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UNIVERSIDAD TCNICA FEDERICO SANTA MARA SEDE VIA DEL MAR
JOS MIGUEL CARRERA
INSTALACIN ELCTRICA PARA UN TALLER MECNICO
Trabajo de Titulacin para optar al ttulo de TCNICO UNIVERSITARIO
en ELECTRICIDAD.
Alumno: Francisco J. Ayancan Ayancan.
Profesor gua: Jos Miguel de la Vega Maldonado.
2005
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Dedicado a mis padres que siempre confiaron en m y esperaron lo
mejor para mi desarrollo personal, a mi hermano que fue la fuente
de motivacin que me permiti llegar a superar mis metas.
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RESUMEN El presente trabajo de ttulo corresponde a un proyecto
para el desarrollo de la instalacin de un taller mecnico en la
ciudad de Coyhaique, capital de la regin de Aysen del general
Carlos Ibez del Campo. La instalacin elctrica consta de un sistema
de alumbrado, cuya determinacin viene dada por un previo clculo que
se desarrollar por medio de un Software; una cantidad de enchufes
que permitan satisfacer las necesidades elctricas de
mquinas-herramientas existentes y una estimacin de enchufes que
puedan satisfacer otras cargas de similares caractersticas. Por
ello al obtenerse dichas cargas se podr dimensionar correctamente
qu tipo de protecciones y conductores se emplearn sin dejar de lado
que estos deben soportar las condiciones que el medio ambiente les
imponga. La sumatoria total de cargas determinar la capacidad del
empalme y las caractersticas de la malla de puesta a tierra segn
norma.
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INDICE DE MATERIAS RESUMEN INTRODUCCIN OBJETIVOS OBJETIVO
GENERAL. OBJETIVOS ESPECFICOS. CAPTULO 1: DESCRIPCIN DEL PROYECTO
1.1. UBICACIN DE LA PROPIEDAD. 1.2. ENFOQUE DEL PROYECTO. 1.2.1.
Galpn Norte. 1.2.2. Galpn Sur. 1.2.3. Estacionamientos. 1.3.
REQUERIMIENTOS BSICOS DE LA INSTALACIN. 1.4. REQUERIMIENTOS
ESPECFICOS. 1.4.1. Galpn Norte. 1.4.2. Galpn Sur. 1.4.3.
Estacionamientos. 1.5. CONSIDERACIONES GENERALES. CAPTULO 2: CLCULO
DE ILUMINACIN 2.1. CONCEPTOS BSICOS 2.1.1. Unidades y conceptos.
2.1.2. Tipos de fuentes luminosas. 2.1.3. Caractersticas de
funcionamiento de las lmparas de descarga. 2.1.4. Tipos de lmparas
de descarga. 2.1.5. Equipo elctrico adicional. 2.2. CLCULO DE
ILUMINACIN. 2.2.1. Mtodos de clculo. 2.2.2. Software a utilizar.
2.2.3. Niveles de iluminacin requeridos. 2.2.4. Niveles a utilizar.
2.2.5. Dimensiones de cada recinto. 2.2.6. Factor de reflectancia.
2.2.7. Factor de mantenimiento.
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2.2.8. Disposicin de las luminarias. 2.3. RESULTADOS DEL CLCULO.
2.4. FLEXIBILIDAD DE LA INSTALACIN. CAPTULO 3: MEJORAMIENTO DEL
FACTOR DE POTENCIA 3.1. CONCEPTOS GENERALES. 3.2. CARACTERSTICAS
TCNICAS. 3.2.1. Instalacin de alumbrado. 3.2.2. Instalacin de
fuerza. 3.3. CLCULO DE BANCOS DE CONDENSADORES. 3.3.1. Instalacin
de alumbrado. 3.3.2. Instalacin de fuerza. CAPTULO 4: ESTIMACIN DE
CONSUMOS DE FUERZA Y DE ALUMBRADO 4.1. CONCEPTOS GENERALES 4.1.1.
Instalacin de alumbrado 4.1.2. Instalacin de fuerza. 4.2. ESTIMACIN
DE POTENCIAS. 4.2.1. Instalacin de alumbrado. 4.2.2. Instalacin de
fuerza. 4.3. DETERMINACIN DE CIRCUITOS. 4.3.1. Instalacin de
alumbrado. 4.3.2. Instalacin de fuerza. 4.4. POTENCIAS TOTALES.
4.4.1. Circuitos de enchufes. 4.4.2. Circuitos de alumbrado.
CAPTULO 5: PROTECCIONES 5.1. CONCEPTOS GENERALES. 5.1.1. Proteccin
Termomagntica. 5.1.2. Proteccin diferencial. 5.1.3. Selectividad y
coordinacin. 5.2. CLCULO DE PROTECCIONES TERMOMAGNTICAS. 5.2.1.
Instalacin de alumbrado. 5.2.2. Instalacin de fuerza. 5.2.3. Otras
protecciones. 5.3. PROTECCIN DIFERENCIAL.
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5.4. FUSIBLES. CAPTULO 6: CLCULO DE CONDUCTORES 6.1. CONCEPTOS
GENERALES. 6.1.1. Clculo de la cada de tensin. 6.1.2. Capacidad de
transporte de Conductores. 6.1.3. Factores de correccin de la
capacidad de transporte. 6.1.4. Clculo de seccin considerando las
posibles fallas. 6.1.5. Tipos de conductores. 6.2. CLCULO DE LA
SECCIN DE LOS CONDUCTORES CONSIDERANDO LA CADA DE TENSIN. 6.2.1.
Galpn Norte. 6.2.2. Galpn Sur. 6.2.3. Estacionamientos. 6.3. CLCULO
DE LA SECCIN CONSIDERANDO CORRIENTES DE OPERACIN. 6.3.1. Circuitos
de alumbrado. 6.3.2. Circuitos de fuerza. 6.3.3. Alimentadores
principales. CAPTULO 7: PUESTA A TIERRA 7.1. CONCEPTOS GENERALES.
7.1.1. Tierra de servicio. 7.1.2. Tierra de proteccin. 7.2.
MEDICIONES REALIZADAS. 7.3. CLCULO DE PUESTA A TIERRA. 7.4. CLCULO
DE LA PROTECCIN DIFERENCIAL. 7.5. MALLA DE PUESTA A TIERRA. 7.5.1.
Resistividad equivalente. 7.5.2. Clculo de la malla de puesta a
tierra. 7.5.3. Ubicacin de la malla. 7.6. DIMENSIONAMIENTO DE LOS
CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA.
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CAPTULO 8: EMPALME 8.1. SISTEMA DE DISTRIBUCIN. 8.2. CLCULO DEL
EMPALME. 8.2.1. Factor de demanda. 8.2.2. Factor de demanda futura.
8.3. PROTECCIN GENERAL. 8.4. DIMENSIONAMIENTO DEL EMPALME. 8.5.
TARIFA. CAPTULO 9: COSTOS 9.1. COSTO DE MATERIALES. 9.2. TRANSPORTE
DE MATERIALES. 9.3. IMPREVISTOS. 9.4. PROYECTO. 9.5. MANO DE OBRA.
9.6. MANO DE OBRA ESPECIALIZADA. 9.7. TRAMITACIONES LEGALES. 9.8.
UTILIDADES. 9.9. COSTO TOTAL. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFA ANEXOS ANEXO
A: PLANOS ANEXO B: COSTO DE TRAMITACIONES S.E.C. ANEXO C: CARTAS
GANTT ANEXO D: LEGRAND ANEXO E: DISPOSICIONES CONSTRUCTIVAS ANEXO
F: FOTOGRAFAS
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INDICE DE TABLAS Tabla 2-1: Nivel mnimo para iluminacin de
locales comerciales e industrialesTabla 2-2: Niveles de iluminancia
recomendados en Europa para diferentes tipo de locales y de
trabajosTabla 2-3: Dimensiones de cada recintoTabla 2-4:
Caractersticas constructivas de las superficies reflectantesTabla
2-5: Colores de las superficies reflectantesTabla 2-6: Factores de
reflexinTabla 2-7: Factores de reflectancia de los recintosTabla
2-8: Factor de mantenimientoTabla 2-9: Niveles de iluminacin
obtenidosTabla 3-1: Caractersticas tcnicas luminarias
MDK-627/MH400W/UTabla 3-2: Caractersticas tcnicas luminarias
SRP-783/ SON-T150WTabla 4-1: Datos de placa de las mquinas
herramientas monofsicas del taller de torneraTabla 4-2: Datos de
placa de las mquinas-herramientas trifsicas del taller de
torneraTabla 4-3: Datos de placa de las mquinas herramientas
monofsicas del taller de mecnica generalTabla 4-4: Potencia
promedio estimadaTabla 4-5: Potencia de los circuitos de
alumbradoTabla 4-6: Potencia de los circuitos de fuerzaTabla 5-1:
Proteccin termomagntica para circuitos de alumbradoTabla 5-2:
Proteccin termomagntica para circuitos de fuerza monofsicosTabla
5-3: Proteccin termomagntica para circuitos de fuerza
trifsicosTabla 5-4: Proteccin diferencialTabla 5-5: Cuadro final de
protecciones termomagnticas de cada circuito
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Tabla 5-6: Cuadro final de protecciones termomagnticas en
tableros de comandosTabla 5-7: Cuadro final de protecciones
generalesTabla 6-1: Valores de resistividad y conductividad
especfica de los conductores ms comunesTabla 6-2: Intensidad de
corriente admisible para conductores aislados fabricados segn norma
europea (secciones milimtricas)Tabla 6-3: Intensidad de corriente
admisible en conductores aislados fabricados segn normas
norteamericanas secciones AWG (temperatura ambiente de 30c)Tabla
6-4: Factor de correccin de capacidad de transporte de corriente
por cantidad de conductores en tuberaTabla 6-5: Factor de correccin
de la capacidad de transporte de corriente por variacin de
temperatura ambiente. secciones mtricasTabla 6-6: Factor de
correccin de la capacidad de transporte de corriente por variacin
de temperatura ambiente, secciones awgTabla 6-7: Factores de
dimensionamiento de alimentacin de motores de rgimen no
permanenteTabla 6-8: Coeficientes multiplicativos para soldadoras
individuales del tipo transformador de CA o con rectificador para
CCTabla 6-9: Caractersticas conductor THHNTabla 6-10:
Caractersticas conductor NYATabla 6-11: Caractersticas conductor
NSYATabla 6-12: Secciones mnimas para una cada de tensin del 2% en
el punto ms desfavorable en el galpn norteTabla 6-13: Secciones
mnimas para una cada de tensin del 2% en el punto ms desfavorable
en el galpn surTabla 6-14: Secciones para los conductores de los
circuitos de alumbradoTabla 6-15: Secciones para los conductores de
los circuitos de fuerza
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Tabla 7-1: Secciones nominales para conductores de puesta a
tierra de servicioTabla 7-2: Factor K aplicable al clculo de la
tierra de proteccinTabla 7-3: Secciones nominales para conductores
de proteccinTabla 7-4: Mediciones realizadasTabla 7-5: Valores de
resistividad para una clasificacin simple de suelosTabla 7-6:
Resistencias obtenidas con diferentes valores de
resistividadesTabla 7-7: Dimensionamiento de conductores de puesta
a tierraTabla 8-1: Potencia total con factor de demanda
aplicadoTabla 8-2: Potencia total con factor de demanda futura
aplicadoTabla 9-1: ProveedoresTabla 9-2: Transporte de
materialesTabla 9-3: Detalle del costo del proyectoTabla 9-4:
Detalle del costo de las tramitaciones legalesTabla 9-5: Costo
total de la instalacin
NDICE DE FIGURAS Figura 2-1: Reflexin especularFigura 2-2:
Reflexin semi-especularFigura 2-3: Reflexin difusaFigura 2-4:
RefraccinFigura 2-5: AbsorcinFigura 3-1: Tringulo de potencias de
las luminarias MDK-627 / 1 x MH 400 W/U, sin factor de potencia
corregidoFigura 5-1: Curvas de disparo de los automticos DX, marca
LegrandFigura 6-1: Carga concentrada en un extremo
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Figura 6-2: Criterio seccin constanteFigura 6-3: Criterio seccin
cnicaFigura 7-1: Esquema de la medicin realizadaFigura 10-1:
Ubicacin de la malla y especificaciones
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INTRODUCCIN El actual desarrollo econmico de la regin de Aysen
ha incrementado el parque automotor de la ciudad de Coyhaique lo
cual est favoreciendo a que varios sectores laborales aumenten sus
ingresos tanto localidades urbanas como rurales. Las condiciones de
las carreteras y caminos en la regin de Aysen no son del todo
perfectas y por tanto ha llevado a que los vehculos que transitan
por ellas sufran deterioros que a larga generan problemas, que por
lgica son solucionados por personal de ndole mecnica, tanto es as
que en un futuro la especializacin de ellos requerir de un trabajo
mas preciso y dedicado. Por lo tanto se hace necesario la mejora y
ampliacin de los espacios de trabajo disponibles de este rubro, ya
que una actualizacin, buena condicin y seguridad de las reas de
operacin mejora enormemente el resultado de las actividades
efectuadas por el personal especializado en los diversos campos de
la mecnica automotriz. Vindolo desde esta perspectiva existe en la
ciudad de Coyhaique un sitio que posee las caractersticas
geogrficas ideales para subsanar esta necesidad. Actualmente este
sitio dispone de dos galpones y amplios estacionamientos que sern
aprovechados para proyectar la instalacin elctrica, acorde a los
requerimientos que se exigen en el da de hoy, en la actividad de
mantenimiento, reparacin y acondicionamiento de vehculos
automotores.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL. Aumentar la calidad de los trabajos
del rubro automotriz, atencin al cliente y seguridad laboral que se
realizarn en el lugar seleccionado, ubicado en calle coln # 33 de
la ciudad de Coyhaique, dotndolo de una infraestructura elctrica
que cumpla con todas las normativas vigentes. OBJETIVOS ESPECFICOS.
