Descripción
Presentamos aquí la descripción de la Primera y Segunda tecnología de PCSA, Recomendaciones para su implementación, Principales ventajas, Comparación de costos, Beneficios económicos y sociales, Oportunidades y perspectivas, y Premios, distinciones, repercusiones y trascendencia de las mismas.
Una importante herramienta para la nueva era de la información y el conocimiento (Primera tecnología de PCSA)
Esta nueva tecnología ha encarado y obviado todos los problemas preexistentes del arte previo para la implantación de Fibras Ópticas en Líneas de Transmisión de Alta y Media Tensión (LTAT) de manera sumamente sencilla e ingeniosa:
El concepto original se basa en la instalación de una línea de canalización conformada por un cable con armadura metálica tubular puesta a tierra en forma efectiva, que lleva en su interior las fibras ópticas, en una zona específica de la línea de transmisión de alta y media tensión.
Figura 1: Dibujo en perspectiva de una la Línea de Transmisión de Alta Tensión, incluida la línea de canalización (Cable de Fibras Ópticas) de las Patentes de Invención de PCSA.
Fotografía 1: Torre 1 de la LTAT de 500 KV con Esquema, ubicada a menos de 550 metros en dirección sudoeste de la Subestación Abasto (Ruta Nacional Nº 2 Km 48,5) en la Provincia de Buenos Aires, Argentina, donde se encuentra instalado 1 (un) Cable de Fibras Ópticas utilizando la primera tecnología patentada por PCSA. Dicha torre pertenece a la LTAT que vincula la Subestación Abasto y la Subestación Ezeiza. Los límites se representan en forma esquemática a fin de ilustrar los conceptos.
Esquema 1: Vista de Frente de una Torre de una LTAT de 132KV con la ubicación de la línea de canalización (Cable de Fibras Ópticas) en la Zona reivindicada en la Primera Patente de Invención de PCSA.
Dicha zona está limitada en su parte superior por la zona de protección del hilo de guardia de la línea, y en su parte inferior por la altura mínima de seguridad que fijan las normas locales e internacionales, como de observa en la Fotografía 1 y en el Esquema 1.
La armadura metálica tubular puesta a tierra protege a las Fibras Ópticas (u otros medios de aplicación) de los efectos de los campos electromagnéticos en las cercanías de los conductores energizados de la línea. Cabe aclarar que al utilizar esta tecnología el hilo de guardia preexistente en la línea no es reemplazado ni alterado en modo alguno.
La factibilidad del procedimiento, obtenido a partir de los programas de I+D comenzados en 1995, ha sido verificada, y se ha realizado la Ingeniería de detalle y los Pliegos de Petición de Ofertas sobre Líneas de Transmisión Existentes.
Esta nueva tecnología permite la instalación, mantenimiento y ampliación del tendido óptico con las líneas energizadas, como ha sido comprobado en Instalaciones de Cable de Fibras Ópticas sobre LTAT que llevan operando satisfactoriamente más de 20 años.
Esta nueva tecnología está protegida por la Patente de Invención Argentina AR008368B1, y sus patentes de invención equivalentes: Patente USA US6127625A, Patente Europea EP0872937B1, Patente Canadiense CA2235240C, Patente Australiana AU752241B2, etc. Para mayor información sobre las Patentes de Invención de la Primera Tecnología acceda a la Descripción del Mercado de la Tecnología Propietaria de PCSA P-1.
Los Antecedentes Tecnológicos (Arte Previo) de la Primera Tecnología se detallan en el Apartado 2.2, Página 7, del Informe Técnico sobre las Patentes de Invención de PCSA.
Los programas de Investigación y Desarrollo (I+D) que permitieron obtener, perfeccionar, patentar y difundir la presente innovación se detallan en el Apartado 8.12, Páginas 52 a 59, del Informe Técnico y Comercial sobre los Antecedentes de PCSA.
