Bolivia - Uyuni. Planta de carbonato de litio en operaciones

 

Bolivia - Uyuni (Potosí) Planta de carbonato de litio  en operaciones

 

El puntapié inicial de la industrialización del litio grado batería fue oficializado   en la planta de Llipi -enclavada en el Salar de Uyuni- para la producción a mediano y largo plazo de al menos 100 mil toneladas/año en los yacimientos que existe en Oruro y Potosí.

 

La puesta en marcha de la Planta Industrial de Carbonato de Litio, administrada por la empresa estatal Yacimiento de Litio Bolivianos (YLB), forma parte de la estrategia nacional destinada a fortalecer y consolidar una economía diversificada y de base ancha, afirmó el presidente Luis Arce.

Arce explicó que la estrategia del Gobierno busca fomentar diversas actividades económicas, entre las que se incluyen la producción de litio, la minería, los hidrocarburos, la agricultura y el turismo. En ese sentido, señaló que la planta de carbonato de litio contribuye al desarrollo integral de sectores clave, consolidando así una base económica amplia y sostenible.

Asimismo, el ministro de Hidrocarburos y Energías, Franklin Molina, señaló que la puesta en marcha de la producción de carbonato de litio marca un hito en la senda hacia la consolidación de la industrialización, un recurso estratégico en la era de la energía renovable y la movilidad sostenible. Además, generará beneficios económicos sustanciales para el Estado, añadió.

La estatal YLB, encargada de la explotación de recursos evaporíticos, gestiona este proyecto en un momento en el que la demanda internacional de carbonato de litio experimentó un notable crecimiento, impulsada por la producción sostenida de vehículos eléctricos y otras actividades que demandan el producto. El gerente de Ingeniería Investigación de Proyectos de YLB detalló que la Planta de Carbonato de Litio se proveerá de materia prima generada bajo el método de evaporación, también conocido como método tradicional.

 Este método consiste en extraer la salmuera del salar mediante bombeo y depositarla en piscinas que tienen una superficie aproximada de 46.000 metros cuadrados para que, con la acción natural del clima, la salmuera se vaya solidificando en un ciclo de traspaso periódico por 12 piscinas en un tiempo máximo de 18 meses. “Es una planta que ha sido diseñada para utilizar la materia prima de las piscinas”, precisó Beltrán.

“En esas piscinas tardamos promedio 18 meses en obtener, básicamente, alimento para nuestra planta de carbonato de litio”, recalcó, por su parte, Arnez. “Este es un proceso muy diferente al proceso de la Extracción Directa de Litio (EDL)”, agregó el gerente de Ingeniería Investigación de Proyectos de YLB.

 

Empleo

La planta de Carbonato de Litio inicialmente empezó a operar con 200 trabajadores y se estima que su nivel máximo de producción de 15.000 toneladas al año podría alcanzarse dentro de dos a tres años. El propósito central de esta iniciativa es la producción a escala industrial de carbonato de litio, alcanzando hasta 15 mil toneladas métricas por año, y convertir este recurso estratégico en uno de los pilares fundamentales de la economía nacional. La inversión total en la planta asciende a Bs 766.942.055, financiados por el Banco Central de Bolivia. La planta industrial, que está emplazada en la localidad de Llipi, en el municipio de Colcha K, al borde del salar de Uyuni (suroeste).

                                                                             

El salar de Uyuni, con unos 10.000 kilómetros cuadrados y situado a 3.600 metros de altitud, está considerado una de las mayores reservas mundiales de litio, además de ser uno de los principales atractivos turísticos de Bolivia. El país suramericano ya tiene en funcionamiento plantas de industrialización de sales y cloruro de potasio y una piloto de carbonato de litio, a las que se suma este complejo industrial. El Gobierno, que espero que inicialmente la capacidad de producción de la planta llegara al 20 % y posteriormente alcanzar el 100 % durante 2024, apuesta por la aplicación de la tecnología de extracción directa del litio (EDL). 

El consorcio chino CATL, BRUNP & CMOC (CBC) realiza estudios en los salares de Coipasa (Oruro) y Uyuni (Potosí) para establecer el lugar de emplazamiento de los complejos con tecnología de Extracción Directa del Litio (EDL) para la explotación. 

