Frank Mutis, Gerente General Acueducto Metropolitano de Bucaramanga – AMB

1. IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE EFICIENCIA
ENERGÉTICA EN EL ACUEDUCTOMETROPOLITANODE
BUCARAMANGA

2. USO RACIONAL DE ENERGÍA
IMPLEMENTACIÓN DEL
PLAN DE EFICIENCIA
ENERGÉTICA EN EL
ACUEDUCTO METROPOLITANO
DE BUCARAMANGA
II Seminario de Eficiencia Energética en Servicios Públicos

3. INFRAESTRUCTURA
 Tanques de Almacenamiento: 41
 Plantas de Tratamiento: 4
 Redes de distribución: 1.350 km
 Sistemas de Bombeo: 2
 Distritos Hidráulicos: 32
 Válvulas Reguladoras: 67
 Sectores Homogéneos de Presión: 99
 Cobertura servicio domiciliario: 98%
 Cobertura de micromedición: 100%
 Continuidad del servicio: 24 h

4. INDICADORES
INDICADOR 2003 2011*
IANC (%) 32,15 22,81
Reposición anual de medidores 8069 12067
Reposición anual de redes (km) 10,6(20,65)2006 5,4
Fallas por rotura (Daños/km*año) 1,25(1,77)2005 0,86
No. de Ordenes atendidas por fraude 0 1404
Puntos remotos (SCADA) 0 35
Sectores homogéneos de presión 20 99

5. CONSUMO DE ENERGÍA
ELÉCTRICA [2011]
4 Plantas de Tratamiento 3 Sistemas de Bombeo Consumo 2011
Dependencia
[kWh/mes]
amb Bombeo Bosconia 2’547.632
1 Sede Administrativa Sistema SCADA, Otros.
Plantas de
67.469
Tratamiento
Otros 106.329
TOTAL [mes] 2’721.430
TOTAL 32,7 GWh
Potencia Instalada 15,72 MW
Potencia Func.: 8,6 MW
Aproximadamente 9 % del
Consumo de Bucaramanga

6. CONSUMO DE ENERGÍA
ELÉCTRICA [2011]
Series1; FUERZA
MOTRIZ; 94,432%
7,6 MW Motores - Bombas
 0,25 MW de Iluminación
0,023 MW otras aplicaciones
0,17 MW de sistemas de AA
Series1;
Series1; ACONDICIONAMIE
ILUMINACIÓN; NTO TÉRMICO;
3,090% 2,193% Series1; OTROS;
0,285%

7. Uso Racional de Energía en
el amb S.A.
Indicadores UNE 216301 – IEEE:
Eficiencia
Energética
A Management System for Energy
Operación y
Producción
Gestión de
Compra de
Energía
Mantenimiento
Gestión
URE
Cambios
Sistemas de Tecnológicos
Control
Reingeniería
Equipos de Procesos
Eficientes Tecnologías
Productivas

8. Preliminares: Sistema de Gestión
Energética
 Medir
 Diagnosticar
 Modelar
 Acciones preventivas
y correctivas
Mantenimiento

9. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
1. Caracterización, Monitoreo y Diagnóstico
del sistema de distribución de la Estación
de Bombeo Bosconia.
2. MDL: Minicentral Hidroeléctrica La Flora [1
MVA].
3. Automatización sistemas de iluminación
Sede Administrativa.
4. Campañas de ahorro y cambio de sistemas
de iluminación.

10. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
1. Caracterización, Monitoreo y
Diagnóstico del sistema de
distribución de la Estación de
Bombeo Bosconia.

11. ESTACIÓN DE BOMBEO BOSCONIA
TIBB - SULZER
4 Bombas Horizontales de 700 l/s
Altura dinámica 397 m
4 Motores Asíncronos, rotor Jaula
de Ardilla, 5000 HP, 1790 rpm,
4160 V, 597 A.
Paneles de control y servicios
auxiliares.
Sistema lógica programable.
Consumo: 30,60 kWh/año
Costo: $ 6.566’682.708/año
Bombeo: 22’700.000 m3 /año
Subestación Eléctrica 115/4,16 kV
Potencia Instalada: 24 MVA

12. ESTACIÓN DE BOMBEO BOSCONIA

13. Estación de Bombeo Bosconia
2100
2600
8500
2100
2600
7850
8500
7850
Barraje tubular de aluminio
Ø 63/55 mm
Johanjaro
Todas las distancias se encuentran en milímetros

