Trabajo De Instalaciones Julca.docx

INDICE

I.

MEMORIA DE CALCULOS ..................................................................................................... 3 1.1.

GENERALIDADES ................................................................................................................. 3

1.2.

PARÁMETROS CONSIDERADOS ...................................................................................... 3

1.3.

MÁXIMA DEMANDA ........................................................................................................... 3

1.4.

CÁLCULOS DE INTENSIDADES DE CORRIENTE.......................................................... 3

1.5.

CÁLCULOS DE CAÍDA DE TENSIÓN ............................................................................... 3

1.6.

CALCULO DE ILUMINACION ............................................................................................ 4

1.6.1. 1.7.

CALCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA ........................................................... 5

1.7.1. 1.8.

Puesta a tierra utilizando varillas para baja tensión........................................... 5

MEDIDAS DE LA LUZ .......................................................................................................... 7

1.8.1.

INTENSIDAD LUMINOSA (I) ..................................................................................... 7

1.8.2.

FLUJO LUNINOSO (F) ................................................................................................ 7

1.8.3.

ILUMINACION (E) ........................................................................................................ 7

1.8.4.

BRILLO O DENSIDAD LUMINOSA .......................................................................... 8

1.9.

FUENTES DE LUZ ARTIFICIAL ........................................................................................... 8

1.9.1. II.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO ......... 4

LÁMPARAS: .................................................................................................................... 8

DISEÑO DE ILUMINACION ................................................................................................... 9 2.1.

SISTEMAS DE ILUMINACIONN O ALUMBRADO. ....................................................... 9

2.1.1.

ILUMINACION DIRECTA. ........................................................................................... 9

2.1.2.

ILUNINACION INDIRECTA. ....................................................................................... 9

2.1.3.

ILUMINACION SEMI-INDIRECTA ............................................................................. 9

2.1.4.

ILUMINACION SEMI-DIRECTA................................................................................ 10

2.1.5.

ILUMINACION DIFUSA GENERAL ........................................................................ 10

III.

CLASES DE ILUMINACION .................................................................................................. 10 3.1.

ILUMINACION LOCALIZADA.......................................................................................... 10

3.2.

ILUMINACION GENERAL ................................................................................................. 10

3.3.

ILUMINACION COMBINADA .......................................................................................... 11

IV.

PROYECTO DE ILUMINACION ........................................................................................... 11

4.1.

CRITERIOS EXPERIMENTALES ......................................................................................... 11

4.2.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ILUMINACION ........................................... 12

4.2.1.

Plano de trabajo (p) .................................................................................................. 12

4.2.2.

Altura de Montaje (h) ............................................................................................... 12

4.2.3.

COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN (CU) .................................................................. 13

4.2.4.

EFICACIA DE UNA LÁMPARA ................................................................................ 13

4.2.5.

RELACIÓN DE LOCAL .............................................................................................. 13

4.2.6.

RELACIÓN DE LOCAL PARA ILUMINACIÓN DIRECTA, SEMI DIRECTA Y

DIFUSA GENERAL ...................................................................................................................... 13 4.2.7.

RELACIÓN DE LOCAL PARA ILUMINACIÓN, INDIRECTA, SEMI

INDIRECTA.................................................................................................................................... 13 4.2.8.

ÍNDICE DE LOCAL. .................................................................................................... 13

4.2.9.

ÍNDICE DE CAVIDAD LOCAL ................................................................................. 14

4.2.10. FACTOR DE CONSERVACIÓN O MANTENIMIENTO ...................................... 14 4.2.11. FACTOR DE REFLEXIÓN .......................................................................................... 14 4.2.12. NIVEL DE ILUMINACIÓN......................................................................................... 14

I. 1.1.

MEMORIA DE CALCULOS

GENERALIDADES

La presente Memoria de cálculo, está relacionado a evaluar las instalaciones eléctricas definiendo los cálculos de corriente y la caída de tensión de los alimentadores básicamente de los tableros generales y tableros de distribución, pero en el cuadro de cálculo adjunto, también se indica los cálculos de corriente de carga y protección de sobre corriente.

1.2.

PARÁMETROS CONSIDERADOS Factor de potencia

1.3.

