INTRODUCCIN Para la ejecucin de un proyecto, es necesario establecer el diseo de las instalaciones principalmente. Ya que estos son un parmetro de suma importancia, ya que mediante estos antecedentes se hacen las respectivas consideraciones para el diseo del proyecto a ejecutar. Por lo que en este tema hablaremos de las instalaciones elctricas, sus caractersticas principales y consideraciones respectivamente.

OBJETIVO El objetivo principal para llevar a cabo una instalacin elctrica, se basan de acuerdo al tipo de proyecto, el clculo y la ejecucin de la obra y las consideraciones del proyectista. Las cuales se basan en los puntos siguientes: 1. Seguridad (Contra accidentes e incendios)1

2. Eficiencia 3. Economa 4. Mantenimiento 5. Distribucin de elementos, aparatos, equipos, etc. 6. Accesibilidad

Por lo que para llevar a cabo una instalacin elctrica eficiente, es necesario contar con los materiales y equipos de buena calidad.

INSTALACIONES ELCTRICAS

GENERALIDADES

Se entiende por instalacin elctrica, el conjunto de tuberas cnduit o tuberas y canalizaciones de otro tipo y forma, cajas de conexin, registros, elementos de unin entre tuberas, y entre las tuberas y las cajas de conexin o los registros, conductores elctricos, accesorios de control, accesorios de control y proteccin, etc., necesarios para contestar o interconectar una o varias fuentes o tomas de energa elctrica con los receptores. Los receptores de la energa elctrica son de tan diversa ndole, que tratando de englobarlos en forma rpida y sencilla, se puede decir que son las siguientes: Todo tipo de lmparas, radios, televisores, refrigeradores, licuadoras, extractores, tostadores, aspiradoras, planchas, etc., es decir, todos los aparatos y equipos electrodomsticos, de oficinas, de comercios, aparatos y equipos de calefaccin, de intercomunicacin, seales luminosas,

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seales audibles, elevadores, montacargas, motores y equipos elctricos en general.

TIPOS DE INSTALACIONES ELCTRICASPor razones que obedecen principalmente a l tipo de construcciones en que se realizan, material utilizado en ellas, condiciones ambientales, trabajo a desarrollar en los locales de que se trate y acabados de las mismas; se tienen diferentes tipos de instalaciones elctricas, a saber: 1.- Totalmente visibles 2.- Visibles entubados 3.- Temporales 4.- Provisionales 5.- Parcialmente ocultas 6.- Ocultas 7.- Apruebas de explosin TOTALMENTE VISIBLES Como su nombre lo indica, todas sus partes componentes se encuentran a la vista y sin proteccin en contra de esfuerzos mecnicos, ni en contra del medio ambiente (seco, corrosivo, etc.) VISIBLES ENTUBADOS Son instalaciones elctricas realizadas as, debido a que por las estructuras de las construcciones y el material de los muros es imposible ahogarlas, no as protegerlas contra esfuerzos mecnicos y contra el medio ambiente, con tuberas, cajas de conexin y dispositivo de unin, control y proteccin recomendable de acuerdo a cada caso particular. TEMPORALES Son instalaciones elctricas que se construyen para el aprovechamiento de la energa elctrica por temporadas o periodos cortos de tiempo, tales son los casos de ferias, juegos mecnicos, exposiciones, servicios contratados para obras en proceso, etc. PROVISIONALES

