Análisis Técnico sobre las cocinas de inducción en el Ecuador.Carlos Ceballos Hidalgo

Universidad de Guayaquil, Ecuador, luiscarlos9495 @gmail.com

Palabras Clave: Inducción, GLP, Comburente, CONELEC, NTE INEN, IEC.

INTRODUCCIÓN

El presente Artículo se refiere al análisis técnico de las cocinas de inducción en el Ecuador, el cual explica que es un artefacto que calienta directamente la base de la olla por medio de inducción electromagnética a través de bobinas, sin calentar los elementos periféricos evitando así perdidas de energía, sin olvidar que el campo electromagnético penetra en una olla de metal férreo.

Según los datos proporcionados las cocinas de inducción tienen un 84% de eficiencia térmica, dejando a un lado las cocinas eléctricas y a gas, sin lugar a dudas debemos tomar una serie de precauciones para evitar distorsiones de la tensión en la red.

La implementación de proyectos de eficiencia energética tales como sustitución de cocinas artesanales por cocinas de inducción brindara una nueva alternativa para evitar el consumo de GLP el mismo que ocasiona emisiones de CO2 y contaminación ambiental.

Uno de los factores que podría producir inestabilidad en las redes de distribución, sería el ingreso masivo de las cocinas inducción debido a que no consideran como carga.

Metodología

Funcionamiento de las cocinas de inducción.

El calentamiento por inducción es un método para obtener calor de forma rápida, consistente, limpia y eficiente para aplicaciones industriales, como domésticas, con el fin de contener un ambiente controlado sin presencia de ningún combustible.

El principio de calentamiento por inducción se asemeja al del transformador en donde el generador actúa como una fuente de corriente alterna, la bobina de inducción como devanado principal y el objeto a

calentar como devanado secundario cual se toma como de una sola espira.

Como se muestra en la figura (1) una bobina de inducción, está localizada debajo de cada zona de calentamiento, cuando esta energizada produce un campo electromagnético variable el cual generan corrientes inductivas en la base ferromagnética del recipiente de cocción, y comienza el proceso de cocción y como resultado un calentamiento del recipiente localizado en la zona del inductor.

Figura 1 Funcionamiento de la cocina de inducción.

Por ende es necesario conocer las leyes a la que están sometida para lograr calentamiento por inducción.

Ley De Ampere

La circulación de corriente eléctrica por un conductor genera un campo magnético alrededor de dicho conductor.

Figura 2 Ley de Ampere

Ley de Inducción de Faraday

“El voltaje inducido en una espira o bobina de un conductor, es proporcional al índice de cambio de las líneas de fuerza que pasan a través de la bobina” (Peter, 2001)

Figura 3 Ley de Faraday

Efecto Joule

Establece que la cantidad de calor producida es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al cuadro de la intensidad de la corriente que lo atraviesa y el tiempo.

Figura 4 Efecto Joule

Corriente de Foucault

Se produce cuando un conductor atraviesa un campo electromagnético variable, tienen por efecto transformar parte de la energía en calor. (Miguel, 2011)

Figura 5 Corrientes de Foucault

Características de las cocinas

Cocinas de inducción

Se genera directamente en el fondo del recipiente por ondas electromagnéticas, sin la existencia de un foco calorífico, por lo

que la cocción es más rápida y tiene una eficiencia del 84%.

Cocinas eléctricas

Se toma en cuenta el efecto joule, una resistencia que soporte alta temperatura transmita calor a la placa conductora, y se producen perdidas al calentar el contorno y después lo que vamos a cocinar por ende su eficiencia es de 74%

Cocinas a gas

Para producir la combustión se necesitan tres factores; combustible (GLP), Comburente (Oxigeno) y la Energía de activación (Reacción de combustión). Para lo cual se producen perdidas por combustión y por radiación de calor, las cuales influyen en la eficiencia térmica de un 40%

Calidad del producto técnico

Se debe efectuar el control por parte del distribuidor, el nivel de voltaje, variaciones de voltaje, el índice de calidad y el factor de potencia.

El Nivel de voltaje se define:

Bajo voltaje: hasta 0.6KV

Medio Voltaje: entre 0.6 y 40KV

Alto Voltaje: Mayor a 40KV

Tabla 1 Límite de variaciones de voltaje(CONELEC, 2001)

Factor Potencia

Es la relación que hay entre la potencia activa y la aparente

Donde:

P: Potencia Activa S: Potencia aparente cosφ: Desfase entre la corriente y voltaje. El valor minimo es de 0.92.

La normativa relacionada con la variación de voltaje la presenta la CONELEC y es:

Figura 6 Variación de voltaje

Variaciones de voltaje

Debemos tomar en cuenta las variaciones o perturbaciones de voltaje en la red de distribución domiciliaria, cada país tiene una entidad que controla los niveles en este caso es el CONELEC donde propone regulaciones para prestar un servicio de calidad.

