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017

Tome decisionesinformadas acerca del

uso de la energía

Hospital centenarioresuena con la eficiencia

del siglo 21

Caso de éxitoUso de filtros Matrix MTEpara limitar la distorsión

por armónicas

Ahorro de Energíacon Variadores de

Frecuencia

CALIDADDE LAENERGÍA

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ÍNDICEPG. 3 | UNA ENERGÍA LIMPIAPRODUCE AGUA LIMPIA

PG. 7 | HOSPITAL CENTENARIO RESUENACON LA EFICIENCIA DEL SIGLO 21

PG.11 | TOME DECISIONESINFORMADAS ACERCA DELUSO DE LA ENERGÍA

PG.14 | ARCO ELÉCTRICO: UN PELIGRODEL MAL MANEJO DE ENERGÍA

PG.17 | LÁMPARAS LEDSAHORRADORAS DE ENERGÍA

PG. 22 | ROMPIENDO EL MITO:AA-8030 CONDUCTIVIDAD SUPERIOR

PG. 24 | AHORRO DE ENERGÍACON VARIADORES DE FRECUENCIA

PG.19 | CASO DE ÉXITOCENTRO DE TALENTO MEXICANO BRILLAEN EFICIENCIA CON LA ADOPCIÓN DE LATECNOLOGÍA LED

PG.20 | CASO DE ÉXITOUSO DE FILTROS MATRIX MTEPARA LIMITAR LA DISTORSIÓNPOR ARMÓNICAS

Una energía limpiaproduce agua limpiaCaso práctico de calidad del suministro eléctrico.

En este artículo se habla de una planta regional de tratamiento de aguas residuales situada a orillas del estrecho de Puget, Washington. Se trata de una instalación galardo-nada que sirve a seis ciudades y procesa una media de 79,9 millones de litros de aguas residuales al día, con una capacidad diaria de hasta 106 millones de litros.La mayoría de las plantas de tratamiento de aguas utilizan los mismos procesos básicos, pero esta se ha sometido a actualizacio-nes continuamente desde su apertura en 1984,entre las que se incluyen una luz ultravioleta de alta intensidad y, en breve, una nueva instalación de secado de sólidos biológicos de clase “A”.

En este caso concreto, Mark Newport, el especialista en electrici-dad de mantenimiento, iba a instalar nuevas unidades electróni-cas de corrección del factor de potencia en varios centros de control de motores para mejorar la calidad eléctrica, proteger los equipos y reducir costes.

Sin embargo, como las medidas correctivas a menudo generan

nuevos problemas de calidad eléctrica en el sistema, empleó un analizador trifásico de calidad eléctrica Fluke 434 portátil para asegurarse de que sus esfuerzos no eran en vano.

Detalles del sistemaLa planta de tratamiento emplea cientos de motores, algunos de ellos con una capacidad de 500 caballos de potencia. Dispone de un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) conectado a los centros de control de motores, así como a las válvulas, actuadores, sensores y analizado-res eléctricos.

Además, permite ver al instante el estado del sistema en numerosas estaciones. Si la planta se paraliza-ra por cualquier motivo, como un corte de suministro eléctrico en la zona, las aguas residuales conti-nuarían fluyendo a través de la planta y por los tanques de sedi-mentación, pero desembocarían en el estrecho de Puget sin haber recibido el tratamiento completo.Para evitar que esto ocurra, el sistema eléctrico de la planta cuenta con varios niveles de redundancia.

Este sistema se mantiene mediante suministros eléctricos dobles que proceden de dos subestaciones. Por lo general, la carga se comparte entre ambos suministros, pero cada uno de ellos puede ocuparse de toda la instalación a través de un sistema interruptor. Un generador de 1,25 MW en un interruptor automáti-co de transferencia puede hacerse cargo del sistema en 8 segundos en el caso de que fallaran ambos suministros eléctricos.

Los elementos del sistema de control redundante operan gracias a pequeños sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) monofásicos cuando el generador se inicia y se sincroniza.Corrección de potencia

Los sistemas de corrección de potencia se instalaron principalmen-te para corregir el factor de poten-cia. Los mismos conductores se

habían empleado previamente para alimentar tanto los variadores de velocidad (ASD) como los motores de arranque de la línea. Los variado-res de velocidad son cargas no lineales y consumen corrientes armónicas, especialmente en el quinto armónico. Los condensado-res de factor de potencia muestran una menor impedancia a las frecuencias más altas que a la frecuencia fundamental de 60 Hz. Por tanto, un sistema con corrientes armónicas puede provocar sobreco-rrientes en los condensadores de corrección.

El personal de mantenimiento de la planta se percató de esto y, en su lugar, decidió emplear un dispositivo basado en semiconductores.

Herramientas de medición:analizador de calidadeléctrica Fluke 434

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El dispositivo que conectaron a cada centro de control de motores supervisaba continuamente el factor de potencia de un circuito. Genera potencia reactiva (VAR) guía para contrarrestar la potencia inductiva, con lo que se retarda así la potencia reactiva de los motores. Puede responder al instante a los cambios de carga. Además, busca cualquier corriente armónica y genera una señal invertida para anularla. De esta forma, para cualquier dispositivo ascen-dente, el centro de control de motores aparece como una carga resistiva.

¿Qué es el factor de potencia y por qué es importante?El factor de potencia es una medición que compara la potencia real (vatios) que se consu-me con la potencia aparente (voltios-amperios) de la carga. Una carga puramente resistiva tiene un factor de potencia de 1,0.

