TESIS PREVIA A LA OBTENCIN DELTITULO DE INGENIERO ELCTRICO

EN LA ESPECIALIZACION DE POTENCIA

"MANUAL DE INSTALACIONES ELCTRICAS1

LEONARDO VIRGILIO GUERRERO CASTRO

QUITO, FEBRERO DE 1978

CERTIFICADO :

Certifico que el presente trabajo fue realizadopor el Sr. LEONARDO VIRGILIO GUERRERO CASTRO

Ing. RODRIGO JIJN FERRIDirector de Tesis

" VI' .'

V.

. 1

A la memoria de mi hermano,

A mi esposa.

A mis padres y hermana.

I

NDICE GENERAL

Pgina

INTRODUCCIN

CAPITULO I

1.1

1.1.1

1.1.1.1

1.1.1.2

1.1.1.3

1.1.1.4

1.1.1.5

1.1.1.6

1.2

1.3

CAPITULO II

2.1

2.2

LAS INSTALACIONES ELCTRICAS EN RESIDENCIASY EDIFICIOS INDUSTRIALES

Elementos Principales

Elementos Bsicos

Acometida

Tablero de Distribucin^

Alimentadores Horizontales y Verticales

Circuitos de Alumbrados

Circuitos de Tomas de Corriente

Alimentadores para Salidas Especiales de

Fuerza

Funcin y Seguridad

Bases de una Instalacin Elctrica Adecuada

DISEO DE INSTALACIONES ELCTRICAS

Procedimiento para Proyectar

Artefactos y Equipos Comunmente Utilizados

1-2

1-2

1-3

1-3

1-5

1-5

1-5

1-5

1-5

1-6-.

I?:

II-2

II-5-ff ^

Pgina

2.3 Planeacin de los Sistemas II-7

2.3.1 Residencias y Edificios de Viviendas II-8

2.3.1.1 . Salas II-9

2.3.1.2 Comedor 11-10

2.3.1.3 Dormitorios 11-11

2.3.1.4 Cocina 11-12

2.3.1.5 Lavandera 11-13

2.3.1.6 Baos 11-14

2.3.1.7 Escaleras 11-16

2.3.1.8 Hall y Corredores 11-17

2.3.1.9 Instalaciones Generales II-17

2.3.1.10 Instalaciones Exteriores 11-17

2.3.1.11 Sistema de Emergencia 11-18

2.3.2 Hospitales 11-18

2.3.2.1 Salas de Encamados 11-19

, 2.3.2.2 .Ambientes Generales 11-20

2.3.2.3 reas Peligrosas 11-202.3.2.4 Salas de Rayos X 11-21

2.3.2.5 Sistema General de Emergencia 11-21

2.3.2.6 Sistema Especial de Bnergencia 11-22

2.3.3 Oficinas 11-23

Pgina

2.3.4 Hoteles 11-26

2.3.4.1 Dormitorios 11-27

2.3.4.2 Sala de Recepcin 11-28

2.3.4.3 Restaurante 11-28

2.3.4.4 Salones de Fiesta 11-29

2.3.4.5 Bar y Cafetera 11-29

2.3.4.6 Corredores y Escaleras 11-29

2.3.4.7 Fachada Exterior 11-30

2.3.4.8 Cocinas 11-30

2.3.5 Centros de Educacin 11-31

2.3.6 Iglesias 11-33

2.4 Seleccin y Trazado de Circuitos. 11-34

2.4.1 > Simbologa . 11-34\ ,/2.4.2 Ubicacin de Salidas:.- Control de Luces, ' 11-37)

Alumbrado, Tomas de Corriente, Tomas Es-

peciales de Fuerza

2.4.2.1 Iluminacin 11-38

2.4.2.1.1 Sistemas de Iluminacinj 11-382.4.2.1.2 Elementos que intervienen en el Clculo 11-40

de Iluminacin

2.4.2.1.3 Aparatos de Alumbrado 11-41

Pgina

2.4.2.1.4 Propiedades de los Aparatos de Alumbrado 11-41

2.4.2.1.5 Clasificacin de los Aparatos de Alumbrado 11-42

2.4.2.1.6 Cualidades que debe reunir una buena Ilu- 11-42

minacin Interior

2.4.2.1.7 ^ Diseo y Clculo de una Instalacin de 11-43

Alumbrado

2.4.2.1.8 Ejemplo de Clculo de una Instalacin de 11-51Alumbrado

2.4.2.2 Ubicacin de Salidas de Alumbrado 11-55

2.4.2.3 Ubicacin de Control de Luces 11-56

2.4.2.4 Ubicacin de Tomas de Corriente 11-57

2.4.2.5 Ubicacin de Tomas Especiales de Fuerza 11-57

2.4.3 Circuitos Elctricos 11-58

2.4.3.1 Sistema Monofsico 11-58

2.4.3.2 Sistema Monofsico a 3 Conductores 11-59

2.4.3.3 Sistema Trifsico a Tres y Cuatro Conduc- 11-60&& *-tores

2.4.4 Determinacin del Mnimo Numero de Circui- 11-64

tos de Alumbrado

2.4.5 Circuitos de Tomas de Corriente 11-66

Pgina

2.4.6 Circuitos de Salidas Especiales 11-67

2.4.7 Identificacin de Salidas y Circuitos< 11-68

2.4.8 Trazado de los Circuitos 11-68

2.5 Canalizaciones y Dimensionamiento de 11-69

Conductores

2.5.1 Generalidades^ 11-69

2.5.2 Determinacin del Tamao Mnimo del 11-70

Conductor 1

2.5.3 y ^fClculo de la Corriente en los Conductores^ 11-70 V-r *-. x

2.5.4 ^ ^Clculo de la Cada de Tensin 11-711 / r

2.5.4.1 ^ Circuito Monofsico Dos Conductores 11-71

2.5.4.2 Circuito Monofsico Tres Conductores 11-73

2.5.4.3 Circuito Trifsico Tres Conductores 11-74

2.5.4.4 > 7Circuito Trifsico Cuatro Conductores 11-75

2.5.5 Distancia Equivalente 11-77

2.5.6 Tablas de Cada de Tensin 11-78

2.5,6.1 .%i Ejemplo de uso de las Tablas 11-802.5.7 Conductores Mnimos Recomendados 11-81

2.5.8 Canalizaciones 11-82

2.5.8.1 Tubo Metlico Rgido 11-82

2.5.8.2 Tubo Metlico Elctrico (EMT) 11-842.5.8.3 Numero Mximo de Conductpres_en Tuberas 11-86

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Vf 2.6

2.6.1

2.6.2

2.6.3

2.7

2.7.1

2.7.2

2.7.3

2.7.4

2.7.4.1

2.7.4.1.1

2.7.4.1.2

2.7.4.1.3

2.7.4.1.4

2.7.4.2

2.7.5

2.7.6

2.7.7

v_- Alimentadores

Definicin

Clculo de Alimentadores

X Identificacin de Alimentadores

Tableros de Distribucin

Definicin

Ubicacin

Tableros a Instalarse

Protecciones de los Circuitos

Interruptores Automticos

Definicin

Ventaj asNumero de Polos

Capacidad de Maniobra

Proteccin Contra Sobrecorrienteixx Capacidad de los Tableros

Denominacin de los Tableros

Diagramas Unifilares de Tableros de Dis-

tribucin

11-87

11-87

11-87 ir11-96

11-96

11-96

11-96

11-97

11-98

11-99

11-99

11-100

11-100

11-101

11-102

11-102

11-103

11-105

2.7.8 Diagrama de Ubicacin de Tableros 11-110

Pgina

2.8

2.8.1

2.8.2

2.9

2.9.1

2.9.2

2.9.3

2.10

2.10.1

2.10.2

2.10.3

2.10.3.1

2.10.3.2

2.10.3.3

2.10.4

2.10.4.1

2.10.4.2

2.10.4.3

2.10.5

Seleccin de Acometida __

Acometida

Tipo de Acometida

Tablero y Equipo de Medicin

Generalidades

Ubicacin

Tableros de Medidores

K._ Alimentacin Vertical y Horizontal

Generalidades

> Sistemas de Alimentacin

Tipos de Alimentacin Vertical en Repre-

sentacin Unipolar

Alimentacin Vertical Continua

Alimentacin Vertical por Grupos

Alimentacin Vertical Individual

Alimentacin Horizontal

Distribucin Centralizada

Distribucin Descentralizada

-^ Sistema de Alimentacin bajo el Pisog Diagrama de Alimentadores

11-111

11-111

11-111

11-112

11-112

11-113

11-114

11-114

11-114

11-115

11-115

11-115

11-117

11-117

11-120

11-120

11-122

11-123

11-126

Pgina

CAPITULO III CIRCUITOS DE ALIMENTACIN PARA MOTORESELCTRICOS

3.1 Generalidades III-2

3.2 Componentes del Circuito Alimentador del III-5

Motor

3.2.1 Corriente del Motor III-5

3.2.2 Intensidad a Plena Carga III-5

3.2.3 Corriente de Sobrecarga III-6

3.2.4 Corriente de Arranque III-7

3.2.5 Conductores para Circuitos de Motores III-8

3.2.5.1 Cada de Tensin III-8

3.2.6 Proteccin contra las Sobrecargas del II1-9

Circuito de un Motor

3.2.7 Capacidad mxima de la Proteccin contra III-9

la Sobrecarga

3.2.8 Omisin del Elemento contra las Sobrecar- 111-10

gas del Circuito del Motor

3.2.9 Proteccin contra las Sobrecargas del Ali- 111-10

mentador del Motor

3.2.10 Medios de desconexin, Proteccin contra III-11

las Sobrecargas en Marcha y Mando

Pgina

3.2.11

3.2.12

3.2.13

3.2.14

3.2.15

3.2.16

3.2.17

3.2.18

3.3

3.3.1

3.3.2

3.3.3

Medios de Desconexin 111-11

Proteccin de los Motores contra las Sobre- 111-12

cargas

Conductores en los que deben Colocarse Fu- 111-14

sibles

Conductores donde deben colocarse Disposi- 111-14

tivos que no sean Fusibles

Mandos del Motor 111-14

Requisitos para los Mandos III-15

Circuitos de Control Remoto 111-17

Conexin a Tierra III-18

Diseo de Circuitos con Varios Motores en 111-18

un solo Alimentador

Conductores 111-20

Proteccin del Alimentador del Nfotor contra 111-20

la Sobrecarga

Proteccin contra Sobrecargas de los Circui- 111-21

tos de los Motores

Medios de Desconexin 111-21

Proteccin del Motor contra la Sobrecarga III-22

Mandos 111-22

Pgina

3.4

3.4.1

3.4.1.1

3.4.1.2

3.4.2

3.4.3

3.4.4

3.4.4.1

3.4.4.2

3.4.5

3.4.5.1

3.4.5.2

3.5.6

CAPITULO IV

4.1

4.1.1

4.1.2

4.1.3

Ejemplo de Instalacin de MotoresCarga de los Conductores

Motor de 25 H.P.

Motores de 30 H.P.

Alimentador

Calibre de los Conductores

Proteccin contra Sobrecorriente del Mo-

tor en Marcha

Motor de 25 H.P.

