Asignaturas - Máster universitario en ingeniería industrial

Se trata de una asignatura del segundo curso del Máster en Ingeniería Industrial, de primer semestre y de carácter optativo. La asignatura está valorada en 5 créditos ECTS.

El objetivo principal de esta asignatura es que el alumno aprenda los principios y aplicaciones básicas de la tecnología de la alta tensión, incluyendo los aspectos de ingeniería de diseño y de preparación de proyectos más importantes en los que se ven envueltos la mayor parte de los profesionales del sector, durante la construcción de nuevas infraestructuras eléctricas tales como subestaciones o líneas de alta tensión, durante la ampliación y mantenimiento de las existentes o para dar una solución técnica a los problemas habituales ligados a su explotación.

En esta asignatura se tratarán los principales aspectos técnicos relacionados con las técnicas de alta tensión, tales como:

• Procedimientos de coordinación de aislamiento de las instalaciones de alta tensión tanto de subestaciones como de líneas de alta tensión, incluyendo ejemplos de aplicación.
• Criterios de selección de pararrayos, incluyendo ejemplos de aplicación.
• Técnicas de apantallamiento mediante puntas Franklin o cables de guarda,  tanto para líneas aéreas como para subestaciones.
• Cálculo de líneas subterráneas de alta tensión.
• Formas de puesta a tierra de las pantallas de los cables de alta tensión.
• Cálculo de campos magnéticos en el entorno de líneas o instalaciones de alta tensión.
• Transporte de energía eléctrica en corriente continua (HVDC).
• Requisitos de los transformadores de medida, de protección y de potencia.
• Caso práctico: diseño ecológico de transformadores de potencia.

En esta asignatura se tratarán aspectos técnicos de funcionamiento y diseño que afectan a las líneas e instalaciones de alta tensión y a las actividades de generación, transporte y distribución de la energía eléctrica y que son de enorme interés para los ingenieros especialistas que trabajan como proyectistas, o en ingenierías, entidades de inspección o empresas eléctricas, de generación, transporte o distribución.

De esta forma, los alumnos que cursen  la asignatura dispondrán de conocimientos muy valorados en el sector eléctrico. Existe una carencia de especialistas en estas materias, debido bien a la novedad de las tecnologías utilizadas,  bien a la falta de formación en las materias relacionadas con la tecnología de la alta tensión. Esta carencia se detecta muy especialmente en el estudio de la tecnología de los cables aislados de alta tensión y de las técnicas de evaluación del estado de su aislamiento y de su vida útil, en el diseño de los sistemas de puesta a tierra de las pantallas de los cables aislados, en la selección de los pararrayos de óxidos metálicos, en los criterios de coordinación de aislamiento o en el transporte eléctrico con corriente continua HVDC.

Esta carencia de especialistas se debe en unos casos a la falta de textos didácticos claros, en otros casos a la carencia de ejemplos de aplicación y también a la propia novedad tecnológica como sucede con el transporte HVDC.

Para completar el programa se incluye como caso práctico el estudio de una legislación europea de aplicación reciente, relacionada con el diseño ecológico de los transformadores de potencia, lo cual servirá al alumno para familiarizarse con los problemas habituales que debe afrontar un ingeniero especialista que trabaje en el sector eléctrico.

Al final del curso el alumno deberá ser capaz de entender la función de las líneas de transporte y distribución en alta tensión dentro del sistema eléctrico, así como la importancia de la aplicación de los reglamentos de obligado cumplimiento en España con objeto de garantizar la seguridad tanto de las propias instalaciones como de las personas, reducir la tipificación del material utilizado en la construcción de las instalaciones y mejorar la regularidad del suministro eléctrico.

Esta asignatura  utiliza los conocimientos adquiridos con la asignatura de 2º curso: “Instalaciones de BT y de MT”, que trataba los elementos que intervienen en el diseño de las instalaciones de baja tensión y media tensión (hasta 30 kV de tensión nominal), al ampliar el nivel de tensión por encima de los 30 kV, se requieren elementos con características diferentes de funcionamiento y diseño.

Por otra parte esta asignatura complementa a las dos asignatura siguientes de tercer curso:

• “Diseño y Cálculo de las Instalaciones Eléctricas” en la que se trataron el cálculo de las instalaciones de baja y media tensión, principalmente de los centros de transformación, es decir actividades de distribución.  
• "Líneas e instalaciones de alta tensión" en la que se trataron entre otros temas las líneas y las subestaciones, necesarias para el transporte de energía en alta tensión (generalmente de tensión Un≥ 220 kV), así como para su distribución.