¿Qué hace?La potencia disponible para realizar un trabajo se denomina potencia real (kW). Las cargas inductivas, como los motores, los transformado-res y la iluminación de alta intensidad introducen potencia reactiva (kVAR) en un sistema de alimentación. La capacidad del sistema viene definida por la potencia aparente (kVA), que debe ser suficiente para dar cabida a la poten-cia real (kW) y a la potencia reactiva (kVAR). Dado que la potencia reactiva requiere parte de la capacidad del sistema pero no realiza trabajo, las compañías eléctricas cobran más por ella, mientras que las plantas intentan que el consu-mo neto de kVAR sea bajo. Una elevada poten-cia reactiva se de la capacidad del sistema pero no realiza trabajo, las compañías eléctricas cobran más por ella, mientras que las plantas intentan que el consumo neto de kVAR sea bajo. Una elevada potencia reactiva se traduce en un bajo factor de potencia.Datos sobre el factor de potencia:• Las compañías eléctricas pueden cobrar tarifas más altas o recargos por un factor de potencia bajo o por una potencia reactiva alta.• Las restricciones de la capacidad del sistema provocan caídas de tensión y sobrecalentamien-to.• Los VAR de potencia inductiva se pueden corregir mediante la aplicación de condensado-res y reguladores activos.

¿Qué coste tiene un factor de potencia bajo?Cálculo de ejemploSuponga que la compañía eléctrica añade un 1% de la tarifa de demanda por cada centésima (0,01) por debajo de un factor de potencia de 0,97. Suponga que su factor de potencia medio mensual es de 0,86 y que su tarifa de demanda es de 7.000 euros (0,97 – 0,86)* 100% = 11%(11% x 7.000 euros) x 12 meses = 9.240 euros al año que se pueden evitar

¿Qué se debe comprobar?• Compruebe si la tarifa plana de su compañía eléctrica impone algún recargo por demanda de potencia reactiva o factor de potencia.• Averigüe cómo mide su compañía eléctrica el factor de potencia o la potencia reactiva. Por ejemplo, si tienen en cuenta los interva-los máximos o los promedios.• Identifique las cargas que provocan un retardo en la potencia reactiva y desarrolle una estrategia de corrección del factor de potencia.

¿Cuánto es aceptable?Para evitar pagar una tarifa mayor, el factor de potencia debe ser superior a 0,97. Es posible aplicar condensadores o reguladores en cargas individuales, en una confluencia de varias cargas o en la acometida del servicio para mejorar el factor de potencia.Nota: esto puede variar. Algunas compañías eléctricas cobran un recargo por cada punto porcentual entre 0,85 y 0,97.

Una energía limpiaproduce agua limpia

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Otras cobran un recargo basado en la cantidad de potencia reactiva que use. Otras no cobran ningún recargo.

Antes y despuésAl corregir el factor de potencia, la corriente rms que consumía el centro de control de motores se redujo en un 27%. El regulador de corriente utiliza una cantidad relativamente pequeña de potencia para operar. No obstante, contrarresta la potencia reactiva y reduce la potencia aparente (kVA) drásticamente.

Antes de la instalación, el equipo de distribución ascen-dente tenía que transportar mucha corriente reactiva y corriente armónica que deambulaban sin llevar a cabo un trabajo real. Ahora, el sistema transporta únicamente corriente productiva a los centros de control de motores.

El corrector de factor de potencia también limpió el contenido de armónicos. La mayor parte de la carga no lineal procedía de variadores grandes. El 5º armónico contribuyó en gran medida a la distorsión general.Tanto la cantidad de la corriente del 5º armónico como la distorsión armónica total de la corriente se redujeron en más del 50%.

¿Por qué se deben corregir los armónicos?¿En qué consiste?La distorsión armónica total es la suma de las contribu-ciones de todos los armónicos. La distorsión armónica es una consecuencia normal de un sistema de alimentación que suministra cargas electrónicas, como ordenadores, equipos profesionales, balastos de iluminación electróni-cos y sistemas de control.

¿Qué hace?La distorsión armónica puede provocar lo siguiente:• Una corriente alta en el flujo en conductores neutros.• Que los motores y transformadores se calienten cuando operan, lo que reduce su ciclo de vida.• Una mayor susceptibilidad a las caídas de tensión, lo que puede provocar falsos reinicios.• Una eficiencia reducida del transformador o la necesi-dad de contar con una unidad mayor para dar cabida a los armónicos.• Ruido audible.

¿Qué costo tiene un incidente?Los costos principales son los derivados de la reducción en el ciclo de vida de motores y transformadores. Si el equipo que presenta el problema forma parte de los sistemas de producción, es posible que los ingresos también se vean afectados.

Cálculo de ejemploSuponga que el coste de reemplazar un transformador de 100 kVA es de 7.000 euros al año, incluida la mano de obra. Suponga que el equipo sufre 8 horas de inactividad al año con una pérdida de ingresos de 6.000 euros cada hora.Coste total: 7.000 euros + (8 x 6.000 euros) = 55.000 euros al año

¿Qué se debe comprobar?Los motores, transformadores y conductores neutros que suministren cargas electrónicas.

¿Cuánto es aceptable?

La distorsión armónica total de tensión se debe investigar si supera el 5% en cualquier fase. Es normal que haya distorsión armónica total de corriente en alguna parte de un sistema que suministre cargas electrónicas. Supervise los niveles de corriente y la temperatura en los transfor-madores para asegurarse de que no se sobrecarguen. La corriente neutra no debe superar la capacidad del conductor neutro.

Una energía limpiaproduce agua limpia

Fuente: FlukeEspecialista: Francisco Jesus Aguilar LopezCorreo: fjaguilar@hermos.com.mx

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Hospital centenarioresuena con la eficienciadel siglo 21Caso de Éxito Calidad de la Energía

Advocate Health Care, con sede en Oak Brook, Illinois, se reconoce como uno de los 10 sistemas más destacados del país, y es uno de los empleadores más grandes de la zona de Chicago.

Illinois Masonic es una de las instalaciones más grandes del sistema Advocate, uno de los principales hospitales univer-sitarios urbanos y un centro de trauma de Nivel I que mantiene las operaciones las 24 horas del día. York Chan es Director de las Instalaciones en el hospital. Chan también es miembro de la Junta de Directores de la American Society for Healthcare Engineering (ASHE) y Gerente Certificado de Instalaciones de Atención Sanitaria (CHFM).

El desafío para los hospitalesMuy pocos son los lugares donde la calidad del ambiente interior sea tan claramente un asunto de vida o muerte como lo es un hospital.

