UNIVERSIDAD DR. JOSÉ MATÍAS DELGADO RED BIBLIOTECARIA MATÍAS DERECHOS DE PUBLICACIÓN DEL REGLAMENTO DE GRADUACIÓN DE LA UNIVERSIDAD DR. JOSÉ MATÍAS DELGADO Capítulo VI, Art. 46 “Los documentos finales de investigación serán propiedad de la Universidad para fines de divulgación” PUBLICADO BAJO LA LICENCIA CREATIVE COMMONS Reconocim iento-NoCom ercial-SinObraDerivada 3.0 Unported. http:// reative o o s.org/li e ses/ - - d/3.0/deed.es_ES “ No se permite un uso comercial de la obra original ni la generación de obras derivadas .” Para cualquier otro uso se debe solicitar el permiso a la Universidad [Es ri ir te to] UNIVERSIDAD DR. JOSÉ MATÍAS DELGADO Seminario de Investigación Manual Básico de Sistemas Eléctricos de Uso Común en Arquitectura Márquez Avalos, Berta Elena Vásquez de Navidad, Patricia Guadalupe 200000099 199501663 Asesor: Arquitecto Edgardo Brito Contreras Santa Tecla, Antiguo Cuscatlán, La Libertad, 27 de Julio 2011. ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA ÍNDICE GENERAL I ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA INTRODUCCIÓN 1 CAPITULO I - CONCEPTOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA 9 1.1 Electricidad 9 1.2 Energía eléctrica 9 1.3 Corriente eléctrica 9 1.4 Tensión 10 1.5 Energía 10 1.6 Efectos de la energía eléctrica 10 1.7 Corriente alterna 11 1.8 Corriente directa 11 1.9 Generación de electricidad 12 1.10 Transmisión de electricidad 12 1.11 Distribución de electricidad 12 1.12 Diagrama conceptual de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica 13 CAPITULO II – GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA 14 2.1. Central hidroeléctrica 15 2.2 Central térmica 16 2.3 Central geotérmica 17 2.4 Central biomasa 18 II ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO III – TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA 19 3.1 Subestación elevadora 20 3.2 Líneas de transmisión 21 3.3 Subestación de transmisión 22 CAPITULO IV – DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA 23 4.1 Empresas distribuidoras 24 4.2 Subestación de distribución 26 4.3 Línea de distribución de baja tensión 28 4.4 Líneas de distribución de media tensión 29 CAPITULO V – CONDUCTORES, ACCESORIOS PARA TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN 30 5.1 Conductores 31 5.2 Aisladores 38 5.3 Protecciones 41 5.4 Herrajes 47 5.5 Estructuras de soporte 52 5.5.1 Torres para infraestructura eléctrica 52 5.5.2 Postes para infraestructura eléctrica 55 III ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO VI – ACOMETIDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA 62 6.1 Acometida de baja tensión 64 6.1.1 Acometida aérea de baja tensión 64 6.1.2 Acometida subterránea de baja tensión 73 6.1.3 Medidores 76 6.1.4 Cuerpo terminal 81 6.1.5 Protección terminal”MAIN” 83 6.2 Acometida de media tensión 84 6.2.1 Acometida aérea de media tensión 84 6.2.2 Acometida subterránea de media tensión 87 6.2.3 Medidores 89 6.2.4 Pozos para la instalación eléctrica 91 6.2.5 Subestación eléctrica 97 6.2.6 Transformadores 116 CAPITULO VII – DISTRIBUCIÓN INTERNA DE ENERGÍA ELÉCTRICA 123 7.1 Tablero eléctrico 124 7.2 Conductores para distribución interna 141 7.3 Canalizaciones para la distribución interna 144 7.4 Interruptores eléctrico (switch) 147 7.5 Tomacorriente (enchufe hembra) 152 IV ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO VIII - ILUMINACIÓN 163 8.1 La luz 164 8.2 Iluminación 174 8.3 Fuente de iluminación artificial o lámparas 178 8.4 Temperatura del color 192 8.5 Indice de rendimiento del color IRC o CRI 194 8.6 Luminarias 196 8.7 Distribución de la luz 202 8.8 Diferentes tipos de iluminación 207 8.9 Tipo de luz según uso y función del espacio 210 8.10 Nivel de iluminación 214 8.11 Iluminación exterior 232 CAPITULO IX – RELACIÓN CON OTRAS ESPECIALIDADES 248 CAPITULO X - REPRESENTACIÓN EN PLANOS 251 CONCLUSIONES – RECOMENDACIONES 252 GLOSARIO 254 BIBLIOGRAFÍA 266 ANEXOS 272 V ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA LISTA DE TABLAS VI ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tabla No.1 Cuadro de servicios de media tensión 29 Tabla No.2 Dimensiones de torres 54 Tabla No.3 Aplicación postes de concreto 55 Tabla No.4 Dimensiones de poste de concreto 57 Tabla No.5 Dimensión postes metálicos 59 Tabla No.6 Empotramiento de postes 60 Tabla No.7 Unidades de medida 177 Tabla No.8 Comparación según tipo de lámpara 189 Tabla No.9 Comparación según tipo de lámpara 190 Tabla No.10 Comparación según tipo de lámpara 191 Tabla No.11 Temperatura del color y sus aplicaciones 193 Tabla No.12 CRI Índice de rendimiento del color 195 Tabla No.13 Selección de luminaria según el tipo de lámpara 201 Tabla No.14 Distribución luminosa 204 Tabla No.15 Distribución luminosa 205 Tabla No.16 Distribución luminosa 206 Tabla No.17 Diferentes tipos de iluminación 208 Tabla No.18 Diferentes tipos de iluminación 209 Tabla No.19 Tipos de luz uso y función del espacio 211 Tabla No.20 Tipos de luz uso y función del espacio 212 Tabla No.21 Tipos de luz uso y función del espacio 213 Tabla No.22 Nivel de iluminación recomendado 215 Tabla No.23 Nivel de iluminación recomendado 216 VII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tabla No.24 Nivel de iluminación recomendado 217 Tabla No.25 Nivel de iluminación recomendado 218 Tabla No.26 Nivel de iluminación recomendado 219 VIII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA LISTA DE FIGURAS IX ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.1 Gráfica de corriente alterna 11 Figura No.2 Gráfica de corriente directa 11 Figura No.3 Diagrama conceptual de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica 13 Figura No.4 Gráfica de centrales generadoras 14 Figura No.5 Central hidroeléctrica 15 Figura No.6 Central térmica 16 Figura No.7 Central geotérmica 17 Figura No.8 Central biomasa 18 Figura No.9 Subestación elevadora 20 Figura No.10 Líneas de transmisión 21 Figura No.11 Subestación de transmisión 22 Figura No.12 Mapa de distribución de energía eléctrica 25 Figura No.13 Subestación de distribución 26 Figura No.14 Distribución de subestaciones eléctricas en el Área Metropolitana de San Salvador 27 Figura No.15 Alambre 32 Figura No.16 Cable 32 Figura No.17 Conductor de cobre 33 Figura No.18 Alambres y cable desnudo de cobre 33 Figura No.19 Cable WP 34 Figura No. 20 Conductor de aluminio 35 X ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.21 Conductor AAC 