14. ¿Costo Factura vs URE?
Se puede lograr bajar el
Nivel de
Tensión
costo en la facturación, pero
Comercializ.
no significa una mejora en la
eficiencia energética.
Banco de Sólo se puede realizar una
Capacitores vez, y esto no lo hace
sostenible, ni
necesariamente eficiente. A
veces inseguro.
DISMINUCIÓN [ $/kWh ]

15. Cambio Comercializador [2008]

16. Cambio Comercializador [2008]
Si el contrato de energía estuviese sujeto a la Bolsa de
Energía, el amb habría cancelado un excedente de $
75’436.980 respecto con el contrato a precio Fijo vigente.

17. ¿Instalación Banco de Condensadores?
No pago de Reactiva
$ 150 M
MANTENIMIENTO DE
TRANSFORMADORES
DE POTENCIA

18. URE: Estación de Bombeo Bosconia
Calidad Potencia
S/E
Estudio de Modelado
sistema de Equipos
Iluminación Eléctricos
Caracterización
Energética
Revisión de los Análisis de
SPT Eficiencia

19. CALIDAD DE LA POTENCIA: Medición
VALOR VALOR
PARÁMETRO EQUIPO NORMA 4
NORMA MEDIDO
3
353,5 MΩ
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ANSI-IEEE 43-2000 > 100 MΩ 2
(mínimo)
1
iq(t)
HVF (FACTOR ARMÓNICO DE 2,008 %
NEMA MG1-1993/IEC 60034-26 ≤3% 0
TENSIÓN) (máximo)
-1
THD (DISTORSIÓN ARMÓNICA 1,981 7 % -2
CREG 024 de 2005 ≤5%
TOTAL) (máxima) -3
1,3% -4 0 1 2 3 4 5 6 7
DESBALANCE DE TENSIÓN Motores IEC 60034-17/NEMA MG1-1993 <2%
(máximo) t
Adaptación IEC 60034-17/NEMA 3,2%
DESBALANCE DE CORRIENTE <5%
MG1-1993 (máximo)
Std IEEE 519-1992 (armónicos 5 y 2,213 3%
<4%
DISTORSIÓN ARMÓNICA DE 7) (máxima)
CORRIENTE Std IEEE 519-1992 (armónicos 11 y 0,2310 %
<2%
13) (máxima)
DESVIACIÓN ESTACIONARIA DE 6,190 6 %
CREG 024 de 2005 < 10 %
TENSIÓN (máxima)
1,645 9 %
THD Transformadores CREG 024 de 2005 < 2,5 %
(máxima)
0,844 8 %
RELACIÓN Vab2/Vab1 CREG 024 de 2005 <3%
(máxima)
Adaptación IEC 60034-17/NEMA 1,105 0 %
DESBALANCE DE CORRIENTE <5%
Banco de MG1-1993 (máximo)
condensadores 1,178 6 %
THD CREG 024 de 2005 ≤5%
(máxima)
APPLUS NORCONTROL – ANDESCO
Toma de decisiones. Aplazar Inversión

20. Modelamiento de Equipos
Transformadores de
Potencia
Autotransformadores
Motores de 5000 HP
Bancos de Condensadores
Conductores. Acometidas
de Alta y Baja Tensión
IEEE 112-2004:
“Standard Test Procedure
for Polyphase Induction
Motors”

21. Modelamiento de Equipos
Boquerel
Pasamuro
Válvula de Aspiración 5A
Rueda de Maniobra Manómetro de Aspiración PI-23
Yee 16-4A Central Lubricación
Válvula de entrada
Brida 16-3A de agua 109-A Manómetro
Válvula de entrada
de agua 108-A
1A Bomba
Captor Vibraciones
Grifos Ventilación Motor 2A
Termómetro TE-40
Reducción 18-IA
Manómetro de Tablero local de control
Impulsión PI-24
Juanta de dilatación 18-2A
Cheque 7A
Tablero Local de
comando de la válvula
Válvula de control automático 9A
Válvula de guarda
Tubería de Impulsión
Johanjaro

22. Modelamiento de Equipos
ERRORES QUE EN
NINGÚN CASO
SUPERAN EL 4,3 %
Error porcentual en potencia activa
Modelos
Operaciones
Tres motores Dos motores Promedio
Operación Morrorico -3,9587 0,0430 -2,1224
Análisis de
Operación 75% Morrorico -0,7280 3,4084 1,1701
Operación 50% Morrorico -2,3736 1,6941 -0,5070
Eficiencia
Operación 25% Morrorico -3,9297 0,0732 -2,0928
Operación Estadio 0,0802 4,2502 1,9937