La calidad del aire en un hospital se debe gestionar riguro-samente, a menudo, como en los quirófanos y las instalacio-nes para pacientes infecciosos o inmucomprometidos, sala por sala. La temperatura, el flujo de aire, la presión, las partículas del aire, la filtración, la humedad y el aire externo deben ser controlados con precisión y monitoreados

SITUACIÓN• Defensor de Atención Sanitaria• Salud• Chicago, IL• York Chan, Director de Instala-ciones

DESAFÍOAdministrar la calidad del aire, el consumo y la conservación de energía

SOLUCIÓNOfrece ahorro de energía utilizan-do tecnología de punta

HERRAMIENTAS UTILIZADAS• 179 DMM• Termómetro 62 IR• Registrador Trifásico 1735

RESULTADOS• Las instalaciones ahora utilizan un 27 por ciento menos de ener-gía que unhospital promedio de EE.UU.• Reconocimiento ENERGY STAR en 2008

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constantemente. Tanto los agentes de enfermedades transmitida por pacientes como los agentes patógenos ambientales deben ser controlados. El fracaso puede ser costoso en términos humanos y financieros. Chan calcula que se utiliza 2,7 veces más energía por pie cuadrado que un edificio de oficinas; sin embargo, reducir el consumo de energía es difícil. Los edificios funcionan todos los días, todo el año. Y las normas de funcionamiento impuestas por los reguladores deben cumplirse.

“Estábamos involucrados con la conservación de energía mucho antes de que estuviera de moda”, dice Chan, “pero todavía mi foco de atención principal es la ganancia neta. Los hospitales generalmente producen de cuatro a cinco por ciento en ganancias al final del día.

Por cada dólar que le ahorro en energía a este hospi-tal, nos evita tener que salir a buscar 20 dólares en nuevos negocios.

“Puedo ir a mi administración y decir ‘ahorré 100.000 dólares el año pasado en energía. Eso equivale a tener que salir a buscar nuevos negocios valuados en 2 millones de dólares’. Y esto llama su atención”.

El trabajo en equipo y la tecnología constru-yen un sistema saludableIllinois Masonic ofrece esos ahorros energéticos utilizando tecnología de punta, operada por un equipo de trabajo destinado a vigilar cada watt. Chan ha llevado a cabo numerosos ejercicios de evaluación comparativa y auditorías energéticas en el hospital.

“Esto es algo que hago de manera distinta a la mayo-ría de los directores de las instalaciones ” dijo Chan.“-Comparto mi presupuesto y ganancia neta con cada miembro de mi departamento. De hecho voy de partida presupuestaria en partida presupuestaria. Analizan el costo energético, la electricidad y el gas natural.”

Edificio: 1908 / Tecnología: 2009

Teddy Roosevelt era el presidente cuando se constru-yó el primer edificio de Illinois Masonic. Pero por dentro, los sistemas y controles son estrictamente del siglo 21. En los años ochenta, el hospital gastó millo-nes de dólares en la modernización del edificio con

algunos de los primeros sistemas de volumen de aire variable (VAV). Hay más de 100 variadores de velocidad de motores en uso, muchos de los cuales responden a sensores de presión y temperatura y al sistema de auto-matización de edificios.

“Hacemos pleno uso de la automatización de nuestro edificio para controlar de manera constante nuestros sistemas de aire y agua para asegurarnos de que estén bien afinados”, dijo Chan. “Vamos a reajustar la tempera-tura del agua en un grado y quizás esto haga que los enfriadores demoren su puesta en marcha por una hora. Ajustamos constantemente nuestro sistema de funciona-miento del edificio para controlar nuestros parámetros operacionales”.

Los sensores instalados en todos los sistemas mecánicos apoyan la gestión de datos de Chan. Por ejemplo, la carga del filtro se chequea de manera electrónica. “Cuando la presión estática supera los 3,81 cm de colum-na de agua, se emite una alarma en nuestra computadora que dice que es hora de cambiar el filtro”, dijo Chan.

“En el pasado, hubiésemos programado el mantenimiento en base al tiempo del calendario. Cada tres meses hubiésemos cambiado ese filtro, independientemente de si necesitaba ser cambiado. En la actualidad, no vamos a cambiar ese filtro cada tres meses, vamos a cambiarlo

Hospital centenarioresuena con la eficienciadel siglo 21

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Hospital centenarioresuena con la eficienciadel siglo 21

cuando llegue al 90 por ciento de vida útil. Estamos extendiendo la vida útil de los filtros. Es bueno para el medio ambiente y también para mi ganancia neta, ya que no pagamos por trabajo y materiales para cambiarlo innecesariamente”.

Chan calcula que un 60 a 65 por ciento de los datos de desempeño provienen desde cables de medidores de flujo, transductores de corriente y otros sensores. El resto se reúne con instrumentos de prueba portátiles como registradores de datos utilizados para evaluar el consumo eléctrico de variadores de velocidad de motores indivi-duales.

“Las herramientas de mano se usan mucho para controles puntuales". Está buscando temperatura en un área deter-minada, o diferencias de temperatura a través de una bobina, una imagen por única vez. Los dispositivos de cableado resistente son más para la recopilación de datos a largo plazo”.

La cereza en el pastelÉl ve que el ahorro de energía ofrece una "ganancia neta final triple” con tres beneficios fundamentales:Prosperidad Económica (ganancia); Gestión Ambiental (planeta) y Responsabilidad Social (gente).

Illinois Masonic ha ahorrado energía en muchos aspectos, con medidas que incluyen diferentes sistemas de volumen de aire; sensores de ocupación que apagan las luces delas habitaciones vacías; la modernización de la ilumina-ción de alta eficiencia y el uso de la tecnología permanen-te y portátil para vigilar y controlar los sistemas de cale-facción, ventilación y aire acondicionado. Las instalacio-nes ahora utilizan un 27 por ciento menos de energía que un hospital promedio de EE.UU., según la base de datos de ENERGY STAR de la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. En términos de emisiones de gases de efecto invernadero, es como si se sacaran 1.433 autos de la ruta. “El setenta y cinco por ciento de nuestro éxito aquí es operativo”, dijo Chan. “Se trata de procedimientos, no de equipos". "Considerar las temperaturas de descarga, considerar las temperaturas del agua caliente y asegurar-se siempre de que el equipo funcione según lo previsto”.