También guarda cierta relación, y en cierto modo complementa a las siguientes asignaturas de cuarto curso:

• “Análisis y operación de sistemas eléctricos”, en la que se trataron los sistemas de control, protección, análisis y mercados aplicables en la operación global del sistema eléctrico.
• “Generación de energía eléctrica”, en la que se abordó el tercer eslabón  importante del sistema eléctrico que completa las actividades de transporte y distribución, es decir las centrales eléctricas, incluidas las renovables por su enorme importancia presente y futura.

Con la asignatura de Tecnología de la alta tensión el alumno dispondrá de conocimientos completos para aplicarlos en el proyecto o diseño de subestaciones o líneas de alta tensión y se enfrentará a casos reales de interpretación de la legislación europea aplicable más moderna y del estudio de sus consecuencias, por ejemplo en el caso de los requisitos para el diseño ecológico de transformadores de potencia. 

Con esta asignatura se busca que el alumno desarrolle las siguientes competencias generales: iniciativa, planificación, organización, capacidad para trabajar de forma autónoma, capacidad de análisis y síntesis, aplicación de los conocimientos a la práctica, capacidad de buscar entender e interpretar textos técnicos legales, capacidad para analizar las consecuencias motivadas por una decisión previa

Por otro lado, las competencias específicas a alcanzar durante el estudio de esta asignatura, son las siguientes:

• Capacidad para abordar problemas técnicos nuevos de contenido electrotécnico en el ámbito de la alta tensión.
• Capacidad para entender textos o artículos complejos relacionados con el sector de la alta tensión.
• Capacidad para buscar bibliografía nacional o internacional como primera fase para resolver un problema complejo.
• Adquisición de los conocimientos necesarios para mediciones, cálculos, peritajes, e informes técnicos relacionados con instalaciones de alta tensión,
• Capacidad de manejar y entender reglamentos y normas de obligado cumplimiento dentro de este ámbito, así como entender o redactar especificaciones técnicas de instalaciones de alta tensión.
• Comprender y adquirir la capacidad para aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos en el diseño de las instalaciones eléctricas de alta tensión.

El conocimiento detallado de las instalaciones eléctricas de alta tensión facilitará el desarrollo de la carrera profesional del alumno, ya que la mayoría de los proyectos relacionados con el ámbito de la ingeniería industrial comprenden una parte relacionada con el transporte, la distribución o generación de la energía eléctrica y con las técnicas de alta tensión.

Esta asignatura complementa otras asignaturas del grado en Ingeniería Eléctrica, en especial las de tercer curso de “Diseño y Cálculo de las Instalaciones Eléctricas y "Líneas e instalaciones de alta tensión" y las de cuarto curso, “Generación de energía eléctrica” y “Análisis y operación de Sistemas eléctricos”.

Sin embargo, esta asignatura es una asignatura de máster, por lo que su principal característica es que se prepara al alumno para abordar aspectos técnicos de diseño y cálculo de instalaciones de alta tensión, modernos y complejos, adquiriendo previamente un conocimiento teórico y práctico del estado del arte y preparando al alumno para abordar problemas técnicos parecidos partiendo de un estudio bibliográfico previo. 

Para una correcta asimilación de los contenidos de esta asignatura es indispensable haber cursado la asignatura de 2º curso Teoría de circuitos, y dominar su temario, ya que los conocimientos y métodos de resolución de circuitos tratados en dicha asignatura se emplean en ésta.

Además, también resultan tremendamente útiles los conocimientos principalmente tecnológicos incluidos en las asignaturas de tercer curso de “Diseño y Cálculo de las Instalaciones Eléctricas y "Líneas e instalaciones de alta tensión".

La enseñanza a distancia posee unas características que la diferencian claramente de la enseñanza presencial, de forma que los alumnos dispondrán de la ayuda y los recursos necesarios siguientes para cursar la asignatura:

• Tutorías presenciales o virtuales en los centros asociados correspondientes, en caso de que el número de alumnos matriculados sea suficiente para prever dichas tutorías.
• Curso Virtual donde el equipo docente de la asignatura pondrá a disposición de los alumnos diverso material de apoyo en el estudio y donde podrá disponer de diferentes foros generales y particulares en los que libremente puedan plantear las dudas y comentarios que consideren oportunos durante el desarrollo del aprendizaje y que serán respondidas por los tutores o equipos docentes. Este soporte es fundamental en la asignatura y supondrá la vía principal de comunicación entre los alumnos y el equipo docente y también entre los alumnos entre sí.
• Tutoría presencial o telefónica a cargo del equipo docente que se realizará durante las guardias, por teléfono, personalmente, por fax, por correo electrónico o por correo postal.

El horario de guardia es: los LUNES (lectivos) de 16,00 h a 20,00 h.