Proyectar una instalacin elctrica que provea de suministro elctrico
a las actividades que se pretenden realizar en el recinto y que
cumpla con todos los requerimientos que exige la normativa vigente.
Dimensionar la instalacin de tal modo que las cargas que se toman
en cuenta como tpicas y las futuras sean conectadas con completa
normalidad. Lograr un nivel de iluminacin acorde a las necesidades
con una uniformidad adecuada que permita mejorar la precisin y la
calidad final de los trabajos que se efectuarn. Disponer de un
valor de carga total que permita dimensionar que tipo de empalme se
instalar.
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CAPTULO 1: DESCRIPCIN DEL PROYECTO
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1. DESCRIPCIN DEL PROYECTO. 1.1. UBICACIN DE LA PROPIEDAD. El
sitio involucrado para el desarrollo de este proyecto es una
propiedad particular cuyo dueo Don Flavio Rodrguez Casas, direccin
particular Coln # 33, comuna de Coyhaique, se pretende adaptar
espacios de trabajo a profesionales, tcnicos, empresarios y/o
microempresarios, o personas que desarrollan actividades tpicas del
rea de la mecnica. Por lo tanto la instalacin elctrica que se
proyectar deber de suministrar energa elctrica a estas actividades.
La propiedad se encuentra ubicada en la Ciudad de Coyhaique
(capital de la regin de Aysen del General Carlos Ibez del Campo) en
la calle Coln # 33, en cuya superficie se dispone actualmente de
dos construcciones o galpones con sus respectivos estacionamientos,
mas una entrada o estacionamiento principal, distinguiremos a cada
galpn segn su posicin geogrfica que se muestra en los planos de
planta de la propiedad en cuestin. Durante algunas visitas a
terreno se pudieron obtener algunas imgenes que facilitarn el pleno
desarrollo del proyecto para poder distinguir algunos datos de la
construccin. Adems se obtuvo la cantidad de artefactos y sus
caractersticas tcnicas que se desean instalar.
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1.2. ENFOQUE DEL PROYECTO. El proyecto tiene como finalidad el
diseo y dimensionamiento de una instalacin elctrica que suministre
la potencia necesaria para el sitio antes mencionado, cumpliendo
con todas las normas elctricas vigentes. Las actividades que se
realizarn en los galpones determinarn la cantidad de cargas que se
conectarn y por lo tanto de suma importancia a la hora dimensionar
la instalacin elctrica. Tomando en cuenta este punto se especificar
que tipo de cargas se considerarn para el dimensionamiento del
proyecto. 1.2.1. Galpn Norte. Posee una estructura metlica, con
slidos cimientos y amplio espacio para el desarrollo de las
actividades del rea de la MECNICA GENERAL ya que actualmente se
disponen de mquinas herramientas para este tipo de trabajos: Torno,
esmeriles, soldadoras y taladros (ver mquinas herramientas a
utilizar). Debido a que el trabajo de MECNICA GENERAL debe poseer
un elevado grado de precisin, se tendr en cuenta un nivel de
iluminacin adecuado a la hora de dimensionar un circuito de
alumbrado (Clculos luminotcnicos).
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1.2.2. Galpn Sur. Dispone de una estructura metlica, pero en su
interior las paredes son soportadas por vigas de madera, el suelo
es cimentado con concreto lo cual le proporciona una firmeza
bastante slida con un amplio patio techado. Las paredes de los
paoles estn constituidas de una reja metlica. No tiene una
actividad definida por el propietario, pero debido a la existencia
de posos para mantenimiento de vehculos (en adelante posos) en el
interior de la construccin y en el patio techado, determinan un
claro espacio de trabajo para las actividades de la MECNICA
AUTOMOTRIZ. Por consecuencia el circuito elctrico en general deber
ser dimensionado para este tipo de trabajos. Obviamente la
iluminacin tendr que ser calculada para esta actividad acorde a los
niveles requeridos. 1.2.3. Estacionamientos. Debido a que esta zona
dispone de amplios estacionamientos estos debern ser iluminados con
un determinado sistema que permita visualizar claramente el terreno
en horarios vespertinos durante los meses de otoo e invierno, por
la obvia razn que sera la escasa existencia de iluminacin natural
en esas horas del da.
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1.3. REQUERIMIENTOS BSICOS DE LA INSTALACIN. La regin de Aysen y
en particular la Ciudad de Coyhaique durante los meses de invierno
presenta temperaturas bajo cero que a menudo ocasionan un paulatino
congelamiento de la humedad circundante son un factor que a menudo
provocan cortocircuitos y oxidacin de los conectores en los
artefactos, aparatos y dispositivos que no disponen de protecciones
contra la humedad, por lo tanto los diferentes accesorios de la
instalacin debern contar con un grado de proteccin acorde a su
ubicacin en los galpones. La presencia de aceite en zonas de
trabajo donde existen vehculos en mantencin debe ser tomada en
cuenta ya que la presencia de aceite en el aislamiento de los
conductores y superficie de los accesorios provoca tanto deterioros
como posibles fallas en la instalacin elctrica. Adems los
accesorios que se utilizan en este tipo de trabajos requieren de un
grado de proteccin mecnica y a prueba de traccin. 1.4.
REQUERIMIENTOS ESPECFICOS. Se considera prudente entregar los
requerimientos especficos que necesita cada zona en particular para
poder realizar la seleccin del tipo de accesorios y las
caractersticas esenciales para el diseo de la instalacin elctrica.
La ubicacin especfica de las zonas ubicadas en el interior de los
galpones se muestra en los planos de arquitectura de cada
construccin.
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1.4.1. Galpn Norte. Los accesorios y dems componentes de la
instalacin que se instalarn en la zona ubicada en el patio techado
del galpn debern ser a prueba de humedad y traccin mecnica. El
taller mecnico solamente requiere de proteccin contra la traccin.
La oficina no necesita proteccin especfica ya que no se realizan
actividades que lo ameriten, ni se encuentran ante una exposicin
constante con el medio exterior. 1.4.2. Galpn Sur. Los accesorios y
dems componentes de la instalacin que se emplearn en la zona
ubicada en el patio techado del galpn debern ser a prueba de
humedad y traccin mecnica. Viendo la necesidad de implementar
iluminacin adicional al interior de los posos para los trabajos de
mantenimiento y reparacin, los artefactos (luminarias) y accesorios
(enchufes y canalizaciones) debern ser a prueba de humedad, a
prueba de aceite, y a prueba de traccin mecnica. El interior de la
construccin se encuentra aislado del medio exterior ya que las
entradas poseen portones deslizantes de tal tamao que puedan
ingresar automviles siendo por tanto necesario la utilizacin de
accesorios con un grado de resistencia a la traccin mecnica. Las
dos oficinas al interior de instalacin poseen un completo
aislamiento al medio exterior por eso no se necesita de un grado de
proteccin contra la humedad. 1.4.3. Estacionamientos. Esta zona en
particular se desea iluminar mediante un clculo que se realizar
para satisfacer el nivel requerido, por lo tanto el tipo de
luminarias deber ser el ms adecuado para esta locacin, que en este
caso se encuentra a la intemperie, siendo as debern ser a prueba de
goteo y a la humedad.
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Como este tipo de luminarias va a ir fuera de las construcciones
del galpn, el soporte que debern utilizar para su sujecin y
posicionamiento ser el ms adecuado. 1.5. CONSIDERACIONES GENERALES.
Para llevar a cabo el Desarrollo la instalacin se debe, primero que
nada, dimensionar los conductores, tuberas y/o canalizaciones y
dispositivos de proteccin acorde a la normativa vigente La ubicacin
y potencia de las luminarias en este proyecto se realizar segn lo
determine el Clculo de iluminacin de este trabajo. La potencia y
ubicacin de los diversos accesorios (enchufes y cajas de derivacin)
se har tomado en cuenta el uso que se le asignar en base a un
cuadro de potencias predeterminado de los equipos y/o
mquinas-herramientas que se instalarn Al existir zonas donde hay
presencia de humedad y otras donde no lo existe, se hace bastante
prctico subdividir los sectores, para el aislamiento de las fallas
ocasionadas por estos factores, dando as una mayor flexibilidad en
el funcionamiento de la instalacin. Los factores medioambientales
se considerarn a la hora de especificar las caractersticas tcnicas
de los materiales y accesorios de la instalacin. Teniendo en cuenta
todas estas especificaciones se realizarn los circuitos elctricos
de cada zona en particular y podrn ser especificados en los
planos.
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CAPTULO 2: CLCULO DE ILUMINACIN
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2. CLCULO DE ILUMINACIN 2.1. CONCEPTOS BSICOS La tcnica de la
iluminacin pretende conseguir una correcta cantidad y distribucin
de la luz y las luminancias, cualquiera que sea la finalidad del
local iluminado, de modo de obtener el mximo confort y comodidad
para quienes habitan o deben trabajar en dicho recinto. La luz es
una forma de energa radiante consistente en ondas electromagnticas
que excitan los rganos visuales produciendo la sensacin de visin.