El reconocimiento de ENERGY STAR es un honor poco frecuente. Pero para Chan es el resultado natural de décadas de esfuerzo y cientos de pequeños pasos. “Al final,” dijo Chan, “obtener el ENERGY STAR fue sólo la cereza en el pastel”.

Fuente: FlukeEspecialista: Francisco Jesus Aguilar LopezCorreo: fjaguilar@hermos.com.mx

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Tome decisionesinformadas acerca deluso de la energía

Los costos asociados a la energía utilizada en una planta se acercan típicamente al 30% de los costos totales de operación de la misma, y muchas veces no se sabe con certeza cuanta energía se consume por área, por máqui-na, y por pieza producida. Sin esta información es difícil tomar decisiones acerca de cómo ahorrar energía sin impactar el desempeño de la producción.

Una iniciativa para la medición de energía basada en el enfoque de la inteligencia energética debería de abordar los siguientes temas:• Monitoreo de la energía como un enfoque integrado• Utilización de los sistemas, datos e información ya existentes• Apoyo de expertos para la implementación y el uso del sistema• El equipo de producción local involucrado en todo el desarrollo de la iniciativa• Complementación con otras iniciativas de administra-ción del desempeño

Para la implementación del monitoreo de energía y la reutilización de los sistemas de control e información existentes el software FactoryTalk ® EnergyMetrix repre-senta una excelente solución de software la cual permite consolidar información de diferentes orígenes de energía (agua, gas, aire, vapor y electricidad).

FactoryTalk ® EnergyMetrix es un software basado en web habilitado para la gestión de energía que da acceso a información de energía crítica desde prácticamente cualquier origen de datos (software de historización, PLC, medidor de energía, controlador inteligente de motores, etc.)

Con FactoryTalk EnergyMetrix se pueden capturar, anali-zar, almacenar y compartir los datos de energía con los principales interesados usando un navegador web estándar como interfaz de usuario. Esto hace que sea sencillo el distribuir los conocimientos necesarios para optimizar el consumo de energía, administrar la calidad de energía, correlacionar el uso de energía, determinar el costo de producción, negociar las tasas de energía y mejorar la eficiencia. A través de diferentes procesos, diferentes instalaciones o diferentes países, FactoryTalk EnergyMetrix es una solución para toda la empresa que puede ayudar a tomar decisiones inteligentes de manejo de energía.

Características y beneficiosFactoryTalk EnergyMetrix proporciona una visión completa de los datos de en ergía en una plataforma única.Con FactoryTalk EnergyMetrix, usted puede:• Proporcionar contabilidad de costos precisa basada en el uso de energía

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• Visualización de datos en tiempo real• Visualización de gráficos de tendencias de datos históricos dinámicamente o mediante informes y gráficos personalizados• Comparación de tarifas horarias alternativas para analizar potenciales ahorros de costos• Creación de presupuestos y pronósticos de energía• Establecimiento de metas de ahorro de energía y seguimiento del progreso basado en datos en tiempo real

Análisis de la calidad de energíaComprenda mejor la calidad de energía y la forma en que afecta a la planta• Realizar capturas de forma de onda para correlacionar relaciones entre fases• Trazado de transitorios, surge y sags• Muestra de armónicos, THD, factor K y factor de cresta• Generar gráficos de calidad de energía e informes

AlarmasDefina condiciones para generar alarmas• Genere alarmas de umbral basadas en cualquier parámetro conectado al sistema• Mande alertas o correos electrónicos a usuarios especí-ficos

SeguridadAproveche varios niveles de seguridad para ayudar a proteger sus datos• Funciones de múltiples usuarios y asignables para permitir acceso a datos específicos• Soporte a Active Directory de Windows ® (LDAP) para contraseñas sincronizadas

• Generar reportes de energía y gráficos para un proceso, Departamento, facilidad o empresa• Optimizar la adquisición de energía• Monitorear armónicos para facilitar el mantenimiento donde sea necesario• Capturar y analizar fácilmente la información de energía con un mínimo inversión de capital• Comprender el impacto de eventos de calidad de energía en equipos o instalaciones• Asignar costos de energía al proceso que generó esos costos• Generar reportes personalizados para adaptarse a sus necesidades de información

ConectividadRegistra datos de hardware de Allen-Bradley o de terce-ros mediante RSLinx ® Classic o servidores OPC• Soporta conectividad con PowerMonitor de Allen-Brad-ley, relés de sobrecarga, dispositivos de protección de motores, EEM, y PLCs vía RS-485, Ethernet/IP ™, Device-Net ™, ControlNet ™, Rio etc.• Estas comunicaciones están disponibles a través de drivers de RSLinx o conectividad OPC para dispositivos de terceros• Soporte a FactoryTalk Live Data (RSLinx Enterprise)

Monitoreo y reportesCapture una gran variedad de datos para soportar perfiles de carga, asignación de costos y facturación• Registro de energía y datos de energía de PowerMonitorAllen-Bradley, relés de sobrecarga y dispositivos de protección de motores• Registro de bajo uso de energía, flujo, temperatura, presión desde PLCs o dispositivos de terceros• Registro de datos de producción manualmente o desde un PLC

Tome decisionesinformadas acerca deluso de la energía

Fuente: Rockwell AutomationEspecialista: Jose Miguel Controreas Quezada

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Arco Eléctrico: Un peligrodel mal manejo de energía

¿Qué es el arco eléctrico? Una explosión por arco eléctrico es una avería muy peligrosa y por lo general muy costosa de un sistema eléctrico que ocurre como un cortocircuito entre conductores electrificados. Cuando el aislamiento entre los conductores se rompe o no puede contener la tensión aplicada, el aire que rodea el cortocircuito puede ionizarse, creando así una ráfaga intensa de energía de 5,000 °F o más. Con frecuencia, el movi-miento del operador o el contacto con el equipo energizado dispara el arco eléctrico. Esto presenta una amenaza particular cuando existen fallas dentro del gabinete. Una falla de la conexión de una fase a tierra o de una fase con otra que provoca una explosión puede causar lesiones mortales o quemaduras graves y provocar daños materiales considerables.