              Teléfono:          91 398 76 23

               Fax                  91 398 60 28

Correo electrónico: psimon@ieec.uned.es

Dirección Postal:

Dpto. de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control

E.T.S. de Ingenieros Industriales - U.N.E.D.

c/ Juan del Rosal, nº 12

28040 MADRID 

Competencias Básicas:

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios

CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones -y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades

CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales:

CG1 - Iniciativa y motivación

CG2 - Planificación y organización

CG3 - Manejo adecuado del tiempo

CG4 - Análisis y síntesis

CG5 - Aplicación de los conocimientos a la práctica

CG6 - Resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos

CG7 - Pensamiento creativo

CG8 - Razonamiento crítico

CG9 - Toma de decisiones

CG10 - Seguimiento, monitorización y evaluación del trabajo propio o de otros

CG11 - Aplicación de medidas de mejora

CG12 - Innovación

CG13 - Comunicación y expresión escrita

CG14 - Comunicación y expresión oral

CG15 - Comunicación y expresión en otras lenguas

CG16 - Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica

CG17 - Competencia en el uso de las TIC

CG18 - Competencia en la búsqueda de la información relevante

CG19 - Competencia en la gestión y organización de la información

CG20 - Competencia en la recolección de datos, el manejo de bases de datos y su presentación

CG21 - Habilidad para coordinarse con el trabajo de otros

CG22 - Habilidad para negociar de forma eficaz

CG23 - Habilidad para la mediación y resolución de conflictos

CG24 - Habilidad para coordinar grupos de trabajo

CG25 - Liderazgo

CG26 - Conocimiento y práctica de las reglas del trabajo académico

CG27 - Compromiso ético y ética profesional

CG28 - Conocimiento, respeto y fomento de los valores fundamentales de las sociedades democráticas

CG29 - Tener conocimientos adecuados de los aspectos científicos y tecnológicos de: métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, mecánica de fluidos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.

CG33 - Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.

CG35 - Poder ejercer funciones de dirección general, dirección técnica y dirección de proyectos I+D+i en plantas, empresas y centros tecnológicos.

CG36 - Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.

Competencias Específicas:

CE1 - Conocimiento y capacidad para el análisis y diseño de sistemas de generación, transporte y distribución de energía eléctrica.

CE6 - Conocimientos y capacidades que permitan comprender, analizar, explotar y gestionar las distintas fuentes de energía.

CE7 - Capacidad para diseñar sistemas electrónicos y de instrumentación industrial.

CE16 - Capacidad para la gestión de la Investigación, Desarrollo e Innovación tecnológica.

CE20 - Conocimiento y capacidades para el proyectar y diseñar instalaciones eléctricas y de fluidos, iluminación, climatización y ventilación, ahorro y eficiencia energética, acústica, comunicaciones, domótica y edificios inteligentes e instalaciones de Seguridad.

CE23 - Conocimientos y capacidades para realizar certificaciones, auditorías, verificaciones, ensayos e informes.

Con el estudio de esta asignatura el alumno adquirirá ciertos conocimientos teóricos indispensables para el proyecto de infraestructuras eléctricas de alta tensión tales como las subestaciones, las líneas de alta tensión construidas con cables aislados, los sistemas para el transporte en corriente continua y los transformadores de potencia con diseño ecológico.

En particular, conocerá los estudios de coordinación de aislamiento, incluida la compleja selección de los pararrayos que limitan las sobretensiones que reciben los equipos y materiales de alta tensión o el cálculo de los pararrayos o cables de guarda que apantallan a las subestaciones de intemperie y las líneas de alta tensión, evitando el impacto directo de los rayos sobre los materiales y equipos de alta tensión de las subestaciones o sobre los conductores de fase de las líneas.

El alumno conocerá también el diseño de las líneas de alta tensión construidas con cables aislados, atendiendo a los criterios de intensidad máxima admisible en servicio permanente, en sobrecarga o en cortocircuito, así como el cálculo de los campos magnéticos generados por las líneas aéreas o subterráneas y las técnicas seguidas para la puesta a tierra de las pantallas de los cables, aspecto este de especialísimo interés en líneas de transporte de alta tensión.

En tercer lugar se tratará también el transporte de energía eléctrica en tensión corriente continua (HVDC), haciendo énfasis en los aspectos técnicos y económicos de este tipo de proyectos.

Por último se estudiarán los requisitos para el diseño ecológico de los transformadores de potencia, incluyendo el estudio de la reglamentación europea más reciente en esta materia.

Estos conocimientos ayudarán al alumno a la realización de proyectos de líneas eléctricas y de subestaciones eléctricas en sus distintos niveles de tensión, y servirán de plataforma para abordar otros problemas técnicos complejos relacionados con las técnicas de alta tensión. 