35 Figura No.22 Conductor ACSR 36 Figura No.23 Cable multiplex regular 36 Figura No.24 Cable multiplex compacto 37 Figura No.25 Aislador de carrete 38 Figura No.26 Aislador de espiga 39 Figura No.27 Aislador de suspensión 39 Figura No.28 Aislador de tensión o tecolote 40 Figura No.29 Aisladores tipo columna 40 Figura No.30 Fusible cerrado 42 Figura No.31 Fusible visto 43 Figura No.32 Fusible abierto 43 Figura No.33 Tipo expulsión 44 Figura No.34 Tipo válvula 45 Figura No.35 Varilla de polarización 46 Figura No.36 Abrazaderas 47 Figura No.37 Barra para cable o preformada 48 Figura No.38 Barra para anclar 48 Figura No.39 Conector tipo C 49 Figura No.40 Conector tipo H 49 Figura No.41 Conector tipo universal 50 Figura No.42 Conector para varilla o cepo de polarización 50 Figura No.43 Crucero 51 XI ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.44 Guardacabo 51 Figura No.45 Torre eléctrica 53 Figura No.46 Postes de concreto 56 Figura No.47 Poste metálico 58 Figura No.48 Vano o distancia entre postes 61 Figura No.49 Detalle de acometida aérea de baja tensión 65 Figura No.50 Detalle de distribución del punto de entrega y recibo 67 Figura No.51 Detalle de acometida aérea de baja tensión en vivienda de una planta 68 Figura No.52 Detalle de acometida aérea de baja tensión en vivienda de dos plantas 69 Figura No.53 Detalle de acometida aérea de baja tensión en vivienda de dos plantas 70 Figura No.54 Detalle de acometida aérea de baja tensión en vivienda unifamiliar 71 Figura No.55 Detalle de acometida aérea a baja tensión en industria o comercio 72 Figura No.56 Detalle de acometida subterránea de baja tensión 75 Figura No.57 Detalle de acometida aérea de baja tensión 78 Figura No.58 Detalle de acometida hacia un panel del control 79 Figura No.59 Detalle de medidor múltiple 80 Figura No.60 Detalle de cuerpo terminal 81 Figura No.61 Detalle de cuerpo terminal 82 XII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.62 Main 83 Figura No.63 Acometida aérea de media tensión 85 Figura No.64 Detalle de acometida subterránea de media tensión 88 Figura No.65 Ubicación de medidor en poste 90 Figura No.66 Nivel de ductos 92 Figura No.67 Profundidad mínima 93 Figura No.68 Detalle de pozo tipo “S” 94 Figura No.69 Detalle de pozo de registro tipo”P “o “PS” 95 Figura No.70 Detalle de pozo de registro de media tensión 96 Figura No.71 Subestación a la intemperie 100 Figura No.72 Subestación en el interior 104 Figura No.73 Subestación en H 108 Figura No.74 Subestación de dos transformadores en poste 111 Figura No.75 Subestación de dos transformadores en poste 112 Figura No. 76 Subestación de tres transformadores en poste 113 Figura No. 77 Subestación de tres transformadores en poste 114 Figura No.78 Transformador subterráneo pad mounted 117 Figura No.79 Transformador subterráneo pad mounted 118 Figura No.80 Transformador aéreo 121 Figura No.81 Tablero eléctrico 124 Figura No.82 Interruptor termomagnético 125 Figura No.83 Tablero eléctrico 127 Figura No.84 Puesta a tierra 128 XIII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.85 Medición de la puesta a tierra 130 Figura No.86 Tablero de alumbrado 132 Figura No.87 Tablero de fuerza 136 Figura No.88 Diagrama conceptual de tablero eléctrico 137 Figura No.89 Conductor THHN 142 Figura No.90 Conductor XHHW 143 Figura No.91 Conductor NM-B 143 Figura No.92 Canalización conduit 145 Figura No.93 Accesorio EMT 145 Figura No.94 Canalización PVC tecnoducto 146 Figura No.95 Interruptor eléctrico 147 Figura No.96 Interruptor eléctrico para interiores 148 Figura No.97 Interruptor eléctrico para exteriores 148 Figura No.98 Interruptores en oficina administrativa 150 Figura No.99 Interruptor en escalera 151 Figura No.100 Tomacorriente enchufe hembra 152 Figura No.101 Tomacorriente no polarizado 153 Figura No.102 Tomacorriente polarizado 154 Figura No.103 Tomacorriente empotrado (110 voltios) 155 Figura No.104 Tomacorriente empotrado (110 voltios) 155 Figura No.105 Tomacorriente empotrado (220 voltios) 155 Figura No.106 Tomacorriente de superficie (110 voltios) 156 Figura No.107 Tomacorriente de superficie (110 voltios) 156 XIV ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.108 Tomacorriente de superficie (220 voltios) 156 Figura No.109 Tomacorriente para exteriores (110 voltios) 157 Figura No.110 Tomacorriente para exteriores (220 voltios) 157 Figura No.111 Tomacorriente en oficina administrativa 160 Figura No.112 Tomacorriente en vivienda familiar 161 Figura No.113 Tomacorriente en vivienda familiar 162 Figura No.114 El espectro electromagnético y Espectro de luz 164 Figura No.115 Reflexión regular 165 Figura No.116 Reflexión difusa 166 Figura No.117 Reflexión mixta 166 Figura No.118 Refracción 167 Figura No.119 Transmisión regular 168 Figura No.120 Transmisión difusa 168 Figura No.121 Transmisión mixta 169 Figura No.122 Colores del espectro 170 Figura No.123 Ejemplo de cómo la luz choca con el objeto 171 Figura No.124 Ojo humano 173 Figura No.125 Lumen 174 Figura No.126 Candela 175 XV ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.127 Lux 176 Figura No.128 Lámpara incandescente 179 Figura No.129 Lámpara reflectora 180 Figura No.130 Lámpara halógena 181 Figura No.131 Lámpara fluorescentes o de descarga 182 Figura No.132 Lámparas de mercurio de alta presión 183 Figura No.133 Lámpara de halogenuros metálicos 184 Figura No.134 Lámpara de luz mixta 185 Figura No.135 Lámpara de sodio de baja presión 186 Figura No.136 Lámpara de vapor de sodio de alta presión 187 Figura No.137 LED 188 Figura No.138 IRC o CRI 194 Figura No.139 Proyector extensivo 197 Figura No.140 Proyector direccional 197 Figura No.141 Uplight 198 Figura No.142 Downlights 198 Figura No.143 Rectangular 199 Figura No.144 Cuadrado 200 Figura No.145 Gráfica de intensidad luminosa 202 Figura No.146 Gráfica de intensidad luminosa 203 Figura No.147 Ubicación de lámpara localizada en museo y sala de estar 223 Figura No.148 Ubicación de lámpara localizada XVI ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA en sala de junta en dormitorio 224 Figura No.149 Ubicación de lámpara localizada en restaurante y cocina 225 Figura No.150 Ubicación de lámpara de efectos en recepción y sala de juntas 227 Figura No.151 Ubicación de lámpara de efectos en dormitorio y sala de estar 228 Figura No.152 Ubicación de lámpara general en sala de espera y oficina administrativa 230 Figura No.153 Ubicación de lámpara general