Organizaciones normativas y protección contra arcos eléctricos A fin de proteger a los operadores, las normas de OSHA y NFPA 70E exigen un “límite de protección contra arcos eléctricos”. La Administración de Seguri-dad y Salud Laboral [Occupational Safety and Health Administration (OSHA)] adoptó las normas 70E para la seguridad

eléctrica en el lugar de trabajo de la Asociación Nacional de Protección contra Incendios [National Fire Protection Association (NFPA)] como un método aceptable de cumpli-miento para satisfacer este requisito. La OSHA sostiene que sólo pueden realizarse tareas eléctricas en equipos desenergizados.

El acceso a equipos que pueden estar energizados, capaces de generar un arco eléctrico, debe limitarse al personal calificado con ropa y equipo de protección apropiados, incluidos trajes y capuchas ignífugos y varas no conductoras. El NEC exige que los tableros de control eléctrico que podrían generar arcos eléctricos cuenten con una etiqueta en forma permanente adherida por el fabri-cante del tablero. Energía incidente La energía incidente, como la define la NFPA es “la cantidad de energía transmi-tida a una superficie a cierta distancia de una fuente, generada durante un arco eléctrico”, es un término clave para comprender los peligros de los arcos eléctricos. La energía incidente es una medida de la temperatura que genera el arco eléctrico y se expresa en calorías por centímetro cuadrado. Los dos números más importantes que deben recordarse son 1.2 y 40. Los niveles de energía incidente superiores a 1.2 calorías por centímetro cuadra-do pueden producir quemaduras

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de segundo grado. La norma NFPA 70E exige a los trabajadores utilizar equipo de protección personal cuando realizan tareas con 50 voltios o más. Los niveles de arco eléctrico superiores a 40 calorías por centímetro cuadrado pueden ser mortales y, por lo general, resultan en una potente explosión presurizada con ondas expansivas sonoras y proyectiles. Se dispone de equipo de protección personal para exposiciones de hasta 100 calorías por centímetro cuadrado; sin embargo, la fuerza de la explosión presurizada puede ser mortal, independientemente del equipo de protección personal.¿Cuál es la relación entre la norma NFPA 70E y mi gabinete? De acuerdo con las disposiciones de la norma NFPA 70E, los operadores deben utilizar vestimenta y equipos de protección para abrir un gabinete eléctrico cuya tensión supere 50 VCA. Esta norma no considera que el arco eléctrico sea un factor de riesgo para las personas una vez que el gabinete esté cerrado. Hoffman fabrica gabinetes y accesorios que cumplen con los requisitos de la norma NFPA 70 sobre equipos.

Cabe destacar que la norma NFPA 70E no especifica ningún tipo de prueba que clasifique la resistencia de un gabinete a la energía del arco eléctrico. También se debe resaltar que no es posible hacer nada al gabinete, salvo mantenerlo cerrado, que pudiera ser una alternativa adecuada al requisito de la norma NFPA 70E que establece que las personas deben utilizar vesti-menta protectora al abrir un gabinete que pudiera tener energía viva.

Cómo evitar explosiones por arco eléctricoEtiqueta de advertencia La etiqueta es el primer paso. Sin embargo, los niveles de arco eléctrico pueden cambiar en la medida que se realicen tareas de mantenimiento rutinario y reparación. El nivel de peligro de arco eléctrico de cualquier pieza de equipo depende de la corriente de falla disponible y del tiempo que demora en activar-se el dispositivo de protección contra sobrecorriente más cercano que esté corriente arriba. En la mayoría de los casos, un ingeniero de la empresa de servicios públicos de la localidad puede determinar los niveles de la corriente de falla;

sin embargo, los valores de esta corriente pueden basarse en la impedancia del transformador que alimenta al centro y las impedancias adicionales corriente arriba del transformador pueden reducir el número. Si estas impedancias adicionales no se incluyen en los cálculos, los niveles de energía incidente podrían subestimarse.

Los niveles de corriente de cortocircuito en los sistemas del servicio eléctrico público cambian continuamente en la medida que tanto electricistas como los trabajadores de mantenimiento reempla-zan dispositivos de sobrecorriente, fusibles y tableros o realizan actualizaciones al sistema. Todos estos cambios repercuten en la potencia del arco eléctrico pero podrían no indicarse en la etiqueta de advertencia.

Vestimenta protectora Toda persona que realiza tareas en equipos que podrían generar un arco eléctrico deben utilizar vestimenta protectora, como por ejemplo trajes ignífugos, protectores faciales y gafas protectoras, así como otros equipos indicados en las normas.

Arco Eléctrico: Un peligrodel mal manejo de energía

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Arco Eléctrico: Un peligrodel mal manejo de energía

Equipos que limitan la exposiciónPese a que ninguna pieza de un equipo puede eliminar por completo los peligros de los arcos eléctricos, el riesgo puede reducirse considerablemente y las tareas de manteni-miento rutinario pueden realizarse sin acceso directo al equipo. Uno de los métodos es proveer conexiones externas al equipo instalado en un gabinete. Los tableros correctamente diseñados y aislados, cableados a los equipos en el interior, permiten a los operadores cambiar configuraciones y supervisar su funcionamiento sin necesidad de abrir el gabinete. Los puertos para interfaz de datos INTERSAFE® de Hoffman se instalan en un gabinete para permitir el acceso a los dispositivos de programación en el interior del equipo sin necesidad de abrir la puerta del mismo.

Otro método para minimizar la exposición es mantener los manuales y documentos de trabajo fuera del gabinete pero convenientemente cerca del equipo. El compartimento para datos instalado en la parte exterior de los gabinetes protege los manuales y registros cuando están cerrados pero, cuando es necesario, puede accederse fácilmente a ellos. Finalmente, puede instalarse un gabinete aislante de alimen-tación, un gabinete más pequeño conectado al gabinete principal, para aislar o separar el disyuntor o cortacircuitos del tablero de control principal.

