurren entre un cuarto y la mitad.
ciclo. Nada es tan rápido para proteger los activos.