Motores de 30 H.P.

Proteccin contra Sobrecorriente del Cir-

cuito Ramal

Motor de 25 H.P.

Motores de 30 H.P.

Proteccin contra Sobrecorrientes del

Circuito Alimentador

MEMORIA, ESPECIFICACIONES, CCMPUTO, PRESUPUESTO

Y Memoria Descriptiva del Proyecto

Generalidades

Especificaciones Particulares

Acometida

111-22

111-23

111-23

111-23

111-23

111-24

111-25

II-25111-25

111-25

111-25

111-26

111-26

IV-3

IV- 3

IV- 4

IV- 5

Pgina

4.1.4

4.1.5

4.1.6

4.1.7

4.1.8

4.1.9

4.1.10

4.1.11

Medicin IV-6

^ Alimentadores a Sub-tableros Principales IV-6

de Distribucin

Sub-tableros de Distribucin Principales IV-7

y Secundarios

J^ Alimentadores a Sub-tableros Secundarios IV-7

de Distribucin

Circuito de Alumbrado IV-8

Control de Luces IV-9

Circuitos de Tomas de Corriente IV-10

Circuitos para Salidas Especiales de Fuerza IV-10

/ Cmputo de Materiales IV-11

Generalidades IV-11

Tuberas IV-13

Uniones IV-15

Codos IV-16

Conectores IV-16

Conductores IV-16

Cajas IV-19Interruptores, Tomas de Corriente, etc. IV-21

Dispositivos Especiales IV-22

Pgina

4.2.10 Tableros IV-23

4.2.11 Otros Materiales y Accesorios Varios IV-24

4.3 Presupuesto IV- 2 6

4.3.1 Apreciacin de la Mano de Obra IV-26

4.3.1.1 Costo por Salida IV-26

4.3.1.2 Cantidad de Trabajo IV-274.3.1.3 Costo Unitario IV-28

4.3.2 Costo Total de la Instalacin IV-29

BIBLIOGRAFA

INTRODUCCIN

El presente Manual permitir aprovechar la electricidad en

todos los sectores de la vida humana, contribuyendo a formar

un sano criterio entre los estudiantes de Ingeniera Elctri-

ca y jvenes profesionales, referente a las verdaderas nece-sidades elctricas del hogar y edificio industrial moderno,

queriendo adems proporcionar la informacin bsica necesa-

ria para proyectar instalaciones elctricas adecuadas, fcil-

mente adaptadas a nuestro medio.

El Manual contempla el anlisis de todas las necesidades y

factores que juntamente con las disposiciones establecidaspor el Cdigo Elctrico Ecuatoriano y el Cdigo Elctrico de

los Estados unidos (base del presente estudio) en lo que seaaplicable, permita obtener resultados que faciliten la elabo-

racin de tablas y diagramas de uso directo.

,CAPITULO I

LAS INSTALACIONES ELCTRICAS

CAPITULO I

LAS INSTALACIONES ELCTRICAS

Contenido:

1.1 Elementos Principales

1.2 Funcin y Seguridad

1.3 Bases de una instalacin Elctrica adecuada

1-1

CAPITULO I

LAS INSTALACIONES ELCTRICAS EN RESIDENCIASY EDIFICIOS INDUSTRIALES

1.1 ELEMENTOS PRINCIPALES

Es necesario considerar y definir todos aquellos elementos que forman

parte de las instalaciones elctricas en residencias y edificios indus-

triales, a fin de lograr una visin general de todo lo indispensable,

para poder afrontar con criterio la planificacin de los sistemas elc-

tricos, en las reas antes mencionadas.

Las instalaciones elctricas interiores en residencias y edificios in-

dustriales tienen los mismos elementos bsicos, sin embargo, la dife-

rencia est en que en los edificios industriales, se usan determinados

elementos debido a la magnitud de la instalacin. Estos elementos no

forman parte de las instalaciones en residencias y edificios pequeos,

por cuanto sus necesidades no lo determinan as,

1.1.1 Elementos Bsicos

Consideraremos como bsicos los siguientes elementos:

a) Acometida /

1-2

b)

O

d)

e)

O

g)h)i)

Equipo de Medicin/

Equipo de Proteccin de la Acometida /

Tablero General de Distribucin >

Subtableros de Distribucin Y

Alimentadores Verticales y Horizontales -

Circuitos de Alumbrado

Circuitos de Tomas de Corriente

Circuitos para Salidas Especiales de Fuerza

La complejidad de estos elementos est determinada por el tipo de resi-dencia o edificio industrial a instalarse y por sus requerimientos.

1.1.1.1 Acometida:

Conjunto de conductores y componentes utilizados para transportar ener-ga desde la red de distribucin de la Empresa Elctrica, hasta el ta-

blero general y/o de medicin de la instalacin interior de un edificio.

1.1.1.2 Tablero de Distribucin:/

Constituye una de las partes fundamentales de una instalacin elctrica

interior, y se lo define como uno o ms paneles, en los que van montados

1-3

interruptores, mecanismos de proteccin de sobrecarga, barras de co-

nexin y conductores con instrumentos de control o sin ellos. Llamamos

Tablero General de Distribucin a aquel desde el cual se alimenta y sef?'~ '--;.;-"'--'-'"-'-

protege toda la instalacin interior, y puede servir para cortar la co-

rriente elctrica de servicio.

Las funciones que desempean los tableros de distribucin, tanto genera-

les como subtableros, pueden resumirse en:

a) Distribuir la energa elctrica en circuitos ramales, en el casode subtableros, y en alimentacin a subtableros en el caso de los

tableros generales.

b) Proteger cada circuito ramal o cada alimentador contra cortocir-cuitos y sobrecarga.

c) Dar flexibilidad al sistema elctrico, con la facilidad de poderdesconectar o sacar del sistema a un circuito ramal, a un tablero,

o al sistema en su totalidad. Estos tableros tienen que estar ubi-

cados, en lo posible, en los centros de carga.

1-4

i 1.1.3 Al inventadores Horizontales y Verticales:

Son aquellos que van desde el tablero general a los subtableros de dis-

tribucin del edificio.

1.1.1.4 Circuitos de Alumbrado:

Circuito ramal que suministra energa solamente a salida de alumbrado.

1.1.1.5 Circuito de Tomas de Corriente:

Circuito ramal donde solamente hay salidas para tomas de corriente.

1.1.1.6 Alimentadores para Salidas Especiales de Fuerza:

Circuito ramal que alimenta uno o varios equipos de utilizacin.

1.2 FUNCIN Y SEGURIDAD

La electricidad es una fuente de energa poderosa, controlndola adecua-

damente cumple para nosotros un sinfin de funciones distintas; pero sin

control puede llevar a grandes daos. Est regulada o dominada cuando

se emplean los materiales correctos y se los instalan debidamente.

La energa elctrica no regulada puede ocasionar daos catastrficos

donde el usuario es el ms perjudicado.

1-5

Es necesario escoger materiales de la mejor^calidad y que en lo posibleestn calificados y reconocidos internacionalmente, en el sentido de

que han sido sometidos a pruebas y se ha encontrado que renen las con-

diciones mnimas de seguridad.

Si se utilizan elementos elctricos aprobados de alta calidad, pero se

instalan de forma casual, sin tener en cuenta la relacin de uno a otro

elemento, o la carga total que deben soportar, puede que toda la insta-

lacin resulte peligrosa. Es necesario por lo tanto, seguir los mto-

dos normalizados que ya estn comprobados en la prctica y que resultan

seguros.

Estos mtodos normalizados que los experimentos y la experiencia han de-

mostrado que son correctos, estn descritos en un formato que se conoce

con el nombre de CDIGO ELCTRICO.

Para el presente estudio he tomado como base el Cdigo Elctrico Ecuato-

riano y el National Electric Code (N.E.C.) de los Estados Unidos en loque sea aplicable.

1.3 BASES DE UNA INSTALACIN ELCTRICA ADECUADA

Una instalacin elctrica adecuada en residencias y en edificios indus-

1-6

trales, es aquella que se hace de modo que resulte completamente segura

de la que se puede sacar el mximo provecho y facilidad para utilizar

la uerza_electrica, con el mnimo de inconvenientes.y

Una instalacin adecuada ha de tener iluminacin donde haga falta, con

la intensidad que se necesite, procedente de luminarias tanto fijas co-mo porttiles. Igualmente la ubicacin de los tomas de corriente debe

disearse, de tal manera que permita convertirse en un sistema bastante

flexible, para que en el instante que se requiera colocar un artefacto

cualquiera, se encuentre fcilmente el toma de corriente adecuado; y no

dependa exclusivamente de la ubicacin de muebles, etc. De esta manera

evitamos Inutilizacin de extensiones_que en la mayora de los casos

son molestas_y: peligrosas. Igual criterio debe tomarse para la instala-

cin de equipos de alta potencia, claro est que todo esto depende de la

finalidad para la que fue construido el edificio, y cada caso ser anali-

zado particularmente antes de tomar cualquier decisin.

Las luces en cualquier habitacin, oficina, sala, almacn, bodega, etc.,

deben poderse controlar con bastante facilidad, sm_tenerjjuej:ecoj:reren la_obscuridad distancias^ jrrandes para^ icon^ ajr_igi^ control desluces.

En el caso de edificios industriales que requieran de suministro de ener-

1-7

ga elctrica permanente, debe facilitarse el sjLstema_de reserva de ener-ga (emergencia) en las reas de mayor necesidad.

Todo el equipo que sea necesario debe ser conectado en el instante que se

precise, sin que para ello haya que desconectar ningn otro por temor a

sobrecarga, o lo que es muy comn en edificios de viviendas, que aumente

la cada de tensin al conectarlos..

Los cortocircuitos por fallos tienen que ser mnimos.

Hay criterios en los que se hace prevalecer la idea de que siguiendo las

normas establecidas por un cdigo elctrico, se puede hacer una instala-

cin adecuada, este concepto no tiene validez en su totalidad, ya que un

cdigo contiene las preYsOTies_Msca.s_^ &mraLS que se consideran necesa-rias paradla seguridad. Al seguir fielmente las normas de un cdigo, lo

que se va a conseguir es una instalacin libre de riesgos, pero no jiece-sariamente.,_adecuada parajun buen servicio o

Una instalacin elctrica interior ser satisfactoria cuando se la haga

planificndola bien. Son muchos los casos en los que la instalacin elc-

trica toma un papel secundario dentro de un proyecto de edificios, razn

por la cual resulta inservible al poco tiempo de funcionamiento. Tenemos

e en cuenta que las exigencias actuales en cuanto a uso de arte-

factos y equipo elctrico estn muy avanzadas y que da a da se va in-

crementando la necesidad de usarlos y si es posible simultneamente; ra

zn por la cual la instalacin debe ser hecha pensando no solamente en

las necesidades del presente sino tambin para ampliaciones.. futuras;

nuestra mira al proyectar debe ser el futuro ya que con toda certeza en

un plazo de diez o veinte aos las aplicaciones de la fuerza elctrica

sern mayores .

En resumen una instalacin adecuada consiste en:

a) Acometida de capacidad sufiente,

b) Tablero general de distribucin con reserva para futura__amj)lia-

c)

d)

e))g)

El nmero necesario de subtableros de distribucin con sus respec-

tivas reservas.Circuitos de alumbrado suficientes, que garantizan un buen servi-

cio.