El presidente ejecutivo de la estatal Yacimientos de Litio Bolivianos (YLB), Carlos Ramos, sostuvo que el convenio firmado con el consorcio chino también establece que se determinen los riesgos que se tendrían una vez se emplacen los complejos industriales. “En este momento hay equipos de ingenieros chinos que están realizando diferentes actividades desde el punto de vista geológico, civil, la evaluación de terrenos para ver la capacidad importante de los lugares donde pueden ser emplazados las plantas”.

 Añadió que estos equipos de ingenieros de CBC llevan a cabo los estudios de las longitudes de bombeo de las salmueras, las cantidades de lluvia que se producen, anualmente, en esas regiones, las temperaturas máximas y mínimas que establecerán si se utilizarán calentadores, evaporadores y otros componentes. Se suscribieron otros dos convenios con la firma china Citic Guoan y con la rusa Uranium One Group para la instalación de dos complejos de EDL en Uyuni y Pastos Grandes, con una inversión que en total alcanza 1.400 millones de dólares (1.288 millones de euros) con miras a producir al menos 45.000 toneladas de litio al año.

 

Hoy, Setiembre 2024

“Estamos en plena etapa de producción, este año tenemos programada alcanzar las tres mil toneladas de carbonato de litio”, afirmó Karla Calderón, presidenta de Yacimientos de Litio Bolivianos, garantizó para este año la producción de tres mil toneladas de carbonato de litio en cumplimiento del cronograma técnico establecido para esta planta. “Hemos garantizado una producción de tres mil toneladas para este año, como está establecido en nuestro cronograma, y vamos a subir esa producción de manera paulatina en las siguientes gestiones”, sostuvo. Por sus características técnicas, esta planta industrial debe alcanzar la estabilización por completo, lo cual permitirá incrementar de manera gradual la producción, según Calderón.

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 Agregar valor a los recursos naturales, dar trabajo efectivo y tecnificado, continuar creciendo en la industrialización a partir de un concepto nacional….……………….una excelente iniciativa.  Para imitar!!!!

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2024.-

 

Control dinámico de potencia en la carga de coches eléctricos

 

Control dinámico de potencia en la carga de coches eléctricos

La tecnología actual, en particular para la carga de vehículos eléctricos, ofrece opciones referida a la seguridad eléctrica domiciliaria, por demás de efectiva. En este caso vamos a interiorizarnos en la modulación de carga eléctrica para la carga de coches.

            

Conceptos generales

El kW es una unidad de potencia que representa la tasa de consumo energético en un momento dado, mientras que el kWh es una unidad de energía que mide la cantidad de potencia consumida durante un período de tiempo. La potencia de recarga de la batería se mide en kW. Los puntos de recarga suministran una potencia eléctrica que se mide en kW. Un punto de recarga puede tener más potencia que el cargador del automóvil y al revés. En cualquiera de estos casos cargará con la más baja. Es decir, si enchufamos el vehículo en un punto de 150 kW con un cargador limitado a 50 kW, la recarga se hará a 50 kW; del mismo modo que si enchufamos en un punto que solo tenga 50 kW: aunque nuestro coche pudiera cargar a 200, lo hará a los 50 kW.

 El modo de carga se refiere al tipo de conexión entre el punto de carga y el vehículo:

Modo 1: conexión a un tomacorriente tipo I, sin intercambio de datos con el vehículo (tipo citycar, bicicleta, moto, sccoter o patineta)

Modo 2: conexión a un tomacorriente tipo I y cable especial con módulo de control de potencia

 De la potencia de carga depende la velocidad a la que se cargará la batería del vehículo.  Cuanto más elevada sea la potencia de carga, más rápido se cargará la batería.

Se distinguen varios niveles de potencia para cargar baterías:

    Doméstica: 1,8 – 3,7 kVA (con tomacorriente tipo I)

    Normal: 3,7 – 7 kVA

    Acelerada: 7 – 22 kVA

 Potencia que ofrecen las distribuidoras de energía a los usuarios domiciliarios:

Monofásico - 220 V, hasta 5 kW de demanda máxima.                                                                               Trifásico - 3x380/220 V, hasta 300 kW de demanda máxima.