:

0.85 (Para alimentadores)

Tensión de servicio

:

380/220V

Frecuencia

:

60Hz.

MÁXIMA DEMANDA

Los detalles de los cálculos de la Máxima Demanda de la Institución educativa se encuentran indicados en los Cálculos.

1.4.

CÁLCULOS DE INTENSIDADES DE CORRIENTE

Para los alimentadores generales a los tableros de distribución, los cálculos se han hecho con la siguiente fórmula:

I

MDTOTAL KxVx cos 

Donde: K= 1.73 para circuitos trifásicos K= 1 para circuitos monofásicos

1.5.

CÁLCULOS DE CAÍDA DE TENSIÓN

Los cálculos de Caída de tensión se han realizado con la siguiente formula:

 xL  V  KxI  x cos   S  Donde: I

:

Corriente en Amperios

V

:

Tensión de servicio en voltios

MDTotal:

Máxima demanda total en Watts.

Cos : Facto r de potencia, 0.8 V

:

Caída de tensión en voltios, 2.5%.

L

:

Longitud en mts.

 :

Resistencia específica o coeficiente de resistividad del Cobre para el conductor en Ohm- mm2/m. Para el cobre es igual a 0.0175 Ohm-mm2/m.

S

: Sección del conductor en mm2

K

: Constante que depende del sistema.

1.73 para circuitos trifásico. 2.00 para circuitos monofásicos. Para el cálculo de la caída de tensión de todos los alimentadores de los Subtableros del tablero general y del Sistema Ininterrumpido, se empleará esta fórmula:

 xL  V  KxI   x cos  S   Los cálculos de caídas de tensión, corriente de carga, corriente de protección sobre corriente y calibres de todos los alimentadores de los tableros de distribución, de fuerza, se indican en los planos. Para la capacidad de corriente en amperios de conductores aislados – en canalización o cable, se han tomado las indicaciones de la Tabla 2 del C.N.E. –UTILIZACION 2011

1.6.

CALCULO DE ILUMINACION

Para el Cálculo de iluminación del edificio, se ha considerado las recomendaciones de niveles de iluminación mínimos contemplados en la tabla 111-1 (Niveles de Iluminación) del CNE-Suministro 2011. El cual nos ha permitido determinar la cantidad de luminarias necesarias, teniendo en cuenta los lux necesarios para cada ambiente del edificio. 1.6.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO Se tendrá en cuenta los siguientes puntos fundamentales: a. Nivel requerido de Iluminación La tabla N°1, muestra los niveles de iluminación recomendados en Lux, para cada ambiente del edificio.

b. Factor de Mantenimiento Bueno: Cuando las condiciones atmosféricas son buenas, las luminarias se limpian frecuentemente y las lámparas se reponen por el sistema de sustitución en grupos. Medio: Cuando existen condiciones atmosféricas menos limpia, la limpieza de la luminaria no es frecuente y sólo se sustituyen cuando se queman. Malo: Cuando la atmósfera es bastante sucia y la instalación tiene una conservación suficiente. c. Altura del Plano de trabajo La altura del plano de trabajo está considerada para todos los ambientes del edificio de 0.80 m sobre el nivel de piso terminado.

1.7.

CALCULO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

1.7.1. Puesta a tierra utilizando varillas para baja tensión Considerando electrodos verticales a nivel del suelo se tiene del manual IEEE “Recommended practice for grounding of industrial and comercial power sistems”, por ser el terreno de fácil penetración y del tipo Arena con Arcilla, con una resistividad de 200 -m, la resistencia del pozo de tierra utilizando varilla de cobre de 3/4”  (20 mm. diámetro) x 2.4 m. de longitud, la resistencia teórica correspondiente se considera:

    4 L   RT    1   Ln d  2  L    Siendo necesario obtener valores menores a 10, el terreno de alta resistividad se reducirá parcialmente realizando el zarandeo de la tierra, desechando las piedras contenidas y ejecutando el tratamiento con Thor gel aplicando aproximadamente 1 dosis x m3 para resistividades entre 50 – 200 ohm-m (ver catálogo de fabricantes).