Numero necesario de tomas de corriente.

Control de luces

Alimentadores para salidas especiales de fuerza, con la indepen-

dencia y capacidad requerida en casos particulares,

1-9

10

i)

Canalizaciones de reserva para circuitos que se instalarn en el

futuro, prever la posible ampliacindel edificio.

Sistemas de reserva de energa (emergencia) acordes con las nece-sidades de edificios que as lo requieren.

En los captulos siguientes se tratarn en detalle los puntos aqu ex-

puestos, y adems se analizarn casos particulares tales como: hoteles,

hospitales, escuelas, iglesias, edificios de oficina, etc. En cada uno

de ellos tratar de referirme a los factores que inciden para obtener

ptimos resultados en las instalaciones elctricas,_-s,j^ M-^ v^ '^ *rir.-*si^ sii.j*-

1-10

CAPITULO II

DISEO DE INSTALACIONES ELCTRICAS

CAPITULO II

DISEO DE INSTALACIONES ELCTRICAS

Contenido:

2.1 Procedimiento para proyectar

2.2 Artefactos y equipos comunmente utilizados

2.3 Planeacin de los sistemas

2.4 Seleccin y trazo de circuitos

2.5 Canalizaciones y dimensionamiento de conductores

2.6 Alimentadores

2.7 Tableros de Distribucin

2.8 Seleccin de Acometida

2.9 Tablero y equipo de medicin

2.10 Alimentacin vertical y horizontal

CAPITULO II

DISEO DE INSTALACIONES ELCTRICAS

2.1 PROCEDIMIENTO PARA PROYECTAR

Dar normas fijas a seguirse en un proyecto de instalaciones elctricases difcil e inadecuado, ya que tod^ proyecto en si es diferente a otro;

sin embargo, podemos establecer una metodologa ordenada que nos permita

proyectar con mayor facilidad. A continuacin expongo un resumen de los** VJ ^" j^ y*'-"- -"-^r-r - r--ii:T- ' ! ! " "

pasos a seguirse en un diseo de instalaciones elctricas interiores.

a) Hacer el estudio preliminar de los planos arquitectnicos, conjun-tamente jcop. el arquitecto y si es posible con el propietario. De

acuerdo al tipo de instalacin hay que tomar_ muchas precauciones al hacer

la revisin de los planos, ya que si tenemos a nuestro alcance las facili-

dades necesarias para hacer una buena instalacin, lgicamente en el pro-

yecto habr menos complicaciones.

Es recomendado estudiar detenidamente los sitios destinados a ductos de

instalacipnes^ ya que stos en la mayora_de_los_casos son causantes del

muchos problemas en e3^disep_y construccin, cuando no estn planifica-

dos con anterioridad. En caso de no existir estos ductos, es conveniente

II-2

sugerir el lugar apropiado, y, en muchos de_J.os_casos exigir que se dejeun sitio determinado para este fin, si es necesario.

Definir el uso^ que se dar a las reas a proyectarse, identificando los

locales tales como: hmedos, de elevada^ tCTgeratura, donde existen vapo

res corrosivos, con exceso de polvo, peligro de incendio, propensos a ex

plosiones, etc.

b) Seleccin de luminarias, tomas de corriente, controles de alumbra-do, equipo^ de fuerza, etc.; tomando en cuenta todo aquello que se

instalara_en el futuro; esto se hace para todas las reas tratando de no

pasar por alt9 nggdn Habr determinados

edificios en los que el escogimiento de estos elementos sea en realidad

muy complejo, y en los que se necesita hacer un estudio detenido de lasnecesidades y por ende del equipo a instalarse. ^

(el Elaboracin de planos elctricos en los que se indica la ubica -cin de las salidas, tanto de fuerza como de alumbrado; simult-

neamente con la ubicacin se determina la potencia que van ajtener cuan-do sean instalados. Los controles de luces son indicados tambin en es-

tos planos.

II-3

Al revisar con el arquitecto los planos, se tiene que establecer

el sitio donde va a ser ubicado el tablero de medidores, tenien-

do en cuenta para la ubicacin, las normas establecidas por _la Empresa

Elctrica en el sentido de que el tablero debe estar ubicado en un si-

tio seguro y de nefcjj.l ^acceso para el personal de la empresa. En muchosde los casos se puede determinar a priori la necesidad de carnara de

transformaciOTij teniendo que establecer jsl _sitio adecuado antes de ini-ciar_el proyecto.

/s-e) Si el edificio requiere servicio de _ emergencia, hay que determinar

las reas que van a ser servidas con este sistema. Teniendo que

sealar el lugar en el que funcionar la planta de emergencia.

f) Partiendo de la ubicacin del tablero de medidores, ducto de ins-talaciones, centro de^ carga de cada planta, se proceder a sea-

lar el lugar donde ir ubicado el tablero general o subtableros de dis-

tribucin.

g) Determinar _el numero y; , tipo de : circuitos de alumbrado, tomas decorriente , fuerza etc. Debemos insistir en que los circuitos in-

dividuales de fuerza, estn de acuerdo con las necesidades del edificio y

su complicacin est acorde con la necesidad del mismo.

II-4

h) Fijar el_si^t^ffl_&_alM^Qtaci6n, vertical y horizontal, planifi-carJLas_redes de distribucin de los tableros generales y/o subta-

bleros.

i) Dimensionamiento y cada de tensin ^ e los j^ nductores en los cir-cuitos ramales_y_aliinentadores.

j) Establecer el numero de circuitos que se instalarn en cada table-ro> tijo^de^cirgltos, numero de circuitos de reserva requerido.

k) Dimensionamiento de la acometida.

1) Diagramas unificares y cortes de ubicacin de tableros, etc.

m) Elaboracin de l^ memoria.desQriptiva, lista de materiales, presu-puesto, especificaciones tcnicas.* ' j^__ i - 11 ii i IIBIII aiarr / . ir."'rr..T ": .'" ~i

2.2 ARTEFACTOS .Y..EQUIPOS COMUNMENTE UTILIZADOS

Resulta interesante tener a mano una tabla en la que se indique la poten-

cia media de^ Jqs^ artefactos y. equipos que se usan frecuentemente; porque

con ellos _se_puee-definir_las. cargas: insta.ladas con mayor precisin y

adems se convierte en un instrumento_que facilita sugerir el artefacto o

II-5

equipo a instalarse en un edificio.

En la Tabla II-1 que se encuentra a continuacin se enumera los artefac-

tos y equipos considerados como bsicos.

TABLA II-1

ARTEFACTOS Y EQUIPOS

RENGLN D E S C R I P C I N1 Lamparas incandescentes2 Lmparas fluorescentes3 Radio4 Televisin5 Mquina de afeitar6 Proyector7 Calefactor, instalacin fija8 Calefactor porttil9 Aire acondicionado simple

10 Mquina de coser11 Aspiradora12 Refrigeradora13 Congelador (domstico)14 Plancha (manual)15 Cocina (conectadas todas las hornillas y

horno)16 Cocina (sin horno)

POTENCIA WATIOS

> 10> 15

40 a 150150 a 400 .8a 12

300 a 500 -1.000 a 2.300

50 a 200800 a 1.500 econmicoes ms cara, dado que la absorcin_del techo re-

duce el rendimientolde los aparatos de iluminacin que, por otra parte,

necesitan una limpieza constante, sin_la cual el nivel de iluminacin

cae rpidamente por debajo de los lmites admisibles.

2.4.2.1.2 Elementos que intervienen en el clculo de iluminacin:

Proyectar una instalacin de alumbrado es mucho ms difcil de lo que

parece a primera vista, dado el gran numero de variables debidas a las

causas ms diversas.

En efecto, en el clculo influye el tipo de actividades a realizar en el

11-40

local, que determina el nivel de iluminaciones necesarias, la altura del

techo, su forma y color, la disposicin y separacin de las paredes, la

distancia de los focos luminosos al plano que debe iluminarse, el tipo

e iluminacin previsto, etc.

2.4.2.1.3 Aparatos de Alumbrado:

La misin de los aparatos de alumbrado, es modificar la distribucin lu-

misona de las lmparas desnudas, segn las caractersticas deseadas de

iluminacin y adems ocultar los manantiales luminosos de la visin direc-

ta del observador, con el objeto de evitar el deslumbramiento.

2.4.2.1.4 Propiedades de los aparatos de alumbrado:

a) Propiedades pticas:

- Distribucin luminosa adaptada a la funcin

- Buen rendimiento luminoso

- Luminancia de un valor dado en ciertas direcciones de observa-

cin

b) Propiedades mecnicas y elctricas:

- Ejecucin robusta- Construidos de un material adaptado a su funcin (por ejemplo,

se han de rechazar los metales en el caso de atmsferas corro-

11-41i

sivas).

- Equipo elctrico perfecto, con facilidades para el montaje y lainspeccin peridica del mismo

- Fciles de limpiar

- Calentamiento admisible con su construccin y con su empleo

c) Propiedades estticas:

- Los aparatos de alumbrado pueden estar encendidos o apagados;

bajo ambas apariencias, deben ayudar a crear el ambiente y aintegrarse en el conjunto decorativo y arquitectnico del inte-rior a iluminar.

2.4.2.1.5 Clasificacin de los aparatos de alumbrado:

a) Difusores.- Cuando utilizan preferentemente sus propiedades de

transfusin y difusin.

b) Reflectores.- Cuando utilizan principalmente su poder de reflexin.

c) Refractores.- Si en ellos se emplean sus propiedades refractoras.

d) Aparatos mixtos.- Si se utilizan dos o ms de las propiedades an-

teriores .

2.4.2.1.6 Cualidades que debe reunir una buena iluminacin interior:

a) Suministrar una cantidad de luz suficiente.

11-42

b) Eliminar todas las causas de deslumbramiento

c) Prever aparatos de alumbrado, apropiados para cada caso particu-

lar.

d) Utilizar fuentes luminosas que aseguren, para cada caso, una sa-

tisfactoria distribucin de los colores.

e) Uniformidad.

2.4.2.1.7 Diseo y clculo de una instalacin de alumbrado:

a) Sistema punto por punto: Consiste en sumar los efectos de todas

las fuentes para cada uno de los puntos considerados a estudio.

La iluminacin viene dada por la frmula E = ~ . Cos 0 (Frmula # 1)

E = Intensidad de iluminacin en luxes

I = Intensidad emisora de la fuente de luz en la direccin del rayo,

en candelas.

d = Distancia del foco al punto, en metros.

0 = ngulo que forma la normal al plano iluminado con el rayo que uneel foco con el punto.

Tericamente tambin intervienen los rayos que, reflejados en las super-ficies, inciden sobre el punto considerado.

11-43

La intensidad, excepto en el caso de un foco de distribucin completamen-

te uniforme, no existente en la prctica, depende de la direccin del ra-

yo. De ah la dificultad de aplicar este mtodo. De todas formas este

dato puede averiguarse por medio del diagrama polar de las luminarias.