En resumen, y de forma sintética los resultados del aprendizaje principales serían los siguientes: 

• Estudiar alternativas para la planificación y proyecto de las redes de alta tensión mediante un análisis técnico-económico que compare las soluciones, por ejemplo el transporte en alterna o en HVDC o la construcción de una línea aérea o subterránea.
• Resolver los problemas que surgen durante la explotación, mantenimiento y operación de las redes de alta tensión.
• Ser capaces de aplicar los principios básicos del electromagnetismo a la resolución de multitud de problemas de explotación de las redes, por ejemplo de líneas subterráneas de alta tensión, mediante la utilización de herramientas numéricas que permitan formulaciones complejas para el cálculo de las tensiones inducidas en pantallas, aprendiendo a aplicar estos principios a la resolución de otros problemas parecidos.

La metodología que se contempla en esta asignatura incluye las siguientes actividades fundamentales:

• Estudio de los contenidos teóricos, utilizando la bibliografía básica y complementaria con el fin de cumplir con los objetivos del aprendizaje. (40% del tiempo dedicado a la asignatura, aproximadamente 50 h).
• Revisión de los problemas resueltos incluidos en la bibliografía básica con el objetivo de que el alumno adquiera  una visión práctica y real de los proyectos de instalaciones de alta tensión. (20% tiempo dedicado a la asignatura, aproximadamente 25 h).
• Realización de actividades prácticas consistentes en la resolución de los tests de evaluación, y otros ejercicios propuestos incluidos en la bibliografía básica o a través del curso virtual, apoyados y supervisados por los tutores. (20% tiempo dedicado a la asignatura, aproximadamente 25 h).
• Trabajo autónomo para el repaso final de los contenidos teóricos  y prácticos descritos. Preparación y realización de las pruebas finales. (20% del tiempo dedicado a la asignatura, aproximadamente 23 h, más 2 h dedicadas a la prueba final presencial o a distancia).

Para el estudio de la asignatura es necesario también el siguiente libro: 

• Fernando Garnacho, Pascual Simón, Jorge Moreno, y Alberto González. Editorial GARCETA. Año 2014. Reglamento de instalaciones eléctricas de alta tensión y sus fundamentos técnicos. ISBN: 978 84 15 45 207 2.

Seguramente usted habrá  cursado la asignatura de grado de tercer curso de "Líneas e instalaciones  de alta tensión",  por lo que ya dispondrá del primero de los textos propuestos.(Cálculo y diseño de líneas eléctricas de alta tensión. )

Además se deberá consultar la guía de estudio detallada de la asignatura: (GUÍA DE ESTUDIO parte 2ª). Usted podrá descargar la guía de los Cursos Virtuales de la UNED correspondientes a esta asignatura. En esta guía se incluirán los aspectos complementarios que añaden conceptos y explicaciones y que se han de tener en cuenta para el estudio y aprovechamiento de la asignatura.

El capítulo 3 sobre HVDC y una parte del capítulo 4 sobre diseño ecológico de transformadores de potencia, se incluirán en la plataforma de estudio de ALF del curso virtual.

Los documentos que se dan a continuación como bibliografía complementaria, le servirán al alumno para profundizar y ver algunos aspectos descritos en el programa de la asignatura descrito en el capítulo 3 – Contenidos.

• REGLAMENTO SOBRE CONDICIONES TÉCNICAS Y GARANTÍAS DE SEGURIDAD EN LÍNEAS ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN Y SUS INSTRUCCIONES TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS, ITC-LAT01 A 09, (RD 223/2008) y las guías de aplicación que lo desarrollan. 

Este documento  puede descargarse, gratuitamente, en la página web del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio (www.mityc.es) en la parte de SERVICIOS: LEGISLACIÓN: Legislación sobre Seguridad Industrial, Reglamentos nacionales sobre instalaciones. Por otra parte, puesto que los textos reglamentarios tienen carácter legal, es fácil descargarlos también gratuitamente de Internet en su versión original publicada en el BOE, para ello el alumno puede utilizar cualquier buscador de Internet, y teclear como parámetro de búsqueda “RD 223/2008".

Como materiales adicionales para el estudio de la asignatura se ofrece el curso virtual donde podrán obtenerse, además de la presente guía de la asignatura, una ampliación de la misma, así como textos y referencias complementarias que añaden conceptos y explicaciones y que se han de tener en cuenta para el estudio y aprovechamiento de la asignatura.

Concretamente el capítulo 3 sobre los sistemas de transporte HVDC, así como una parte del capítulo 4 sobre diseño ecológico de transformadores de alta tensión, al no estar incluido en la bibliografía básica se incluirá íntegramente junto con la parte 2 de la guía de la asignatura (o adenda) en la plataforma ALF del curso virtual. En la adenda se incluirán también materiales para el capítulo 2, relacionados con la medida de descargas parciales en cables de alta tensión.