Cabe mencionar que la Secretaría de Desarrollo Económico del Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires (G.C.B.A.) en el marco de la Ley 23877 de promoción de la innovación tecnológica, ha aprobado por Resolución Nº 96 el Proyecto de Investigación y Desarrollo de carácter innovador presentado por PCSA (Expediente GCBA Nº 72720/2000) (Primera patente de PCSA), el cual fue completado, realizando todas las actividades planificadas para cada etapa en tiempo y forma, y superando la evaluación final de cada una de ellas, a entera satisfacción de las Autoridades de Aplicación del G.C.B.A. Para mayor información ver el Proyecto de I+D aprobado por las Autoridades del G.C.B.A.
Extensión del campo de aplicación de la nueva tecnología (Segunda tecnología de PCSA)
La invención se centra en la instalación de una línea de canalización (Cable de Fibras Ópticas) en una zona específica de la línea de transmisión de alta y media tensión (LTAT) donde se minimiza el acoplamiento electromagnético con los conductores energizados de la línea, como se detallan en las figuras siguientes.
Figura 6: Dibujo en perspectiva de una la Línea de Transmisión de Alta o Media Tensión, incluida la línea de canalización (Channelizing Line – Cable de Fibras Ópticas) de la de la Patente de Invención Estadounidense US6191354B1 (Hoja 4).
Figura 7: Representación gráfica de la intensidad del campo eléctrico que se ha trazado para una línea de canalización metálica o conductora (Cable de Fibras Ópticas con cubierta metálica) colocada como se muestra en la FIG. 6 de la Patente Estadounidense US6191354B1 (Hoja 5).
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- Se minimiza la inducción de corrientes parásitas sobre el Cable de Fibras Ópticas con cubierta metálica o conductora de la electricidad;
- Se reduce sustancialmente la degradación de la cubierta dieléctrica del cable de fibras ópticas por efectos de inducción electrostática, minimizado apreciablemente los efectos: ”dry-band arcing”, ”tracking”, etc.; y
- Se minimiza el cambio de impedancia de la Línea de Transmisión de Alta y Media Tensión.
Imagen 1: Torre de una LTAT de 132KV con la instalación del Cabe Fibras Ópticas en la Zona reivindicada en la 2da Patente de Invención de PCSA.
- Autoportantes (“ADSS”).
- Soportado por “hilo mensajero”. En dicha zona es posible colocar por ejemplo un cable metálico que sirva de hilo mensajero para sostener el cable de fibras ópticas, dado que la carga inducida neta sobre el elemento conductivo será mínima.
Reduce sustancialmente la degradación de la cubierta por efectos de inducción electrostática: ”dry-band arcing”, ”tracking”, etc.
Prolonga notablemente la vida útil del cable en comparación con las técnicas preexistentes.
- Elimina la inducción de corrientes parásitas y sus efectos sobre la línea de transmisión.
Esta nueva tecnologia permite la instalación, mantenimiento y ampliación del tendido óptico con las líneas energizadas.
La factibilidad del procedimiento, obtenido a partir de los programas de I+D comenzados en 1996, ha sido verificada, y se ha realizado la Ingeniería de detalle y los Pliegos de Petición de Ofertas sobre Líneas de Transmisión Existentes.
Esta nueva tecnología está protegida por la Patente de Invención Estadounidense US6191354B1, y sus patentes de invención equivalentes: Patente Argentina AR017242B1, Patente Canadiense CA2335208C, Patente Europea EP1233496A1, etc. Para mayor información sobre las Patentes de Invención de la Segunda Tecnología acceda a la Descripción del Mercado de la Tecnología Propietaria de PCSA P-2.
Los Antecedentes Tecnológicos (Arte Previo) de la Segunda Tecnología se detallan en el Apartado 2.3, Página 11, del Informe Técnico sobre las Patentes de Invención de PCSA.
Los programas de Investigación y Desarrollo (I+D) que permitieron obtener, perfeccionar, patentar y difundir la presente innovación se detallan en el Apartado 8.12, Páginas 52 a 59, del Informe Técnico y Comercial sobre los Antecedentes de PCSA.