El sistema punto por punto tiene aplicacin para calcular, de forma aproxi-

mada, la diferencia de iluminacin entre el ambiente y un objeto ilumina-do mediante alguna lmpara con distribucin muy concentrada de luz (focos).

Se aplica generalmente en el alumbrado pblico, de proyectores y en aque-

llos lugares donde la iluminacin de un objeto adquiere una importanciaespecial (esculturas, seales, etc.)

b) Sistema del Flujo: El mtodo de flujo es el ms utilizado por surapidez y sencillez, proporciona el nivel medio de iluminacin del

local, en luxes, sobre un plano de trabajo horizontal, mediante la utili-zacin de la siguiente frmula:

E = 0 tl1 (Frmula # 2)S

donde:

0 = flujo luminosoS = superficie en m

11-44

El razonamiento del mtodo es el siguiente:

El nivel medio de iluminacin sobre el plano de trabajo es igual al flujotil, que es el que llega al plano, por unidad de superficie.

El flujo til est relacionado con el total que emiten las lmparas se-gn una cierta proporcin.

El mtodo consiste en averiguar esta proporcin, suponiendo que existen

tres causas que influyen sobre ella. Estas son:

1. Las caractersticas de la luminaria:

La forma, la calidad reflectora de sus superficies y la transmisora de

los elementos difusores, determinan una prdida del flujo total emitidopor las lmparas.

2. Las caractersticas de las superficies del local:

Segn sus posibilidades de reflexin suponen otro anlisis de la cantidad

total de flujo que emiten las luminarias. Debido a que el plano que seconsidera no es el suelo sino uno ideal situado a una cierta altura (0.70o 0.85 metros). Las nicas superficies que actan en esta observacinson las que estn por encima de este plano.

11-45

I

3. Las condiciones de limpieza y mantenimiento:

Actan sobre las anteriores determinando una nueva prdida en el trans-

curso del tiempo, al disminuir el flujo real emitido por las lmparas yal aumentar las condiciones absorventes de las superficies en las que se

acumula la suciedad.

La influencia de las caractersticas de la luminaria y de las superficies

del local se manifiesta desde el principio, mientras que la debida a las

condiciones de limpieza y mantenimiento aparece con el tiempo. Debido a

ello, aquellas se resumen conjuntamente en unos coeficientes que se ave-riguan mediante tablas (Tabla II-1 fin del Captulo) en las que se entracon los siguientes factores:

- Tipo y forma de la luminaria

- ndice del local

- Coeficiente de reflexin medios de la superficie del local

El ndice o coeficiente del local es un numero que indica la proporcin

de superficies absorventes relacionadas con la superficie total del pla-

no del trabajo. Si en un local las superficies absorventes aumentan, eslgico que el flujo til disminuya.

De las tablas obtenemos el coeficiente de utilizacin que es la propor-

11-46

cin terica entre el flujo total emitido por las lmparas y el flujotil- Es decir indica el \e rendimiento del sistema. Este coeficien-

te suele oscilar entre un 10% y un 60%, siendo el rendimiento normal de

un 30 a un 40%.

Posteriormente se introduce el porcentaje de prdida del flujo debido almantenimiento y conservacin.

Como se puede deducir del razonamiento se supone un flujo luminoso uni-forme repartido en todo el local y, por ello, el mtodo tendr mayor va-

lidez cuando aquel sea lo ms regular posible, y la distribucin de las

lmparas se ajuste a este reparto uniforme. Para contrarrestar el efec-to de absorcin de las paredes, las luminarias debern acercarse a ellas.

una buena solucin, cuando se pretende esta regularidad, es que la sepa-

racin entre las luminarias y la pared sea la mitad de la que existe en-

tre luminarias. Otra consideracin a tener en cuenta es que, cuantas

ms luminarias se prevean, con una potencia lumnica proporcional y una

distribucin regular, el resultado ser ms uniforme.

Existen adems unas separaciones mximas entre luminarias indicadas en

las tablas del coeficiente de utilizacin, que deben cumplirse si se quie-

re obtener una uniformidad razonable para que el clculo sea vlido.

11-47

ci mtodo tambin puede ser til, con un cierto grado de aproximacin,

calcular la iluminacin de varias zonas dentro de un espacio. En-O!***

ees, ei ndice del local es el mismo para todas las zonas interiores

v es igu^ a^ general del local. Como es lgico, el mtodo ser ms v-

lido cuanto mayores sean aquellas zonas.

El proceso a seguir en el mtodo es el siguiente:

1, Determinar el nivel de iluminacin requerido segn la actividad a

desarrollar en el local. En este captulo se tabulan (Tabla II-2fin del Captulo) como orientacin algunos valores tipo, de intensidadde iluminacin.

2. Seleccionar el sistema de alumbrado y las luminarias, atendiendo a

la curva polar de distribucin y tipo de reparto (directa, semi-di-recta, etc.)

Sistema de Iluminacin

Iluminacin DirectaIluminacin Semi-directaIluminacin Gral. DifusaIluminacin Semi- indirectaIluminacin Indirecta

Distribucin del Flujo luminosoen tanto por ciento

Hacia arriba

0 a 1010 a 4040 a 6060 a 9090 a 100

Hacia abajo100 a 9090 a 6060 a 4040 a 1010 a 0

Fuente de Informacin: Manual de Alumbrado Westinghouse.

11-48

3. Determinar el coeficiente de utilizacin, es decir la relacin entre

el flujo til y el emitido por las lmparas.

Se calcula mediante las tablas (Tabla II-1 fin del Captulo) especficaspara cada tipo de luminaria, en las que se entra con:

- ndice de local

- Forma de la armadura, sistema de iluminacin

- Los coeficientes de reflexin de paredes y techo

El ndice o coeficiente de local viene en funcin de las dimensiones geo-

mtricas del mismo, as como de la altura de montaje de las luminarias,segn las frmulas siguientes:

Caso de iluminacin directa o semi-directa:

R = (Frmula # 3)

Caso de iluminacin indirecta:

R = 5J: (Frmula * 4)2 h"(a+l)

11-49

En las que:

a = ancho del local

1 = longitud del local

h = altura total

h1 = altura de montaje sobre el plano de trabajoh11 = altura del techo sobre el plano de trabajo

4. Estimar el factor de conservacin (Tablas II-1 fin del Captulo).

5. Calcular el nmero de lmparas o luminarias requeridas. Se calcula

por medio de las Frmulas

E = 0 til (Frmula # 2)

K = coeficiente de utilizacin

M = factor de mantenimiento o 0 til = 0 total.K.M.conservacin , _,(Formula # 5)

y de aqu:

No-. _ Nivel luminoso x superficie localFlujo de una lamp x coef. de utilizacin x factor de mantenimiento

(Frmula #6)

11-50

nmero de lmparas ,_,Aluminaras = - - ^ - (Frmula # 7)nmero de lmparas por luminaria

El nmero de lmparas requeridas es directamente proporcional al producto

del nivel luminoso y la superficie del local e inversamente proporcional

al producto del flujo de una lamp, coef . de utilizacin y factor de man-tenimiento (Frmula # 6) .

El nmero de luminarias es directamente proporcional al nmero de lmpa-

ras e inversamente proporcional al nmero de lmparas por luminaria (Fr-mula # 7) .

6. Determinar la colocacin de las luminarias teniendo en cuenta la re-

lacin entre su separacin mxima y la altura de montaje, dato quese encuentra en las tablas para el clculo del coeficiente de utiliza-

cin (Tabla II -1 fin del Captulo).

2.4.2.1.8 Ejemplo de clculo de una instalacin de alumbrado:

Clculo del alumbrado de una oficina de dimensiones 6,2 x 10 x 3,50 m. ,

para obtener un nivel luminoso de 350 luxes. Las paredes poseen un coe-

ficiente de reflexin medio del 50% y el techo del 701.

1. Nivel requerido: 350 luxes

11-51

2. Seleccin del sistema de alumbrado; por la actividad que se ha de de-

sarrollar en el local, lo conveniente es utilizar una iluminacin de

tipo directo. Se han escogido tubos fluorescentes de color blanco cli-

do.

Flujo emitido por lmpara = 2.800 lmenes.

Las luminarias se componen de dos tubos fluorescentes de 40 watios con

una pantalla difusora de plstico de (16.2 x 125 on.).

3. Clculo del ndice del local: segn la Frmula # 3

con una altura de montaje de 2.8 metros sobre el plano de trabajo re-sulta:

a x 1 6.2 x 10 - = 1.37

(a+l)h' 16.2 x 2.8

(Frmula #3)

De la Tabla (Tabla 1 1-1 fin del Captulo), correspondiente a la lumina-

ria descrita anteriormente y considerando los coeficientes de reflexin

de la superficie, resulta que el coeficiente de utilizacin es = 0.345

(interpolando para el ndice del local) .

4. Factor de mantenimiento: Se puede considerar un local con buenas

condiciones de mantenimiento. Factor = 0.70.

11-52

5. Para calcular el nmero de lmparas se usarn las formulas # 6 y

# 7.

Nivel luminario x Superficie localAluminaras = cflujo por luminaria x coef. utiliz. x fac. mantenimiento

2Superficie del local = 62 m

Flujo por luminaria = 2 x 2.800 = 5.600 lmenes

Iluminarias = 55 x 6Z = 16.1 = 165.600 x 0.345 x 0.7

6. Sobre la distribucin de las luminarias se deber tener en cuenta que

la separacin entre ellas no debe ser superior a 1,2 por 2,8 = 3.35.

Para facilitar las modificaciones, el estudio de diversos tipos de lumi-

narias, las posibles zonificaciones, adems de poder repasar los clculos

con relativa facilidad, se acostumbra a utilizar unos formatos similares

al que indico a continuacin (Formulario II-1).

11-53

1>

OFICINAS

wenO

6.2x10x62

U4--ioO4-p*Un

O--JO

SJX4*.O

BlancoClid

o

X

i

coooo

Un

ON0O

o\s

con pantalla

di fuso

r a

Local

Nivel de Iluminacin(luxes)

Superficie en m

ndice Local

Coeficienteutilizacin

Factor deMantenimiento

Potencia

Tipo

Directo

Indirecto

Altura de

Equipo

de

Iluminaci

n

Sistema d

e

Iluminaci

n

Monta j e

Lmenes por luminaria

N2 puntos de luz

Tipo de

Pantalla

Elegido

CALCULO DE

ILUMINACIN

- SISTEM

A DEL

FLUJO

2.4.2.2 Ubicacin de salidas de alumbrado:

Por el clculo de iluminacin obtenemos el numero necesario de lmparas

para un determinado local, al proceder a ubicarlas en el plano, es nece-

sario determinar las condiciones del local y su forma geomtrica. El or-

denamiento de las salidas, debe tender a dar una forma esttica al conjun-to de luminarias.