Fuente: HoffmanEspecialista: Jesús Antonio Cortés GerónimoCorreo: jacortes@hermos.com.mx

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Lámparas LEDsAhorradoras de Energía

¿Por qué LED?Las soluciones de LEDs están obteniendo un reconoci-miento mundial por sus posibilidades de ahorro de energía, su larga vida y la capacidad de reducir las emisiones de carbono en un amplio abanico de sectores. Las soluciones de LEDs jugarán un papel crucial en el futuro de la iluminación. No obstante, a la hora de realizar la selección, ¿cómo puede estar seguro de que un sistema es mejor que otro? Al fin y al cabo, comprensible-mente, cada compañía le dirá que el suyo es el mejor. Los LEDs de GE Iluminación están respaldados por un historial en el campo de la iluminación que, simplemente, no tiene rival. La compañía presentó la tecnología LED al mundo con la patente para las primeras aplicaciones de señalización de LEDs prácticas comercializadas en 1962. Desde entonces, GE Iluminación ha sido pionera en el uso de las soluciones LEDs y actualmente es una de las mayores empresas de LEDs a nivel mundial. GE Ilumina-ción continúa desarrollando soluciones de LEDs de alta calidad. ¿En quién mejor se podría confiar que en aqué-llos que inventaron la tecnología y la desarrollaron hasta convertirla en el fenómeno mundial que constituye actual-mente? Con más de 130 años de experiencia, GE Ilumina-ción dispone de los conocimientos y las soluciones LEDs de vanguardia para guiarle sin esfuerzos al futuro de la luz.

Liderando el futuro de los LEDsGE es una de las mayores empresas del mundo en siste-mas de LEDs. Nuestra amplia experiencia incluye más de 7,62 millones de metros de ilumina-ción lineal de LEDs con un índice de devolución durante el período de garantía inferior al 0,05%. Además, como socio de confianza en el segmento del transporte, GE tiene más de 6 millones de señales de LEDs en funcionamiento durante las 24 horas y los 7 días de la semana por todo el mundo. Prueba adicional de nuestro éxito: El Concurso de Diseño de Ilumina-ción de Estado

Sólido (Solid State Lighting Design Competition) Next Generation Luminaires™ nos concedió el premio de “mejor en su clase” para el sistema de iluminación Immer-sion® LED Display Case y un “reconocimiento especial” para el sistema de iluminación GE LED Cove como un ejemplo a seguir en el mercado. GE Iluminación fue el precursor del primer sistema comercial de LEDs en 1962 y es líder del mercado de innovación en LEDs para una amplia gama de aplicaciones como pueden ser señales de tráfico y ferroviarias, letreros publicitarios, iluminación de zonas de exteriores, e iluminación de expositores refrigerados.

· Iluminación industrial. · Iluminación arquitectónica. · Iluminación de exposición comercial. · Iluminación de sustitución residencial y profesional. · Iluminación para el comercio. · Alumbrado público.

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Fuente: GE LightingEspecialista: Edgar Rosales Cervantes

Correo: erosales@hermos.com.mx

• Productos participantes: Cartuchos consumibles de LS8EQ. Los números de parte podrán ser diferentes, siempre en múltiplos de 20 para hacer efectiva la promoción.• Monto para participar: Órdenes de compra por 20 piezas.• Vigencia: 1 de septiembre a noviembre 2017 o hasta agotar existencias

Condiciones:• Aplican Condiciones y Restricciones• Panduit se reserva el derecho de cancelar o modificar la promoción en cual-quier momento• Válida únicamente en México

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Ciudad de México, marzo de 2014 - El talento mexicano que se prepara en el centro de ingeniería de General Electric, GEIQ (GE Infrastructure Queré-taro) tiene nuevas razones para brillar tras la instalación de más de 1400 luminarias LED de GE que vienen a darle un nuevo semblante a este centro de ingeniería, que desde hace 15 años se ha convertido en un destacado generador de negocios en energía y aviación en México y está integrado por un equipo de más de 1600 ingenieros.

El proyecto de iluminación para GEIQ consistió en la moderni-zación de la iluminación de las áreas internas con la instalación de las nuevas lámparas LED modelo BT22 Series, especialmente diseñadas para espacios comerciales y de oficinas. La nuevas luminarias tienen una duración de 50,000 horas de operación y brindan 10% más iluminación al pasar de 56 a 94 lúmenes por watt, consumien-do tan sólo 49 kilovatios.

Gracias a la adopción de este nuevo sistema de iluminación, GEIQ eliminará los costos de mantenimiento asociados a la substitución periódica de las antiguas lámparas fluorescentes. En total, se calcula que el ahorro en los gastos asociados a electricidad y mantenimiento será de 40%, lo que equivale a cerca de 380,000 dólares a lo largo de la vida del sistema.

“Nuestro centro de ingeniería es uno de los pilares que impulsan la innovación en GE y gracias al incesante trabajo de los 1600 ingenieros que forman parte de él se ha convertido también en un motor de desarrollo de Tecnología en México. Quisimos mejorar la infraestructura con la que cuenta el recinto para obtener mayor productividad y qué mejor que aplicar nuestra tecnología LED en casa”, comenta Vladimiro de la Mora, director general de GEIQ.

Con el mejoramiento de la visibilidad en las áreas internas, GEIQ busca continuar creando el mejor ambiente para el desarrollo de las mentes más prominentes de la ingeniería mexicana, capaz de realizar proyectos de trascendencia mundial.

Fuente: GE LightingEspecialista: Edgar Rosales Cervantes

Correo: erosales@hermos.com.mx

Centro de talento mexicano brillaen eficiencia con la adopción de laTecnología LED

CASO DE ÉXITO

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La energía eléctrica representa el principal insumo que mueve al mundo industrial; sin ella, nuestras empresas se detendrían y las economías enteras entrarían en crisis. Por eso es vital saber administrarla. El buen uso de la energía eléctrica le permite, a las empresas, ser cada vez más competitiva, en una economía que tiende a la globa-lización, así el ahorro de energía es una alternativa viable para reducir costos de operación y mejorar los niveles de competitividad dentro del mundo industrial.La calidad de la energía eléctrica puede definirse como una ausencia de interrupciones, sobre tensiones y defor-maciones producidas por armónicas en la red y variacio-nes de voltaje RMS suministrado al usuario; esto referido a la estabilidad del voltaje, la frecuencia y la continuidad del servicio eléctrico.