Recomendaciones para la implementación de las nuevas tecnologías
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- Análisis de las condiciones ambientales y riesgos del entorno.
- Relevamiento completo de la LTAT incluido los Cruces y Acometidas en las Estaciones Transformadoras.
- Análisis Estructural y Eléctrico de la LTAT en las condiciones extremas de funcionamiento.
- Estudio de compatibilidad estructural que asegure que la incorporación del cable de fibras ópticas no afectará la estabilidad de la LTAT a lo largo de todo el tendido (incluido los Cruces y Acometidas en las Estaciones Transformadoras) en condiciones extremas de funcionamiento.
- Estudio de compatibilidad eléctrica que asegure que a lo largo de todo el tendido del cable de fibras ópticas (incluido los Cruces y Acometidas en las Estaciones Transformadoras) se respeten las distancias mínimas de seguridad entre el cable de fibras ópticas y los conductores energizados para las condiciones extremas de funcionamiento (Temperatura, Velocidad del Viento, Hielo, Nieve, Efecto galope, etc.).
- Estudio de las características del Cable Fibras Ópticas y sus accesorios de montaje, mecánicas y eléctricas que aseguren mantener al equipamiento durante la instalación y en las condiciones extremas de funcionamiento dentro de los rangos permisibles para su correcto funcionamiento.
- Estudio especial para trabajos con la LTAT energizada para garantizar la seguridad del personal de instalación y mantenimiento y evitar las interrupciones en el servicio y someter al cable de fibras ópticas y accesorios de montaje a esfuerzos excesivos y riesgos de daños mecánicos.
- Otros, según sea el caso.
Para el caso de LTAT nuevas, algunos de los estudios indicados en los párrafos anteriores se incorporan en el propio proceso de diseño y construcción de la LTAT, y con las consideraciones particulares de que: La LTAT se diseña considerando al cable de fibras ópticas como parte integrante de la misma, y la instalación se realiza con los conductores sin energía.
Principales ventajas
Primera Tecnología
La primera tecnología amparada por la Patente Invención Argentina AR008368B1, y sus patentes de invención equivalentes: Patente Estadounidense US6127625A, Patente Europea EP0872937B1, Patente Canadiense CA2235240C, Patente Australiana AU752241B2, etc., presenta las siguientes ventajas:
Simplifica notablemente la instalación, mantenimiento, ampliación o modificación de los tendidos de cable de fibras ópticas con las líneas de transmisión de alta y media tensión (LTAT) energizadas, en una zona de menor riesgo.
Elimina la necesidad de costosas interrupciones programadas en el servicio.
El tendido eléctrico y el cable de fibras ópticas comparten la misma infraestructura de alta seguridad, pero conservan su independencia para el diseño, mantenimiento y ampliación. La intervención en una de las redes no afecta a la otra.
Permite que se vayan instalando los cables de fibras ópticas a medida que se van necesitando con mayor simplicidad y seguridad, con las LTAT energizadas y en una zona de menor riesgo.
Permite realizar el tendido del cable de fibras ópticas con mayor simplicidad y seguridad en los cruces de ríos, autovías, carreteras, líneas ferroviarias, otras líneas de transmisión, etc.
Se adapta fácilmente a líneas de transmisión de alta y media tensión nuevas o existentes.
Utiliza cable de fibras ópticas de menor costo y de más fácil manejo. Pueden emplearse tipos de cable estándar ampliamente disponibles en el mercado y de distintos fabricantes.
Brinda una adecuada protección a las fibras ópticas tanto en lo que hace a los efectos electromagnéticos como ambientales y la acción de la fauna, prolongando la vida útil del cable.
Disminuye los requerimientos eléctricos sobre el cable de fibras ópticas, dado que éste ya no actúa como hilo de guardia, sino que se encuentra dentro de la zona protegida por el mismo.
Separa los requerimientos mecánicos y eléctricos de diseño del cable de fibras ópticas, bajando apreciablemente su costo y simplificando la fabricación.