No se pueden dictar normas fijas para la ubicacin de las salidas de alum-brado; sin embargo podemos basarnos en las distribuciones que indico a

continuacin, para tener un punto de referencia en la distribucin de lu-

minarias (Figura II-1).v

Es importante tener en cuenta las facilidades de instalacin; ya que una

luminaria puede en el plano aparecer como bien ubicada pero en la cons-

truccin ocasiona problemas difciles de resolver. Para evitar esta se-

rie de problemas, debe estudiarse detenidamente las caractersticas de

construccin del edificio que se proyecta (en lo referente a tipo de cie-lo raso, ubicacin de columnas, etc.)-

2.4.2.3 Ubicacin de control de luces:

Las luces deben ser controladas y por ende debe representarse en los pla-

nos los sitios de operacin de dichos controles. Estos deben ser ubica-

11-55

r-

-- --

Figura

II-1

DISTRIBUCIN DE LUMINARIAS

u O

u

O U

). O-

1 D

C

T3

D n14

4

10

rU

JJJ

FfT

ol

16

12

17

dos en sitios de fcil acceso y manejo, tomando en cuenta que no debenestar expuestos a daos mecnicos. Los interruptores deben colocarse en

forma tal, que se pueda ver las lmparas o el aparato que ellos coman-

dan, salvo el caso de un comando a distancia especialmente justificado.En lo posible debe evitarse la instalacin de interruptores en columnas,

en pilares a la intemperie, etc.

Para identificar las salidas de alumbrado que son controladas por un de-

terminado interruptor, se indicar en los planos por medio de letras,

tanto en las salidas de alumbrado como en los interruptores. (Los inte-

rruptores deben instalarse a una altura no menor de 1.40 metros sobre el

piso.

2.4.2.4 Ubicacin de tomas de corriente:

El nmero de salidas est determinado por el tipo de locales a proyectar-

se. Las consideraciones hechas para el caso de ubicacin de control de

luces son vlidas para el caso de tomas de corriente (los tomas deben

ser instalados a una distancia no menor a 30 cm. sobre el piso termina-

do).

2.4.2.5 Ubicacin de tomas especiales de fuerza:

El nmero y ubicacin de estas salidas depende de la funcionalidad que se

11-57

quiera dar al edificio. Como estas salidas en su mayora, tienen poten-

cias superiores a 1.500 watios es prudente ubicarlas en lugares seguros

y con mnimo riesgo de dao.

2.4.3 Circuitos Elctricos

Luego de ubicadas las salidas de alumbrado y fuerza, podemos considerar

que los planos estn listos para poder proyectar los circuitos.

Previo al estudio del diseo es necesario recordar los tipos normales de

distribucin que estn a nuestro alcance.

2.4.3.1 Sistema Monofsico: (110 o 120 Voltios d.os conductores)

Es muy comn en nuestro medio para residencias, en especial en construc-

ciones antiguas, sistema poco flexible, nos da opcin a un solo voltaje.

SISTEMA MONOFSICO A DOS CONDUCTORESFigura II-2 Figura II-3

FASE FASE

NO VOLTIOS I20 VOLTIOS

NEUTRO NEUTRO

11-58

2.4.3.2 Sistema Monofsico a ?^ 6>ndbgto.rgs_ [Voltajes de 110/220 Voltios,120/240 Voltios)

En las residencias y en el apartamento moderno, este sistema es muy utili-

zado, tambin en edificios de oficinas, centros de educacin, multifamilia-

res, almacenes, etc. Este sistema tiene la ventaje de servir en dos vol-y

tajes simultneamente, reduce considerablemente la cada de tensin enrelacin al monofsico a dos conductores, econmicamente reduce el costo

del conductor ya que dos circuitos independientes pueden ser alimentados

tan slo por tres conductores.

SISTEMA MONOFSICO A TRES CONDUCTORES

Figura II-4 Figura II-5

I20 V

120 V

FASE

240 V

NEUTRO

FASE

1

>>>

1

j

>>

I

1

MOV

110 V

'

- FASE

220V

MC! ITDn

' . rrtcrr

11-59

Este sistema lgicamente nqs_permite obtener circuitos monofsicos a

220 o 240 voltios, 110 o 120 voltios a dos conductores.

SISTEMA MONOFSICO A TRES CONDUCTORES

Figura II-6

p NEUTRO

220CIRCUITO MONOFSICO DOS CONDUCTORES^ 240

( Etc.' NO VCIRCUITO MONOFSICO DOS CONDUCTORES-

CIRCUITO MONOFSICO TRES CONDUCTORES^.,,_ ^

I20V

FASE

2.4.3.3 Sistema Trifsico a tres y cuatro conductores: (Voltajes 220voltios - 3 conductores, 120/208 voltios - 4 conductores)

Este sistema es utilizado en todo edificio industrial moderno incluyendo

adems residencias y apartamentos que requieren de elevadas potencias pa-

ra ser funcionales. Como en el caso anterior nos permite utilizar dos

voltajes simultneamente, reduce la cada de tensin, se puede alimentar

11-60

a tres circuitos independientes a 120 voltios, con tan solo cuatro con-

ductoresj dos circuitos con tres conductores y lgicamente circuitos mo-nofsicos a dos conductores en 120 voltios y simultneamente un monofsi-

co a 208 voltios.

Nos permite servir a equipos de considerable potencia a 208 voltios (tri-fsico) con tres o cuatro conductores segn el caso.

SISTEMA TRIFSICO CONEXIN ESTRELLA-4 CONDUCTORES

Figura II-7

208 V

I20V

I 20 V

120 V

FASE

FASE

FASE

NEUTRO

11-61

SISTEMA TRIFSICO CONEXIN TRIANGULO-4 CONDUCTORES

Figura II-8

190.5 V

220 V

220V

110 V

FASE

M O V

FASE

FASE

NEUTRO

Al igual que para la ubicacin de salidas, es conveniente para el diseo

de circuitos, seguir un ordenamiento en el diseo del proyecto.

- Circuitos de alumbrado (incluido control de luces)- Circuitos de tomas de corriente

- Circuitos de tomas especiales de fuerza

En el proyecto en s, tenemos que realizar trazos de lneas que identifi-

quen el camino a seguir los circuitos, para evitar confusiones con lneas

11-62

SISTEMA TRIFSICO A CUATRO ALAMBRES120/208 Voltios (Conexin Estrella)

Figura II-9

^ ? T T

/--

1

FASE

1

!

-

FASE

-

-

INtUlKU

/Interruptores Automticos

i 1

>CIRCUITOTRJFASICO

208V 3 ALAMBRES3 x 208 V

a CIRCUITO

"XD 20e v TlLAM BREf U\ 208 V^J ,s

CIRCUITOMONOFSICO^ :

1 1 CIRCUITOI20V Uosv MONOFSICOf A ' 3 ALAMBRES(^laovy 2x 120/208 V >^'

1 1| |208V 208V I20V CIRCUITO

i I KlrAblCUrl ,28 V - I2V 4 ALAMBRES J

|I20V 3x120/3x280 V^L __i

FASE

^fACOMETIDA T ,_

11-63

que indican detalles arquitectnicos, lo usual es representar los cir-

cuitos elctricos mediante lneas curvas. Para diferenciar en los pla-

nos los distintos circuitos, es recomendable utilizar diferentes colores

para cada tipo de circuito. Ejemplo: alumbrado-azul, tomas color rojo,cosa igual para cada uno de los circuitos especiales. Estas acotaciones

al parecer tienen poca importancia, pero en la prctica resultan muy ven-

tajosas.

2.4.4 Determinacin del Mnimo Nmero de Circuitos de Alumbrado

De acuerdo a los requerimientos de las reas a proyectarse se ha deter-

minado el numero de salidas de alumbrado y se_tiene especificada la po-

tencia para cada salida. Con estos datos podemos obtener la energa que

requiere cada rea, escogiendo el voltaje adecuado y procediendo a rea-lizar un clculo, sencillo que determine el nmero de circuitos de alum-

brado necesarios. El ejemplo siguiente ilustra el procedimiento.

Ejemplo:- Oficina

- 60 salidas para alumbrado

- 100 watios por salida

- Factor de potencia = 1

Potencia requerida 60 x 100 = 6000 watios.

11-64

Corriente elctrica requerida = 60 x 10 = 60QO watios = 50 amperios120 120 voltios

Segn el Cdigo Elctrico Ecuatoriano el conductor mnimo para alumbrado

es el # 14 AWG de cobre (15 amperios).

Numero de circuitos dealumbrado necesarios

Numero de circuitos dealumbrado necesarios

5015

5020

=3,3 circuitos =

=2,5 circuitos =

4 circuitos con conduc-tor # 14 AWG

3 circuitos con conduc-tor # 12 AWG

En el siguiente numeral cuando tratemos de dimensionamiento de conducto-

res se darn criterios y normas para establecer la corriente adecuada pa-

ra casos especficos.

El buen funcionamiento y la comodidad que prestan los circuitos de alum-

brado dependen de su escogitamiento; para que ste sea correcto, hay que

tener en cuenta lo_siguiente:

- Que _sea_independiente y de capacidad suficiente, es__decir que en lo

posible un circuito de alumbrado abarque un rea especfica y que su-

ministre la potencia requerida por dicha rea.

- Que cada circuito o circuitos sean utilizados en un ambiente determi-

11-65

nado sin permitir que salidas de un mismo circuito se hallen ubicadas

sin ningn orden lgico.

- Que el circuito tenga proyeccin futura para lo cual es fundamental

calcular el nmero de circuitos considerando nicamente el 80% de la

capacidad mxima del circuito.

En la mayora de los casos el tipo de lmpara y luminaria depende del ca-

pricho del arquitecto o propietario, por lo cual hay que especificar cla-

ramente la potencia con la que ha sido calculada cada salida, indicando

los respectivos lmites de utilizacin. Un criterio general es el de

considerar las salidas de alumbrado con una potencia de 100 wats, cada

una. Cuando la instalacin requiera de arreglos especiales de ilumina-

cin con potencias elevadas, debe especificarse dichas cargas.

2.4.5 i Circuitos de Tomas de Corriente

Como en el caso anterior podemos determinar el nmero de circuitos esta-

bleciendo la potencia requerida en cada rea. En lo posible los circui-

tos de tomas de corriente y desalumbrado deben ser independientes entre

s, se podra en casos aislados mezclar salidas de alumbrado y tomas,

siempre que esta mezcla no altere el buen servicio.

En el caso de que hayan circuitos de tomas con dos voltajes diferentes

11-66

120 y 22 voltios, se hace imprescindible que las salidas sean diferen-

ciadas claramente con tomas especiales en el caso de las de 220 voltios.

Un circuito muy apropiado para instalacin de tomas de corriente dobles,

es el monofsico a tres conductores, sugiriendo que uno de los conducto-

res alimente siempre la mitad superior del toma.

2.4,6 Circuitos de Salidas Especiales

Determinados los artefactos y equipos elctricos que demandan consumos

de potencia considerables, que requieren circuitos independientes para

cada uno de ellos, dependiendo dicho nmero de la cantidad de artefac-

tos o equipos a instalarse.

Enumerar los equipos que requieren este tipo de circuitos sera intermi-

nable, ya que cada edificio tiene necesidades propias; lo importante es

establecer criterios que nos permitan proyectar los circuitos sin mayor

comolicacin.

La ubicacin de las salidas estjicorde en la mayora de los casos a lasfunciones que va a desempear el artefacto, el tipo de circuito est re-

lacionado con la potencia que requiere el equipo y las caractersticas

del mismo, en el caso de que no sea posible identificar las caractersti-

cas debe proyectarse de la manera ms flexible, para que en el momento de

11-67

instalar el equipo no cause mayores problemas.