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Las instalaciones elctricas provisionales, en realidad quedan incluidas en las temporales, salvo e los casos en que se realizan en instalaciones definitivas en operacin, para hacer reparaciones o eliminar fallas principalmente en aquellas, en las cuales no se puede prescindir del servicio a un en un solo equipo, motor o local. Ejemplo: fabricas con proceso continuo, hospitales, salas de espectculos, hoteles, etc., PARCIALMENTE OCULTAS Se encuentran en accesorios grandes o fbricas, en las que parte del entubado esta por pisos sin muros y la restante por armaduras; tambin es muy comn observarlas en edificios comerciales y de oficinas que tienen plafn falso. La parte oculta esta en muros y columnas generalmente, y la parte superpuesta pero entubada en su totalidad es la que va entre las losas y el plafn falso para de ah mediante cajas de conexin localizada de antemano, se hagan las tomas necesarias. TOTALMENTE OCULTAS Son las que se consideran de mejor acabado pues en ellas se busca la mejor solucin tcnica as como el mejor aspecto esttico posible, el que una vez terminada la instalacin elctrica, se complementa con la calidad de los dispositivos de control y proteccin que quedan solo con el frente al exterior de los muros. A PRUEBAS DE EXPLOSIN Se construye principalmente en fbricas y laboratorios en donde se tienen ambientes corrosivos, polos o gases explosivos, materiales fcilmente inflamables, etc., en estas instalaciones, tanto las canalizaciones, como las partes de unin y las cajas de conexin quedan hermticamente cerradas para as, en caso de producirse un circuito corto, a flama o chispa no salga al exterior lo que viene a dar la seguridad de que jams llegara a producirse una explosin por fallas en las instalaciones elctricas.

CIRCUITOS

CIRCUITOS FUNDAMENTALES Independientemente de que se trate de circuitos elementales o complejos, es la combinacin de la fuente de energa, conductores elctricos y accesorios de control y proteccin necesarios para el correcto aprovechamiento de la energa por el o los aparatos receptores. 4

CIRCUITOS ELEMENTALES b

a

c

b El circuito elemental mostrado en la figura, consta esencialmente de: a) Fuente de energa b) Conductores elctricos c) Receptor Puede tambin indicarse como la existencia de: a) Tensin (proporcionada por la fuente) b) Corriente (que circula por los conductores) c) Resistencia (de los propios conductores sumada a la resistencia interna del receptor) El anterior no deja de ser circuito elemental, aun agregndole un ampermetro para medir la intensidad de corriente, un volt metro para medir la tensin entre terminales y un interruptor para abrir y cerrar el sistema, evitando con ello el hacer conexiones, desconexiones tardadas e innecesarias.

AM

ET

VM

Int. EN LA FIGURA

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AM Amprmetro VM Vltmetro ET Tensin total aplicada Int. Interruptor. Aprovechando el circuito elemental, aremos mencin de la ley fundamental de la electricidad o ley de Hom. LA INTENSIDAD DE CORRIENTE En un circuito cerrado, varia directamente proporcional con la variacin de la TENSION (E) e inversamente proporcional con la variacin de la RESISTENCIA (R). Formula: Sus variantes:

La variacin de la INTENSIDAD DE CORRIENTE en forma directamente proporcional e inversamente proporcional con respecto a los valores TENSION Y RESISTENCIA, puede comprobarse fcilmente si hacemos operaciones con valores experimentales y consideramos cargas puramente resistivas, aunque es vlida para cargas inductivas si la resistencia (R), es substituida por la impedancia (Z).

CIRCUITO EN SERIE Y CIRCUITO PARALELO O MLTIPLE CIRCUITO SERIE

IT Ia 6 a

Ib

b

Ic IT

c

En la ecuacin (3) del circuito serie queda establecida la segunda ley de KIRCHHOFF que a la letra dice: SEGUNDA LEY DE KIRCHHOFF: LA SUMA DE LAS CAIDAS DE TENSION O VOLTAJE EN UN CIRCUITO CERRADO, EQUIVALE A LA TENSION O VOLTAJE TOTAL APLICADO. CARACTERISTICAS Como todos los receptores elctricos ofrecen determinada resistencia al paso de la corriente a travs de ellos, reciben el nombre genrico de RESISTENCIAS, la figura anterior nos muestra en consecuencia tres resistencias en serie. 1.- todos los receptores y conductores electicos, forman una sola trayectoria por la que debe pasar la corriente, una interrupcin en cualquier punto, abre el circuito, sesando el flujo e corriente y obligando a ser simultaneo el control de todos los receptores. 2.- la corriente es la misma en todas las partes del circuito. 3.- la tensin total aplicada que impulsa a la corriente a travs de todos los receptores en serie, es igual a la suma de las cadas de tensin en cada una de ellas. 4.- cada uno de los dispositivos del circuito, opone cierta resistencia al paso de la corriente, la resistencia total ofrecida por las tres resistencias, es igual a la suma de ellas. APLICACIONES 7

Principalmente en alumbrado pblico, series de navidad, en casos especiales de alumbrado de emergencia, etc.

