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Actualidad

En los años 2020 y 2021 se desarrolla el Proyecto CREMIE, gracias a los fondos de la Agència Valenciana de la Innovació (AVI). Este proyecto para la “Adecuación de una innovadora y potente herramienta de cálculo y representación de campos magnéticos en instalaciones eléctricas para ingenierías” se enmarca en la línea de actuación L1. Valorización, transferencia y explotación por las Empresas de resultados de I+D del programa de Valorización y transferencia de resultados de investigación a las empresas. Para saber más acerca de él, puedes consultar la información del Proyecto CREMIE aquí.

El primer evento de presentación oficial de CRMag PLUS en el Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de la Comunidad Valenciana se puede seguir en directo desde su canal de Youtube (clic en la imagen):

CRMag: Programa de cálculo y representación de campos magnéticos en instalaciones eléctricas

Introducción

La presencia de campos magnéticos debidos a la circulación de corrientes de frecuencia industrial, tiene repercusiones en la salud de los seres vivos. De ahí la importancia de poder cuantificar estos campos en condiciones normales de funcionamiento de las instalaciones, tanto en su interior como en sus alrededores, con el fin de tomar las medidas correctoras oportunas.

Descripción

CRMag es un sencillo pero potente programa para el cálculo y la representación tridimensional de los campos magnéticos producidos por la circulación de corrientes en instalaciones eléctricas.

En el siguiente vídeo se muestra un sencillo ejemplo donde se utiliza el programa y se comparan los resultados con los medidos en el laboratorio.

El problema del cálculo de este tipo de campos, a menudo se resuelve mediante software de simulación por elementos finitos, lo cual es ideal para obtener resultados de detalle en zonas concretas de las instalaciones (junto a máquinas eléctricas, por ejemplo). Sin embargo, este tipo de software, como ANSYS, MATLAB u otros, no resulta adecuado para grandes extensiones de terreno (nave industrial, subestación eléctrica, centro de transformación y alrededores, línea aérea…), pues la cantidad de memoria a utilizar y el tiempo necesario de ejecución serían inviables con las computadoras actuales.

Para resolver el problema descrito se ha diseñado este software basado en las ecuaciones integrales del campo magnético producido por intensidades, que permite calcular los campos que producen las corrientes de baja frecuencia de los conductores a lo largo de una zona de gran extensión, que puede incluir la instalación y sus alrededores (el piso superior, el exterior de los lindes de la parcela, etc.). El conjunto del cableado que constituye la instalación eléctrica se descompone en pequeñas partes y se realiza una integración numérica de los efectos de cada elemento sobre cada punto del espacio. El efecto de los transformadores de potencia sobre el campo del entorno puede estimarse de una forma aproximada por medio de los ejemplos incluidos en la documentación del software. El campo calculado es el campo no perturbado por la presencia de elementos metálicos extensos o de materiales ferromagnéticos. Los informes que se pueden obtener con este programa son válidos para cumplir las exigencias que impone el Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Alta Tensión (2014), en lo relativo a la emisión de campos magnéticos.

Este software está compilado con Matlab, por lo que para su uso no se requiere una licencia de Matlab, sino del propio software (que es totalmente independiente de la licencia de Matlab).

El software tiene dos secciones diferenciadas. El modo de cálculo por defecto es el de instalaciones. En este modo se pueden simular centros de transformación, subestaciones eléctricas y otras instalaciones. Se puede estudiar también el efecto de las pantallas en cables apantallados. El otro modo disponible es el de líneas aéreas. En este modo se puede simular el campo producido por líneas simples o dobles que lleven o no cable de guarda. Además, se puede estudiar la influencia del cable de guarda y el efecto de considerar líneas con varios conductores por fase.

En ambos modos de cálculo se puede representar el campo en la instalación y en sus alrededores, a lo largo de un plano o de una línea recta.

El siguiente esquema describe el funcionamiento del programa.

A continuación, se muestra la captura de pantalla del modo de funcionamiento Instalaciones.

Y la siguiente figura muestra la captura de pantalla del modo de funcionamiento Líneas.

Ventajas

Los autores no conocen ningún software equivalente hasta la fecha.