 

Toma corriente estandarizado:

La norma IRAM 2071 establece los requisitos de seguridad que deben cumplir los tomacorrientes combinados bipolares con toma de tierra, de hasta 20 A de corriente nominal y 250 V de tensión nominal, para corriente alterna, de montar en superficie o para embutir para su uso en instalaciones fijas domiciliarias cuya tensión de servicio este comprendida entre los 220 V y 250 V de corriente alterna. La Resolución 524/98 del 20/08/98 brinda precisiones sobre las condiciones mínimas de seguridad que deben cumplir los tomacorrientes combinados bipolares con toma de tierra, de 250 V de corriente alterna, para uso en instalaciones fijas domiciliarias. A continuación se muestra dos ejemplos, diferentes amperajes, de tomacorriente domiciliario y sus características eléctricas:

 

 Los vehículos eléctricos como una carga eléctrica domiciliaria más

Vehículos de baja potencia

Es de vital importancia que el usuario de un vehículo eléctrico se asesore con personal idóneo de la futura relación que tendrá su vehículo con la instalación eléctrica de su domicilio. Esto es, si el toma corriente al que tiene acceso conectar su vehículo soporta  la corriente presunta de circulación, como así también la dimensión de los conductores eléctricos a que vinculan al toma con el tablero principal y por último, los elementos de protección.  A continuación se muestra  una tabla de consumos, a título orientativo:

 

Se puede inferir que hasta un vehículo de la potencia de una moto, una instalación con tomacorriente estándar y conductores hacia el mismo de 1 mm2 es más que suficiente.

No ya para el caso de un citycar, para el cual se sugiere un tomacorriente hasta 20 Amper y conductores de 2 mm2.

 

Vehículos de alta potencia

Para vehículos cuya batería es de valor energético por encima de los 10 Kw-h y por lo tanto la corriente que tomará de la instalación excede los 13 amperes (por ejemplo), inexorablemente hay que plantear la colocación de un punto de carga tipo Wallbox.

Dentro del menú que ofrece el mercado tecnológico aparecen los puntos de carga           (erróneamente llamados cargadores) con control dinámico de carga. El control dinámico de carga es un sistema electrónico integrado en el punto de recarga. Su principal función es evitar que te quedes sin electricidad en tu hogar por exceso de consumo eléctrico mientras usas tus electrodomésticos y a su vez cargas tu coche eléctrico. Cualidad que le agrega a una instalación eléctrica domiciliaria correctamente dimensionada una seguridad eléctrica completa.

 

 Además del sistema eléctrico de potencia y de comunicación (vehículo-wallbox). El mismo posee dos sensores de corriente. Uno ubicado para censar la corriente que consume la carga del auto y otro sensor ubicado, a través de un cable mallado, en el ingreso del conductor de alimentación al tablero principal domiciliario.

 

  Se programa, en el wallbox, un límite de potencia (o corriente) de consumo del domicilio incluyendo al vehículo en carga. Por supuesto ese límite debe ser menor o igual a la potencia entregada por la distribuidora en la acometida de acuerdo al tipo de electrificación domiciliaria.

Cuando el vehículo inicia su carga, programada o manual, la suma del consumo de potencia del domicilio más el consumo del auto no debe exceder, bajo ningún concepto, la potencia limite programada. La carga eléctrica del domicilio tiene prioridad sobre el consumo de carga del auto, si el valor total de consumo (por exceso domiciliario) es mayor que el límite, automáticamente el vehículo atenúa su demanda de energía, para que la suma total de consumo se mantenga menor o igual a la potencia limite programada. Es decir, hay una modulación de la energía, la cual es realizada por el vehículo bajando su demanda de carga, ya que existe una comunicación entre el auto y el wallbox. Este último es quien realiza en tiempo real los cálculos de balance energético e indica al vehículo que nivel de carga tiene permitido.      

 

 Veamos un ejemplo:

Consideremos un domicilio, con una electrificación básica, cuyo propietario tiene un auto Nissan Leaf con una batería de 40 Kw-h e instalado un punto de carga con conector tipo 2, que entre otras características posee control dinámico de carga. Este punto de carga esta alimentado con conductores de dimensiones apropiadas ya sea  por una línea dedicada desde el tablero central o como instalación general.