En el espectro electromagntico las radiaciones visibles ocupan una
zona comprendida entre los 3.700 y 7.300 ngstrom de longitud de
onda (1 ngstrom = 1 diezmilmillonsima de metro). Las distintas
longitudes de onda comprendidas entre esos valores producen
sensaciones de color que van del violeta al rojo. 2.1.1. Unidades y
conceptos. La luz que incide sobre la materia o algn objeto produce
efectos que muy a menudo afectan al rendimiento de las fuentes
luminosas antes estudiadas, por lo tanto se sealan a continuacin
estas propiedades. a. Reflexin. Cuando una superficie que devuelve
la luz que incide sobre ella se dice que refleja la luz. Por lo
tanto para distintos tipos de superficies existe un valor o factor
de reflexin que viene dado por el color que tenga esta superficie
de incidencia, estos valores oscilan entre 0,8 para colores blancos
y 0,1 para colores negros. Dependiendo
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de las caractersticas de cada superficie se pueden distinguir
distintos tipos de reflexin. b. Reflexin especular. La ley
fundamental de la reflexin dice El ngulo de incidencia es igual al
ngulo de reflexin, por ejemplo el espejo.
Figura 2-1: Reflexin especular c. Reflexin semi-especular.
luminoso es rugoso y brillante Cuando la superficie sobre la que
incide al rayo
existe reflexin semi-especular, por ejemplo Cholgun.
Figura 2-2: Reflexin semi-especular
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d. Reflexin difusa. Una superficie perfectamente difusa tiene la
misma minancia en cualquier direccin, por ejemplo el vidrio.
lu
Figura 2-3: Reflexin difusa
e. Refraccin.
La direccin de los rayos luminosos queda modificada al pasar de
un medio a otro de diferente densidad.
Figura 2-4: Refraccin
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f. Absorcin.
En el fenmeno de reflexin de la luz no todo el ujo luminoso que
incide sobre la superficie se refleja,
una parte del flujo es absorbido por la superficie, por lo nto
los fenmenos de reflexin y absorcin estn ligados timamente.
fl
tan
Figura 2-5: Absorcin g. Deslumbramiento. contrfocos luminosos de
gran intensidad que no estn apantallados en direccin del campo
visual o superficies muy principales causas de deslumbramiento se
tienen:
e crean excesivas in dos perteneciendo el
la diferencia de luminosidad erior.
e de luz que pueden quedar visual.
superficies brillantes.
Estado de visin con molestias debido a excesivos astes de
luminancias dentro del campo visual. Los
brillantes son causales de deslumbramiento. Como
Fuentes de iluminacin qulum ancias en puntos determinaresto de
las reas casi a oscuras.
Fuentes de luz sin apantallar. Ventanas que en muchas ocasiones
producen
deslumbramientos debido a entre el interior y el extPosicin de
la fuentincluidos dentro del campo
La reflexin que producen las fuentes de luz sobre
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2.1.2. Tipos de fuentes luminosas. Existen dos grandes grupos de
fuentes luminosas hoy en da los cuales son:
Lmparas incandescentes. Lmparas de descarga.
a. Lmparas incandescentes. Tal y como su nombre lo indica el
fundamento de emisin de luz de estas lmparas se basa en la
generacin de energa visible mediante un filamento llevado a la
incandescencia por el paso de una corriente elctrica, este tipo de
lmparas se componen de las siguientes partes: Filamento y bulbo:
Mientras ms alta es la temperatura del filamento mayor es la energa
radiada que corresponde a la
y consecuentemente mayor eficiencia luminosa. El
eno y el argn, y cuanto mayor sea la esin del gas, menor ser la
evaporacin del filamento y
r luminosa y la vida til de la mpara.
ro del casquete dado en milmetros (14,27,40); los
regin visible del espectro electromagntico y mejor ser la
eficiencia de la lmpara. En las lmparas modernas el filamento es de
tungsteno. Este tiene un alto punto de fusin y lenta evaporacin lo
que permite alcanzar temperatura de funcionamiento ms altas que con
otros materialesfilamento est situado dentro de un bulbo de vidrio
cerrado que lo protege del oxgeno del aire en cuyo contacto se
quemara inmediatamente. Este bulbo sirve para dar a las lmparas las
diversas formas que la caracterizan. Gas de relleno: La evaporacin
del filamento se reduce si se llena el bulbo con un gas inerte. Los
gases que ms se utilizan son el nitrgprmayo ser la eficiencia
lCasquete: Es la parte que permite conectar elctricamente el
filamento de la lmpara al portalmpara. Comnmente se utiliza el de
tipo rosca, que se identifica con la letra E (Edison), seguida de
la cifra correspondiente al dimet
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metales ms usuales en la fabricacin de casquetes son el latn y
el aluminio. b. Lmparas de descarga. La luz de estas lmparas no se
produce como en el caso de las incandescentes por el calentamiento
de un filamento, sino por el paso de una corriente elctrica a travs
de una atmsfera de gas. Sus componentes principales
tipo de lmpara. ectrodos: Estn hechos generalmente de alambre
de
ectrones en el tubo de descarga. El electrodo t conectado al
casquete de la lmpara a travs del
ado
son: Tubo de descarga: El tubo en que tiene lugar la descarga
elctrica es normalmente de forma cilndrica y en su fabricacin se
emplean diferentes tipos de cristales, dependiendo delEltungsteno y
estn cubiertos por un material que facilita la emisin de elesvidrio
en forma sellada y hermtica. Bulbo exterior: Excepto en el caso de
las lmparas fluorescentes tubulares, el tubo de descarga est
alojdentro de una envoltura exterior o bulbo. Este sirve para
proteger al tubo de descarga frente a los agentes atmosfricos.
2.1.3. Caractersticas de funcionamiento de las lmparas de descarga.
Las lmparas de descarga en gas operan conjuntamente
ila lmpara al valor establecido
Para que se inicie la descarga se emplean en algunos n d gnicin
denominado
artidor o ignitor. Por si mismo o junto con el
con un balasto cuya posicin primordial es lim tar la corriente
que atraviesa casos u ispositivo de encendido o de ipbalasto,
proporciona impulsos de voltaje que facilitan la ignicin.
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La ignicin contina durante un perodo llamado de arranque,
el cual puede durar varios minutos dependiendo
l tipo de lmpara. de Durante este intervalo el flujo luminoso
aumenta hasta su nivel mximo. 2.1.4. Tipos de lmparas de descarga.
A continuacin se indican los tipos de lmparas de descarga que se
emplean en la actualidad: a. Lmparas de descarga en vapor de
mercurio en baja presin. Ms conocidos como tubos fluorescentes,
estas fuentes
la cual activa los polvos fluorescentes que cubren interior del
tubo, producindose de este modo la luz.
luminosas tienen una radiacin ultravioleta generada por la
descarga el El bulbo tiene generalmente la forma de un tubo
cilndrico con un electrodo en cada extremo. Este tubo contiene
vapor de mercurio a baja presin con una pequea cantidad de gas
inerte para facilitar el encendido. La superficie interior del tubo
est cubierta con polvos fluorescentes cuta composicin determina la
cantidad y color de la luz emitida. b. Lmparas de descarga en vapor
de mercurio en alta presin. Estas lmparas requieren solo un balasto
para su ncionamiento. La ignicin se logra mediante un electrodo
s, pero conectado a travs de una resistencia al ro electrodo
principal. Al conectarla se produce una
fuauxiliar que est montado al lado de uno de los electrodos
principaleotdescarga entre el electrodo principal y auxiliar lo que
crea la ionizacin adecuada para establecer la descarga entre los
dos electrodos principales.
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Las lmparas de mercurio a alta presin presentan un color blanco
azulado ya que la emisin de luz dentro de la banda visible se
concentra en las longitudes de onda del amarillo azul y verde. c.
Lmparas de descarga en vapor de sodio de alta presin.
En estas lmparas la descarga se produce en un tubo
cin de algunas lmparas que lo llevan
ento de color
por de sodio a baja presin.
cermico de xido de aluminio sinterizado, nico material capaz de
soportar a tal severo ataque qumico del sodio a tan alta presin y
temperatura. Para limitar su corriente se utiliza un balasto siendo
necesario el uso de un ignitor para lograr su encendido con
excepincorporado. Estas fuentes luminosas producen una luz amarillo
dorada, adems poseen un rendimiaceptablemente bueno. d. Lmparas de
descarga en va Son lmparas en las cuales la descarga elctrica se
oduce a travs del vapor de sodio a baja presin ntenido en un tubo
en forma de U dentro del bulbo. Al ual que todas, las lmparas de
descarga en gas, estas ilizan un balasto para limitar la corriente
y un ignitor
Son las fuentes luminosas de ms alta eficiencia
prcoigutpara su encendido. conocida (ms flujo luminoso por
potencia). Comparada con otras lmparas esta entrega ms flujo
luminoso por la misma potencia e ilumina ms ampliamente dependiendo
de la luminancia.
-
e. Lmparas de haluros metlicos. Estas lmparas tienen una gran
popularidad pues aunque son muy similares en construccin a las
lmparas de mercurio contienen aditivos de yoduros metlicos (Indio,
tantalio, sodio) que proporcionan una mejora notable en la eficacia
luminosa y en el rendimiento del color. Para su encendido requieren
de un elemento adicional llamado ignitor. 2.1.5. Equipo elctrico
adicional. Toda lmpara de descarga en gas necesita para su
funcionamiento un elemento que limite su corriente a un
acin, esto se logra diante el uso de partidores (tubos
fluorescentes) o de nitores (otras lmparas de descarga en gas)
astos o limitadores de tipo ductivo estos circuitos poseen un
bajo factor de tencia, el que por reglamentacin debe ser corregido
a un
valor determinado por condiciones de diseo. Estos dispositivos
limitadores de corriente se denominan balastos, los que en la
mayora de los casos estn conformados por una bobina enrollada
alrededor de un ncleo de acero silicoso laminado utilizando el
principio de la induccin. Algunas lmparas fluorescentes as como las
de sodio a baja y alta presin y las de haluros metlicos necesitan
para su encendido inicial pulsos de voltaje bastante mayores que el
voltaje de alimentmeig Debido al uso de balinpovalor igual o
superior a 0,93. Para esto se utilizan condensadores generalmente
en paralelo con la red. El uso de estos elementos permite el empleo
de conductores de menor seccin en las lneas de alimentacin. En
resumen el condensador no es un elemento indispensable para el
funcionamiento de las lmparas sino una exigencia legal para mejorar
el factor de potencia.
-
2.2. CLCULO DE ILUMINACIN. Para el pleno desarrollo de los
trabajos que se realizarn en los talleres se debe tener un adecuado
nivel de iluminacin, esta magnitud depende de diversos factores,
entre ellos el tipo de luminaria y las caractersticas del recinto,
los cuales estn bastante definidos en este proyecto, ya que se
disponen de tres reas especficas: talleres techados, patios
techados y estacionamientos. 2.2.1. Mtodos de clculo. Actualmente
se disponen de diversas alternativas para
ulo luminacin requeridos, entre los destacan el mtodo punto a
punto y el mtodo de
evolucionando las ue ri s uc on a
el clc de los niveles de iellas cavidades zonales, cuyos
factores que determinan el clculo son las caractersticas de las
luminarias y lmparas que se emplearn. A medida que los productos
han ido compaas q fab can esto prod tos proporci an sus clientes
distintos programas computacionales o software que facilitan el
trabajo y por lo tanto sacan mejor partido de los proyectos de
iluminacin. 2.2.2. Software a utilizar. Para la determinacin de los
niveles de iluminacin de este proyecto se emplear un software
adecuado a las zonas de trabajo involucradas ya que se utilizan
distintos mtodos de clculo para distintas reas. Para el clculo de
iluminacin de los estacionamientos se emplear el Calculux Area 4.0a
y para los talleres y patios techados se utilizar el Calculux
Indoor 4.0a, ambos programas desarrollados por Phillips Lighting.