NATURALEZA DEL TERRENO

RESISTIVIDAD EN Ω - m

Terrenos Pantanosos Limo Humus Turba Húmeda Arcilla Plástica Marga y Arcillas Compactas Margas del Jurasico Arena Arcillosa Arena Silícea Suelo Pedregoso Cubierto de Césped Suelo Pedregoso Desnudo Calizas Blandas Calizas Compactas Calizas Agrietadas Pizarras Roca de Mica o Cuarzo Granito y Gres procedentes de Alteraciones Roca Ígnea

De algunas unidades a 30 20 a 100 10 a 150 5 a 100 50 100 a 200 30 a 40 50 a 500 200 a 300 300 a 500 1,500 a 3,000 100 a 300 1,000 a 5,000 500 a 1,000 50 a 300 500 a 5,000 1,500 a 10,000 5,000 a 15,000

Método de aplicación de Thor – gel: El tratamiento consisten en incorporar al pozo los electrolitos que aglutinados bajo la forma de un gel mejora la conductividad de la tierra y retenga la humedad en el pozo por un tiempo prolongado de manera que garantice una efectiva reducción de la resistencia eléctrica y una estabilidad que no se ve afectada con la variación del clima, la cantidad de dosis por metro cubico de tierra del SPAT, varia de 1 a 3, y está en función de resistencia natural del terreno.

RESISTENCIA INICIAL EN Ω

% DE REDUCCION

RESISTENCIA FINAL EN Ω

600 300 100 50 20 10

95 85 70 60 50 40

30 45 30 20 10 6

Según lo anterior mencionado lograremos una resistencia del terreno tratado de aproximadamente 30 ohm-m: El valor obtenido tiene que ser menor a 10 Ω y cumplir con lo recomendado por el CNE para puestas a tierra en baja tensión.

1.8.

MEDIDAS DE LA LUZ

1.8.1. INTENSIDAD LUMINOSA (I) Es la intensidad de los rayos de luz que fluyen en una dirección determinada. Su unidad de medida es la bujía. 𝐵𝑈𝐽𝐼𝐴 =

1 lumen 1 𝑒𝑠𝑡𝑒𝑟𝑒𝑜𝑟𝑎𝑑𝑖á𝑛

La intensidad también se define como la cantidad de flujo luminoso contenido en un ángulo sólido.  ANGULO SOLIDO (W): Es el espacio comprendido dentro de una superficie cónica, su unidad es el estereorradián.  ESTEREORADIAN: Es un radian en donde: 𝐴 = 𝑅2 𝑊=

A 𝑅2

1.8.2. FLUJO LUNINOSO (F) Es la cantidad de luz emitida por una fuente luminosa sobre una superficie dada. Su unidad es el lumen.  LUMEN: Es la cantidad de luz incidente sobre una superficie de un metro cuadrado. Luego flujo luminoso se mide en lúmenes. 1.8.3. ILUMINACION (E) Es la cantidad de luz que incide por segundo sobre una superficie. Su unidad de medida es el lux.  LUX: Es la iluminación que produce u lumen en una superficie de un metro cuadrado, luego: 𝐿𝑈𝑋 =

1 Lumen 1 𝑚2

1.8.4. BRILLO O DENSIDAD LUMINOSA Este término se aplica a fuentes de luz que no son puntos luminosos. Se expresa en: Abujias 𝑚2

1.9.

ó

𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑚2

= stilb

FUENTES DE LUZ ARTIFICIAL

1.9.1. LÁMPARAS: Son elementos que transforman la energía eléctrica en luminosa, pueden ser: incandescentes y de descarga en gas. LAMPARAS INCANDESCENTES

 Lámparas con ampolla de cristal transparente y no transparente, de luz día, de cristal de colores.  Vida útil: 750-1000 hrs.  De baja presión

LAMPARAS FLUORESCENTES

 Producen los efectos luminosos que más se aproximan a la luz del dia  Vida útil: 2500-7000 hrs.

LAMPARAS DE

 Requiere de voltaje elevado.

GAS DE NEÓN

 Tiene un color entre rosado y rojo oscuro que depende de la presión del gas  Funciona haciendo pasar un arco a través de una

LAMPARAS DE MERCURIO

masa de vapor de mercurio a alta presión, contenido en un tubo de cuarzo o cristal. Esta acción produce luz en la zona ultravioleta.

