Evaluación de la viabilidad técnica y económica de la utilización del aceite dieléctrico vegetal como sustituyentes del aceite dieléctrico mineral en transformadores de distribución nuevos y usados en las empresas municipales de Cali (2014)
Los aceites vegetales se han caracterizado por ser importantes en la producción de biocombustibles, específicamente de biodiesel. Sin embargo, estos ésteres tienen otro tipo de aplicación. Bajo el concepto de biorrefinería se pueden utilizar como medio dieléctrico y refrigerante en transformadores en el sector energético, entre otras muchas aplicaciones. Actualmente, los transformadores están inmersos en aceite de origen mineral, procedentes de la destilación fraccionada del petróleo, lo cual demarca una disponibilidad bastante limitada que causa una drástica fluctuación en los precios. El uso de este aceite en equipos de transformación pueden liberar hidrocarburos poli-aromáticos cuando es sometido a un arco interno, además, al final de la vida útil es de difícil gestión. Esta problemática se ha venido agudizando dado el incremento de la demanda de energía eléctrica en el mundo a lo largo del tiempo, por lo cual se hace necesario investigar nuevos fluidos y su interacción en el sistema. Las Empresas Municipales de Cali (EMCALI) no ajena a esta problemática, decidió realizar una evaluación técnica, financiera y ambiental de la utilización del aceite vegetal en transformadores de distribución con vista a cambiar el aceite mineral en este tipo de sistemas. Para ello se realizó un estudio exploratorio de la utilización del aceite vegetal en el mundo, partiendo de tres escenarios geográficos, lo que llevó a encontrar 7 muestras de aceites vegetales y minerales en diferentes condiciones (Lub-troil, Biotemp, Biovolt, FR3 y mineral de referencia). En estas muestras se hicieron tres evaluaciones: la primera, una evaluación técnico-eléctrica, en donde se analizaron las propiedades fisicoquímicas, eléctricas y térmicas de las 7 muestras de aceite vegetal y mineral de diferentes marcas. Posteriormente, la evaluación ambiental se dividió en dos etapas, en la primera se analizó el ciclo de vida básico del aceite mineral y vegetal encontrando sus impactos significativos y en la segunda etapa, se desarrolló una contaminación artificial de un suelo arcillo-limoso con aceites dieléctricos vegetales y minerales con el fin de identificar los cambios más importantes en las propiedades del suelo. Por último, se realizó la evaluación económica donde se determinó la rentabilidad y conveniencia económica del proyecto, considerando ciertos beneficios y costos reales. Desde el punto de vista técnico se encontró que incluso un aceite vegetal en34 condiciones extremas (sobrecargado al 200% durante 8 meses, con un contenido de humedad muy alto y sin válvula de sobrepresión), mantiene su capacidad dieléctrica para funcionar adecuadamente dentro del transformador, ello indica que puede superar algunas características del aceite mineral. Además la capacidad de retener mejor la humedad se evidencia en el aumento de la vida útil del papel y por ende del transformador, esta cualidad le permite proteger el material celulósico. En cuanto al análisis ambiental, se determinó que el uso de esta tecnología minimiza significativamente los impactos ambientales, dado que su naturaleza vegetal lo convierte en un fluido biodegradable, no tóxico y de fácil tratamiento y disposición, por otra parte, se determinó que al contaminar el suelo con aceites dieléctricos de origen vegetal y mineral, el éster afecta en menor medida las propiedades del suelo, ya que éste al descomponerse solo ocasiona alteraciones a corto plazo mientras las condiciones del suelo se normalizan, cualidad que el aceite mineral no posee gracias a su compleja estructura química que hace que se convierta en un compuesto persistente e inhibidor de procesos en el medio. Finalmente en la evaluación económica, se obtuvo que la implementación de este proyecto para la empresa es bastante rentable, pues los indicadores obtenidos fueron muy buenos. (TIR= 18,8%, VPN= $1.490.636, C/B=1,15 y plazo de recuperación de 5 años) por lo que se considera que esta alternativa es viable y conveniente de implementar. Por lo anterior, se pudo concluir que es viable y conveniente la sustitución del aceite mineral por el aceite vegetal como elemento dieléctrico de los transformadores de distribución en las Empresas Municipales de Cali, puesto que ofrece mejorar los riesgos ambientales, diversos aspectos técnicos y es económicamente rentable