El CALCULUX para Windows es un software de clculo desarrollado por
Phillips Lighting para el diseo de
-
iluminacin en interiores, exteriores y alumbrado de calles y
avenidas. El software Calculux se ha constituido en una derosa
herramienta de clculo para ingenieros,
arquitectos y diseadores en general debido a su gran
versatilidad y a la confiabilidad de sus resultados. Su acc
samigablemente por todas sus ventanas y llegue a sus res l
seleccionar y evaluar las diferentes alternativas de sol
cpblipermi
ngulos de inclinacin de las
papel. Las impresiones de los resultados pueden cluir entre
otros, curvas isolux, tabla texto punto-punto n urvas isolux
coloreadas segn
tensidad y/o mostrando el volumen de luz, imagen 2D/3D de
y toda la informacin de equipamiento que se t usando en el
proyecto.
visualizacin de soluciones en pantalla y en documentos.
Permitiendo la flexibilidad en el clculo luminotcnico en las tres
dimensiones y la visualizacin de
po
e o estructurado permite que el usuario se gue
u tados con mucha facilidad. Calculux para Windows ayuda a los
proyectistas a
u in para iluminacin interior, exterior y de alumbrado co. La
velocidad y facilidad de uso que lo caracteriza te:
Realizar clculos luminotcnicos (incluye iluminancia
directa, indirecta, total o parcial). Clculo de iluminancia
horizontal y vertical en
cualquier posicin que especifique el diseador. Ubicacin de la
luminaria segn esquemas establecidos
y optimizados por el programa o ubicacin libre segn
requerimiento del usuario.
Se pueden establecer luminarias para las variadas aplicaciones
en iluminacin.
Los resultados que se obtienen pueden ser grficos en pantalla y
inseg rejilla escogida, cinla disposicin de equipos, resultados de
los clculos efectuados es
Ofrece la
-
caractersticas de luminarias con sus respectivos datos cnicos.
t
a. Calculux Indoor 4.0a. Ofrece soluciones a todas las reas de
iluminacin
rias Acentuacin y decoracin
rciales formas de distribucin y sposicin de luminarias en el rea
de trabajo con ayudas
interior:
Oficinas Indust
reas come
Se pueden disponer mltiples divisuales para interpretacin de
resultados. b. Calculux Area 4.0a. Of ce soluciones a todas las
reas dre e iluminacin terior:
Grandes reas de circulacin
n el rea de trabajo con ayudas suales para interpretacin de
resultados.
Niveles de iluminacin requeridos.
ex
Estadios Estacionamientos
Se pueden disponer mltiples formas de distribucin y disposicin
de luminarias evi 2.2.3.
stablece eles mnimos de abla 2-1) medidos en Lu os cuales
varan
po de recinto a traba
La normativa chilena, e niviluminacin (t x ldependiendo del ti
jar.
-
Tabla 2-1: Nivel mnimo para ilum in de locales ustriales
AL NIVEL DE ILUMINACIN [LUX]
inaccomerciales e ind
TIPO DE LOC
Auditorios 300 Casinos, Restaurantes 150 Talleres de servicio
(reparaciones) 200 Salas de Ventas 300 Oficinas, en general 400
Bancos 500 Bodegas 150 Pasillos 50 Naves de Mquinas Herramientas
300 Fbricas en General 300 Salas de Trabajo con iluminacin
suplementaria en cada punto
150
Imprentas 500 Laboratorios 500 Laboratorios de instrumentacin
700 Bibliotecas Pblicas 400 Vestuarios de Industrias 100 Salas de
dibujo Profesional 600 Por lo tanto para la realizacin de los
clculos
minotcnicos de debe tener en cuenta un nivel mnimo, lo al nos
dice que lo que se tiene que obtener en el clculo un valor mayor,
para ese efecto se consultar en una
o de hillips en la obtencin de valores recomendados
(ideales) de luminancia:
lucuesbibliografa ms especfica un valor de iluminacin ms
conveniente. Se recurri al Manual de alumbradP
-
Tabla 2-2: Niveles de iluminancia recomendados en s
NIVEL DE ILUMINACIN [Lux]
Europa para diferentes tipo de locales y de trab
ajo
LOCAL O ACTIVIDAD
INDUSTRIAS (Trabajos interiores) Talleres mecnicos: Trabajo a
mano o a mquina, ordinario soldadura 300 Trabajo a mano o a mquina,
mediano 500 Trabajo a mano o a mquina, fino 750 Trabajo muy fino
1000 ACTIVIDADES DIVERSAS En interiores: reas de circulacin,
corredores y escaleras en fbricas
150
En exteriores: Entradas, salidas 30 Caminos cubiertos, puentes
en fbricas 50 Drsenas, muelles 100 Estaciones de
servicio-surtidores 200 .2. . 2 4 utilizar.Niveles a
iveles de iluminacin debern ser los que tablece la norma, pero
lo indicado en ella seala ve por lo cual se selecciona ni go
elctrico y cercano a
d
Tal y como se especific anteriormente el desarrollo de este
trabajo se basar en la normativa vigente, por lo anto los ntesni
les de iluminacin mnimos, n vel que sea mayor al del cdiulos
valores que recomien a el Manual de alumbrado de Phillips. a. Galpn
Norte. En e ste sector se deber disponer de niveles
cu vidades de MECNICA GENERAL y RN
ade ados para las actiTO ERA.
-
- Taller de MECNICA GENERAL. Involucra trabajos de mediana
precisin y con un plano de trabajo adecuado el cual ha sido fijado
a 1 metro a partir de piso terminado, el nivel requerido por tanto
rresponder al de Trabajo a mano o a mquina, mediano co
(500 Lux). - Taller de TORNERA. Este sector tiene un grado mas
alto de nivel de iluminacin que en MECNICA GENERAL y su altura o
plano trabajo corresponder a 1,2 metros a partir de piso mi nivel
cercano a los 700 x.
deter nado. La actividad requiere un Lu b. Galpn Sur. En este
sector se tienen dos reas particularmente sibles, el taller de
MECNICA AUTOMOTRIZ y el patio ha Tambin se considerar iluminar
los
zos existentes en este taller.
vitec do del mismo.po - Taller de MECNICA AUTOMOTRIZ. Tal y como
se especifica en la tabla estas
tividades requieren niveles cercanos a los 500 Lux, nsiderando
una altura de trabajo de 0,8 metros contados de rminado.
accodes piso te - Patio techado. Las actividades son las
correspondientes a trabajos a mano o a mquina, ordinario (segn
tabla 2-2) cuyo nivel comendado es de 300 Lux, y se considera un
plano de a
retrab jo de 0,8 metros.
-
- Posos. Esta zona deber ser iluminada considerando un lugar de
trabajo con iluminacin suplementaria en cada punto correspondiente
a un nivel mnimo de 150 [Lux] y emplearse la luminaria ms adecuada
al sitio de trabajo. c. Estacionamientos. La norma chilena exige
como nivel de iluminacin nimo 15 lux para lugares de trnsito de
vehculos, pero va e a los 30 lux, por lo tanto se
nsiderar como valor a obtener en los clculos la segunda
reas exteriores y por tanto se hace cesario un incremento del
nivel nominal para compensar
mun lor ideal correspondcoopcin, debido a que durante los meses
de invierno en la ciudad de Coyhaique los factores medioambientales
generan neblinas que muy a menudo reducen los niveles de iluminacin
en las nedicha prdida. d. Oficinas y paoles. La poca superficie
involucrada de estos sectores en la instalacin no amerita un clculo
muy detallado, pero se tomar en cuenta una tipo de luminaria
bastante adecuado para estos locales. 2.2.5. Dimensiones de cada
recinto.
NERAL. a. Taller de MECNICA GE
o terminado hasta la mnima altura del techo es de 2 metros.
El ancho del recinto corresponde a 12 metros aproximadamente y
su longitud es de 11,9 metros. La distancia desde piso terminado
hasta la punta del techo (dos aguas simtricas) es de 5,4 metros y
la distancia desde pis4,
-
b. Taller de TORNERA.
y la altura menor es de 2,8 tros.
Taller de MECNICA AUTOMOTRIZ.
El ancho del recinto corresponde a 5,6 metros aproximadamente y
su longitud es de 8,15 metros. Como el local es del tipo una agua,
la altura mayor de la estructura es de 4,2 metros me c.
es de 5,7 metros y la altura de
El ancho del recinto corresponde a 19,6 metros aproximadamente y
su longitud es de 9,8 metros. Como el local corresponde al tipo dos
aguas simtricas, la altura del centro de la cumbrera la muralla es
de 4,2 metros. d. Patio techado. El ancho del recinto corresponde a
23 metros aproximadamente y su longitud es de 5,7 metros. El local
al ser del tipo dos aguas asimtricas posee una altura del centro de
la cumbrera de 5,7 metros y la altura de la muralla es de 4,2
metros. Para ingresar esta informacin al software CALCULUX Indoor
con la longitud y ancho del recinto no esxistira problema, pero
para entregar una altura correspondiente al del recinto se tendr
que obtener una altura promedio de la cavidad formada entre las
alturas mnimas y las alturas mximas adicionando a este resultado la
altura mnima de la instalacin. Esto se debe a que el software con
el que se est trabajando trabaja con recintos cuya forma sea
similar a la de un paraleleppedo de lados cuadrados o rectangulares
por ejemplo en el taller de MECNICA GENERAL se tiene una altura
mxima de 5,6 metros y una altura
nima de 4,2 metros, por lo tanto se deber restar 4,2 o dose la
mxima altura de la cavidad
ra promediar se deber dividir por dos este resultado obtenindose
la altura promedio de la cavidad, a la cual se
mmetr s a los 5,4 teninpa
-
le sumar la altura del muro cuyo resultado final ser de 4,8
metros, este resultado no es real sino una interpolacin de las
alturas existentes en cada recinto y por lo tanto la altura de las
luminarias ser la ms real posible considerando la estructura
existente. e. Estacionamientos. Como los estacionamientos forman un
recinto cuya forma no es la de un rectngulo se crear una rejilla
cuyas dimensiones sern formadas por tres rejillas las cuales se
icarn de tal forma que se acomoden al recinto real, para
obtencin de resultados cada rejilla representa a cada
nto r y principal). cordando que el Software CALCULUX Area se
utilizar para
porque se traba en su icies air ra de umina s se ar
los factores qu fluye el a is.
mensiones de cada recinto
Altura [m] [m]
Longitud [m] re ]
ublaestacionamie (Estacionamientos Norte, SuReeste clculo no se
considera una altura determinada del recinto, ja perf al e
libre,solamente la altu las l ria emple tomandoen cuenta e in n en
nlis Tabla 2-3: Di
Recinto Ancho
a [m
MECNICA GENERAL 4,8 11,9 142,8 12 TORNERA 3,5 5,6 8,15 45,64
MECNICA AUTOMOTRIZ 4,95 19,6 9,8 192,08 Patio techado 4,95 23 5,7
131,1 Estacionamiento 13 234 Norte - 18
Estacionamiento Sur - 16,8 25 420 Estacionamiento Principal -
14,3 24
343,2
-
2.2.6. Factor de reflectancia. Cada local presenta diferentes
caractersticas, en cuanto a su construccin, ya que los materiales
que componen cada estructura poseen colores distintos unos de otros
y afectan directamente al clculo de iluminacin.
to se debe a que el color y las caractersticas que seen los
distintos materiales donde incide la luz
ecesario entregar el valor de flectancia de cada zona en
particular obtenida de las sitas al recinto en particula ms este
valor es
solicitado po tw LUX paobtener resul a Tablsuperficies
reflectantes
l
Espopresenta un nivel de reflectancia que absorbe o refleja el
rayo luminoso, siendo nrevi r. Ade
r el Softados confi
are CALCUbles.