2.4,7 Identificacin de salidas y circuitos

La identificacin de las salidas (alumbrado, tomas, tomas de fuerza,

etc.) que pertenecen a un mismo circuito se lo hace mediante un numerocolocado en la parte superior de la salida. Los circuitos que pertene-

cen a un mismo tablero deben numerarse, en lo posible, de acuerdo al

orden siguiente:

- Circuitos de alumbrado

- Circuitos de tomas de corriente

- Circuitos de tomas especiales

2.4.8 Trazado de los Circuitos

Por medio de lneas curvas se va diseando los diversos circuitos, pro-

curando que los trazos indiquen de la mejor manera el camino a seguirseen la instalacin, las distancias a recorrer los conductores deben ser lo

ms cortas posibles, tomando en cuenta el tipo de construccin prevista.

Normalmente deben utilizarse smbolos diferentes para lneas elctricas

en el piso, pared, etc. (Ver Simbologa) .

11-68

2.5 CANALIZACIONES Y DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES

2.5.1 Generalidades

Para que un circuito funcione eficientemente, cualquiera que sea el tipo

escogido y el nivel de voltaje adoptado, hay que utilizar conductoresdedimetro apropiado para prevenir el desarrollo de temperaturas peligrosas

y tambin para evitar _la_cada de tensin.

Prescindiendo del tamao del conductor que se seleccione, es imposible eyi-

tar toda la cada de tensin. Pero dentro de las posibilidades prcticas

hay que conservarla en su valor natural.

El tamao de los conductores se debe elegir de modo que la mxima cada

de tensin de_los jnismos, est limitada por lo siguiente:

- Alimentador total ms circuito ramal 5% mximo de cada de tensin

Alimentador de tablero general^ a sub-tablero, 3% mximo de cada de

tensin. La distribucin de este valor puede ser como jjjen. el ali-mentador y 2% en el circuito ramal o alternativamente 21 en el alimen-

tador y 1% en el circuito ramal.

Los circuitos ramales de tomas de corriente, salidas de alumbrado, to-

mas especiales de fuerza 21 de cada de tensin a partir del. sub-table-

ro.

11-69

Circuitos alimentados directamente del tablero general, 2.5$ de cadade_ tensin

Circuitos alimentadores a motores, 5$ de cada de tensin a partir deltablero general.

Los valores antes mencionados estn de_aoierdo a las recomendaciones del

NEC y complementados con valores utilizados en la prctica.

2.5.2 Determinacin del Tamao Mnimo del Conductor

Procedemos a determinar el amperaje mximo que tendr que soportar el con-ductor y consultar luego las tablas II-5, II-6, II-7, II-8 (fin del Cap-tulo) y ver el menor calibre que se puede utilizar.

Estas tablas indican simplemente el tamao mnimo admisible desde el pun-

to de vista de la seguridad del conductor*- Sin embargo, cuando se consi-

dera la cada de tensin, en muchos de los casos resulta insuficiente el

conductor escogido.

2.5.3 Clculo de la Corriente en los Conductores^

Para los sistemas de distribucin descritos en el numeral 2.4,3 la co-

rriente elctrica puede determinarse por las siguientes frmulas; en las

que: I = corriente del conductor, W = potencia en watios, Fp = factor de

11-70

potencia, EL = Tensin entre fases, Ef = tensin entre fase y neutro,

WCorriente Monofsica dos hilos: I =

Corriente Monofsica tres hilos: I =

Corriente Trifsica tres hilos: I =

W

W

Corriente Trifsica cuatro hilos: I = W

Frmula II-8

Frmula II-9

Frmula 11-10

Frmula 11-113ErrXFT

2.5.4 Clculo de la Cada de Tensin

Factor limitante y de mucha importancia para determinar el dimetro del

conductor es la cada de tensin. Un modo prctico y sencillo para cal-

cularlo es utilizando las frmulas siguientes:

2.5.4.1 Circuito monofsico - dos conductores

V =2K--I-1'

Frmula 11-12

V = cada de tensin

11-71

jC = resistividad del conductor (ohm pie/circular - mils)I = corriente del conductor

II = distancia (simple) entre la fuente y la cargaren pies2 = circular mils. (Tabla -

-,:: C C

Ejemplo: Circuito Monofsico 2 Conductores

220V

1= SOamp.

Conductor de cobre# 8AWG tipo TW

-18 metros

V = = 2 x 0.018 x'50 x 1i

8.366

* Resistividad del cobre: 0.018 ato. mm

2.5.4.2 Circuito monofsico - tres conductores

2 O, I ImV =

Ejemplo:

11-73

Ii = 24amp.

14 amp.Conductores de cobretipo TW # 10 AWG

Iz= lOamp.

L = 30 metros

V = 2 x 0.018 x 24 x 505262

= 4.93 voltios

2.5.4.3 Circuito trifsico - tres conductores

2 K7 I ImV = x 0.866 Frmula 11-14

1 es corriente de lnea, pero como la cada de tensin V, es entre fases,

multiplicamos I x 1.73 para obtener la corriente de fase y dividimos para

2 ya que la nica distancia que hay que tomar en cuenta es la de la fuen-

te a la carga.

Por esta razn multiplicamos por 0.866 ( 1.732

11-74

Ejemplo:

1= lOamp-

1= lOamp

208 v

1 = 1 0 amp.

wwyuv208 V .^--Conductor de Aluminio

tipo THW # 12 AWG

L= 30 metros

Resistividad del aluminio (K2) = 0.028 alm m/mnr

x lmV =

0 3Qx 0.866 = - x 0.866 - 4.40 voltios

3309

2.5.4.4 Circuito trifsico a 4 conductores

2 K. I lmV = x 1 Frmula 11-15

El factor de correcin 1/2 se debe a que en el circuito trifsico, la re-

sistencia del conductor de longitud lm. es la resistencia de una de las

11-75

fases y no del camino de ida y regreso, como el caso de las lneas mono-

fsicas.

Ejemplo:

I5amp.

15 amp-120/208 V '

15 amp.

30 metros

: ,^-Cargas balanceadas

Conductor # 12 AWGtipo TW de cobre

V =2 x 0.018 x 15 x 50

3309= 2.45 voltios

Los valores obtenidos se comparan con los lmites establecidos por cada

de tensin, en el caso que el valor resultante sea mayor al lmite, hace-

mos nuevamente los clculos con el conductor de dimetro inmediato supe-

rior. Se puede deducir fcilmente que el chequeo de cada de tensin

debe hacerse partiendo del conductor que por capacodad de conduccin re-

quiere el circuito, hacer con conductores de menor dimetro no tiene sen-

11-76

tido, aunque en algunos casos los resultados nos indiquen que la cada

de tensin est dentro de los lmites previstos.

2.5.5 Distancia Equivalente

En circuitos que sirven cargas distribuidas, homogneas (de igual eos.0) y si el circuito utiliza conductor de la misma seccin en toda suextensin, se puede hacer uso del mtodo de la distancia equivalente (D)

Este mtodo es muy simple y consiste en encontrar un circuito de longi-

tud D, en cuyo extremo (asumimos) est conectada la suma de las cargas(carga total).

Este sistema nos permite chequear la posible cada de tensin por medio

de la distancia equivalente obtenida.

Distancia equivalente (D) = x 1) Frmula 11-16SKVA

1 = distancia del tablero de distribucin a las cargas

Ejemplo:Circuito que alimenta 3 cargas

Carga # 1 1KVA 1-| = 10 metros

11-77

i . * '

Carga # 2 0.5KVA \2 = 25 metros

Carga # 3 0.3KVA 13 = 50 metros

25 m.

1KVA

lOm.

1

" J0.

0.5 KVA

D(1 x 10) + (0.5 x 25) + (0.5 x 50] 37.5

1+0.5 + 0.320.83 metros

1.8

D = 21 metros [Distancia equivalente)

2.5.6 Tablas de Cada de Tensin

En muchos de los casos noha^jigcesidad de hacer clculos ms o menos en-gorrosos para saber el tamao correcto del conductor que hay que emplear.

Basta conJLas tablas 11-14, 11-15 que se incluyen al final del captulo y

que son de aplicacin directa. Para cada tamao de conductor se indica

11-78

la distancia en metros que transportar el amperaje que figurate superior de las tablas.

en la par-

Estas tablas han sido calculadas en base a las frmulas 11-12, 11-13,

11-14, 11-15 que se emplean para el clculo de cada de tensin.

Para las tablas de cada de tensin indicadas, debe tomarse en cuenta las

siguientes consideraciones:

NOTA 1: Para voltajes diferentes al indicado en las tablas, debe utili-zarse la siguiente relacin directa: Voltaje nuevo/voltaje delas tablas.

Este factor se multiplica por las correspondientes distancias

tabuladas, para encontrar los nuevos valores.

NOTA 2: Para cadas de tensin diferentes al 31 las distancias indica-

das en las tablas se multiplican por los siguientes factores:

1/3 para 1% de cada de tensin

2/3 para 2% de cada de tensin

4/3 para 4% de cada de tensin

5/3 para 5% de cada de tensin

etc.

11-79

2.5.6.1 Ejemplo de uso de las Tablas

Potencia instalada.- 1.5 KVA - 1.500 VA.

Alimentacin monofsica 120 voltios - 2 conductores

Distancia entre la fuente y la carga / 30 metros.

Cada de tensin esperada - 3%.

1.- Procedemos a calcular la corriente que circula por los conductores

de acuerdo a la frmula II-8

T 1500 19 cI = =12.5 amperios120^1

Segn la tabla II-5 (fin del captulo) el conductor mnimo recomen-

dado para transportar esa corriente es el nmero 14 AWG de cobre.

2.- Chequeamos por cada de tensin el conductor antes indicado hacien-

do uso de las tablas, de la siguiente forma:

- El conductor N14 AWG puede transportar 6 amperios - 34 metros,

y 15 amperios - 14 metros. Como el valor que nos interesa es

12.5 amperios y ste no existe en las tablas, interpolamos el va-

lor correspondiente de la distancia en metros haciendo relacin

directa con el valor superior 15/12.5 = 1.2 14 x 1.2 = 16.8 mtrs.

Esto nos indica que el conductor N14 AWG no puede transportar

11-80

12.5 amperios a la distancia de 30 metros.-

- Pasamos al conductor de dimetro inmediato superior o sea el N

12 AWG de cobre y procedemos de igual forma que en el caso ante-

rior. Con este conductor los 12.5 amperios pueden ser transpor-

tados hasta una distancia mxima de 26.40 metros, que no rene

las condiciones requeridas.

- Chequeamos nuevamente con el conductor inmediato superior o sea

con el N10 AWG de cobre, que segn la table puede transportar 15

amperios una distancia de 35 metros. Estis el conductor apropia-

do para el caso planteado.

2.5.7 Conductores Mnimos Recomendados

Excluyendo los alimentadores tanto a sub-tableros como para salidas espe-

ciales, que se tratar en el siguiente numeral, debemos indicar que los

conductores mnimos recomendados (segun__el_NEC), para circuitos de alum-brado y tomas de corriente son los siguientes:

- Circuito de alumbrado, conductor N14 AWG de cobre como mnimo.