LAMPARAS DE

 Son básicamente lámparas de mercurio en los que al

HALUROS

tubo del arco se han añadido haluros de metales

METALICOS

como el talio, el iridio o el sodio.  Son aparatos que sirven para fijar y proteger las

LUMINARIAS

lámparas, para conectarlos a la fuente de energía, además controlan y distribuyen la luz emitida por las lámparas.

II. 2.1.

DISEÑO DE ILUMINACION

SISTEMAS DE ILUMINACIONN O ALUMBRADO.

2.1.1.

ILUMINACION DIRECTA.

Cuando la luz llega directamente desde su origen (lámparas) hasta el plano de trabajo, sin haber sido antes reflejada por las paredes y por el techo, el color del techo y las paredes no influyen en este sistema. Se considera que la emisión luminosa es de 90% a 100% hacia abajo y de 0% a 10% hacia arriba.

2.1.2. ILUNINACION INDIRECTA. Cuando la luz se dirige primero sobre la parte superior de las paredes y el techo desde los que se refleja hacia el plano de trabajo. Se considera que la emisión luminosa es de 90% a 100% hacia arriba y de 0% a 10% hacia abajo.

2.1.3. ILUMINACION SEMI-INDIRECTA La mayoría de la luz se dirige directamente a las paredes y techo, una pequeña parte se dirige hacia el plano de trabajo. Se considera que la emisión luminosa es de 60% a 90% hacia arriba y de 10% a 40% hacia abajo.

2.1.4. ILUMINACION SEMI-DIRECTA La mayoría de la luz se dirige hacia el plano de trabajo y una pequeña parte se dirige hacia el techo y paredes. Se considera que la emisión luminosa es de 60% a 90% hacia abajo y de 10% a 40% hacia arriba.

2.1.5. ILUMINACION DIFUSA GENERAL Este tipo hace que la cantidad de luz sea aproximadamente la misma hacia arriba y hacia abajo. Se considera que la emisión luminosa es de 40% a 60% hacia arriba y de 40% a 60% hacia abajo.

III. 3.1.

CLASES DE ILUMINACION

ILUMINACION LOCALIZADA

Consiste en colocar lámparas en los puntos donde se requiere luz de un modo especial o puntual, es no uniforme y se utiliza generalmente en oficinas, talleres, plantas industriales, etc. Y en todo lugar donde se requiera poca área muy iluminada.

3.2.

ILUMINACION GENERAL

Consiste en lograr una distribución uniforme de la luz sobre toda el área que se requiere iluminar, se utiliza en escuelas, teatros y en todos aquellos lugares donde la función que realizan los usuarios es independiente de su ubicación. La ubicación de las luminarias y/o lámparas deberán tener una separación adecuada, para justamente uniformizar la luz.

3.3.

ILUMINACION COMBINADA

Es el sistema mixto, donde se emplea la iluminación localizada y la iluminación general; este tipo de iluminación se emplea en cualquier infraestructura (edificaciones, otros), siempre y cuando se requiera cierto tipo de uso por parte de los usuarios.

IV.

PROYECTO DE ILUMINACION

Esto cálculos están basados los criterios del inventor Ingeniero y empresario (George Westinghouse):

4.1.

CRITERIOS EXPERIMENTALES

El espaciamiento entre las lámparas y/o luminarias en ambas direcciones del ambiente debe ser de 0.8 a 1 veces la altura de suspensión, nunca mayor que 1.3 veces tal altura. 0.8ℎ ≤ 𝑆 ≤ 1.3ℎ Dónde: S: Espaciamiento entre lámparas. H: Altura de piso a techo. h: Altura de suspensión. e: Longitud de suspensión. DISPOSICION DE LAS LAMPARAS Y/O LUMINARIAS EN UN AMBIENTE

Fuente: Criterios de George Westinghouse – Separata Resumen.

4.2.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ILUMINACION

En el cálculo de iluminación intervienen los siguientes factores: •

Plano de trabajo.

•

Coeficiente de utilización.

•

Factor de Conservación.