Indoor ra poder
a 2-4: Caractersticas constructivas de las
Loca MECNICA
AUTOMOTRIZMECNICA
AUTOMOTRIZ
techado) (patio
MECNICA GENERAL
TORNERA
Frontal Madera No existe superficie r
planchas de eflectante
Concreto y
Zinc
Planchas de Zinc
Posterior Madera Planchas e No existe superficie reflectante
Concreto d
Zinc
Derecho Madera Planchas de Planchas de PlancZinc Zinc
has de Zinc
Paredes
Izquierdo Madera Planchas nchas de Planchas de PlaZinc Zinc de
Zinc
Techo Planchas de Zinc
Planchas de Zinc
Madera Panchas de Zinc y madera
Suelo Concreto Concreto Concreto Concreto
-
Tabl C de icies ctante
cal
a 2-5: olores las superf
Lo
refle s
MECNICA
AUTOMOTRIZMECNICA
AUTOMOTRIZ (patio
techado)
TORNERA MECNICA GENERAL
Frontal Caf No e superficie reflectante
exist Gris Gris
Posterior Caf Gris No existe superficie Gris reflectante
Derecho Caf Gris Gris Gris
Paredes
Izquierdo Caf Gris Gris Gris Techo Caf Gris Gris Gris Suelo Gris
Gris Gris Gris
De acuerdo al color y superficie se dan valores tpicos de
reflexin para distintos tipos de superficies obtenida de las tablas
del Manual de alumbrado de Phi Tabl s de reflexin
Tipos de superficie Factor de reflexin
llips.
a 2-6: Factore
Blanco o colores muy claros 0,7 Colores claros 0,5 Colores
medios 0,3 Colores obscuros 0,1 Sin superficie de reflexin 0,0
-
En base a los materiales y colores de las superficies es, se
podr traspasar a distintos valores de e ducir so e.
tor e refl nci los r os
Paredes
reflectantreflectancia que s intro n al ftwar Tabla 2-7:
Fac es d ecta a de ecint
Local Frontal rior ho erdo
Poste Derec Izqui
Techo Suelo
MECNICA AUTOMOTRIZ
0,4 0,4 0,4 0,4 0,7 0,2
MECNICA
atio 0,7 0,2 AUTOMOTRIZ 0,0 0,7 0,7 0,7 (ptechado) MECNICA
GENERAL
0.0 0,5 0,7 0,7 0,7 0,2
TORNERA 0,7 0,5 0,7 0,7 0,7 0,2 2.2.7. Factor de
mantenimiento.
se encuentra sujeta la luminaria,
limpieza es prcticamente nstante, por ello la suciedad afecta a
este valor y al ndimiento del equipo de iluminacin, siendo de
vital
Este factor es determinado por diferentes condiciones por
ejemplo: La clase de actividad que se realiza. El ambiente donde se
encuentra ubicada la luminaria (interior o exterior). El programa
de mantenimiento que se le asigna a la luminaria Como resultado del
anlisis de la condicin medioambiental al cual este factor es
asignado segn una escala de 0 a 1 donde se considera el valor cero
a un ambiente muy sucio donde la mantencin es nula donde hay
acumulamiento de partculas y 1 es un recinto donde la core
-
importancia este factor de mantenimiento para calcular los
niveles de i Para visualizar mejor se adjunta una tabla obtenida
del Manual de alumbrado de Phillips, donde se aprecia los distintos
factores de mantenimiento en base al medioambiente de la luminaria.
bla 2-8: Factor de mantenimiento
luminacin.
Ta
Medio Ambiente Factor Muy limpio 0,9 Limpio 0,8
Medio-limpio 0,6 Medio 0,5
Medio-sucio 0,4 Sucio 0,1
En vista y considerando que se deben asignar valores
to minarias de cada cinto involucrados en el proyecto se
entregan a
del fac r de mantenimiento de las lurecontinuacin los factores
asignados a cada local:
0,8 Para todos los talleres cerrados (taller de MECNICA
AUTOMOTRIZ, TALLER DE TORNERA, MECNICA GENERAL Y MECNICA AUTOMOTRIZ
patio techado,).
0,9 Para todos los estacionamientos. 2.2.8. Disposicin de las
luminarias. Como se menc on anter orm nte que la bicacin de los
equipos de iluminacin depender de su respectivo clculo, durante la
distribucin individual de los equipos, en el Software CALCULUX, se
tom en consideracin que la existencia de vigas y piezas metlicas en
la techumbre facilitara la instalacin
i i e u
, lo ms prctico es situarlas lo s cerca de dichas estructuras, y
obviamente su altura, m
-
contada desde piso terminado, ser las ms adecuada, e las
luminarias.
En ciertos clculos es conveniente ubicar las minarias de tal
forma que queden simtricas y bastante al
2.3.
considerando las dimensiones d lucentro del local, detalle que
tambin se consider para su distribucin espacial, pero en algunos
locales (MECNICA AUTOMOTRIZ patio techado) conviene posicionarla
donde se facilite su instalacin.
RESULTADOS DEL CLCULO. intervienen directamente en los
resultados de un nivel lumnico que ms se ajustan a la realidad del
proyecto,
tos
culo, da la posibilidad de obtener resultados ra un plano de
trabajo previamente especificado, pero to solamente es aplicable al
Software CALCULUX Indoor ya
ULU nas al aire bre obteniendo resultados del nivel de
iluminacin que
incide en el suelo, aunque si se requiere determinar un plano de
trabajo es posible especificar una rejilla a la
Luego de haber determinado los valores que
es se debern introducir al Software CALCULUX. Los valores que se
introdujeron al software fueron:
Dimensiones de cada local. Factor de mantenimiento. Factores de
reflectancia (slo en CALCULUX Indoor). Altura del equipo de
iluminacin (que depende del
local). Altura del plano de trabajo (slo en CALCULUX
Indoor).
Como se estableci anteriormente un nivel de iluminacin ideal en
base a un nivel mnimo segn norma y un nivel recomendado segn la
norma europea, estos valores sern los objetivos a cumplir dentro de
este captulo. Cabe mencionar que mediante el programa que se emple
para el clpaesque el CALC X Area entrega soluciones para zoli
-
cual se le puede dar una altura y as otrabajo en reas
exteriores, pero en este proyecto no se
Tabla 2-9: Niveles de iluminacin obt
de naci
calculado [Lux]l med
btener un plano de
calcular.
enidos
Nivelilumi n
(nive io) Local
Nivel de nacin ideal
[Lux] Plano de
jo
ilumi
traba Suelo
Taller de MECNICA 500 711 620 GENERAL Taller de TORNERA 700 715
578 Taller de MECNICA AUTOMOTRIZ 500 676 613
Taller de MECNICA AUTOMOTRIZ (patio 300 ~ 400 349 techado)
402
Estacionamiento 30 culado
47,3 Norte
No cal
Estacionamiento Sur 30 calculado
42,2 No
Estacionamiento Principal 30
No calculado
35,4
El valor que se interpreta como nivel de iluminacin
lculado corresponde al nivel medio presente en los cainformes
del Software incluidos en los Anexos en donde se detallan niveles
medios niveles mnimos y niveles mximos; la disposicin de las
luminarias; grficos isolux y datos tcnicos de las luminarias.
-
2.4. FLEXIBILIDAD DE LA INSTALACIN. La flexibilidad de un
circuito elctrico de iluminacin es un factor fundamental para su
correcto funcionamiento y para la comodidad del usuario, por
ello
ar que si ocurriese un cortocircuito en una de las
s estacionamientos estarn uipadas con celdas fotovoltaicas las
cuales encendern tomticamente las lmparas cuando la luz natural sea
casa. Los encendidos de las lmparas en los talleres se spondrn de
tal manera que se puedan regular los niveles iluminacin mediante el
funcionamiento de 2, 4, 6, o das las lmparas del local.
conviene especificar algunos detalles de la instalacin. Las
lmparas que se ubican en los estacionamientos sern equipadas con un
fusible dimensionado adecuadamente para evitluminarias la falla no
interrumpa de energa a todo el circuito, solamente se desconectar
el foco afectado, facilitando su rpido reemplazo. Las luminarias de
loeqaues dideto
-
CAPTULO 3: MEJORAMIENTO DEL FACTOR DE POTENCIA
-
3. MEJORAMIENTO DEL FACTOR DE POTENCIA. 3.1. CONCEPTOS
GENERALES. El valor del factor de potencia es una de las
condiciones de funcionamiento de una instalacin que requiere
especial atencin por su significacin econmica.
ada 0,01 de valor de factor de
uacin.
meno de la induccin
En nuestro pas es normal la aplicacin de ndensadores estticos,
dado que por las magnitudes de la
potencia manejada en las instalaciones, resulta ms
Cuando se trabaja con un factor de potencia bajo puede ocasionar
que los alimentadores se encuentren sobrecargados, mayores cadas de
voltaje y prdidas de potencias en las lneas, expresndose esto en un
funcionamiento inadecuado de los artefactos de la instalacin.
Debido a que los problemas creados por una instalacin con mal
factor de potencia afectan a las redes de distribucin y por ende a
otros consumidores ajenos a esta razn, las empresas elctricas estn
autorizadas a cobrar un recargo por cpotencia inferior a 0,93. De
acuerdo a esto resulta claro para la conveniencia de todos, de
obtener valores cercanos, lo ms posible, a la unidad y si por
cualquier motivo en una instalacin se generan valores bajos se debe
adoptar alguna medida para mejorar dicha sit Las causas que
provocan el factor de potencia bajo, se encuentran principalmente
en aquellos dispositivos que aprovecha en su operacin el
fenelectromagntica, como por ejemplo: reactancias, hornos de
induccin, rectificadores estticos, soldadoras, motores, balastos,
etc. Para lograr la correccin del factor de potencia se emplean dos
tipos de dispositivos, el condensador esttico y el condensador o
motor sncrono. co
-
econmico el empleo condensadores estticos, para la rreccin, que
el empleo de motores sincrnicos o sistemas tomticos de correccin
del factor de potencia.
coau 3.2. CARACTERSTICAS TCNICAS. 3.2.1. Instalacin de
alumbrado. Se disponen en los galpones Norte y Sur una cantidad no
despreciable de luminarias de Haluros metlicos cuyas caractersticas
tcnicas sugieren una observacin del factor de potencia, el modelo
de las lmparas empleadas en s luminarias MDK-627 es MH-400W/U cuyos
datos tcnicos n similares a los de las lmparas HPI-400 W, por lo
tanto
nccada equipo de iluminacin se recurrir a los
tos de los balastos de dicha lmpara:
Tabla 3-1: Caractersticas tcnicas luminarias MDK-
sto BHL 400 L (Plus) 400
lasopara la obte in de las caractersticas de corrientes y
potencias de da
627/MH400W/U
Modelo Bala 200 Lmpara HPI [W]
Modelo ignitor Potencia Por ] SI 51 equipo 419,7 [W
Corriente minal 2,15 [A]
Tensin de servicio 220 [V] no
Corriente 3,9 [A] Frecuencia 50 [Hz] mxima
-
Calculndose un factor de potencia de:
13serviciodeTensinxNominalCorrienteequipoporPotencia
aparentePotenciaactivaPotencia
Cos ==
88,0220x2,15Cos
419,7 ==
entos existen lmparas de descarga que por ncionamiento del
balasto origina un bajo factor de tencia.
bla 3-2: Caractersticas tcnicas luminarias SRP-783/
BHL 400 L 200 O
Lo cual debe mejorarse al valor antes mencionado ( cos = 0,93).