- Circuitos de tomas de corriente, N12 AWG como mnimo.

El conductor N14 AWG de cobre, es recomendado para circuitos de alumbra-

do, pero refirindose ms especficamente a residencias pequeas que a lo-

cales de un consumo mayor de potencia. Para proyectar con mayor flexibi-

11-81

lidad debe proveerse los circuitos de alumbrado con un conductor N12 AWG

de cobre como mnimo, con salvedad del caso que indicamos anteriormente.

En el caso de hacer uso de conductores de aluminio los calibres adecua-

dos son el Ne 12 AWG para alumbrado y el N10 MG para tomas de corrien-

te.L ''

' .'.

2.5.8 Canalizaciones Y

Las cualidades necesarias de seguridad y duracin, de las instalaciones,

dependen del uso adecuado de las tuberas para llevar los conductores.

Existe actualmente una diversidad de tubos para ser utilizados en cada

caso especial. Los ms comunes son: el tubo metlico rgido y el tubo

metlico elctrico (EMT). Este tipo de tubo difiere con los tubos ordi-narios para agua en que se han recocido de un modo especial para ablan-

darlos y que sea ms fcil curvarlos. La superficie interior est prepa-

rada cuidadosamente para que los conductores puedan pasar sin grandes es-

fuerzos y sin que se produzcan daos en su aislamiento. Tiene un acaba-ido interior y exterior resistente a la corrosin con el objeto de que suinstalacin pueda ser permanente.

2.5.8.1 Tubo Metlico Rgido:

El tubo metlico rgido puede ser utilizado en todas las condiciones at-

11-82

mosfricas y en todos los lugares, siempre que se cumpla lo siguiente:

a) Las canalizaciones y accesorios ferrosos que estn protegidos con-tra la corrosin solamente con esmalte, pueden ser utilizados ni-

camente en interiores y en locales no expuestos a condiciones co-

rrosivas severas.

b) Donde sea factible, no se emplearn metales distintos en contacto,para evitar la formacin de pares galvnicos.

c) Los tubos, curvas, anillos uniones y dems accesorios de metal fe-rroso o no ferroso, no se instalarn en concreto o en contacto di-

recto con la tierra o en reas sujetas a condiciones corrosivasseveras.

No debe utilizarse ningn tubo de dimetro inferior al tamao comercial

1/2".

El numero de conductores permitido en una sola tubera metlica rgida es-

tar conforme con los porcentajes de ocupacin indicados en las tablas11-17 a 11-21 (fin del Captulo).

11-83

Todos los extremos de los tubos debern escarearse para eliminar los bor-

des agudos.

Las uniones y correctores no roscados usados con tubera metlica rgida

estarn bien apretados. Cuando vayan a ser empotrados en manipostera o

concreto, deben ser de tipo hermtico al concreto, y, cuando se instalen

en lugares hmedos, deben ser del tipo hermtico a la lluvia.

Las curvas en los tubos metlicos rgidos roscados se harn de manera de

no daar los mismos y el dimetro interior del tubo no debe ser reducido

apreciablemente. El radio interior de las curvas hechas en la obra no se-

r menor que lo indicado en la tabla 11-22 (fin del Captulo).

un tramo de tubo entre salida y salida, accesorio y accesorio, o salida

y accesorio, no contendr ms del equivalente de cuatro curvas de noven-

ta grados (360en total) , incluyendo las curvas ubicadas inmediatamenteen la salida o accesorio.

2.5.8.2 Tubo Metlico Elctrico: (MT)

El tubo metlico elctrico (BIT) puede utilizarse en instalaciones a la

vista y embutidas. El (EMT) no se utiliza:

1 . Cuando en el curso de la instalacin o despus este expuesto a fuer-

11-84

tes daos materiales.

2. Cuando est protegido contra la corrosin solamente con esmalte.

3. Cuando est expuesto a la accin permanente de la humedad, a me-

nos que est recubierto por todos los lados por una capa de concre-

to sin escorias de un espesor no menor de 5 cm. o se entierre a una

profundidad por debajo del relleno de por lo menos 45 cm.

No se utilizar ningn tubo de tamao menor de 1/2", tamao comercial

elctrico.

El nmero de conductores permitidos en un tubo, no sobrepasar los por-

centajes de ocupacin indicados en las tablas 11-17, 11-18, 11-19, 11-20,(fin del Captulo).

Las curvas hechas en un tubo (MT se harn de manera que ste no recibadao y el dimetro interior no sea apreciablemente reducido. El radio

interior de las curvas hechas en la obra no ser menor que el indicado

en la tabla 11-22 (fin del Captulo).

Un tramo de tubera, entre salida y salida, entre accesorio y accesorio,

o entre salida y accesorio, no contendr ms del equivalente de cuatro

ngulos de 90.

11-85

Todos los extremos de la tubera debern ser escareados para evitar dao

a los conductores.

2.5.8.3 Numero mximo de Conductores en "naberas:

El nmero de conductores depende del dimetro del tubo y tipo de conduc-

tor. Este tema queda cubierto con las tablas 11-17 a 11-21 que se indi-

can al final del Captulo.

En los planos elctricos debe ir claramente especificado en cada tramo de

tubera el dimetro del tubo utilizado y el nmero de conductores que van

en l. Como he indicado en la simbologa, la tubera no especificada in-

dica media pulgada, sta debe ser la nica omisin en cuanto a especifi-

cacin en el diseo.

Mi criterio personal es que debe indicarse con nmeros los valores corres-

pondientes a dimetros de conductores y tuberas, y nmero de stos. En

muchos de los casos resulta largo y parecera no tener sentido, pero en

la prctica da muy buenos resultados, en especial en edificios donde hay

que hacer instalaciones muy sofisticadas.

Los conceptos relacionados con los tubos metlicos rgidos y el tubo me-

tlico elctrico (EMT) corresponden a los Arts. 347 y 348 del NEC.

11-86

2.6 CIMENTADORES

2.6.1 Definicin

El circuito que va desde el tablero general y/o de medidores a los table-

ros de distribucin de un edificio (consideramos tambin como alimenta-

dores, a aquellos circuitos que alimentan desde el tablero general y/o

desde sub-tableros a cargas especiales de fuerza). Las dimensiones de

un alimentador estn limitadas o dependen de las cargas establecidas pa-

ra distribucin de circuitos, las previsiones de futuros aumentos de

carga, y la cada de tensin en los conductores del alimentador.

2.6.2 Clculo de Alimentadores

El clculo de los alimentadores representa la tarea ms importante en

el diseo del proyecto de instalaciones, ya que un sistema de alimenta-

dores correctamente diseado resulta econmico, seguro, y muy flexible,

El clculo de un alimentador no es sinnimo de suma de cargas y divi-

sin para voltios. Es la aplicacin de criterios profesionales, para

determinar la carga instalada, y la reserva futura, con la mayor aproxi-

macin posible, para que resulte econmico el sistema que diseamos y

cualquier ampliacin posterior.

11-87

Alternativamente al mtodo que a continuacin voy a explicar, para deter-

minar la carga instalada en un edificio de cualquier caracterstica que

ste sea, se puede utilizar otros mtodos.

El sistema consiste en contabilizar las salidas: de alumbrado, tomas de

corriente, tomas especiales de fuerza, dando valores de potencia a cada

una de estas salidas e identificando por separado, las cargas que perte-

necen a un mismo circuito y grupo de circuitos, que forman parte de un

tablero o sub-tablero. La determinacin de la carga instalada se compli-

ca conforme aumenta la importancia del edificio a proyectarse (entendin-dose por importancia en lo referente a carga instalada).

En numerales anteriores, se indico que los circuitos deban ser disea-

dos de tal forma, que sirvan independientemente a las diferentes reas

de un edificio, lgicamente los tableros a que pertenecen estos circui-

tos deben suministrar fuerza igualmente por separado. Por esta razn al

contabilizar las salidas y determinar la carga instalada, debemos hacer-

lo considerando cada tablero por separado, para luego agrupar y determi-

nar la carga total instalada en el edificio.

El ingeniero que proyecte una instalacin en un edificio industrial est

en capacidad suficiente para disear un formulario, que facilite agrupar

II-

\las cargas para determinar la capacidad instalada. Pongo a consideracin

los formularios II-2, II-3, II-4, que pueden ser muy tiles.

Con los datos recopilados y agrupados en los formularios II-2, II-3, II-4,

disponemos de la carga instalada correspondiente a sub-tablero, sub-table-

ros, y tablero general, pudiendo determinar la demanda de potencia, consi-

derando factores especficos para cada caso particular. La aplicacin de

los factores de demanda esta, de acuerdo al edificio proyectado, ya que hay

locales que requieren peimanente suministro de energa, mientras otros lo

necesitan pero no con la misma exigencia. En resumen la demanda est re-

lacionada con la simultaneidad con la que los circuitos de alumbrado, to-

masjie corriente, equipos o artefactos elctricos estn funcionando.

k>s factores de demanda recomendados para alimentadores son los siguien-t-O? tes:

Factores de Demanda para Alimentadores

TIPO DE AMBIENTE

R^esidencias

CARGA A QUE SE APLICA

1500 watios o menosprximos 100000 watios(incluido calentadores,lavadoras y artefactossimilares)Exceso de 101500

11-89

FACTOR DE DEMANDA

100*

25>

Tipo de Ambiente

Edificio Apartamentos;

Hospitales:

Hoteles:

BancosBarberasSalones de BellezaIglesiasClubesOtros Similares

Garages comercialesEdificios IndustrialesEdificios de oficinaRestaurantesCentros de EducacinOtros similares

Carga a que se aplica

10000 watios o menosprximos 90000 watiosExceso de 100000

rea de emergencia60000 watios o menosExceso de 60000

15.000 watios o menosprximos 65000Exceso de 80000

20000 watios

prximos 50000

Exceso de 70000

10000 watios

prximos 70000

Exceso de 80000

II-90

Factor de Demanda

60135*25%

100*50*20*

55*

20*

100*

80*

70*

100*

90*

80*

* Salvo el caso de pequeas residencias en las que estos factores no son

aplicables por cuanto la potencia instalada es mnima. Para este tipo

de residencias deben aplicarse criterios personales, en base a la real

utilizacin de los aparatos instalados.

Los factores de demanda de la tabla anterior estn basados en los valores

recomendados por el NEC; con pequeas modificaciones que nos permiten uti-

lizar dichos factores en nuestro medio.

Adems, se han incluido tablas (11-23 a 11-26) que indican los factoresde demanda para la instalacin de cocinas elctricas, calentadores, seca-

doras de ropa, etc. (final del Captulo).

Hay que diferenciar en el clculo de la demanda, las cargas por locales

y la general del edificio, ya que la demanda total en algunos casos, no

es la suma de demandas parciales calculadas para sub-tableros, sino la

suma total de la carga instalada, multiplicada por el factor de demanda

correspondiente. De las tablas anteriores podemos deducir que mientras

mayor sea el numero de aparatos instalados menor ser el factor de de-

manda a aplicarse.

11-91

FORMULARIO

II-2

CARGAS ALIMENTADAS POR EL TABLERO.