Se considera dos situaciones (entre muchas) sobre una corriente límite programada de 20 Amperes, las cuales para ejemplo, son representativas.

Un primer estado en el cual el vehículo comienza su carga y el domicilio tiene un consumo muy bajo (1 Amper), por ejemplo, lámparas encendidas  o algún electrodoméstico. El vehículo toma 19 Amperes

Posteriormente en un segundo  estado  el vehículo debe disminuir su exigencia de energía (pasando a 6 Amperes)  porque se modificó el domiciliario, sumando al consumo anterior un equipo refrigerador (o suma de dos o tres, de menor potencia) totalizando  6000 frigorías, 2,6 Kw, 13,13 Amp.

 

 

Importancia del control dinámico de carga

- Evitar sobrecargas: Al ajustar automáticamente la potencia de carga según la disponibilidad de energía, el sistema evita que se exceda la capacidad de la infraestructura, lo que podría provocar cortes de energía o daños en los equipos eléctricos.

 - Optimización del consumo energético: El control dinámico de carga permite optimizar el consumo de energía de los hogares, aprovechando al máximo la capacidad de la red eléctrica en función de las necesidades del usuario. Esto resulta en un uso más eficiente de la energía y una reducción en los costos de electricidad.

- Integración con energías renovables: El control dinámico de carga facilita la integración de fuentes de energía renovable, como la solar o la eólica, en el proceso de carga. Al ajustar la potencia de carga según la disponibilidad de energía, se maximiza el uso de las fuentes renovables y se reduce la dependencia de los combustibles fósiles.

 La carga de vehículos no debe ofrecer ningún tipo de riego eléctrico siempre y cuando se apliquen sobre la instalación eléctrica todos los elementos de seguridad disponibles, los cuales no deben ser dejados de lado, aún si la normas locales vigentes no exigen su colocación. 

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                    2024.-

 

 

 

 

 

Inicios y desarrollo de la “Electrónica”

 

Inicios y desarrollo de la “Electrónica”

 

 Pasos iniciales

En 1873 Frederick Guthrie descubrió el principio de operación de los diodos térmicos (di (dos), hodós (vías)). Guthrie descubrió que un electroscopio cargado positivamente podía descargarse al acercarse una pieza de metal caliente, sin necesidad de que este lo tocara. No sucedía lo mismo con un electroscopio cargado negativamente, lo cual indicaba que el flujo de corriente era posible solamente en una dirección.

 Al igual que las lámparas incandescentes, los tubos de vacío tienen un filamento (el cátodo) a través del cual circula la corriente, calentándolo por efecto Joule. El filamento está tratado con óxido de bario, de modo que al calentarse emite electrones al vacío circundante los cuales son conducidos electrostáticamente hacia una placa, curvada por un resorte doble, cargada positivamente (el ánodo), produciéndose así la conducción.

 Evidentemente, si el cátodo no se calienta, no podrá ceder electrones. Por esa razón, los circuitos que utilizaban válvulas de vacío requerían un tiempo para que las válvulas se calentaran antes de poder funcionar y las válvulas se quemaban con mucha facilidad.

Edison investigaba por qué los filamentos de carbón de las bombillas se quemaban al final del terminal positivo. Él había construido una  ampolla al vacío con un filamento adicional y una con una lámina metálica (placa) dentro de la lámpara eléctricamente aislada del filamento. Al usar este dispositivo, confirmó que una corriente fluía del filamento incandescente a través del vacío a la lámina metálica, pero esto solo sucedía cuando la lámina estaba conectada positivamente.

John Ambrose Fleming (Lancaster,) Ingeniero eléctrico británico, el 16 de noviembre de 1904 registró la patente de su invento, el diodo o válvula termoiónica usando el efecto Edison.​​ Nace el llamado “diodo”, que es una válvula  electrónica de dos terminales que permite la circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido,​ bloqueando el paso si la corriente circula en sentido contrario.