•

Factor de Reflexión.

•

Nivel de iluminación.

4.2.1. Plano de trabajo (p) Es el plano en donde generalmente se realiza las actividades cotidianas y por consiguiente en el cual se especifica y mide la iluminación. En alumbrado interiores y a menos que por especificación del especialista este plano se considera p=0.85, sobre el nivel de piso terminado y limitado por las paredes del ambiente (según Ministerio de Energía y Minas). 4.2.2. Altura de Montaje (h) Es la distancia que existe entre el plano de trabajo o altura de cavidad de piso y la lámpara. DISPOSICION DE LAS LAMPARAS Y/O LUMINARIAS EN UN AMBIENTE Y FACTORES EN ILUMINACION

Dónde: S: Espaciamiento entre lámparas. H: Altura de piso a techo. h: Altura de suspensión. e: Longitud de suspensión. p: Plano de trabajo. 4.2.3. COEFICIENTE DE UTILIZACIÓN (CU) El coeficiente de utilización (CU) es una medida de la eficiencia de una luminaria en la transferencia de energía lumínica al plano de trabajo en un área determinada. El CU es la proporción de lúmenes que inciden desde una luminaria a un plano de trabajo en relación a los lúmenes emitidos por la lámpara sin la luminaria. El CU (normalmente expresado en porcentaje) es el flujo luminoso recibido sobre un plano de trabajo. Por ejemplo, algo de luz emitida por la luminaria puede salir del plano de trabajo deseado y por tanto se desperdicia. El CU mide la luz aprovechada en el plano deseado como un porcentaje de la luz total emitida por el foco emisor. 4.2.4. EFICACIA DE UNA LÁMPARA Es el rendimiento y está dado en lúmenes por watts. 4.2.5. RELACIÓN DE LOCAL Es un valor que está en función de las medidas del ambiente en donde se va a diseñar (ancho, largo y altura). 4.2.6. RELACIÓN DE LOCAL PARA ILUMINACIÓN DIRECTA, SEMI DIRECTA Y DIFUSA GENERAL 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑅𝐿 = ( ) ℎ ∗ (𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 + 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜) 4.2.7. RELACIÓN DE LOCAL PARA ILUMINACIÓN, INDIRECTA, SEMI INDIRECTA. 3 ∗ 𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 𝑅𝐿 = ( ) 2 ∗ ℎ ∗ (𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 + 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜) 4.2.8. ÍNDICE DE LOCAL. Es un parámetro que sirve para determinar el coeficiente de utilización, este índice está dado en letras desde la A hasta la J.

VALORES DE LA RELACION DEL LOCAL INDICE DE LOCAL

RELACION DE LOCAL

J

Menor de 0.70

I

0.70 a 0.90

H

0.90 a 1.12

G

1.12 a 1.38

F

1.38 a 1.75

E

1.75 a 2.25

D

2.25 a 2.75

C

2.75 a 3.50

B

3.50 a 4.50

A

Mayor de 4.50

4.2.9. ÍNDICE DE CAVIDAD LOCAL Es otro de los parámetros que calcularemos para determinar el coeficiente de utilización. 5ℎ ∗ (𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 + 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜) 𝐼𝐶𝐿 = ( ) (𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜) 4.2.10. FACTOR DE CONSERVACIÓN O MANTENIMIENTO El factor de conservación o de mantenimiento de una lámpara, instalación y una luminaria, está en función al tiempo de uso, vida útil de la lámpara, acumulación de suciedad en la luminaria y la lámpara y por la acumulación de suciedad en las paredes y techo. Según el Ministerio de energía y Minas, proyectos de alumbrado en interiores debe utilizarse un fm=0.80, a menos que se indique lo contrario por el especialista. 4.2.11. FACTOR DE REFLEXIÓN Se produce cuando la superficie devuelve la luz incidente, generalmente está en función del color de la superficies (paredes y techos), el factor de reflexión es la relación entre el flujo luminoso reflejado y el flujo luminoso incidente. 4.2.12. NIVEL DE ILUMINACIÓN El nivel de iluminación se selecciona de acuerdo con el tipo de actividad que se va a desarrollar o de acuerdo con el tipo de ambiente.