VOCALIZACIN

TOTAL

Alumbrado

**Circuitos

**Salidas

Tomas de Corriente

Circuitos

Salidas

Tomas Especiales

Circuitos

Salidas

I ID 00

* Idealizacin: Indican el rea alimentada por los circuitos y la correspondiente ubica-

cin de salidas.

** Circuitos-Salidas: Indican el nmero (cantidad) de circuitos y salidas instalados en

una determinada rea.

I

FORMULARIO II-3

POTENCIA INSTALADA TABLERO ,

Identificacin

Alumbrado

Ne Salidas

Potencia Instalada

por Salida

(Watios)

Potencia Instalada

Total

Factor

dePotencia

Total :

Tomas de Corriente

Total :

Salidas Especiales

Total :

TOTAL GENERAL:

FORMULARIO II-4

DEMANDA DE POTENCIA TABLERO . '

Identificacin

Alumbrado

PotenciaInstalada

KVAX

Factor

Deman

Tbtai:

Tomas de Corriente

TotaJU

Salidas Especiales

Total/

TUTAL^ S

11-94

Conocida la demanda de cada sub-tablero, procedemos al clculo de la co-

rriente elctrica que va a soportar el alijnentador. Para esto aplica-mos las frmulas II-8, II-9, 11-10, 11-11 indicadas en el numeral 2.5.3.

Procedemos luego a encontrar en las tablas II-5 a II-8 (fin del Captulo)el calibre del conductor, luego hacemos el chequeo correspondiente de

cada de tensin por el mtodo explicado en el numeral 2.5.4 y definimos

el conductor mnimo apropiado, consecuentemente con sto escogemos la tu-

bera o ducto apropiado para proteger al conductor.

Antes de establecer el dimetro del conductor, debe establecerse la pro-

yeccin de aumento de carga para el futuro, por esta razn debemos impo-

nernos un factor de seguridad segn el caso.

El mnimo conductor para alimentadores es el de calibre N10 AWG de co-

bre (segn lo establece el Cdigo Elctrico Ecuatoriano). Cuando enlos clculos obtenemos conductores superiores al N2 AWG, tenemos que

analizar el problema que causa trabajar con conductores gruesos, en re-sidencias, apartamentos, locales comerciales pequeos, etc. Se debe pro-

curar no usar calibres mayores al N2 AWG ya que los tableros generalmen-

te usados para este tipo de instalaciones no lo admiten; de acuerdo al

criterio del que proyecta, se pueden utilizar dos, tres, cuatro, conduc-

tores por fase, con el objeto de no usar conductores extremadamente grue-

11-95

sos, lo que adems puede significar cierta economa en cobre. Paralela-

mente a la reserva dejada en los alimentadores, se debe prever tambinen tuberas o en ductos el espacio necesario para poder incrementar el

numero de conductores o reemplazarlos por otros de mayor dimetro en el

futuro.

2.6.3 Identificacin de Alimentadores:

La identificacin de alimentadores puede hacrsela usando el nombre ge-

nrico "alimentador" seguido del especfico determinado por la denomina-

cin del sub-tablero, ejemplo: Alimentador STA (Alimentador a Sub-Table-ro A). Recordemos que en correspondencia con cada tablero o sub-tablerohay un alimentador.

2.7 TABLEROS DE DISTRIBUCIN

2.7.1 Definicin

Uno o ms paneles en los que van montados interruptores, mecanismos de

proteccin para sobrecarga, barras de conexin y conductores con instru-

mentos de control y/o sin ellos.

2.7.2 Ubicacin

Para determinar el sitio adecuado de un tablero de distribucin tenemos

11-96

que tomar en cuenta los siguientes aspectos:

a) Que se encuentren ubicados en el centro de carga.

b) Que se encuentren ubicados a la menor distancia posible del ducto deinstalaciones elctricas, o en un lugar que facilite la alimentacin

desde el tablero general.

c) Que el lugar escogido no afecte a la esttica del local; un tableropor ms bien diseado que sea no es decorativo.

Debe evitarse ubicar los tableros en lugares de difcil acceso o que per-

manezcan permanentemente con llave. En residencias o en edificios de

apartamentos, un sitio_bastante apropiado es el rea de cocina o en el

patio de servicio, (con las respectivas reservas, ya que puede ocurrir. .

que desde el punto de vista del centro de carga no convenga), utilizandoen lo posible las paredes junto a las puertas. Tomando en cuenta que co-mo son tableros empotrados en la pared, al accionar las puertas no estn

expuestos a ningn dao.

2.7.3. Tableros a Instalarse

El numero de tableros es ilimitado, depende directamente de los requeri-

mientos de carga del edificio, el aspecto econmico es un factor limitan-

te para la instalacin de tableros. Desde el punto de vista tcnico,

11-97

mientras ms centros de carga existan mejor se har la distribucin elc-trica. Para reas bastante extensas, es conveniente ubicar varios sub-

tableros comandados por un tablero general de rea, que a su vez corres-

ponde al tablero general de distribucin o al tablero general de medido-

res.

En edificios de considerable altura y que implican una serie de servi-

cios generales, es muy conveniente ubicar tableros en diferentes sitios,

para alimentar en forma tcnica dichos servicios. Cuando stos pertene-

cen a varios usuarios y tienen reas de circulacin comunes, tales como

hall y escaleras, difcilmente se pueden alimentar todos estos servicios

desde un slo tablero. En estos casos es conveniente ubicar tableros en

los pisos intermedios, dependiendo el nmero de stos de las exigencias

de carga.

Para facilitar la identificacin de circuitos, se puede ubicar tableros

destinados exclusivamente para alumbrados, y junto a es tos .tableros parafuerza (tomas de corriente y salidas especiales).

2.7.4. Protecciones de los Circuitos

La proteccin de los circuitos que son alimentados por un tablero, se la

puede hacer por fusibles de tapn o los de tipo de cartucho, segn el n-

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mero de amperios y de voltios de los circuitos que protejan. Teniendoque anotar que la tendencia en la tcnica de las instalaciones elctricas

modernas es hacia los_Jjrterruptore3. elctricos automticos^ En un slotablero no puede haber ms de 42 dispositivos contra sobrecarga, debido

a limitaciones puestas por los fabricantes, por el^tamao del tablero y

por el elevado numero de dispositivos de proteccin que se concentraran

en un solo panel.

Cada fusible es un dispositivo contra sobrecarga. Si se emplean enterrup-

tores automticos los bipolares se cuentan como dos dispositivos de so-

brecarga y los de tres polos como tres. Si el tablero de distribucin

contienen uno o ms interruptores principales, stos no se cuentan como

parte integrante del lmite de 42.

2.7.4.1 Irrterruptpres .Automticos;

2.7.4.1.1 Definicin

Los interruptores automticos son dispositivos diseados para abrir cir-

cuitos de corriente bajo condiciones anormales, sin sufrir avera alguna,y quedando en perfectas condiciones de funcionamiento para posteriores

maniobras.

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2.7.4.1.2 Ventajas

Entre otras ventajas que el interruptor automtico tiene sobre el fusi-ble, podemos citar la recuperacin automtica. Al producirse la anoma-

la se dispara o desconecta, y para reponer el servicio no es preciso

ms que accionar el mecanismo de mando manual.

Si antes ^de subsanar la avera tratamos de colocar ptrp__fusj.ble stevolver a fundirse. Si antes de subsanar la avera, tratamos de repo-

ner el servicio de un interruptor automtico, se disjmrara. nuevamentesin peligro ^Igunojpara el operador, ni para el circuito receptor prote-gido'.

2.7.4.1.3 Numero de Polos

El nmero de polos ser uno, dos, tres, y se los denomina mono, bi, tri

polares, en la prctica, en algunos casos pueden reemplazarse los inte-

rruptores bi o tripolares por la unin de dos o tres monopolares respec-

tivamente.

La proteccin con tres automticos monopolares no _es aconsejable cuandose lo hace a un motor o receptor trifsico, puesto que al presentarse una

anomala en una fase del circuito, se disparar el automtico correspon-

diente pero el circuito quedar con dos fases funcionando. Si lo que pro-

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teje es un motor funcionar como monofsico, con una considerable sobre-carga, que obligar a los otros dos automticos a dispararse o se ocasio-

narn desperfectos en los devanados del motor.

Sin embargo, hay ocasiones en las que un automtico tripolar sera susti-

tuido ventajosamente por tres monopolares. Tal sera el caso por ejem-plo, de la instalacin de alumbrado de un rea bastante grande, en que

las lmparas estn conectadas entre fase y neutro. En este caso, si se

dispara uno de los automticos, quedara fuera de servicio solamente la

tercera parte del alumbrado y aunque provocara un desequilibrio y unos

transtornos en el transformador, sera solo durante el tiempo necesario

para localizar el dao, y depende de la capacidad del transformador y de

carga que sali de servicio.

2.7.4.1.4 Capacidad de

El numero de maniobras posibles es pequeo, la mayora de interruptores

automticos admiten entre 10.000 y 20.000. El motivo de que no sean ade-

cuados para usos en que la frecuencia de maniobra es elevada es, pues, la

escasa duracin. Ahora bien, si las condiciones de seguridad o la nece-

sidad de comodidad son tales que compensan la cortedad de la vida del au-

tomtico, no hay razn para que no se lo pueda emplear, de modo que queda

a criterio del usuario su uso como interruptor normal.

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Se ha de tener en cuenta tambin que no es rentable sacrificar determina-

dos artefactos en pro de la vida del automtico, ya que si bien stos hoy

son novedad, en el plazo de unos pocos aos quedarn ampliamente supera-

dos por otros.

2.7.4.2 Proteccin contra Sobrecorriente

Si la corriente llega al tablero a travs de un alimentador que ya est

protegido a no ms de la capacidad del tablero, no hace falta colocar en

ste, ningn dispositivo principal contra sobrecarga. Sin embargo, si la

proteccin del alijnentador es superior a la capacidad del tablero (porejemplo un tablero para 1^0_amperips con un alimentador protegido para200 amperios)_, entonces tiene que jiaber^ un dispositivo de proteccin enel tablero que puede consistir en uno o dos (pero nunca ms de dos) dis-yuntores principales o juegos de fusibles. El calibre total en amperiosde los dos combinados no debe exceder de la capacidad del tablero.

2.7.5 Capacidad de los Tableros

Todo tablero de distribucin debe estar marcado de modo claro y permanen-

te con su calibre en amperios, voltios y numero de fases. Si en el ta-

blero hay distintos interruptores para 30 amperios o menos, de modo que

cada circuito pueda conectarse o desconectarse en el tablero, entonces el

calibre mximo admitido es de 200 amperios. Los tablejcQS_jjeben prever

11-102

ir

una reservajunima de un circuito por cada cinco circuitos instalados.

Para proteger^ conductores^ a^islados en circuitos de alumbrado, tomas de

corriente, artefactos de poca potencia, los automticos tienen que ser

ajustados _a_]^ 5_siguientes.;.ya!j.pres:

CONDUCTOR Ng

14 AWG

12 AWG

10 AWG

8 AWG

6 AWG

4 AWG

2 AWG

INTERRUPTOR

15 amp.

20 amp.

30 amp.

4