CIRCUITO PARALELO CICUITO MULTIPLE O PARALELO

a c

b

ET I1 I2 I3

IT

En la ecuacin (2) del circuito mltiple o paralelo, queda establecida la primera ley de KIRCHHOFF, que establece: LA SUMA DE LAS CORRIENTES QUE ENTRAN A UN NODO O EMPALME DE UN CIRCUITO, ES IGUAL A LA SUMA DE LAS CORRIENTES QUE SALEN.

CARACTERISTICAS 1.- el control de los receptores puede ser individual o simultaneo 2.- todos los receptores estn conectados a la misma tensin. 3.- la corriente total del circuito es iguala a la suma de todas las corrientes parciales

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4.- la resistencia total combinada de los receptores en paralelo, es siempre menor que la resistencia de cualquiera de ellos. Matemticamente hablando, la resistencia total presentada por el circuito es iguala a la inversa de la suma de las inversas de las resistencias parciales. 5.- la resistencia de corriente que pasa por cada receptor es inversamente proporcional al valor de su resistencia. APLICACIONES En ms del 90% de las instalaciones elctricas.

SISTEMAS MONOFSICO, BIFSICO Y TRIFSICO

SISTEMA MONOFSICO A DOS HILOS (FASE Y NEUTRO) I F R

W R N I

Esta frmula en corriente alterna (C.A.) solo nos da la potencia aparente o de lnea y la potencia real cuando se tenga en el circuito carga 100% resistiva como se trata indicar en la formula general, abarcando combinaciones de los tres tipos de cargas elctricas que son carga resistiva, carga inductiva y carga capacitiva, en ella incluiremos el factor de potencia o cos .

En calibre de los conductores por corriente se encuentra despejando I de la ecuacin (1).

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SISTEMA MONOFASICO A TRES HILOS (2 FASES Y NEUTRO)

I F En N En F I R I =0 R W/2 R W/2

Si se observa detenidamente al diagrama anterior, realmente se trata de dos sistemas monofsicos a dos hilos.

POR CORRIENTE

Como la carga total conectada en realidad se reparte en dos sistemas monofsicos a dos hilos, la corriente y en consecuencia la cada de tensin es exactamente la mitad con respecto al sistema elemental de fase neutro.

Como se trata de un sistema que en la realidad es difcil de balancear 100%, en un momento dado el neutro trabaja como fase o hilo de corriente transportando 1.4142 veces la corriente eficaz por fase. Por lo anterior es recomendable que cuando se trabaje 2 fases con neutro comn, al neutro se le considera mayor rea que a los hilos de corriente por lo menos en un calibre. Para mejor entender lo anterior, hay necesidad de tener presente que los aparatos de medicin de corriente alterna (C.A.) no indican valores mximos ni valores promedios de las hondas sinusoidales de TENSION, CORRIENTE O 10

POTENCIA, sino que indican el valor eficaz de las mismas, siendo 0.7071 del valor mximo por lo tanto, 0.7071 * 2 = 1.4142.

SISTEMA TRIFASICO A TRES HILOS (3 FASES) I A Ef B W/3 Ef C Ef I R W/3 I R R W/3.

Sistema aplicado, como todas las cargas parciales son trifsicas, pero divididos en dos casos especficos. 1.- cuando las cargas parciales son 100% resistivas como resistencias de secadores, hornos elctricos, el factor de potencia o cos = 1, en consecuencia, las formulas (1) y (2) quedan:

2.- cuando las cargas parciales son inductivas como motores elctricos en su generalidad y dispositivos o equipos fabricados con bobinas, hay necesidad de incluir, adems del factor de potencia o Cos , la eficiencia N promedio de los motores, en un valor nunca mayor de 0.85.

