Mitigación de campos magnéticos originados por instalaciones de transmisión y distribución de energía eléctrica

Abstract

El crecimiento de los centros urbanos y el aumento de la demanda de energía eléctrica hace que cada vez se requieran más instalaciones eléctricas en los centros urbanos. Asociados a las mismas se encuentran la generación de campos magnéticos, que desde ya hace varios años han despertado preocupación en la población por la asociación de estos con posibles efectos sobre la salud. En algunas circunstancias resulta necesario disminuir los niveles de campo magnético generados. Para lograr dicho objetivo existen diferentes técnicas, como ser el incremento de la distancia en las zonas de interés o la aplicación de técnicas de mitigación más desarrolladas. Desde el punto de vista técnico-económico, la utilización de lazos pasivos presenta una gran ventaja sobre otros métodos de mitigación, por lo que resulta de gran utilidad conocer la potencialidad de los mismos y aprovecharla en los casos en que resulte viable su aplicación. El objetivo principal de este trabajo es desarrollar y validar experimentalmente herramientas que permitan analizar el efecto de mitigación que se obtiene en los valores de campo magnético generados por instalaciones de transmisión y distribución de energía eléctrica, al utilizar lazos pasivos principalmente en líneas aéreas y cables subterráneos. En el desarrollo de la tesis, se presentan aspectos generales vinculados las fuentes de campos magnéticos existentes, focalizando las instalaciones eléctricas y en correspondencia las fuentes de frecuencia industrial. Se realiza una evaluación de los valores admitidos de campo magnético, tanto a nivel nacional como internacional para estos valores de frecuencia, para lo cual se estudian normativas nacionales y recomendaciones publicadas por organizaciones reconocidas. Se presentan valores de campo magnético generados en sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica, contemplando Líneas Aéreas, Cables Subterráneos, Estaciones Transformadoras y Centros de Transformación. Se presentan cálculos realizados con herramientas que permiten implementar modelos en dos y tres dimensiones, realizando a su vez comparaciones entre cálculos y mediciones. Se estudian diferentes técnicas de mitigación de campo magnético utilizadas en instalaciones eléctricas. Las técnicas consideradas son el incremento de la distancia a las fuentes de campo magnético, diferentes alternativas de agrupamiento de conductores, cambios en la secuencia de energización para casos de líneas aéreas o cables subterráneos con más de una terna, se evalúa la utilización de materiales metálicos, lazos pasivos y lazos activos. Considerando que en los centros urbanos se requieren más tendidos de cables subterráneos para abastecer la demanda de energía eléctrica y además que la instalación de los mismos se realiza en la vía pública, se enfoca el trabajo en la aplicación de lazos pasivos como herramienta de mitigación, ya que esta técnica presenta ventajas sobre otras estrategias de mitigación. Además en algunos casos esta técnica también puede ser aplicada para mitigar el campo magnético generado por líneas aéreas. Para lograr el objetivo se estudian las diferentes variables intervinientes, como ser las características de los conductores a utilizar, el número de lazos y diferentes configuraciones. Para la implementación de esta técnica se desarrollaron las herramientas matemáticas correspondientes y un software de cálculo que permite realizar diferentes análisis. Se presentan comparaciones realizadas entre cálculos y mediciones en instalaciones montadas en laboratorio. Se estudia la aplicación de lazos pasivos a instalaciones típicas de cables subterráneos y líneas aéreas, presentando finalmente las principales conclusiones obtenidas en este trabajo.