en oficina administrativa y bodega 231 Figura No.154 Calle o vía 233 Figura No.155 Calle o vía 233 Figura No.156 Lámpara LED 234 Figura No.157 Lámpara LED 234 Figura No.158 Iluminación de parques 235 Figura No.1 59 Iluminación de plazas 235 Figura No.160 Iluminación de piscinas 237 Figura No.161 Iluminación de estadios 239 Figura No.162 Iluminación de estadios 240 Figura No.163 Iluminación de jardines 239 Figura No.164 Iluminación de plazas 244 XVII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.165 Iluminación para pistas de aterrizaje 246 Figura No.166 Iluminación de túneles 247 XVIII ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA INTRODUCCIÓN 1 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA El presente “Manual Básico de Sistemas Eléctricos de uso común en la Arquitectura” pretende desarrollar conceptos básicos sobre la energía eléctrica en El Salvador, como son: la Generación, Transmisión y Distribución de la misma, así como los conceptos de infraestructura, dispositivos, equipos, conductores y accesorios necesarios, para poder hacer llegar esta energía, desde las líneas de distribución eléctrica hasta las residencias de los usuarios finales. El objetivo de la investigación es preparar un” Manual simplificado” de los Objetivo sistemas eléctricos comúnmente usados en el que se haga una descripción comprensiva de los principales componentes, procesos, materiales, equipos y usos recomendables, para que sirva como material de consulta a estudiantes de arquitectura y personas que de alguna manera se relacionen con la industria de la construcción. El trabajo aquí propuesto se justifica debido a que toda obra de arquitectura contemporánea y prácticamente la totalidad de las funciones humanas, exigen que las edificaciones cuenten con servicios eléctricos para el manejo de equipos, que se han vuelto comunes en el hacer diario y que van, desde los que prestan servicios de entretenimiento, pasando por los que son necesarios para las funciones habituales, hasta llegar a aquellos que se requieren para la producción de bienes, servicios y comunicaciones. 2 Justificación ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Por lo tanto, el arquitecto debe conocer los criterios básicos y los componentes de los sistemas eléctricos y las formas en que éstos interactúan con el resto de las especialidades de la ingeniería, que se integran en la obra arquitectónica, para poder diseñar los espacios y condiciones que permitan el buen funcionamiento de las instalaciones eléctricas, tomando en cuenta también los aspectos funcional y estético. El Manual se divide en diez capítulos, que van desde lo más general a lo más específico. Capítulo I: Conceptos de Energía Eléctrica En el presente, capítulo se desarrollan conceptos básicos relacionados con la energía eléctrica, tales como: electricidad, energía eléctrica, corriente eléctrica, tensión, energía, etc. Capítulo II: Generación de Energía Eléctrica En este capítulo se abordan las principales formas de generación eléctrica en el país, que son: la hidroeléctrica, la térmica y la geotérmica. 3 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Capítulo III: Transmisión de Energía Eléctrica Para la transmisión de energía son necesarios los dispositivos que eleven y luego reduzcan la tensión. Estos se encuentran ubicados en subestaciones eléctricas y constan de los siguientes elementos: La Subestación elevadora, Las Líneas de transmisión y La Subestación de transmisión. Capítulo IV: Distribución de Energía Eléctrica La distribución se realiza a través de una red de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión, hasta llegar a los usuarios finales. Para ello se describen los elementos que conforman la red de distribución como: Empresas distribuidoras, Subestaciones de distribución, Líneas de distribución de baja tensión y Líneas de distribución de media tensión. Capítulo V: Conductores, Accesorios para Transmisión y Distribución La infraestructura eléctrica para transmisión y distribución requiere de una diversidad de elementos, que pueden ser agrupados según la función que ejercen, tales como: conductores, aislantes, protecciones, herrajes, estructuras de soporte, torres y postes. 4 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Capítulo VI: Acometida de Energía Eléctrica Aquí se abordan el conjunto de conductores y accesorios utilizados para transportar la energía eléctrica, desde la red de distribución, hasta la instalación eléctrica del cliente. También se estudia la acometida de energía eléctrica en sus dos formas de instalación: acometida aérea y acometida subterránea. Capítulo VII: Distribución interna de energía eléctrica Se describirán los elementos de la energía eléctrica que son necesarios para su distribución como: los tableros eléctricos, los conductores, canalizadores, tomacorrientes y luminarias. Capítulo VIII: Iluminación Se estudia el conjunto de dispositivos que se instalan para producir ciertos efectos luminosos, tanto prácticos como decorativos, así como los aspectos a tomar en cuenta para conseguir un nivel de iluminación o iluminancia adecuados al uso que los usuarios quieran dar al espacio. 5 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Capitulo IX: Relación con otras Especialidades Aquí se aborda la relación de la energía eléctrica con otras especialidades, para lo cual es necesario tener en cuenta ciertas características como: la coordinación con profesionales de las diferentes ramas involucradas para poder determinar: la capacidad necesaria de energía por instalar, la ubicación de equipos, el consumo en kw, el voltaje y las especificaciones técnicas necesarias de cada especialidad, según el diseño plasmado en los planos arquitectónicos, donde el arquitecto juega el papel más importante en la obra. Las relaciones pueden ser con especialidades de: Informática, Estructuras, Aire acondicionado, Hidráulica y Mecánica Capitulo X: Representación en Planos En este capítulo se utilizan una serie de planos y cuadros que comprenden la simbología eléctrica correspondiente a cada elemento de un circuito o instalación eléctrica. 