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DISTRIBUCIN DE CORRIENTE Y TIERRA DE UNA INSTALACIN

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CUADRO DE CARGAS, CONEXIONES A FASES, DIAGRAMA UNIFILAR Y CENTROS DE CARGALos diagramas unifilares representan todas las partes que componen a un sistema de potencia de modo grfico, completo, tomando en cuenta las conexiones que hay entre ellos, para lograr as la forma una visualizacin completa del sistema de la forma ms sencilla. Ya que un sistema trifsico balanceado siempre se resuelve como un circuito equivalente monofsico, o por fase, compuesto de una de las tres lneas y un neutro de retorno, es rara vez necesario mostrar ms de una fase y el neutro de retorno cuando se dibuja un diagrama del circuito. Muchas veces el diagrama se simplifica an ms al omitir el neutro del circuito e indicar las partes que lo componen mediante smbolos estndar en lugar de sus circuitos equivalentes. No se muestran los parmetros del circuito, y las lneas de trasmisin se representan por una sola lnea entre dos terminales. A este diagrama simplificado de un sistema elctrico se te llama diagrama unifilar o de una lnea. ste indica, por una sola lnea y por smbolos estndar, cmo se conectan las lneas de transmisin con los aparatos asociados de un sistema elctrico. El propsito de un diagrama unifilar es el de suministrar en forma concisa informacin significativa acerca del sistema.15

La importancia de las diferentes partes de un sistema vara con el problema, y la cantidad de informacin que se incluye en el diagrama depende del propsito para el que se realiza. Por ejemplo, la localizacin de los interruptores y relevadores no es importante para un estudio de cargas. Los interruptores y relevadores no se mostraran en el diagrama si su funcin primaria fuera la de proveer informacin para tal estudio. Por otro lado, la determinacin de la estabilidad de un sistema bajo condiciones transitorias resultantes de una falla depende de la velocidad con la que los relevadores e interruptores operan para aislar la parte del sistema que ha fallado. Por lo tanto, la informacin relacionada con los interruptores puede ser de extrema importancia. Algunas veces, los diagramas unifilares incluyen informacin acerca de los transformadores de corriente y de potencia que conectan los relevadores al sistema o que son instalados para medicin.

CONCEPTOS BSICOS DE ILUMINACINEn los sistemas de iluminacin es necesario el empleo de una serie de conceptos bsicos, que principalmente son: Flujo luminoso o potencia luminosa: cantidad de luz emitida por una fuente luminosa. Por lo tanto es un factor que depende nicamente de las propiedades intrnsecas de la fuente. Su unidad es el lumen (lm). Intensidad luminosa: flujo emitido en un ngulo y en una direccin. Se utiliza para expresar cmo se reparte la luz de una fuente en las distintas direcciones, ya que las fuentes luminosas normalmente no emiten el mismo flujo luminoso en todas las direcciones. La intensidad se mide en candelas (cd). Rendimiento luminoso: cantidad de energa que se convierte en luz con relacin a la energa total consumida. Permite medir la eficacia luminosa de una fuente. Se mide en flujo luminoso por unidad de energa consumida (lumen/vatio). Iluminancia: luz que llega a una superficie determinada. Su unidad, el lux, equivale al flujo luminoso de un lumen que incide homogneamente sobre una superficie de un metro cuadrado. Luminancia: flujo reflejado por los cuerpos, o el flujo emitido si un el objeto es una fuente de luz. Es el nico concepto que mide realmente lo16

que nosotros vemos de la luz, ya que hace referencia a la claridad o brillo con que vemos las distintas superficies. La luminancia se mide en candelas por superficie (cd/m2). Temperatura de color: las fuentes de luz pueden crear atmsferas clidas o fras en su apariencia. La temperatura de color, expresada en grados Kelvin (K), es una forma de describir esta tonalidad. Cuanto mayor sea la temperatura de color, la luz ser ms fra y azulosa. Uno de los factores ms importante es la iluminancia, ya que la mayora de las normas tcnicas industriales de iluminacin definen las condiciones lumnicas de los puestos de trabajo determinando los niveles de iluminacin en lux, segn los requerimientos visuales que impliquen las tareas realizadas.