Al igual que en los galpones Norte y Sur, en los estacionamifupo
TaSON-T150W
Modelo Balasto Lmpara S N T-150W
Modelo ignitor Ins 50/400 Potencia Por [W] equipo 175
Corriente lnea 0,88 [A] Tensin de servicio 220 [V] (factor
de
potencia 0,9)
Corriente (sin facto
lnea r de
potencia 1,8 [A] Frecuencia 50 [Hz] corregido)
Capacitor 20 [F]
-
Se indican en la tabla anterior la presencia de un capacitor el
cual tiene la finalidad de mejorar el factor de potencia a 0,9,
valor que no es conveniente, por ello se calcular el valor
originario del factor de potencia del equipo de iluminacin,
corriente sin factor de potencia corregido, multiplicado por la
tensin se obtiene la potencia aparente, para luego determinar qu
condensador es
de un factor de potencia rcano a los 0,94:
Segn 3-1 se obtiene que:
el ms adecuado para el clculoce
44,0220x1,8Cos
La existencia de tubos fluorescentes indica la presencia de otro
tipo de equipo que genera un factor de potencia bajo, pero se
dispone para la instalacin de estas lmparas un balasto compensado
los cuales poseen un
175 ==
l ms recomendado.
ueda conectar un capacitor de terminado valor, en conexin
paralelo entre la lnea de imentacin y el neutro.
capacitor conectado en paralelo con las lneas de entrada a este,
reduciendo el factor de potencia a Al tener los factores de
potencia de estos equipos se proceder al clculo de condensadores.
Para que la flexibilidad y el funcionamiento de la instalacin no se
vea afectada por la existencia de condensadores que pudiesen
originar un factor de potencia muy elevado capacitivamente es
conveniente calcular un condensador para cada equipo de iluminacin,
o sea que en la caja porta equipo de cada luminaria se tendr un
espacio reservado para que se pdeal
-
3.2.2. Instalacin de fuerza. Las cargas conectadas en los
circuitos de fuerza no representan un mayor problema ya que la
mayora posee poca potencia reactiva, pero la soldadora N 1
existente posee un cos = 0,64 el cual se deber mejorar, y para la
sposicin de los condensadores se sugiere la instalacin estos en el
tablero de comando N 3.
3. CLCULO DE BANCOS DE CONDENSADORES.
dide 3. 3.3.1. Instalacin de alumbrado. Para los equipos de
haluros metlicos (MDK-627/ 1 x MH 400W) originalmente se tienen las
siguientes potencias:
[ ][ ]VA 473 (S) Aparente Potencia =W7,419 (P) Activa Potencia
=
Calculndose una potencia reactiva a un Cos = 0,88:
( )[ ]VAR13,2181Q
27,41924731Q
232P2S21QactivaRePotencia
==
==
-
Obtenindose el siguiente tringulo de potencias:
Figura 3-1: Tringulo de potencias de las luminarias MDK-627 / 1
x MH 400 W/U, sin factor de potencia corregido Conservando la
potencia activa para un factor de potencia 0,94 se tiene que la
potencia aparente con factor de potencia corregido (S2) es de:
[ ]VA49,4462S94,07,4192S
CosactivaPotencia2S =
=
=
(Q2), segn 3-2, es de:
Por lo tanto la potencia reactiva con factor de potencia
corregido
( )[ ]VAR33,1522Q
27,419249,4462Q=
=
,15213,218Qc=
Al ser Q2 la resultante de una potencia reactiva, la diferencia
entre Q1 y Q2 corresponder al valor de potencia capacitiva
(Qc).
[ ]VAR8,65Qc33=
-
Este valor de potencia capacitiva ser la cantidad de
Por lo tanto a una tensin de 220 [V] se tiene a Reactancia
capacitiva (Xc) igual a:
tiene
potencia reactiva del condensador conectado a cada luminaria.
un
( )[ ]=
=56,735Xc
8,65/2220Xc
Si para el clculo de la Reactancia capacitiva se
que:
33Cxfxx21Xc =
Donde:
f = Frecuencia del sistema en Hertz (50 Hz) C = Capacidad del
condensador en faradios
Segn 3-3 se deduce la capacidad del condensador:
[ ][ ]F5C
F33,4C
56,735x50xx21C
Cx50xx2156,735
=
=
=
=
-
Por lo tanto el nuevo factor de potencia ser de:
[ ]
( )
[ ]
[ ]
947,0Cos = Adoptando este mismo esquema par
1,18
7,419142arctg
VAR1,142TotalQ
03,7613,218TotalQ
Qc1QTotalQ
VAR03,76Qc
62,6362220Qc
62,636Xc
5xfxx21Xc
=
=
=
=
=
=
=
=
=
a las luminarias de dio SRP cuya lmpara es una SONT/150W, se
obtiene un
0,96.
acin de fuerza.
socapacitor de 20 [F] y un Cos = 3.3.2. Instal a. Soldadoras La
soldadora N 1 es del tipo esttico y se encuentra en conexin
estrella, por lo cual se dispondr de un banco de condensadores en
el primario del transformador en nexin estrella, para el clculo
entonces se tiene que ra cada bobinado:
copa
-
Tensin por fase 220 [V] Corriente por fase 42 [A] Potencia
activa por fase 5733 [W] Potencia aparente por fase VA] Potencia
reactiva por fase 7246 [VAR]
tes mencionado se tiene que para un factor de potencia de
0,94
or fase. rox.)
l condensador 339,68 F] Capacidad del condensador (valor
comercial) 400 [F]
9240 [
Factor de potencia 0,62 Por lo tanto si se aplica el mismo
procedimiento an
:
Potencia reactiva del condensador 5165 [VAR] Potencia reactiva
final, por fase. 2081 [VAR] Potencia Aparente final, p 6099 [VA]
Potencia Aparente total (ap 18297 [VA] Corriente de lnea final
Capacidad de
27,8 [A] [
b. Motores. El factor de potencia de los motores monofsicos no
representa mayor significancia en relacin a las dems
eder a calcular el
cargas, y por ello el factor de potencia originado es
prcticamente despreciable. Con respecto a los motores trifsicos
existentes, solo se dispone del motor N 10 (Torno) el cual se
encuentra conectado en conexin estrella ya que cada bobinado est
diseado para ser conectado a 220 [V] (segn caractersticas de
placa), siendo as la conexin del banco de condensadores deber ser
conectado en estrella. De ser as la conexin, los condensadores se
dispondrn en paralelo con cada bobinado del motor, o bien entre las
lneas de alimentacin, aguas abajo del tablero de control (T.C. N
1). Entonces se proc
-
capacitor a emplear de la misma manera como se ha explicado
anteriorm se tiene:
fase Potencia aparente por fase 814 [VA]
de c tiene que para un factor de potencia de 0,94 se obtiene
que:
or fase. r fase.
6 VA lnea final
Capacidad del condensador 30,25 [F] Capacidad del condensador
(valor comercial) 47 [F]
ente. Originalmente
Tensin por fase 220 [V] Corriente por fase 3,7 [A] Potencia
activa por 500 [W]
Potencia reactiva por fase 642,34 [VAR] Factor de potencia
0,6143
Aplicando estos datos al proceso lculo se
Potencia reactiva del condensador 460 [VAR] Potencia reactiva
final, p 182 [VAR] Potencia Aparente final, po 532 [VA]
[ ]Potencia Aparente total (aprox.) 159Corriente de 2,42 [A]
-
CAPTULO 4: ESTIMACIN DE CONSUMOS DE FUERZA Y DE
ALUMBRADO
-
4. ESTIMACIN DE CONSUMOS DE FUERZA Y DE ALUMBRADO 4.1. CONCEPTOS
GENERALES 4.1.1. Instalacin de alumbrado Se considerar instalacin
de alumbrado a toda aquella en que la energa elctrica se utilice
preferentemente para iluminar l o los recintos
azones de operacin, facilidad de mantencin y
que se instalen en puntos fsicos determinados
lar circuitos bifsicos o trifsicos
instalar en un
de cada artefacto de iluminacin,
centro de 150 [W].
considerados, sin perjuicio que a la vez se le utilice para
accionar artefactos electrodomsticos o mquinas pequeas similares
conectados a travs de enchufes. Por rde seguridad, las
instalaciones de alumbrado se dividirn en circuitos, los cuales en
lo posible debern servir reas limitadas. Cada circuito de alumbrado
estar formado por centros de consumo, entendindose por tales a los
artefactos de iluminacin o a los enchufes hembra que permitan la
conexin de artefactos susceptibles de conectarse a este tipo de
circuitos. Se podrn instapara la iluminacin de un mismo recinto,
siempre que las protecciones del circuito operen simultneamente
sobre los conductores activos. La cantidad de centros que es
posible circuito se determinar igualando la suma de las potencias
unitarias de cada centro conectado a l con el 90% del valor nominal
de la capacidad del circuito. Con el objeto de fijar la cantidad de
centros que es posible conectar a un circuito de alumbrado,
considerar la potencia nominal incluidos sus accesorios. Si en algn
caso particular dicha potencia no est definida se estimar una
potencia por
-
La potencia unitaria de cada enchufe hembra en un circuito de
alumbrado se estimar en 150 [W]. Los enchufes ltiples de hasta tres
salidas por unidad se considerarn m
como centro de 150 [W]. 4.1.2. Instalacin de fuerza. Se
considerar instalacin de fuerza a toda aquella instalacin en que la
energa elctrica se use
arados de
equipos
el equipo mientras se est trabajando en l. Este d
ridad y se seguir un procedimiento ar
te interruptor. encias para cada equipo en particular son:
preferentemente para obtener energa mecnica y/o para intervenir
en algn proceso productivo industrial. Los circuitos de fuerza
debern estar seplos circuitos de otro tipo de consumos, sin
embargo, podrn tener alimentadores o subalimentadores comunes. Todo
tablero o centro de control de pertenecientes a una instalacin de
fuerza deber instalarse con vista al equipo o mquina comandada. Se
exceptuarn de la anterior exigencia a aquellas mquinas o equipos
que por razones de operacin o de terreno deban instalarse en puntos
remotos, en estos casos, sin embargo, deber existir un
enclavamiento que impida alimentarenclavamiento se implementar e
alguna de las siguientes formas: Enclavamiento instalado para ser
operado desde un punto con vista al equipo. Un interruptor operado
manualmente ubicado con vista al equipo que la desconecte de la
alimentacin. Interruptor operado de forma manual, instalado en una
ubicacin remota sin vista al equipo, que lo desconecte de la
alimentacin de fuerza, cuya operacin est restringida slo a personal
autorizado. Para cumplir este fin se bloquear la operacin del
interruptor mediante uno o ms candados de seguestablecido en forma
escrita para bloquear o desbloquees Las exig
-
a. Motores. Todos los equipos elctricos y motores que formen
parte de una instalacin de fuerza debern ser de un tipo
e y colocada en un lugar fcilmente visible, una aca de
caractersticas con a lo menos los siguientes
dat s
a registrada.
mero de fases.
alcanza la temperatura de rgimen
tencia nominal. Nmero de certificado de aprobacin entregado por
un
organismo competente.
adecuado al ambiente y condiciones de montaje en que se
instalarn. Todo motor deber, traer marcada en forma legible e
indeleblpl
o :
Nombre del fabricante o su marc Voltaje nominal y corriente de
plena carga.