 

Su aplicación generalizada fue la de rectificador de corriente alterna en continua, principalmente en los aparatos electrónicos que vendrían años después. También grandes rectificadores para alimentar en CC las catenarias de alimentación de los tranvías. Este descubrimiento es considerado el inicio de la electrónica.

 

Continúan los avances tecnológicos

A partir de 1906, el ingeniero estadounidense Lee De Forest inventó y patentó un diseño de tubo de tres elementos, añadiendo un electrodo al diodo. ​ El diseño del triodo (tres vías), en el que la rejilla se encuentra entre el filamento y la placa, fue patentado el 29 de enero de 1907.​ Este dispositivo inicialmente fue usado como detector de señales inalámbricas hasta que en 1912, varios técnicos reconocieron que podía trabajar como amplificador ​ lo que hizo que fuera utilizado con éxito para construir los primeros receptores de radio con amplificación y osciladores electrónicos.                

 

             

El descubrimiento de la capacidad de amplificación del triodo en 1912 revolucionó la tecnología eléctrica, creando el nuevo campo de la electrónica. Los transmisores de radio a triodos de "onda continua" permitió la transmisión del sonido por modulación de amplitud (AM). Los receptores de radio a triodo amplificador, que ya podían impulsar altavoces, reemplazaron a las débiles radios de cristal de galena, que debían ser escuchadas con auriculares de alta impedancia. Esto dio lugar a la evolución de la radio para pasar de ser un servicio de mensajes comerciales a ser el primer medio de comunicación de masas, con el inicio de la radiodifusión alrededor de 1920.

  

Los triodos hicieron posible el servicio telefónico transcontinental. Los repetidores a base de tubos triodos de vacío, inventados en Bell Telephone después de su compra de los derechos, permitieron que las llamadas telefónicas viajaran más allá del límite no amplificado de aproximadamente 1300 km. La apertura por Bell de la primera línea telefónica transcontinental se celebró el 25 de enero de 1915. Otras invenciones hechas posibles por el triodo son la televisión, sistemas de megafonía, fonógrafos eléctricos y el cine sonoro.

 

Estado solido

Con la válvula de vacío en todas sus variantes (triodos, pentodos, etc.) se podían realizar todas las funciones electrónicas imaginables. Sin embargo, las limitaciones del dispositivo eran también bastante claras en cuanto a su tamaño, consumo de energía, tiempo de respuesta, tiempo de vida medio y fiabilidad. Estas limitaciones se pusieron claramente de manifiesto con los intentos de realizar computadoras numéricas. Fue así que los transistores vinieron a resolver estos y otros inconvenientes.

El primer transistor (Transfer - resistor) de silicio operativo fue desarrollado en los Laboratorios Bell en  1954. ​ El primer transistor de silicio comercial fue producido por Texas Instruments en 1954 gracias al trabajo del experto Gordon Teal quien había trabajado previamente en los Laboratorios Bell en el crecimiento de cristales de alta pureza.

 El transistor consta de tres partes dopadas artificialmente (impurezas con materiales específicos en cantidades específicas) que forman dos uniones bipolares: el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que está intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las válvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. Los transistores tienen muchas ventajas sobre las válvulas de vacío en los amplificadores. Por ejemplo, son más pequeños, consumen menos energía, producen menos calor y son más fáciles de operar. Además, ofrecen mejor calidad de señal, mayor ganancia y mayor confiabilidad. Otra de las tantas aplicaciones es que un transistor se puede utilizar como interruptor de c.c. cuando trabaja exclusivamente en corte y saturación.

El año 1959, los científicos construyeron el primer circuito integrado (chip). Un circuito integrado es un circuito electrónico miniaturizado, fabricado con finas capas de material semiconductor. Los primeros chips contenían unas decenas de transistores, a los que se llama circuitos de baja escala de integración. En la actualidad los chips tienen más de 10.000.000.000 de transistores.

 Podemos decir que  la mayoría (sino todos) de los dispositivos electrónicos ​ usan componentes semiconductores para realizar el control de los electrones. El estudio de los dispositivos semiconductores y la tecnología relacionada se considera una rama de la física del estado sólido, mientras que el diseño y la construcción de los circuitos electrónicos para resolver problemas prácticos concierne a la ingeniería electrónica.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                                               2024.-