TIPOS DE ILUMINACINTIPO DE ILUMINACIN.- Los tipos de iluminacin se clasifican segn la distribucin del flujo luminoso por encima o por debajo de la horizontal. ILUMINACIN DIRECTA.- El flujo lumnico es distribuido de la siguiente manera: 90% a 100% flujo hacia abajo 10% a 0% flujo hacia arriba ILUMINACIN SEMIDIRECTA.60% a 90% flujo hacia abajo 40% a 10% flujo hacia arriba ILUMINACIN DIFUSA.40% a 60% flujo hacia abajo 60% a 40% flujo hacia arriba ILUMINACIN SEMI-INDIRECTA.10% a 40% flujo hacia abajo 90% a 60% flujo hacia arriba

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ILUMINACIN INDIRECTA.0% a 10% flujo hacia abajo 100% a 90% flujo hacia arriba

TIPOS DE LMPARASLMPARAS INCANDESCENTES LMPARA INCANDESCENTE NORMAL: La lmpara incandescente produce luz por medio del calentamiento elctrico de un alambre (el filamento) a una temperatura alta que la radiacin se emite en el campo visible del espectro. Son las ms antiguas fuentes de luz conocidas con las que se obtiene la mejor reproduccin de los colores, con una luz muy cercana a la luz natural del sol. Su desventaja es la corta vida de funcionamiento, baja eficacia luminosa (ya que el 90% de la energa se pierde en forma de calor) y depreciacin luminosa con respecto al tiempo. La ventaja es que tienen un coste de adquisicin bajo y su instalacin resulta simple, al no necesitar de equipos auxiliares. apariencia de color: blanco clido temperatura de color: 2600 K reproduccin de color: Ra 100 vida til: 1000 h LMPARA INCANDESCENTE HALGENA DE TUNGSTENO: Las lmparas incandescentes halgenas de tungsteno, tienen un funcionamiento similar al de las lmparas incandescentes normales, con la salvedad de que el halgeno incorporado en la ampolla ayuda a conservar el filamento. Aumenta as la vida til de la lmpara, mejora su eficiencia luminosa, reduce tamao, mayor temperatura de color y poca o ninguna depreciacin luminosa en el tiempo, manteniendo una reproduccin del color excelente. apariencia de color: blanco temperatura de color: 29000 K reproduccin de color: Ra 100 vida til: 2000 - 5000 h LMPARAS DE DESCARGA LMPARA DE SODIO DE BAJA PRESIN:18

Existe una gran similitud entre el trabajo de una lmpara de sodio de baja presin y una lmpara de mercurio de baja presin. Sin embargo, mientras que en la ltima, la luz se produce al convertir la radiacin ultravioleta de la descarga del mercurio en radiacin visible, utilizando un polvo fluorescente en la superficie interna; la radiacin visible de la lmpara de sodio de baja presin se produce por la descarga de sodio. La lmpara producir un luz de color amarillo, ya que en casi la totalidad de su espectro predominan las frecuencias cerca del amarillo. La reproduccin de color ser la menos valorada de todos los tipos de luminaria, Pero sin embargo es la lmpara de mayor eficiencia luminosa y larga vida. apariencia de color: amarillo temperatura de color: 1800 K reproduccin de color: no aplicable vida til: 14000 h LMPARA DE SODIO DE ALTA PRESIN: La diferencia de presiones del sodio en el tubo de descarga es la principal y ms sustancial variacin con respecto a las lmparas anteriores. El exceso de sodio en el tubo de descarga, para dar condiciones de vapor saturado adems de un exceso de mercurio y Xenn, hacen que tanto la temperatura de color como la reproduccin del mismo mejoren notablemente con las anteriores, aunque se mantienen ventajas de las lmparas de sodio baja presin como son la eficacia energtica elevada y su larga vida. apariencia de color: blanco amarillo temperatura de color: 2000 - 2500 K reproduccin de color: Ra 25 - Ra 80 vida til: 16000 h LMPARA DE MERCURIO DE BAJA PRESIN:

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Recordemos que estas lmparas son de descarga de mercurio de baja presin, en la cual la luz se produce predominantemente mediante polvos fluorescentes activados por la energa ultravioleta de la descarga. Tienen mayor eficacia luminosa que las lmparas incandescentes normales y muy bajo consumo energtico. Son lmparas ms costosas de adquisicin y de instalacin, pero se compensa por su larga vida de funcionamiento. La reproduccin del color es su punto dbil, aunque en los ltimos aos se estn consiguiendo niveles aceptables. Caracterizadas tambin por una tonalidad fra en el color de la luz emitida. apariencia de color: diferentes blancos temperatura de color: 2600 - 6500 K reproduccin de color: Ra 50 - Ra 95 vida til: 10000 h

LMPARAS DE MERCURIO DE ALTA PRESIN: En estas lmparas la descarga se produce en un tubo de descarga que contiene una pequea cantidad de mercurio y un relleno de gas inerte para asistir al encendido. Una parte de la radiacin de la descarga ocurre en la regin visible del espectro como luz, pero una parte tambin se emite en la regin ultravioleta. Cubriendo la superficie interior de la ampolla exterior, con un polvo fluorescente que convierte esta radiacin ultravioleta en radiacin visible, la lmpara ofrecer mayor iluminacin que una versin similar sin dicha capa. Aumentar as la eficacia lumnica y mejorara la calidad de color de la fuente, como la reproduccin del color. apariencia de color: blanco temperatura de color: 4000 K reproduccin de color: Ra 45 vida til: 16000 h LMPARAS MEZCLADORAS:

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La lmpara mezcladora deriva de la lmpara convencional de mercurio de alta presin. La diferencia principal entre estas dos es que, la ltima depende de un balasto externo para estabilizar la corriente de la lmpara, y la lmpara mezcladora posee un balasto incorporado en forma de filamento de tungsteno conectado en serie con el tubo de descarga. La luz de descarga del mercurio y aquella del filamento caldeado se combinan, o se mezclan, para lograr una lmpara con caractersticas operativas totalmente diferentes a aquellas que poseen tanto una lmpara de mercurio puro como una incandescente. La principal ventaja es que concentra las ventajas de ambos tipos. apariencia de color: blanco temperatura de color: 3600 K reproduccin de color: Ra 60 vida til: 6000 h LMPARA DE HALOGENUROS METLICOS: Las lmparas de mercurio halogenado son de construccin similar a las de mercurio de alta presin. La diferencia principal entre estos dos tipos, es que el tubo de descarga de la primera, contiene una cantidad de haluros metlicos adems del mercurio. Estos haluros son en parte vaporizados cuando la lmpara alcanza su temperatura normal operativa, El vapor de haluros se disocia luego dentro de la zona central caliente del arco en halgeno y en metal, con el metal vaporizado irradia su espectro apropiado. Hasta hace poco estas lmparas han tenido una mala reputacin, al tener un color inestable, precios elevados y poca vida. Hoy han mejorado aumentando su eficacia lumnica y mejorando el ndice de reproduccin del color, punto dbil en el resto de lmparas de descarga. apariencia de color: blanco frio temperatura de color: 4800 - 6500 K reproduccin de color: Ra 65 - Ra 95 vida til: 9000 h LMPARAS DE INDUCCIN ELECTROMAGNTICA

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La lmpara de induccin, introduce un concepto nuevo en la generacin de la luz. Basada en el principio de descarga de gas a baja presin, la principal caracterstica del sistema de la lmpara nuevo, es que prescinde de la necesidad de los electrodos de originar la ionizacin. En cambio utiliza una antena interna, cuya potencia proviene de un generador externo de alta frecuencia para crear un campo electromagntico dentro del recipiente de descarga, y esto es lo que induce la corriente elctrica en el gas a originar su ionizacin. La ventaja principal que ofrece este avance es el enorme aumento en la vida til de la lmpara. apariencia de color: diferentes blancos temperatura de color: 2700 - 4000 K reproduccin de color: Ra 80 vida til: 60000 h

BIBLIOGRAFA

INSTALACIONES ELCTRICAS PRCTICAS22

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INSTALACIONES

ELCTRICAS

Y

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