Frecuencia y n Temperatura de ambiente normal y elevacin nominal
de
temperatura. Tiempo en que se
permanente partiendo en fro. Potencia nominal.
Factor de potencia a po
-
b. Soldadoras. En la placa de caractersticas de las soldadoras
ctricas de arco deben aparecer, por lo menos, los
sig i
o su marca registrada.
n. o en circuito abierto.
ases de
funcionamiento para un ciclo de una hora Certificacin emitida
por un organismo competente.
elu entes datos.
Nombre del fabricante Potencia nominal en KVA. Factor de
potencia. Voltaje nominal de alimentaci Voltaje Mximo del secundari
Corriente nominal de carga. Corrientes del secundario.
Frecuencia, Velocidad en rpm y nmero de f Condiciones de trabajo
tales como factor
-
4.2. ESTIMACIN DE POTENCIAS. 4.2.1. Instalacin de alumbrado. A
continuacin se especifican las potencias de los centros de consumo
de los circuitos de alumbrado: Port. 450 W: Corresponde a un equipo
de Iluminacin de Haluros metlicos modelo MDK 627, reflector
ACRILICO, 1 x
lta presin modelo SRP-783/SON T-150W
orescente modelo TMS-012/236 c/aleta 2 x TLD
cada enchufe hembra en un circuito de alumbrado se mltiples de
hasta tres
lidas por unidad se considerarn como un centro de 150 W.
MH-400W/U, cuya potencia nominal por equipo; incluyendo la
potencia de la lmpara, del balasto y prdidas del mismo, es de 430
W. Port. 200 W: Corresponde a un equipo de Iluminacin de vapor de
Sodio en a1 x SONT/150W, cuya potencia nominal por equipo;
incluyendo la potencia de la lmpara, del balasto y prdidas del
mismo, es de 173 W. Fluorescente 100 W: Corresponde a un equipo de
Iluminacin del tipo flu36W/84, cuya potencia nominal por equipo;
incluyendo la potencia de la lmpara, del balasto y prdidas del
mismo, es de 92 W. Enchufes: Segn la normativa vigente la potencia
unitaria deestimar en 150 W. Los enchufessa 4.2.2. Instalacin de
fuerza. Debido a que se dispone de un nmero determinado de
quinas-herramientas en el galpn Norte, se entregan a ntinuacin la
informacin recopilada de dichas cargas.
mco
-
Tabla 4-1: Datos de placanofsicas del
de las mquinas herramientas mo taller de tor
220 [V] 4,2 [A] 0 [W] 1400 [RPM] 50 [Hz]
rranque
2) 0 [V] 1,05 [A] 0 [W] 6000 [RPM] 50 [Hz]
nera
Taladro de pedestal (Motor N 1)
37Motor monofsico con capacitor de a
Esmeril angular marca Makita (Motor N 22247 es la capacidad del
disco de corte
angular (Motor N 3) marca Black and Decker 0 [V] 2,8 [A]
Banco otor N 4) rca Humdinger 0 [V] 0,5 [A] 00 [RPM] 50 [Hz]
Esmeril
23650 [W] 50 [Hz]
Esmeril de (Mma2230
o
360 [W] entrada 200 [W] salida 410 [RPM] 50 [Hz]
Taladro Mecnic(Motor N 5) 0 [V] 1,8 [A] 22
-
Tabla 4-2: Datos de plac -herramientas r de torn
Torno marca Mitto (Motor N 10) tor marca Hagglunds 0 [V] Y /220
[V] 7 [A] Y /6,4 [A] 5 [kW] 1400 [RPM] [Hz]
marca CEM (Soldadora N 1) 0 [V] 42 [A]
17,2 [kW] 50 [Hz] cos 0,64 400 [A] 30 [V]
a de las mquinastrifsicas del talle era
Soldadora
38Mo383,1,50
-
Ta ca de las mquinas herramientas monofsicas del taller de
mecnica general
meril angular otor N 6)
] M] 50 [Hz]
d del corte
Esmeril de banco
Hz]
bla 4-3: Datos de pla
Es(Mmarca Makita 220 [V] 1,05 [A240 [W] 6000 [RP7 es la
capacidadisco de
(Motor N 7) 220 [V] 2 [A] 1/2 [HP] 50 [
Taladro de pedestal (Motor N 8) 220 [V] 2,5 [A] 1/4 [HP] 1425
[RPM]
Compresora de aire (Motor N 9) 220 [V] 2 [A] 1/2 [HP] 1400
[RPM]
50 [Hz]
50 [Hz]
Estas potencias determinarn la capacidad de los circuitos que
alimentarn dichas cargas. Se ha asignado a cada una de estas cargas
una numeracin para su posterior identificacin en el Cuadro de
Cargas de Fuerza y planos. Para la determinacin de las potencias de
los enchufes de fuerza monofsicos que no tienen una capacidad
terminada por la carga que se le conectar (Galpn Norte
r), consumo de fuerza uivalente a un promedio de la sumatoria de
las potencias
de las mquinas-herramientas monofsicas, que Figuran en los
cuadros anteriores. Para la obtencin de potencias en Volt- ular
ante el prod o entre la corriente nominal y la tensin de nominal de
servicio de cada eq
dey Galpn Su se estimar un centro de eq
Amperes [VA] se calc medi uct
uipo.
-
Tabla promed timada
Mquina-herramienta Potencia [VA] (calculado)
Nmero de equipo
4-4: Potencia io es
Taladro de pedestal 924 1 Esmer 2 il angular 231 Esmeri 644 3 l
angular Esmeri 110 4 l de banco T 5 aladro mecnico 396 Esmeril
angular 231 6 Esmeril de banco 440 7
Taladro de pedestal 550 8 Compresora de aire 440 9
Total de potencias 3966 Total de equipos 9 Potencia promedio
441
Potencia promedio estimada 450 La potencia unitaria de los
enchufes de fuerza nofsicos corresponder a 450 VA. El uso que se le
orgar corresponder a mquinas-herramientas monofsicas, rgas tpicas
que se encuentran en los talleres de CNICA AUTOMOTRIZ Y MECNICA
GENERAL. Para la estimacin de consumos de los enchufes de erza
trifsicos, se considerar una potencia similar a la tes calculada
debido a la similitud de cargas tpicas.
mootcaME fuan
-
4.3. DETERMINACIN DE CIRCUITOS. 4.3.1. Instalacin de alumbrado.
Es importante sealar que la ubicacin de varias cargas monofsicas en
un solo circuito y que su valor total de potencia resultara muy
elevado, conviene emplear circuitos trifsicos de alumbrado, los
cuales facilitarn la distribucin de cargas en las tres fases
(R-S-T) del sistema. Por su funcionamiento las lmparas de descarga
como
ecesario disponer de circuitos que alimenten clusivamente a
estas lmparas y cuyas protecciones y imentadores se determinarn
tomando en cuenta esta racterstica. Considerando que la potencia
que se utilizar para el mensionamiento de las protecciones, ser la
sumatoria del tal de las potencias nominales de cada artefacto o
chufe cuyo total se igualar al 90% del valor nominal de capacidad
de cada circuito, se deducir su capacidad tal.
las de Sodio en alta presin (SON T150 W) y Haluros metlicos
(MH-400W/U), durante el encendido requieren de una corriente mayor
a la nominal por un perodo determinado (150% de la corriente
nominal en los primeros tres minutos desde el encendido y 400% en
el instante del encendido), se hace nexalca ditoenlato
-
Tabla 4-5: Potencia de los circuitos de alumbrado
cuito N
uito N
Cir Potencia Circ Potencia
1 900 [W] 8 1800 [W] 2 450 [W] 9 600 [W] 3 400 [W] 10 800 [W] 4
450 [W] 11 300 [W] 5 2700 [W] 12 400 [W] 6 1800 [W] 13 400 [W] 7
1800 [W] 14 600 [W]
ta un sistema trifsico para la alimentacin de circuitos
monofsicos, la distribucin de las cargas en cada fase (R-S-T) deber
ser de forma equilibrada, por ello en el Cuadro de cargas de
umbrado existente en los planos se distribuye el total cargas en
cada una de las fases. Por ello las potencias alumbrado quedan
especificadas de la siguiente manera:
Fase R 4046 W Fase S 3902 W Fase T 3983 W
(Ctos. 1,3,5,6 y 12) (Ctos. 2,5,7,9,11 y 13) (Ctos. 4,5,8,10, y
14)
Potencia total en circuitos de alumbrado 13400 W
Teniendo en cuen que se dispondr de
aldede
-
4.3.2. Instalacin de fuerza.
s antes ncionadas determinar la cantidad de circuitos de
fuerza
en el galpn Norte, la estimacin de 450 W es aplicable a los
enchufes de fuerza del galpn sur monofsicos y trifsicos, siendo as
la potencia de los circuitos y su respectiva denominacin quedan
especificados de la siguiente manera: Tabla 4-6: Potencia de los
circuitos de fuerza
Circuito Potencia Circuito N
Potencia
La ubicacin de las mquinas herramientame
N 15* 2305 [VA] 20 1800 [VA] 16* 1661 [VA] 21 1350 [VA] 17* 2700
[VA] 22 2250 [VA] 18* 2250 [VA] 23 18500 [VA]** 19 2050 [VA]**
* C mono** Carga conectada a este circuito con factor de
potencia cor es
en l el circuitos queda repartida como se
estra a continuacin:
(Ctos 16 y 18) (Ctos 17)
21, Potencia total en circuitos de Fuerza 34866 [VA]
ircuito fsico
regido
Al existir cargas monofsicas cuya s equitativamente
potencia as fases dconveniente distribuirla
sistema, la cantidad de mu
Fase R 2305 [VA] Fase S 3911 [VA]
(Cto. 15)
Fase T 2700 [VA] Fases R-S-T 25950 [VA] (Ctos. 19, 20, 22 y
23)
-
4.4. POTENCIAS TOTALES. La sumatoria de potencias de alumbrado y
potencias de
los rcuitos de alumbrado se proceder a analizar cada
circuito. 4.4.1.
fuerza es la siguiente:
Potencia total en circuitos de alumbrado 13400 [W] Potencia
total en circuitos de Fuerza 34866 [VA]
Para la obtencin de las potencias en VA de ci
Circuitos de enchufes. El factor de potencia considerado para la
obtencin de una potencia en VA ser el mnimo establecido por la
norma, cuy aso s un cos 0,93 y por ende la potencia de los
circuitos mencionados corresponder a:
N Potencia [W] Potencia VA 2 450 490 3 400 430 4 450 490 9 600
650 10 800 860 11 300 330
Potencia total en circuitos de
3250 [VA]
o c er =
Cto [ ]
enchufes
-
4.4.2. Circuitos de alumbrado. La potencia en Watts para los
equipos de iluminacin existentes en la instalacin se da en los
datos tcnicos de cada luminaria y al ser corregido el factor de
potencia a 0,94 (por conveniencia de la instalacin se sugiere un
factor de potencia sobre el mnimo establecido) la potencia aparente
se vi isminuida enindose que para cada circuito de alumbrado:
Cto N Potencia [VA]
2700 6 1800
14 600
total en circuitos de10400 [VA]
Calculndose una sumatoria final entre los circuitos de alu VA].