6 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Este trabajo de investigación y su respectivo documento no pretende ser Limites un estudio exhaustivo de todos los sistemas eléctricos especializados que puedan existir en el país; sino únicamente de aquellos de uso más común en el área metropolitana de San Salvador, en cuanto a obras arquitectónicas básicas. La metodología utilizada en la elaboración de este Manual comprende tres fases: Fase 1. Recolección de Información o Entrevistas con profesionales de la especialidad de electricidad o Investigación bibliográfica sobre temas relacionados o Consultas en centros de venta de productos eléctricos o Investigación de campo en oficinas y obras de construcción. Fase 2. Análisis de la información La información obtenida en la fase uno, al ser extensa y en muchos casos especializada para ingenieros, se ha examinado y filtrado para hacerla accesible y comprensible para quienes va dirigido este Manual. 7 Metodología ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Fase 3. Producción del documento Con la información depurada y con la constante asesoría técnica del catedrático de la Escuela de Arquitectura, así como con la revisión del corrector de estilo, se ha logrado integrar este documento, que incluye además mucha información gráfica relativa a los diferentes temas tratados. 8 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO I - CONCEPTOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA 1.1 Electricidad Es un fenómeno físico, cuyo propulsor son las cargas eléctricas. La energía que éstas promueven puede manifestarse en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos o físicos. 1.2 Energía eléctrica Forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. 1.3 Corriente eléctrica Es un flujo de electrones que se desplazan a través de un medio conductor. Este desplazamiento es originado por la diferencia de potencial, creada por una fuente generadora de corriente. La circulación se produce por el desplazamiento de electrones de átomo a átomo; y la intensidad de la misma, indica la cantidad de electrones que se mueven por un conductor. La corriente eléctrica se puede medir de acuerdo a su intensidad. La unidad de medida es el amperio. El amperio se representa con la letra A (Amperio). 9 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 1.4 Tensión Potencial eléctrico de un cuerpo. La diferencia de tensión entre dos puntos, produce la circulación de corriente eléctrica cuando existe un conductor que los vincula. Se mide en voltios (V) y es llamado voltaje. 1.5 Energía Es la capacidad de trabajo que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpo. Esta no se construye, destruye o consume, solo se transforma o se convierte. 1.6 Efectos de la energía eléctrica Al circular los electrones por los átomos que forman los conductores, se crean efectos magnéticos, así como también se genera calor. Cuanto mayor sea la corriente que circula por los conductores, estos se calientan más. Este es uno de los tantos efectos que pueden aprovecharse de la electricidad, pero también el calor generado en los conductores es demasiado puede llegar al punto de fundirse y arder. Esta es una de las causas principales de los incendios en edificios, si no se respetan las normas de seguridad respectivas. 10 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 1.7 Corriente alterna La corriente alterna (CA) es un flujo de electrones que cambia su sentido, variando cíclicamente su dirección y magnitud y se mueve en forma sinusoidal. Generalmente, la corriente alterna se utiliza en las redes de distribución de las ciudades, casas, edificios, industrias y en general, para grandes consumos. (Ver Figura No.1) Tensión Tiempo Figura No 1. Gráfica de corriente alterna. Editada en Autocad por: Berta Márquez Tomado de http://electry.com 1.8 Corriente directa. La corriente directa, llamada también corriente continua (CC), es un flujo de electrones que siempre tiene el mismo sentido de circulación. Se mueven siempre de polo negativo a polo positivo. Al graficar esta corriente, se observa siempre una línea recta. Esta corriente se usa para suministrar energía a pequeños consumos, por ejemplo, para aparatos electrónicos que no superan los 24 voltios. (Ver Figura No.2) Tensión . Tiempo . Figura No 2. Gráfica de corriente directa. Editada en Autocad por Berta Márquez Tomado de http://electric.com 11 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 1.9 Generación de electricidad Consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. (Ver Figura No. 3). Sobre este tema se profundizará en el capítulo II. 1.10 Transmisión de electricidad Es el conjunto de dispositivos para transportar o guiar la energía eléctrica desde una fuente de generación a los centros de consumo. (Ver Figura No.3). Sobre este tema se profundizará en el capítulo III 1.11 Distribución de electricidad Distribución de la Energía eléctrica o Sistema de distribución de energía eléctrica es la parte del suministro de energía, desde la subestación de distribución (que son un conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión), hasta los usuarios finales. (Ver Figura No.3). Sobre este tema se profundizará en el capítulo IV. 12 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 1.12 Diagrama conceptual de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. Generación Líneas de transmisión Subestación de elevación Transmisión Subestación de distribución Subestación de transmisión Distribución Demanda comercial e industrial Conductores Y accesorios Dispositivos de distribución (transformadores) Acometidas Demanda residencial Figura No 3. Diagrama conceptual de generación, transmisión y distribución de energía eléctrica. Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://ctaqui3d6.wordpress.com/2008/11/02/generacion-transmision-distribucion-yconsumo-de-electricidad/ 13 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO II – GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA En El Salvador, el consumo de energía eléctrica aumenta en forma paralela al crecimiento demográfico y al desarrollo industrial, los cuales traen como consecuencia un incremento en la necesidad de suministros, que básicamente se pueden agrupar en: vivienda, comercio, industria y servicios. Las principales formas de generación eléctrica en El Salvador son: Hidroeléctrica Térmica Geotérmica Biomasa (Ver Figura No.4). Gráfica de distribución de la generación eléctrica en El Salvador Figura No 4. Gráfica de centrales generadoras Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de SIGET 14 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 2.1 Central hidroeléctrica En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. En este tipo de generación, el agua de los ríos se acumula mediante el aprovechamiento del agua embalsada en una presa, situada a más alto nivel que la central donde se utiliza la fuerza y velocidad del agua para hacer girar las turbinas que a su vez están acopladas a generadores eléctricos. (Ver Figura No.5). Figura No 5. Central hidroeléctrica Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://thales.cica.es 15 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 2.2 Central térmica En la central térmica se transforma la energía química de un combustible en energía eléctrica, es una instalación en donde la energía mecánica de un motor a combustión mueve un generador eléctrico. El combustible a utilizar puede variar entre gas, carbón, diesel y un derivado del petróleo llamado fuel-oil, este se almacena en depósitos a medida que llega de la refinería. (Ver Figura No.6). Figura No 6. Central térmica Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.wartsila.com/en/power-plants/ oil-gas-industry/overview 16 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 2.3 Central geotérmica En la central geotérmica es un lugar donde se aprovecha el calor interno de la tierra, la electricidad se obtiene mediante el aprovechamiento del calor, del agua caliente o de los vapores generados de forma natural. Estos son obtenidos mediante técnicas de bombeo o impulsos de agua y conducidos a través de tuberías hacia una turbina acoplada a un generador. (Ver Figura No.7). Figura No 7. Central geotérmica Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http: htt://technologic-ind 17 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 2.4 Central biomasa En la central biomasa se genera una energía eléctrica renovable, procedente del aprovechamiento de la materia vegetal y animal, tales como: plantas de crecimiento rápido, residuos de procesos agrícolas y forestales, basura industrial y restos de animales. (Ver Figura No.8). 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Cultivo y recolección de madera Transporte Astillado Preparación Almacenamiento de combustible grueso Almacenamiento de combustible fino Dosificador Entrada de aire Almacenamiento de combustible de apoyo 10. 11. 12. 13. 14. Caldera Economizador Cenicero Electrofiltro Tanque de agua de alimentación 15. Condensador Figura No 8. Central biomasa Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://tecnocamposcalatrava.wordpress.com 18 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO III ELÉCTRICA – TRANSMISIÓN DE ENERGÍA La red de transmisión de energía eléctrica está constituida por los dispositivos que transportan la energía generada en las centrales eléctricas, a través de grandes distancias, hasta los puntos de consumo. Es necesario realizar este transporte a un nivel de alta tensión, con el fin de minimizar las pérdidas eléctricas inherentes al transporte. Por este motivo se necesitan dispositivos que eleven y reduzcan la tensión, los cuales están ubicados en las subestaciones eléctricas. Los sistemas de transmisión constan de los siguientes elementos: o Subestación elevadora. o Líneas de transmisión. o Subestación de transmisión 19 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 3.1 Subestación elevadora Esta subestación se encuentra adyacente a cualquier central generadora y permite modificar, a través de transformadores elevadores, los parámetros de la potencia suministrada por los generadores, para poder lograr la transmisión de energía eléctrica a través de las líneas de tensión. (Ver Figura No.9). Figura No.9 Subestación elevadora. Editada en photoshop por Patricia Vásquez Tomado de Empresa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 20 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 3.2 Líneas de transmisión Las líneas de Transmisión permiten transportar grandes cantidades de energía eléctrica entre subestaciones. Comienzan desde las subestaciones elevadoras eléctricas y cubren grandes extensiones geográficas (máximo 300km) hasta llegar a las subestaciones de reducción. Para la transmisión se utilizan conductores ACSR aisladores de porcelana que son sostenidos por torres de alta tensión. (Ver Figura No.10). Figura No.10 Líneas de transmisión. Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Empresa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 21 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 3.3 Subestación de transmisión Esta subestación recibe la electricidad directamente de las líneas de transmisión provenientes desde las distintas fuentes generadoras, reduciendo así la tensión y transmitiéndola inmediatamente a cada subestación de distribución. (Ver Figura No.11). Figura No.11 Subestación de transmisión. Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomada de Empresa ETESAL (Empresa Transmisora de El Salvador, S.A. de C.V.) 22 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO IV ELÉCTRICA – DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA La distribución de la energía eléctrica es la parte del suministro de energía, desde la subestación de distribución (que son un conjunto de equipos que permiten energizar en forma segura y confiable un número determinado de cargas, en distintos niveles de tensión), hasta los usuarios finales (medidor del cliente). Elementos que conforman la red de distribución: o Empresas distribuidoras o Subestaciones de distribución o Líneas de distribución de baja tensión o Líneas de distribución de media tensión 23 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 4.1 Empresas Distribuidoras En El Salvador existen cinco compañías de distribución de Energía Eléctrica que son: CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador) CLESA (Compañía de Alumbrado Eléctrico de Santa Ana) EEO (Empresa Eléctrica de Oriente) DEUSEM (Distribuidora Eléctrica de Usulután) DEL SUR (Distribuidora Eléctrica Del Sur). (Ver Figura No.12). CAESS, CLESA, EEO, DEUSEM, están controladas por AES (Asociación Eléctrica Salvadoreña) Corporación. DEL SUR Está controlada por la sociedad de electricidad de Centro América S.A. de C.V. 24 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 4.2 Subestación de distribución La subestación de distribución se alimenta directamente de líneas de transmisión intermedias y reduce la tensión mediante transformadores reductores, según sea el nivel de la transmisión. Luego la distribuye mediante dispositivos que se encuentran cerca de las poblaciones y consumidores. La razón técnica que explica por qué el transporte y la distribución en energía eléctrica se realizan a diferentes tensiones y en consecuencia, porque son necesarias las subestaciones es la siguiente: Las pérdidas de potencia que se produce por un conductor que circula una corriente eléctrica debido al efecto Joule (Fenómeno por el cual circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo). Además de transformadora y distribuidora esta subestación está dotada de elementos de maniobra (interruptores, seccionadores etc.) y protección (fusibles, interruptores automáticos etc.), que desempeñan un papel fundamental en los procesos de mantenimiento y operación de las redes de distribución y transporte.