23. ANÁLISIS DE EFICIENCIA [Julio 2008]
Consumo Motor Consumo Motor
Consumo Motor
[kWh/m3];
[kWh/m3]; Eficiencia [%] [kWh/m3];
1,342 UNIDAD 3; 1,3946 UNIDAD 4; 1,342
UNIDAD 2; 1,331
Consumo Motor
[kWh/m3]
Eficiencia [%]; Eficiencia [%];
UNIDAD 1; UNIDAD 2; Eficiencia [%];
Eficiencia [%];
73,466% 73,480% UNIDAD 3;
UNIDAD 4;
69,293%
66,227%

24. ACCIONES REALIZADAS
Diagnóstico predictivos, termografía, vibraciones y ultrasonido
en las unidades 3 y 4. Cambio de acometidas eléctricas.
Evaluación y medición del sistema de Puesta a Tierra.
Mantenimiento sobre los transformadores de potencia.
Mantenimiento sobre los motores de las unidades 1 y 3.
Programación de mantenimiento sobre Unidad 4.
Cambio de acometida de media tensión sobre la Unidad N° 3.
Reposición de material aislante en interruptores de media
tensión.
Revisión del sistema de iluminación (12 kW instalados)

25. ANÁLISIS DE EFICIENCIA [ Abril 2011]
Consumo Consumo Consumo
[kWh/m3]; UNIDAD [kWh/m3]; UNIDAD [kWh/m3]; UNIDAD
1; 1,2730 2; 1,2607 4; 1,2930
Eficiencia [%]
Eficiencia [%]; Eficiencia [%];
UNIDAD 1; UNIDAD 2; Consumo Eficiencia [%];
78,3% 79,1% [kWh/m3] UNIDAD 4;
76,4%
Consumo
Eficiencia [%];
[kWh/m3]; UNIDAD
UNIDAD 0 0,0%
3; 3;

26. RESULTADOS OBTENIDOS
Consumo de Energía [kWh/m3]
2008:
1,3986 kWh/ m3
2009:
1,3471 kWh/ m3
2010:
1,3217 kWh/ m3
2011:
1,2822 kWh/ m3

27. CONCLUSIONES: Bombeo
Bosconia
Con una inversión mínima, el modelo matemático mostró que
era necesario realizar un cambio sobre el papel de los
transformadores lo cual aumenta la vida útil de las máquinas y
el amb dejo de cancelar aproximadamente $ 52 Millones
anuales por pago de energía reactiva.
Aunque no es URE, el cambio de comercializador le trajo
ventajas al amb ya que dejo de pagar aproximadamente $ 75
millones de pesos al año [2008].
Se obtuvieron las funciones de energía para los diferentes
puntos de OPERACIÓN de cada una de las unidades de
bombeo.
En promedio se dejó de consumir mensualmente (2008 vs
2011) 220.199 kWh mensuales (Aproximadamente el ahorro
corresponde a un mes de bombeo).

28. CONCLUSIONES: Bombeo
Bosconia
La conceptualización técnica obtenida con la caracterización
del bombeo Bosconia es útil para el desarrollo e implementación
de un sistema de gestión energética (Energy Management
System).
Los planes de mantenimiento obedecen no sólo a la
disponibilidad del servicio, sino también contemplan criterios de
optimización energética y productiva.
Es muy importante tener en cuenta que el primer paso para
resolver un problema es hacer un buen diagnóstico del mismo.
Resulta fundamental para el establecimiento de indicadores
energéticos una buena instrumentación y software que permitan
detectar y cuantificar el problema detectado e implementar una
solución correcta.

29. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
2. Minicentral Hidroeléctrica La Flora
[950 kVA]
Aprovechamiento Hidroeléctrico de la
conducción del río Tona

30. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA
Disponibilidad Recurso Hídrico MINI CENTRAL
700 < Q < 1400 [ l/s ]
HIDROELÉCTRICA
(670 kW, 818 kVA)
Cabeza de agua disponible: 70 m
Suministrar energía Eléctrica a
la Planta La Flora, Planta
Proximidad con la carga: 1.5 km Envasadora, Planta Morrorico,
(Bajo costo de transmisión) Parque del Agua y Sede
Administrativa.(60 % Generada)
Respaldo en el suministro por
parte de la ESSA S.A. ESP.
Disponibilidad predios del proyecto Excedente: exportada y
negociada bajo las condiciones
del mercado de energía.
Calidad del agua: Libre de arenas y excelentes
características fisicoquímicas

31. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA
Aspectos Técnicos
DIMENSIONES DE LA TURBINA TIPO FRANCIS
DESCRIPCIÓN UNIDAD RESULTADOS
CAUDAL l/s/ft 3/s 670 23.66 670 23.66
ALTURA m/feet 70.34 230.77 70.34 230.77
ALTURA NETA m/feet 65.56 215.09 65.56 215.09
PARAMETRO m 1553 632 2334 950
VELOCIDAD ESPECIFICA (Ns) m. RPM 192 43 288 65
EFICIENCIA TOTAL DEL SALTO n 0.85 0.85
POTENCIA CV/HP 498 491 498 491
POTENCIA KW 366 366
VELOCIDAD DE GIRO RUEDA RPM 1,604 1,602 2,410 2,408
PARES DE POLOS CALCULADOS # 2.2 1.5
PARES DE POLOS AJUSTADOS N° 3.0 2.0
VELOCIDAD DE LA RUEDA RPM 1,200 1,800
VELOCIDAD ESPECIFICA AJUSTADA Ns 144 32 215 48
POTENCIA CALCULADA UNIDAD CANTIDAD
POTENCIA ESTIMADA POR UNIDAD kW 380
POTENCIA ESTIMADA POR DOS UNIDADES kW 760
POTENCIA APARENTE KVA 950

32. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA
Características Generales
ECOSISTEMA
CONDUCCIÓN
RÍO
CAPTACIÓN
TANQUE
TUBERÍA DE LINEA DE TRANSMISIÓN
CARGA
Tubería de Carga
Casa de Máquinas
Generación Eléctrica CASA DE
MÁQUINAS
SUBESTACIÓN
Transmisión y Distribución
de Energía Eléctrica CANAL DE
DESCARGA

33. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA
Diagrama Unifilar Eléctrico
Generador Eléctrico
670 kVA G
Transformador Tridevanado
800 kVA Construcción Linea 34,5 kV
Aérea (1,5 km)
13,2 kV 34,5 kV
Empalme subterráneo Línea
Línea Transmisión 34,5 kV 13,2 kV
Acometida actual 13,2 kV
(ESSA S.A.) Acometida actual 34,5 kV
(ESSA S.A.) Excedente de Energía
No pago por concepto de
transmisión, distribución,
comercialización y
generación.
PLANTA LA FLORA PARQUE DEL AGUA PLANTA MORRORICO
PLANTA ENVASADORA SEDE ADMINISTRATIVA

34. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA
Observaciones
•Se tienen los dos componentes principales para crear una generación hidroeléctrica cuales son: Un Caudal
y Una cabeza de agua constante.
•Se tiene un corredor de servidumbre propio de la empresa.
•La conducción actual en los últimos setecientos metros tiene tuberías de acero que ya cumplieron la “vida
útil”.
•La Minicentral Hidroeléctrica La Flora permitirá una confiabilidad mayor tanto para el suministro de agua
como para el suministro de energía así:
–Para el suministro de agua se tendría la actual conducción como de respaldo o by-pass en caso de
alguna falla o mantenimiento de la tubería de carga.
–Para el suministro de energía se tendría el respaldo de la energía de la ESSA, en caso de alguna salida
de operación de la minicentral.
•La ingeniería inicial del proyecto encontró la solución adecuada y económica a cada uno de los
componentes de la minicentral y definió su viabilidad en cada uno de los aspectos técnicos como son:
Topografía, geología, geotecnia, hidráulica electromecánica, transmisión de energía e interconectividad.
Según los estudios de factibilidad de ingeniería, El proyecto de la
Minicentral de Generación La Flora (MCH) es viable.

35. USO RACIONAL DE ENERGÍA
Diagonal 32 N° 30 A -51. Parque del Agua
Ing. Samuel Franz Mutis Caballero. Gerente General
fmutis@amb.com.co Tel 6320220 Ext. 400
Ing. Jairo Fabián Jaimes Rojas. Jefe División Electromecánica.
jjaimes@amb.com.co Tel. 6320220 Ext. 610
Bucaramanga, Colombia