Se produce distorsión de la tensión de la red por las propias cargas, por el funcionamiento de arranques de paradas, por la conmutación de corrientes importantes entre diversos circuitos, ocasionando en ellos caídas de tensión. (Orlando, 2015,p.22)

Variaciones internas

Cables muy delgados Contactos eléctricos desgastados o

de mala calidad. Adición de contactos múltiples. Conexiones mal hechas.

Variaciones externas

Mal funcionamiento de algunos equipos cuando se alimentan a una red muy distorsionada, las habituales son:

Variación de tensión Sobretensión temporal Sobre voltaje Interrupciones de energía

Normas de las cocinas de inducción

Con el fin de brindar seguridad al consumidor y promover una mejora en el aspecto de calidad, se aplica la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2 555:2010

Donde se establece que en la cocinas de inducción de uso doméstico deben tener una tensión nominal que no supere los 250V.

Respecto a la Norma IEC 61180-2, la cocina de inducción debe ser diseñada para soportar sobretensiones, va desde 400 V A 12000 V.

La Norma RTE INEN 101 Indica prevenir a riesgos en la seguridad, la salud de las personas, malas prácticas de operación y funcionamiento en las cocinas de inducción de uso doméstico cuya diferencia de potencial este comprendía entre los 180 V y 250 V. (INEN, 2014)

Plan de Cocción Eficiente

En el sector residencial se consume aproximadamente el 92% del gal licuado de petróleo (GLP) que se utiliza en el Ecuador, peor el país debe importar alrededor del 78% de GLP de la demanda nacional de este combustible, previo al precio de venta al consumidor final ha sido mantenido históricamente bajo, El Estado asume un elevado subsidio que alcanza los $ 700 millones por año. (Ministerio de Electricidad yEnergía Renovable, s.f.)

El programa cocción eficiente eficiente busca introducir aproximadamente 3 millones e cocinas eléctricas de inducción con su respectivo juego de ollas de material ferromagnético y un incentivo tarifario de 80 KWh. Se estima que a partir del 2018 la tarifa para los primeros 100KWh/mes será de $0.04/KWh. (Ecuador Cambia, s.f.)

Resultados

(Ministerio Coordinador de SectoresEstratégicos, 2013)

Figura 7 Estructura del consumo por sectores

Como resultado determinamos la demanda de energía final por consumidor y el consumo de los principales energéticos del sector residencial y obtenemos de forma explicativa del porque el cambio de matriz productiva.

.

(Ministerio Coordinador de SectoresEstratégicos, 2013)

Figura 8 Sector Residencial

Se puede visualizar que en el sector residencial el 59% de consumo es a través del GLP, recurso energético que es subsidiado por el estado, por lo que representa una pérdida económica.

Definimos que el cambio de matriz energética consiste en aumentar, de manera sustentable las fuentes primarias de energía, así mismo cambiar las estructuras de consumo en el sector de

transporte, residencial, comercial que influyen en el consumo de GLP.

Discusión y Conclusiones

Debemos reconocer el funcionamiento de las cocinas de inducción.

Dar cursos relacionados sobre el manejo y funcionamiento de las cocinas de inducción

Aplicar el control de distribución de redes por parte de CONELEC.

El desempeño de las cocinas de inducción se maneja en un rango de 180 a 300 V

En los sectores residenciales los niveles de voltaje son bajos, proporcionados por las redes de distribución, existirá un mayor consumo de corriente eléctrica para estabilizar la potencia.

Realizar una revisión a sus instalaciones eléctricas para determinar las variaciones de voltaje y su respectiva caída de tensión.

En modo de espera, que el gobierno cumpla con sus proyectos para que los beneficiarios seamos nosotros.

Referencias y Bibliografía

Cocinas de Inducción. (15 de Agosto de 2014). Obtenido de http://www.energia.gob.ec/cocinas-de-induccion/

CONELEC. (2001). REGULACIÓN N°.CONELEC-004/01. Ecuador.

Harper, G. E. (2004). El ABC de las maquinas Eléctricas. México D.F., México: LIMUSA, SA.

INEN. (2014). Reglamento Técnico Ecuatoriano RTE INEN 101. 1-19. Quito, Ecuador.

Miguel, A. S. (2011). Electrotecnia. Madrid, España: PARANINFO, S.A.

Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos. (2013). Balance Energético Nacional. Quito, Ecuador. Obtenido de "Balance Energético Nacional".

Ministerio de Electricidad y Energía Renovable. (s.f.). Obtenido de http://www.energia.gob.ec/

Orlando, V. (2015). Efecto del voltaje en el desempeño de las cocinas de induccion. Quito, Ecuador.

Peter, B. (2001). Electrotecnia (21 ed.). Madrid, España: AKAL, S.A.

Ecuador Cambia. (s.f.). Obtenido de www.ecuadorcambia.com

Fiallos, E. (2015). Efecto de las cocinas de inducción en la calidad del

producto técnico del servicio residencial. Quito, Ecuador.