(Ver Figura No.13). Figura No.13 Subestación de distribución. Editada en photoshop por Patricia Vásquez Tomado de Empresa AES (Asociación Eléctrica Salvadoreña). 26 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 4.3 Líneas de distribución de baja tensión Las líneas de distribución son parte de la infraestructura eléctrica que sirve para prestar el servicio de la empresas distribuidoras, tal como se indica en los términos generales del pliego tarifario de la SIGET (Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones). La clasificación del servicio en baja tensión se clasifica en: o Servicio bifilar: Servicio que la empresa presta a cualquier usuario, a una tensión de 120 voltios. o Servicio trifilar: Servicio que la empresa presta a cualquier usuario, a una tensión de 120/ 240 voltios. o Servicio trifásico: Servicio que la empresa presta a cualquier usuario, a una tensión de 240 voltios. 28 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 4.4 Línea de distribución de media tensión Las líneas de media tensión son parte de la infraestructura eléctrica, de uso exclusivo de la empresa distribuidora, según lo establecido en los términos y condiciones generales del pliego tarifario de la SIGET (Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones). La clasificación de los servicios de media tensión se clasifica en: o Servicio monofásico: El que genera una línea viva y una neutra la cual se le da el voltaje deseado. o Servicio bifásico: El que genera dos líneas vivas. o Servicio trifásico: El que genera tres líneas en el cual hay dos vivas y una neutra. La aplicación de estos servicios está en función del voltaje del sistema de la empresa distribuidora y de la carga instalada que es la capacidad total en KVA (kilovoltio – amperio) o demanda conectada a la instalación eléctrica. (Ver Tabla No.1) POTENCIA MÁXIMA A CONECTAR EN LOS SERVICIOS DE MEDIA TENSIÓN SERVICIO VOLT. DEL SISTEMA (KV) MONOFÁSICO BIFÁSICO TRIFÁSICO 23 13.2 4.16 23 13.2 4.16 46 34.5 23 13.2 4.16 CARGA INSTALADA (KVA) 0 -300 0 - 150 0 - 50 0 - 600 0 -300 0 - 100 La Requerida Tabla No.1 Cuadro de servicios de media tensión. Editada en Excel por Patricia Vásquez Tomada de normas técnicas y comerciales para la obtención del suministro de energía eléctrica 29 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO V – CONDUCTORES, ACCESORIOS PARA TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN La infraestructura eléctrica para transmisión y distribución requiere de una diversidad de elementos, que pueden ser agrupados según la función que ejercen: o Conductores o Aislantes o Protecciones o Herrajes o Estructuras de soporte Torres Postes 30 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.1 Conductores Los conductores son elementos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Por lo que deben tener ciertas propiedades que los hagan aptos para este fin, como por ejemplo: alta conductividad eléctrica, elevada resistencia a esfuerzos mecánicos y flexibilidad. Es característico de los conductores que su conductividad disminuya al aumentar la temperatura, ya que su resistencia eléctrica aumenta con la temperatura y viceversa. Los conductores se pueden clasificar de distintas maneras: Por su forma Por su naturaleza 31 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Por su forma Los conductores pueden ser de dos tipos: alambre y cable. o Conductor de alambre Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor. (Ver Figura No.15) Figura No.15 Alambre Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón o Conductor de cable Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos trenzados o alambres, lo que le otorga una gran flexibilidad.(Ver figura No.16) Figura No.16 Cable Editada en photoshop por Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 32 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Por su naturaleza Los conductores más empleados en las instalaciones eléctricas debido al material, pueden ser de dos tipos: de cobre y de aluminio. o Conductores de cobre El cobre es el conductor más utilizado, debido a que es un excelente conductor de electricidad. (Ver figura No.17) Figura No.17 Conductor de cobre Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón o Alambres y cables desnudos de cobre Su aplicación es en líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica, en conexión a tierra y para protección de equipos eléctricos. (Ver Figura No.18). Figura No.18 Alambres y cable desnudo de cobre Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 33 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Cable WP (Intemperie) Su aplicación es en líneas aéreas de distribución de energía eléctrica de baja tensión y para una temperatura máxima de operación en el conductor de 75°c, cuando la temperatura ambiente sea 25°c, el uso de este tipo de cable se vuelve indispensable para cruzar zonas urbanas o arboledas. (Ver Figura No.19). Figura No.19 Cable WP Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 34 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Conductores de aluminio Los conductores de aluminio son excelentes conductores del calor y la electricidad y, en relación con su peso, es casi dos veces menor que el cobre. Su mayor ligereza reduce el esfuerzo que deben soportar las torres de alta tensión y permite una mayor separación entre torres. Por otra parte, y debido a su menor precio reduce el costo de la infraestructura. (Ver figura No.20) Figura No.20 Conductor de aluminio Editada en photoshop por Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón o Conductores de