Origina menores esfuerzos sobre las torres en comparación con los tendidos a tope de las estructuras.
En las nuevas líneas aéreas de transmisión de alta y media tensión, otorga mayor libertad para el diseño de las estructuras.
Permite reducir la inversión inicial e incrementa sustancialmente la Tasa de Retorno Sobre Activos, inclusive haciendo rentables LTAT que serían antieconómicas si se limitaran solo al transporte de energía eléctrica.
Encuadrado dentro de la normativa vigente, no requiere autorizaciones especiales para su uso.
Cabe destacar que las mencionadas Ventajas han sido ampliamente comprobadas en Instalaciones de Cable de Fibras Ópticas sobre LTAT que llevan operando satisfactoriamente más de 20 años.
Segunda Tecnología
La segunda tecnología amparada por la Patente Invención Estadounidense US6191354B1, y sus patentes de invención equivalentes: Patente Argentina AR017242B1, Patente Canadiense CA2335208C, Patente Europea EP1233496A1, etc., presenta las siguientes ventajas:
Cuenta con todas las ventajas de la primera tecnología descripta en la sección anterior.
Reduce sustancialmente la degradación de la cubierta dieléctrica del cable de fibras ópticas por efectos de inducción electrostática, minimizado apreciablemente los efectos: ”dry-band arcing”, ”tracking”, etc.
Reduce sustancialmente la inducción de corrientes parásitas en el cable de fibras ópticas con cubierta metálica o conductora de la electricidad.
Reduce el impacto sobre la LTAT al disminuir el cambio de impedancia provocado por el Cable de Fibras Opticas.
Proporciona al diseñador un mayor grado de libertad en la elección del tipo de recubrimiento (metálico ó dieléctrico), tipo de tendido (Autoportante, Hilo Mensajero, etc.) y los parámetros mecánicos del cable de fibras ópticas.
Prolonga notablemente la vida útil del cable de fibras ópticas en comparación con las técnicas preexistentes.
Cabe destacar que las mencionadas Ventajas han sido ampliamente comprobadas en Instalaciones de Cable de Fibras Ópticas sobre LTAT que llevan operando satisfactoriamente más de 18 años.
Comparación de costos
Se realizo un completo análisis y estudio de los costos para la implementación de un Proyecto de Comunicaciones Corporativas de una Empresa de Servicios Públicos de escala provincial con una Red Troncal de Comunicaciones de 200 Km de extensión.
Para la implementación de la Red Troncal de Comunicaciones se analizaron y evaluaron tres alternativas, a saber:
ALTERNATIVA I
Red Troncal Fibra Óptica basada en la instalación de un Cable de Fibras Ópticas del tipo OPGW reemplazando el hilo de Guardia de la LTAT existente – Método Convencional («OPGW»).
ALTERNATIVA II
Red Troncal Fibra Óptica basada en la instalación de un Cable de Fibras Ópticas sobre la LTAT existente utilizando la tecnología inventada y desarrollada por PCSA.
ALTERNATIVA III
Red Troncal de Microondas basada en la instalación de una Red de enlaces de Microondas.
Se realizo el cronograma de implantación para cada alternativa y se calcularon todos los costos para cada una de ellas, que incluyeron:
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- Costos del Diseño del Sistema: Proyectos, Ingeniería de detalle, Pliegos de Petición de Ofertas, etc.
- Costos para la Gestión de las Licencias y Autorizaciones cuando corresponda.
- Costos de las Licencias y Autorizaciones cuando corresponda.
- Costos de Implementación incluido los costos de inspecciones en fábrica y en obra.
- Costos de Operación y Mantenimiento.
Como resultado final se obtuvo la Comparación de Pagos Acumulados para cada Alternativa durante un periodo de 7 años (28 trimestres) representada en el Grafico 1 que se muestra a continuación:
Gráfico 1: Comparación de Pagos Acumulados para un Proyecto de Comunicaciones Corporativas de una Empresa de Servicios Públicos (Similar al gráfico COMPTBPC7 y las Figuras 6 incorporados en las Patentes de Invención de: Argentina AR008368B1, Estadounidense US6127625A, y Australiana AU752241B2, respectivamente).