Los disturbios no solo afectan al equipo, sino también perjudica la operación de la red del suministro, causando problemas como:

- Operación incorrecta de controladores electrónicos (PLC’s)- Sobrecalentamiento de cables- Incremento de las perdidas reactivas de los transforma-dores y motores.- Errores de medición- Operación incorrecta de sistemas de protección.

Debido a estos problemas, algún componente de cual-quier equipo puede sufrir un daño considerable al presentarse algún transitorio que rebase su nivel de aislamiento, siendo los más susceptibles las tarjetas electrónicas tanto de los equipos de automatización (PLC’s, servodrives, computadoras, etc.) como de los equipos de electrónica

de potencia (variadores de velocidad, arrancadores de estado sólido, etc.).

Las armónicas son voltajes o corrientes de más alta frecuencia, ondas periódicas continuas que distorsionan el sistema de potencia, causando efectos como:

- Sobrevoltaje y sobrecorriente en la red de distribución- Sobrecalentamiento en cables, transformadores y generadores- Sobrecalentamiento en todo tipo de sistemas electróni-cos ocasionando fallas en componentes- Disparos en falso de interruptores y de relés de protec-ción

Los causantes de las armónicas son los equipos con rectificadores tales como los variadores de frecuencia, UPS, equipo de calentamiento por inducción, soldadoras eléctricas, hornos de arco, etc.

Este problema se suscitó cuando CIMA Ingeniería Mexi-cana S.A. de C.V. http://www.cimaingenieros.com/ instalo variadores de frecuencia para compresores de tornillo de 150HP y 200HP, 480VCA, al realizar las mediciones con un equipo de calidad de la energía de Fluke, encontraron las siguientes mediciones:

• 24.2% de distorsión en la 5ª armónica en corriente

CIMA Ingeniería se apoyó con Hermos para ofrecer la solución a este problema y se llegó a la conclusión de utilizar los Filtros Matrix AP de la marca MTE

Los Filtros Matrix utiliza la tecnología HMR (reactor de mitigación de armónicos), para limitar la distorsión de

Uso de filtros Matrix MTEpara limitar la distorsiónpor armónicas

CASO DE ÉXITO

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corriente a plena carga a menos del 5% de distorsión total armónica (THID) prácticamente en cualquier tipo de rectifica-dor de 6 pulsos, permitiendo que su sistema cumpla con los valores de voltaje y límites de distorsión de corriente de acuerdo a las Normas IEEE-519, EN61000, AS2279, y G5/4.

Los Filtros Matrix AP utilizan la nueva tecnología pasiva adaptativa para lograr un mejor desempeño de THID, logrando un THID garantizado de 8% máximo a 30% de carga y de 5% máximo al 100% de carga.

Las características de los Filtros Matrix AP:

- Sin resistores- Sin ventiladores- Menos capacitores- Componentes modulares- Diseñado para enfriamiento por convección- Compatible con sistemas de generadores

La tecnología "adaptativa" con patente pendiente, permite que Matrix AP se adapte a diversas cargas mientras que aun proporciona rendimiento THID optimizado. El diseño superior integra el núcleo magnético y el núcleo derivado en la misma pila de laminación. Esta unidad no solo es más eficiente con unidades de seis pulsos que un rectificador de 18 pulsos autónomo, es más económica y tiene mejor rendimiento durante desequili-brio de fases.

Los resultados después de instalar los Filtros Matrix a los variadores de 200HP fueron los siguientes:

• 3.6% de distorsión en la 5ª armónica en corriente, muy por debajo de lo mínimo que permite la norma (8%)

CIMA Ingeniería quedo satisfecho con los resultados del Filtro Matrix de MTE e instalo Filtros Matrix a cada variador pare reducir los niveles de armónicos.

Si requiere saber más sobre este caso de éxito, no dude en consultar a su ingeniero de ventas.

Uso de filtros Matrix MTEpara limitar la distorsiónpor armónicas

Especialista: David Acosta BadilloCorreo: dacosta@hermos.com.mx

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Rompiendo el mito:AA-8030 conductividadsuperior

Cuando se trata de conductividad, los conductores de Aleación de Aluminio proporcionan el doble de ampacidad por el mismo peso, haciéndolo un conductor 100% confiable y notable gracias a su aleación AA-8030 única dentro de la familia de la serie AA-8000.

STABILOY® Brand tiene una composición de metales única que está diseñada para ofrecer un mejor rendimiento en los alimentadores. La Aleación de Aluminio AA-8030 además de ser creada especialmente para los conductores de baja tensión tiene más pureza en sus componentes.

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CALIDADGeneral Cable pone a prueba cada centímetro de cada cable de alimen-tación de Aleación de Aluminio que fabrica; debido a que se prueba el 100%, su calidad - su confiabilidad, durabilidad y la seguridad están garantizados.

Los cables de Aleación de Aluminio STABILOY® Brand son mucho más fáciles de instalar y su mantenimiento es igual al que debe recibir el cobre, por lo tanto, el Aluminio es más eficiente y rentable. La Aleación de nuestros cables permiten que estos tengan mínima deformación por fatiga por el paso del tiempo (Efecto Creep), mejora la estabilidad térmica y la resistencia mecánica a alta temperatura, así como mejora la capacidad de conduc-ción permitiendo una estabilidad térmica en la conexión.

Rompiendo el mito:AA-8030 conductividadsuperior

Fuente: General Cable MéxicoEspecialista: José Guadalupe Lona Zarate

Correo: jgzarate@hermos.com.mx

STABILOY® Brand está aprobado por las normas:NOM-063-SCFI-2001NMX-J-532-ANCE-2000NMX-J-533-ANCE-2002ASTM B800 y B801Y su autorización como cables para alimentación de fuerza en instalaciones industriales, comerciales, residenciales e institucionales se encuentra definida y aprobada en las normas:NOM-001-SEDE-2012NEC 2011UL PJAZ.E109108UL ZKST.E39406, UL TYLZ.E39725, UL ZKLU.E174390

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Ahorro de Energíacon Variadores de FrecuenciaLos motores de inducción de corriente son un pilar para la conversión de energía eléctrica a energía mecánica o de movimiento en todo el mundo. Estos se encuentran en la industria, en el comercio y en el hogar. Nuestra vida sería inimaginable sin ellos. Dos terceras partes de la energía eléctrica producida es para alimentar motores.