aluminio tipo AAC (conductor de aluminio clase A, AA.) Su aplicación es en líneas de transmisión y en líneas de distribución primaria y secundaria, donde los vanos requeridos son relativamente cortos y sea necesario un conductor liviano. (Ver Figura No.21). Figura No.21 Conductor AAC Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 35 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Conductores ACSR (cable de aluminio con cableado concéntrico y alma de acero) Su aplicación es en líneas de transmisión y distribución primaria y secundaria de energía eléctrica. Estos conductores ofrecen diferentes combinaciones de almas de acero que permiten obtener el esfuerzo mecánico deseado, sin sacrificar la capacidad de conducción de la corriente. (Ver Figura No.22). Figura No.22 Conductor ACSR Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón o Cable multiplex “regular” Su aplicación es en líneas aéreas de energía eléctrica de baja tensión (distribución secundaria), en acometidas servidas para el usuario final, y cuando la temperatura no sea mayor a 75°c. (Ver Figura No.23). Figura No.23 Cable multiplex regular Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 36 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Cables multiplex “compacto” Su aplicación es en líneas aéreas de distribución de energía eléctrica (distribución secundaria), en acometidas para el usuario final, donde la temperatura en los conductores no será mayor a 75c°. (Ver Figura No.24). Figura No.24 Cable multiplex compacto Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Freund Paseo General Escalón 37 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.2 Aisladores Son los elementos que no permiten el paso de la corriente eléctrica, soportando la tensión en condiciones normales y anormales, así como sobre tensiones hasta las máximas previstas. Los aislantes cumplen la función de sujetar mecánicamente el conductor manteniéndolo aislado de tierra y de otros conductores. Los aisladores más utilizados son: Aisladores de carrete Aisladores de espiga Aisladores de suspensión Aisladores de tensión o tecolote Aisladores tipo columna Aisladores de carrete Son de porcelana y se utilizan para los circuitos secundarios. Brindan aislamiento hasta de 600 voltios. (Ver Figura No.25) Figura No.25 Aislador de carrete Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de 38 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Aisladores de espiga Son de porcelana y se utilizan en diferentes estructuras primarias o de alta tensión. (Ver Figura No.26) Figura No.26 Aislador de espiga Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ o Aisladores de suspensión Son de porcelana y se utilizan en diversas estructuras primarias. Tienen la ventaja de permitir formar cadenas para lograr el nivel de aislamiento deseado. (Ver Figura No.27) Figura No.27 Aislador de suspensión Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 39 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Aisladores de tensión o de tecolote Son de porcelana y se utilizan para aislar el cable de la retenida a tierra. (cable que se ubica en un extremo de los postes, para mantenerlos firmes a tierra y evitar posibles caídas o vulnerabilidades a una energización accidental). (Ver Figura No.28) Figura No.28 Aislador de tensión o tecolote Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ o Aisladores tipo columna Son de porcelana y se utilizan para aislar conductores eléctricos en líneas aéreas de redes de distribución, en zonas de alta incidencia de descargas eléctricas o atmosféricas. (Ver Figura No.29). Figura No.29 Aisladores tipo columna Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 40 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.3 Protecciones Son equipos diseñados para proteger sistemas de altas cargas eléctricas generadas por sobre voltajes en las líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica. La función de estos equipos es proporcionar un servicio más seguro, estable y continuo para el consumidor. Las principales causas de sobre voltaje en un circuito son las siguientes: o Descargas atmosféricas. (rayos) o Transferencias de alta frecuencia o Fallas en la línea o Inducciones causada por circuitos cercanos o Contactos con circuitos de mayor voltaje Los principales dispositivos de protección utilizados son: o Cortacircuitos o Pararrayos o Polarizaciones 41 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Cortacircuitos (Breakers) Para proteger a los circuitos de las sobre cargas que generan una cantidad de calor anormal, se utilizan unos dispositivos denominados “breakers”, que se accionan (abren el circuito) cuando la corriente supera a la del dispositivo durante una sobre carga normal (efecto térmico), o también, cuando ocurre una sobre carga instantánea como la de otro circuito (efecto magnético). De allí que dichos ”breakers” se denominan también "dispositivos termo-magnéticos". Estos cortacircuitos son de porcelana y pueden ser: o De fusible cerrado Son de fusible cerrado para la protección contra fallas de sobre corriente de transformadores, bancos de capacitores, equipo de medición y líneas de distribución primarias. (Ver Figura No. 30). Figura No.30 Fusible cerrado Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/. 42 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o De fusible visto Se utilizan para protecciones en transformadores, bancos de capacitores y cables para distribución en subestación a la intemperie y protección de transformadores de servicios propios. (Ver Figura No. 31). Figura No.31 Fusible visto Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ o De fusible abierto Se utilizan para hacer el cambio de los cortacircuitos, al momento en que falle uno de ellos. (Ver Figura No. 32). Figura No.32 Fusible abierto Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 43 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Pararrayos Son de porcelana y su función es proveer protección. Se instalan cerca del equipo a ser protegido a lo largo de la red eléctrica. Estos absorben y envían a tierra cualquier pulso indeseado, cuando es encontrado en la red eléctrica. Pueden ser de dos tipos: o Tipo expulsión Se utiliza para proveer un cambio de bajo voltaje a tierra, cuando en la línea exista sobre voltaje. (Ver Figura No. 33). Figura No.33 Tipo expulsión Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 44 