Primera Tecnología de PCSA Vs Método Convencional “OPGW”
Los Costos de Operación y Mantenimiento (O y M) son también menores para el Nuevo Procedimiento dado que las reparaciones y ampliaciones son más simples y rápidas, minimizando las interrupciones en el servicio.
No se tuvieron en cuenta los beneficios que se hubiesen obtenido por modificaciones o ampliaciones de la Red Troncal de Comunicaciones.
Es importante destacar que no se tuvieron en cuenta: los beneficios que se obtendrían con la comercialización y/o mediante la realización de algún tipo de cesión onerosa por la capacidad adicional de fibras ópticas y/o fibras oscuras y/o servicios de telecomunicaciones y/o servicios integrales de Internet, etc., con terceros y/o mediante la diversificación del negocio.
Segunda Tecnología de PCSA Vs Método Convencional “OPGW”
Cabe destacar que el análisis y estudio de los costos para la implementación de un Proyecto de Comunicaciones Corporativas similar al descripto anteriormente, pero con en una Red Troncal Fibra Óptica basada en la instalación de un Cable de Fibras Ópticas Dielectrico sobre la LTAT existente utilizando la segunda tecnología inventada y desarrollada por PCSA, dio como resultado de la comparación con el Método Convencional («OPGW»):
Los Costos de Operación y Mantenimiento (O y M) son también menores para el Nuevo Procedimiento dado que las reparaciones y ampliaciones son más simples y rápidas, minimizando las interrupciones en el servicio.
No se tuvieron en cuenta los beneficios que se hubiesen obtenido por modificaciones o ampliaciones de la Red Troncal de Comunicaciones.
Es importante destacar que no se tuvieron en cuenta: los beneficios que se obtendrían con la comercialización y/o mediante la realización de algún tipo de cesión onerosa por la capacidad adicional de fibras ópticas y/o fibras oscuras y/o servicios de telecomunicaciones y/o servicios integrales de Internet, etc., con terceros y/o mediante la diversificación del negocio.
Beneficios económicos y sociales de las nuevas tecnologías
Evaluación de los beneficios económicos
Mayor disponibilidad del servicio en el mercado.
Mayor eficiencia en la producción, que provoca un ahorro de recursos para el país en cuestión.
Reducciones de Costos:
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- Uso de cantidades adicionales de insumos y factores productivos.
- Uso del «costo alternativo» de los insumos que dejan de utilizar otros productores para cedérselos al proyecto en cuestión.
- Mayor disponibilidad por los «costos evitados”.
- Menor uso de recursos para lograr iguales prestaciones.
- Potencial redefinición de factibilidad de realización de obras, limitadas por costos.
- La rentabilidad de las telecomunicaciones en sí misma, junto con un déficit actual importante (1997) en la prestación de este servicio, aunado a la aplicación de un sistema eficiente y seguro, encontrará pocas alternativas económico-sociales mejores para la utilización de esos recursos.
Beneficios que se obtendrían con la comercialización y/o mediante la realización de algún tipo de cesión onerosa por la capacidad adicional de fibras ópticas y/o fibras oscuras y/o servicios de telecomunicaciones y/o servicios integrales de Internet, etc., con terceros y/o mediante la diversificación del negocio.
Análisis de los beneficios sociales
La cuantía exacta de los beneficios sociales no es fácil de calcular, en razón de que esto demanda estudios muy profundos que escapan del marco de esta presentación. Sin embargo no deja de ser de interés remarcar al menos algunos de los efectos económico-sociales centrales que se pueden obtener, de poder contar con un sistema integrado y eficiente de telecomunicaciones que brinda la posibilidad de ampliar o diversificar el negocio.
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- Obtener una mayor cantidad de servicios en una misma línea debido a que la utilización de la fibra óptica significa en sí misma un aumento más que importante del “ancho de banda”.