Mucha de la potencia consumida por los motores de CA son para la operación de ventiladores, turbinas y bombas. Aproximadamente el 50 % de los motores de CA son para este tipo de cargas o aplicaciones. Estas cargas en particular: ventiladores, turbinas y bombas, son muy atractivas para observar ahorros de energía. Existen varios métodos de control para ventiladores y bombas que han estado avanzando al grado que muestran ciertos ahorros de energía sobre métodos tradicionales.

Básicamente, los ventiladores y bombas son diseñados para ser capaces de cumplir con la demanda máxima de un sistema en el cual ellos están instalados. De cualquier forma, frecuentemente la demanda puede variar y ser mucho menos que la capacidad de diseño. Para estas condiciones se usan persianas de salida en los ventilado-res o válvulas de estrangulamiento en las bombas. Estas son efectivas y simples, pero afectan severamente la eficiencia del sistema.

Existen otras formas de controlar a los ventiladores y bombas para que respondan a las diferentes demandas del sistema sin que la eficiencia decrezca drásticamente. El método mas redituable es un control de velocidad para el ventilador o bomba. Este método produce un medio mas eficiente de control de flujo que los métodos existen-tes. Un VFD (Variable Frequency Drive) ofrece ventajas sobre otras formas de control de velocidad.

AHORRO DE ENERGIA EN VENTILADORESEl ventilador más común es el centrífugo que, como su nombre lo indica, imparte energía por medio del aire mediante una fuerza centrífuga. Esto resulta en un incremento de presión y produce flujo de aire en la salida del ventilador. Este tipo de ventiladores son usados en una gran variedad de aplicaciones desde el más simple sistema de calefacción residencial hasta sistemas comer-ciales e industriales más grandes.

Al usar un variador de velocidad en un ventilador turbina o bomba se tiene un comportamiento muy interesante que se puede explicar mediante las ecuaciones de las leyes de afinidad.

La ecuación 3 es la más usada para estimar los ahorros de energía pues al bajar la velocidad de una bomba o ventilador la potencia baja drásticamente. Para entender esta ecuación es equivalente a quitar la bomba y motor y colocar una más pequeña cuando se baje la velocidad mediante un VFD.

Dónde:N1 = Velocidad nominal del Ventila-dor en RPM o %N2 = Velocidad inferior a la nominal en RPM o % Q1 = Flujo en CFM a la velocidad Velocidad

Q2 = Flujo en CFM a una velocidad inferior N2P1 = Presión nominal a la velocidad nominal P2 = Presión a una velocidad N2HP1= Potencia en caballos de fuerza a la velocidad nominal N1 ó flujo Q1HP2= Potencia en caballos de fuerza a una velocidad N2 ó flujo Q2

1)N1

N2

Q1

Q2=

3)Q1

Q2

HP1

HP2=( )3

2)Q1

Q2

P1

P2=( )2

nominal

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Dónde:N1 = Velocidad nominal del Ventila-dor en RPM o %N2 = Velocidad inferior a la nominal en RPM o % Q1 = Flujo en CFM a la velocidad Velocidad

Q2 = Flujo en CFM a una velocidad inferior N2P1 = Presión nominal a la velocidad nominal P2 = Presión a una velocidad N2HP1= Potencia en caballos de fuerza a la velocidad nominal N1 ó flujo Q1HP2= Potencia en caballos de fuerza a una velocidad N2 ó flujo Q2

Ahorro de Energía conVariadores de Frecuencia

A continuación un ejemplo que ilustra dichos ahorros:Un ventilador con dampers en la salida (persianas) requiere un motor de 35 hp para manejar 100,000 CFM a 300 rpm asumimos que este es el 100 %, de acuerdo a la curva de operación anexa (Publicacion DGI-2.1 de Rockwell APENDICE 1)

Considerando las curvas del ventilador y usando la restricción de los dampers me arroja cierto requerimiento de potencia en HP :

Ahora si colocamos un VFD para tener los mismos porcentajes de flujo CFM el mismo tiempo se usan las ecuaciones de las leyes de afinidad. El primer punto se obtiene del 100% de flujo de la curva que es de 35 HP., para los demás puntos se usa la tercer formula donde Q1=100% y HP1=35 hp

Con estos valores calculados podemos estimar la poten-cia total en el tiempo

En un mes hay un ahorro de ($ 28,016 - $11,986.8) $16,029.2 pesos, si esto se repite mensualmente en un año será $ 192,350.00 pesos esto si lo pasamos a USD($ 18.5 por dollar) tenemos $ 10,397 USD. un VFD de 40 hp cuesta aproximadamente $ 4500 USD por lo que la inversión se recupera en 6 meses .

Asumiremos que el perfil de carga es el siguiente durante 1 mes (30 dias):

CFM

100%80%60%40%

DUTY CYCLE(% of time)

10%40%40%10%

CFM100806040

CICLO10404010

HP35353127

HP TOT3.514.012.42.7

TOTAL 32.6 HP

Q1

Q2

HP1

HP2=( )3

Q2 80 60 40

HP2 18 7.56 2.24

CFM CICLO HP HP TOT

100 10 35 3.5

80 40 18 7.2

60 40 7.56 3.024

40 10 2.24 0.224

TOTAL 13.948

PERSIANASEN SALIDAS

VARIADORFRECUENCIA

HP TOTALES 32.6 13.948

X KW/HP 0.746 0.746

X HR/MES 720 720X COSTO KWH 1.6 1.6COSTO TOTAL $28,016 $11,986.8

Especialista: Ignacio Torres JaimeCorreo: itorres@hermos.com.mx

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www.hermos.com.mx

General461 150 13 92

San Luis Potosí444 188 78 85

Querétaro442 127 54 89

Guanajuato / Michoacán461 150 16 33