Al icionar este nuevo valor a la potencia de circuitos de erza se
obtiene una potencia total de:
Potencia total en circuitos de Fuerza 34866 [VA] Potencia total
en circuitos de alumbrado 13650 [VA] Potencia total de la
instalacin 48516 [VA]
o d obt
1 900 5
7 1800 8 1800 12 400 13 400
Potencia alumbrado
mbrado y circuitos de enchufes de 13650 [adfu
-
CAPTULO 5: PROTECCIONES
-
5. PROTECCIONES. 5.1. CONCEPTOS GENERALES. 5.1.1. Proteccin
Termomagntica. Llamados tambin disyuntores, su operacin se basa en
la existencia de dos tipos de elementos, el elemento trmico formado
por un bimetal el cual por dilatarse por efectos del calor
ocasionado por exceso de corriente, opera
po e e
y el magntico al ser rpido es aplicable para
liza en s guardamotores, el magntico se emplea como proteccin
cortocircuito y ambos combinados son muy usados para la oteccin de
lneas, circuitos o artefactos individuales, nocindose como
interruptor automtico termomagntico o syuntor. Variando las
caractersticas constructivas se pueden bricar distintos tipos de
disyuntores, para distintas
de s de operacin.
el mecanismo de apertura del dis sitivo, y l el mento magntico
el cual al circular una corriente excesiva crea un campo magntico
en una bobina que opera el dispositivo de apertura del interruptor.
Por estas caractersticas de funcionamiento el elemento trmico, que
es lento, es apto para proteger a la sobrecarga proteger contra
cortocircuitos. Estos elementos, pueden utilizarse en forma
independiente o combinados; el trmico slo se utilodeprcodi
facapacida s y diferentes velocidade
-
5.1.2. Proteccin diferencial. El interruptor diferencial es
bsicamente un
una alta nsibilidad del interruptor.
i los interruptores ferenciales corresponde a la cantidad de
corriente que
dispositivo que protege contra contactos indirectos ocasionados
por fugas de corrientes a tierra, dicho valor de corriente
corresponde a la sensibilidad del interruptor. Este interruptor
mide permanentemente las corrientesde entrada de la o las lneas y
la corriente del conductor neutro del circuito que se encuentra
protegiendo si la diferencia de corrientes es mayor a la
sensibilidad de la proteccin, ste se dispara abriendo sus contactos
y despejando la falla. Muchas veces estas fallas son ocasionadas
cuando la masa de un dispositivo o carcaza queda energizada que en
condiciones normales de funcionamiento no debiera, generadas por
fallas en el aislamiento de los conductores. Los rangos de
sensibilidad de los interruptores diferenciales suelen oscilar
entre los 10 a 500 [mA] aproximadamente los cuales suelen aplicarse
a diferentes ambientes ya que en algunos recintos debe existirse La
ntensidad nominal existente en dipuede soportar sin afectar su
funcionamiento o caractersticas propias del mecanismo actuador, si
por alguna razn en dicho interruptor circulase una corriente mayor
a la especificada ste se daar, por lo tanto al dimensionarse la
proteccin diferencial esta corriente deber ser mayor a la proteccin
de sobrecarga. 5.1.3. Selectividad y coordinacin. En las
instalaciones es comn encontrar protecciones de dos o ms en conexin
serie entre el punto de alimentacin y el consumo o posible punto de
falla (diagrama unilineal). Para delimitar la falla a la menor
rrea posible, de forma que las pe turbaciones que esta genere en
los dems consumos o el resto de la instalacin
-
sean mnimas, la proteccin que se encuentre ms cernaza al punto
de falla debe operar primero y si sta no funciona
el estudio que se
se
curva caracterstica, est finida en la proteccin mediante una
letra que depender gn sea la corriente en funcin de los tiempos
de
operacin. Comercialmente se disponen de curvas tipo B, C, D, Z,
MA y otras segn fabricante las cuales tienen aplicaciones que van
desde uso residencial a industrial. Para la selectividad y
coordinacin se emplearn dispositivos de proteccin de marca LEGRAND
entregndose a continuacin el cuadro de curvas de disparo de los
termomagnticos de la serie DX:
dentro de un tiempo normal la proteccin que sigue aguas arriba
debe operar y as sucesivamente. Esto es, debe existir un
funcionamiento escalonado que, originndose desde el punto de falla
debe ir aproximndose al punto de alimentacin, si fuese necesario.
Los elementos de proteccin entonces tendrn que elegirse y
regularse, de tal modo que de acuerdo a sus curvas de operacin
operen frente a cualquier eventualidad de la forma antes descrita.
Cuando este efecto se logra, se dice que las protecciones actuarn
coordinadamente y ha hecho para lograrlo se llama selectividad de
las protecciones. El lograr que estos dispositivos acten
selectivamente tendr real importancia para circunscribir los
posibles daos sobre el equipo en falla y no permitir que se
extiendan ms all y evitar que se paralicen equipos o sectores que
la instalacin que no se encuentren directamente comprometidos con
la falla. Al lograr esto se obtienen grandes economas al reducir
los daos a equipos al mnimo y los paros de la produccin. Para
lograr la coordinacin de las protecciones compararn las curvas de
operacin del fabricante y se obtendr la selectividad si aquellas
curvas, al sobreponerse unas con otras, no se cortan ni son
tangentes en ningn punto. El concepto de dese
-
Figura 5-1: Curvas de disparo de los automticos DX, marca
Legrand Donde se puede apreciar la forma en que los disyuntores
clase B son ms sensibles que los tipo C y los tipo D son ms lentos
que los tipo C, las curvas sealadas son de tipo industrial y
coordinables, por ello se adoptar el concepto de que cuando una
proteccin es mas rpida (tipo B) deber ubicarse lo ms cerca de la
carga y los ms lentos debieran estar ubicados en los tableros
generales ya que la superposicin de curvas sealada en la Figura as
lo demuestra. Las zonas sombreadas demuestran un rango de operacin
establecindose lmites de funcionamiento los cuales son lmites de
funcionamiento en fro y lmite de funcionamiento en caliente.
-
Entonces para la finalizacin del clculo de las protecciones
termomagnticas se debe asignar la capacidad de sta ms el tipo de
curva que la caracteriza. El criterio de seleccin es el
siguiente:
Curva B : Circuitos de alumbrado (equipos de iluminacin que no
generan demasiada corriente durante el encendido como equipos
fluorescentes), circuitos de enchufes en oficinas.
Curva C : Circuitos de alumbrado que generan corrientes de
encendido considerables (luminarias modelos MDK y SRP), enchufes en
talleres (mquinas-herramientas porttiles) y Circuitos de
fuerza.
Curva D : Protecciones generales para T.D.A. y T.D.F. 5.2.
CLCULO DE PROTECCIONES TERMOMAGNTICAS. 5.2.1. Instalacin de
alumbrado. La capacidad de los circuitos en que est dividida una
instalacin de alumbrado se fijar en funcin de la capacidad nominal
de los elementos de proteccin del circuito. De acuerdo a lo
indicado, sern circuitos normales de alumbrado los de 10, 16, 15,
20, 25, 30, 32 40 [A] de capacidad. Los conductores del circuito
debern dimensionarse de modo que queden protegidos a la sobrecarga
y al cortocircuito por la respectiva proteccin del circuito. La
cantidad de centros que es posible instalar en un circuito se
determinar igualando la suma de las potencias unitarias de cada
centro conectado a l con el 90% del valor nominal de la capacidad
del circuito. Dicho de otra forma aquel 90% corresponder a la
sumatoria de las cargas del circuito.
-
Segn esto para el clculo de las protecciones se recurrir a las
capacidades de los circuitos antes determinadas en el captulo 3.
Para el proceso de clculo de la proteccin Termomagntica se proceder
de la siguiente manera:
15%90%100
circuito del potencias las de SumatoriacircuitodeltotalCapacidad
=
Para el circuito N 1 de la instalacin se tiene que:
[ ][ ]VA0010=circuitodeltotalCapacidad
%90%100=VA900
circuitodeltotalCapacidad
Al obtenerse la capacidad total del circuito se proceder a la
obtencin de la corriente nominal de la proteccin:
25serviciodeTensincto. del total Capacidad proteccin nominal I
=
[ ][ ][ ]A4,55 = proteccin nominal IV220VA1000 = proteccin
nominal I
En el caso que el circuito sea trifsico para la obtencin de la
capacidad de la proteccin se determinar de la siguiente manera:
353 x (lnea) servicio de Tensin
cto. del total Capacidad proteccin nominal I =
Al tener esto y para la eleccin de una proteccin se deber
aproximar al dispositivo cuya capacidad sea la ms cercana a esta
corriente, obviamente el valor calculado deber ser inferior a la
nominal del disyuntor para asegurar que la proteccin acte frente a
sobrecargas. Por lo tanto a la hora de seleccionar el tipo de
proteccin se tendr que recurrir a los manuales
-
comerciales de fabricantes de protecciones termomagnticas. Para
este proyecto se tienen en consideracin las protecciones que ofrece
el fabricante LEGRAND en el catlogo 2003/04. Se dispone entonces
que para la capacidad del circuito N 1 una proteccin de 1 x 10 [A]
es la ms correcta. Al mencionarse 1 x esto hace referencia a que el
dispositivo protege una fase (ya que el circuito es monofsico), si
eventualmente se protegiese un circuito trifsico esta proteccin se
expresara mediante 3 x ms la capacidad de la proteccin en amperes.
Para la determinacin de las capacidades de los dems circuitos se
proceder realizando el mismo proceso que en el circuito N 1,
obtenindose los siguientes resultados: Tabla 5-1: Proteccin
termomagntica para circuitos de alumbrado Cto N Capacidad total
[VA] Capacidad total [A] Proteccin [A] 1 1000 4,55 1 x 6 2 545 2,48
1 x 6 3 478 2,17 1 x 6 4 545 2,48 1 x 6 5* 3000 4,56 3 x 6 6 2000
9,09 1 x 10 7 2000 9,09 1 x 10 8 2000 9,09 1 x 10 9 667 3,03 1 x 6
10 889 4,04 1 x 6 11 334 1,52 1 x 6 12 445 2,02 1 x 6 13 445 2,02 1
x 6 14 667 3,03 1 x 6
* Circuito trifsico, se procedi segn 5-3.
-
5.2.2. Instalacin de fuerza. a. Motores. -. Protecciones de
sobrecarga Los elementos conductores del circuito, los motores y
los aparatos de control de motores deben protegerse de
sobrecalentamientos ocasionados por sobrecargas, originadas durante
la marcha del motor o provocadas por fallas durante la partida. La
proteccin de sobrecarga no proteger contra cortocircuitos o fallas
de tierra. Todo motor de rgimen permanente cuya potencia sea
superior a 1 HP deber protegerse, contra las sobrecargas, mediante
un dispositivo de proteccin que responda a la corriente del motor.
Este protector tendr una capacidad nominal o estar regulado a no ms
de 1,25 veces la corriente nominal del motor si se trata de motores
con factor de servicio no inferior a 1,15 , a no ms de 1,15 veces
la corriente nominal del motor para todo otro caso. Todo motor de
rgimen permanente de potencia nominal inferior a 1 HP y partida
manual que tenga su comando al alcance de la vista, se considerar
suficientemente protegido por las protecciones de cortocircuito y
de falla a tierra del circuito. Los motores usados en condiciones
de rgimen de breve duracin, intermitente o peridico, se considerarn
protegidos contra la sobrecarga por las protecciones de
cortocircuito y de falla a tierra. Se considerar como rgimen
permanente a todo motor, salvo que por las condiciones de uso o de
proceso sea imposible que pueda trabajar en forma permanente. Se
deber colocar un elemento protector de sobrecarga en cada conductor
activo de la alimentacin al motor. Los dispositivos protectores de
sobrecarga al operar, debern interrumpir la circulacin de corriente
en el motor.
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-. Protecciones de cortocircuito. Todo motor deber contar con
una proteccin de cortocircuito. Esta proteccin se dimensionar de
modo tal