- Aumentar rápida y eficientemente la capilaridad.
- Mejor y más eficaz gerenciamiento de las redes e infraestructura (sistemas de supervisión y control integrados).
- Obtener una mayor cantidad de servicios en una misma línea debido a la ampliación o diversificación del negocio.
- Mayores beneficios para innumerables sectores (servicios públicos, producción, medios, salud, residenciales, etc.).
Oportunidades y perspectivas de las nuevas tecnologías
La desintegración de los monopolios verticales conduce a la creación de mercados de energía con una pluralidad de generadores o productores que compiten entre sí, interconectados por la infraestructura de transmisión.
La misma tendencia se advierte en los sectores de las Telecomunicaciones e Información (Internet, etc.), motorizada por la aparición de nuevos servicios y el rápido crecimiento de la demanda.
Es importante destacar que el crecimiento de la demanda de energía está esencialmente acotado por la evolución demográfica, en tanto la demanda de los servicios de comunicación, información y entretenimiento depende fundamentalmente del surgimiento de nuevas aplicaciones y del aumento del poder adquisitivo de los usuarios.
En consecuencia, los mercados desregulados de energía eléctrica han resultado en la postergación de las inversiones en infraestructura de transporte eléctrico, particularmente en aquellas regiones donde son menos rentables.
La posibilidad de utilizar la infraestructura eléctrica para el transporte de información permite que parte de la inversión en los sistemas de transporte eléctrico sea absorbida por el rápido crecimiento de los sectores de las Telecomunicaciones, Información y Entretenimiento (Internet, Televisión interactiva, etc.).
La fuerte tendencia hacia redes más eficientes y cada vez más interconectadas en los mercados de las Comunicaciones, Información, Entretenimiento y Energía, sumada a la desregulación, permite plantear una acción sinérgica entre las distintas industrias y las entidades gubernamentales.
Esto abre numerosas oportunidades para la solución de la problemática global, facilitando la transición de una economía mundial cuyo crecimiento se basa en el aumento el intercambio de información.
En suma, las nuevas tecnologías de PCSA, por sus múltiples ventajas y beneficios, son una herramienta clave para satisfacer las necesidades de interconexión a nivel global, facilitando la transición a la Nueva Economía de la Información para estrechar los vínculos entre las diferentes culturas, mejorar la calidad de vida de nuestras comunidades, lograr un crecimiento sustentable hallando las soluciones para una convivencia más armónica sin descuidar el medio ambiente.
Para mayor detalle de las «Oportunidades y perspectivas de las nuevas tecnologías» ver el Capitulo 4, Página 22, del Informe Técnico sobre las Patentes de Invención de PCSA.
Premios, distinciones, repercusiones y trascendencia de las nuevas tecnologías
28va Exhibición Internacional de Invenciones, Nuevas Técnicas y Productos de Ginebra, Suiza (Abril del 2000)
La primera innovación ha recibido una medalla de Oro en la exhibición que es considerada la mayor manifestación mundial del sector de las innovacionesciones, en la Categoría “C” (Electrónica, Electricidad, Ciencias de la Computación, Radio, Televisión, Vídeo y Telecomunicaciones). En esta clase se presentaron 52 expositores de 21 países de los cinco continentes. Para mayor información acceda a la 28va Exhibición Internacional de Invenciones, Nuevas Técnicas y Productos de Ginebra.
Consejo Profesional de Ingeniería de Telecomunicaciones, Electrónica y Computación de la República Argentina (COPITEC)
Distinguidas repercusiones locales e internacionales
Las nuevas tecnologías han tenido una importante trascendencia local e internacional como puede observarse en las Distinguidas repercusiones recibidas.
“Invented in Argentina” (Inventado en Argentina)
El Buenos Aires Herald seleccionó a la primera innovación de PCSA dentro de los 15 inventos más importantes de Argentina durante los últimos 110 años, como puede observarse en “Invented in Argentina”, Revista Nº 8, 01-Jul-2000.