La principal ventaja del software es que ha sido desarrollado exactamente para el fin descrito anteriormente, por lo que se ha facilitado al máximo la introducción de los datos de los conductores de la instalación y sus corrientes, permitiendo incluir corrientes monofásicas o trifásicas y cables desnudos, aislados o apantallados. El cálculo de los campos se lleva a cabo de una manera rápida y precisa, con una precisión que ha sido contrastada en laboratorios e instalaciones reales. Además, la visualización de los resultados gráficos ofrece diferentes opciones que facilitan la comprensión de los datos y su inclusión en informes y proyectos (añadir etiquetas de datos, mostrar el recinto de la instalación, añadir una rejilla, mantener la relación de aspecto de los ejes, giros tridimensionales, etc.).

A continuación, se ilustra un ejemplo de la salida gráfica del programa al simular el campo magnético en una instalación.

Por lo tanto, se citan las siguientes ventajas:

• No requiere de licencias de programas externos (Matlab, Ansys, etc.).
• Entrada de datos sencilla y cómoda, optimizada para las instalaciones típicas (centros de transformación, subestaciones o líneas aéreas).
• Velocidad de cálculo y precisión elevadas.
• Resultados fáciles de comprender y de exportar a informes y proyectos.
• Uso de recursos del computador reducido (el uso de memoria RAM es moderado incluso en cálculos en parcelas y extensiones de gran tamaño).
• Permite el cálculo del campo magnético tanto en las instalaciones como en sus alrededores.
• Permite tener en cuenta el efecto de los cables de guarda de las líneas aéreas.
• Permite considerar el efecto de las pantallas en cables apantallados.

Aplicaciones

Teniendo en cuenta que el Reglamento de Instalaciones de Alta Tensión del año 2014 (RD 337/2014) obliga al cálculo de los campos magnéticos en las instalaciones eléctricas, este software es una herramienta de gran utilidad para el diseño de las mismas. Además, sirve como software de comprobación de niveles de campo máximo previsibles, que permitan conocer las necesidades de apantallamiento en zonas concretas u otras medidas correctoras.

Las principales aplicaciones del software son las que se citan a continuación.

• Cálculo del campo magnético durante el diseño/proyecto de instalaciones eléctricas:
• Centros de transformación
• Subestaciones
• Naves industriales
• Líneas aéreas
• Apoyos en ángulo de líneas aéreas
• Otras instalaciones eléctricas
• Comprobación de niveles de campo máximo previsibles en instalaciones o en zonas concretas (puestos de trabajo) para determinar la necesidad de implementar medidas correctoras como el apantallamiento o alejamiento de los equipos perturbadores existentes.

¿Puede mi ordenador ejecutar CRMag?

CRMag funciona en sistema operativo Windows. Es recomendable disponer de un ordenador con sistema operativo Windows de 64 bits. Si es así, para asegurarte de que el programa va a funcionar en tu PC debes hacer lo siguiente:

• Descarga e instala el Matlab Compiler Runtime R2017b de 64 bits (versión 9.3). Está accesible en el siguiente link: MCR 9.3 win64
• Descarga y ejecuta esta sencilla aplicación de prueba (haciendo clic aquí). Si tu aplicación se visualiza como en la figura de abajo (con el texto ESTE ORDENADOR SÍ PUEDE EJECUTAR CRMag), no deberías tener ningún problema para ejecutar CRMag en tu PC. Para ejecutarla, descomprime el contenido del archivo descargado (CRMagTEST64.rar) en una carpeta (utilizando 7zip, winrar u otro software similar) y ejecuta el archivo ejecutable (CRMagTEST64.exe).

Si solo tienes ordenador con sistema operativo Windows de 32 bits, debes comunicárnoslo para descargar una versión de CRMag de 32 bits. En tal caso, para asegurarte de que el programa va a funcionar en tu PC debes hacer lo siguiente:

• Descarga e instala el Matlab Compiler Runtime R2015a de 32 bits (versión 8.5). Está accesible en el siguiente link: MCR 8.5 win32
• Descarga y ejecuta esta sencilla aplicación de prueba (haciendo clic aquí). Si tu aplicación se visualiza como en la figura de abajo (con el texto ESTE ORDENADOR SÍ PUEDE EJECUTAR CRMag), no deberías tener ningún problema para ejecutar CRMag en tu PC. Para ejecutarla, descomprime el contenido del archivo descargado (CRMagTEST.rar) en una carpeta (utilizando 7zip, winrar u otro software similar) y ejecuta el archivo ejecutable (CRMagTEST.exe).