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Tipo válvula Se utiliza para absorber las sobretensiones que pudieran producirse por inclemencias atmosféricas como puede ser la caída de un rayo. De esta manera evitan que sean los aisladores los elementos que reciban estas sobretensiones, ya que esto ocasionaría grandes desperfectos en el aislamiento. (Ver Figura No. 34). Figura No.34 Tipo válvula Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 45 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Polarización Son varillas de cobre que se utilizan para lograr un camino de baja capacidad hacia tierra, y con ello lograr una mayor estabilidad de voltaje del sistema; así como también mayor confiabilidad en la respuesta de los equipos de protección contra sobre voltaje. (Ver Figura No. 35). Figura No.35 Varilla de polarización Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de 46 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.4 Herrajes Se llaman herrajes al conjunto de piezas metálicas que soportan un elemento. Los herrajes más comunes son: Abrazaderas Blindajes para cables o preformadas Barras para anclar Conectores de compresión Conectores para varilla o cepo de polarización Cruceros Guardacabos Abrazaderas Son galvanizadas y se utilizan para sujetar estructuras al poste, los cuales pueden ser: soporte para transformador, espiga, soporte para argolla, aisladores. (Ver Figura No. 36). Figura No.36 Abrazaderas Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de 47 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Blindajes para cables o preformadas Son hilos de acero galvanizados recubiertos de aluminio o en aleaciones de cobre, reciben en la parte interna un material abrasivo para mejorar el agarre sobre el cable. (Ver Figura No.37). Figura No.37 Barra para cable o preformada Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de Barras para anclar Son de material galvanizado. Uno de sus extremos se ancla al suelo y el otro extremo, que tiene forma de argolla, tensa el cable, que se sujeta al poste. (Ver Figura No.38). Figura No.38 Barra para anclar Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de CASTELEC S.A. de C.V. 48 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Conectores de compresión Los conectores son de aluminio y parecen grapas (conocido como chicles). Se utilizan con la micropresadora, que trabaja como una engrapadora. Los herrajes más comunes son: o Conectores tipo C Solamente se pueden usar para conectar conductores de aluminio (Ver Figura No. 39). Figura No.39 Conector tipo C Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de CASTELEC S.A. de C.V. o Conectores tipo H Se usan para interconectar conductores de cobre - aluminio, cobre- cobre y aluminio - aluminio. (Ver Figura No. 40). Figura No.40 Conector tipo H Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de CASTELEC S.A. de C.V. 49 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Conectores tipo universal Poseen un separador ajustable que permite interconectar conductores de aluminio y cobre. (Ver Figura No. 41). Figura No.41 Conector tipo universal Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de Conectores para varilla o cepo de polarización Son de cobre y se utilizan para conectar el alambre de polarización a la varilla de polarización. (Ver Figura No. 42). Figura No.42 Conector para varilla o cepo de polarización Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de . 50 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Cruceros Son de materiales galvanizados y se utilizan para que conformen la estructura que sostienen los aisladores y dispositivos de protección de una línea. (Ver Figura No. 43). Figura No.43 Crucero Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ o Guardacabos Los guardacabos son de material galvanizado y se utilizan en estructuras de remate, para sujetar la línea o cable, cuando no se dispone de tuercas o argollas con canal. (Ver Figura No. 44). Figura No.44 Guardacabo Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.imfica.com.sv/ 51 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.5 Estructuras de Soporte Son estructuras metálicas o de concreto que sostienen los cables y la infraestructura en altura; así como los conductores y los complementos necesarios de líneas de transmisión y distribución. Estas estructuras son instaladas exclusivamente por expertos en electricidad. Las más utilizadas son: o Torres para líneas de transmisión o Postes para líneas de distribución y transmisión 5.5.1 Torres para infraestructura eléctrica Las torres eléctricas o apoyos eléctricos son estructuras de gran altura que se colocan verticalmente, para servir de apoyo a las líneas aéreas de energía eléctrica. Son de celosía de acero seccionado, utilizadas para el soporte de los conductores eléctricos aéreos de las líneas de transmisión de energía eléctrica. Sus dimensiones son calculadas en función de los esfuerzos mecánicos que han de soportar, tensión de la línea que sustentan y topografía del terreno que transcurren. (Ver figura No.45). La torre está instalada en una base de hierro anclado al piso con hormigón para su estabilidad, del piso hacia arriba es un armado de hierro entrelazado del cual se desprenden dos o más brazos de hierro para sostener la línea de 52 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA cable que proviene de las centrales eléctricas. La altura estará en función de la carga transportada por medio de las líneas eléctricas.(Ver figura No.45). Aisladores de conductores eléctricos aéreos de las líneas de transmisión. Altura ’–1 ’ Acero seccionado Base hierro anclada al piso con hormigón Figura No.45 Torre eléctrica Editada en autocad: Berta Márquez Tomado de Electro Bodegas 53 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Tabla de torres, comercializadas en El Salvador Se encuentran a la venta mediante la opción en piezas, ya que sus dimensiones vienen ya fabricadas en medidas extranjeras, debido a su importación y siguiendo estándares aplicables, tanto de tecnologías de fabricación, diseño estructural y normativa SIGET para su instalación. (Ver Tabla No.2). Dimensiones de torres eléctricas Voltaje nominal KV Altura (pies) (distancia en pies de torre a torre) 69 KV 55' - 75' 600' 115 KV 60' - 80' 700' 138 KV 60' - 85' 800' 161 KV 70' - 90' 900' 230 KV 80' - 110' 900' 287.5 KV 109' - 144' 850' Vano Tabla No.2 Dimensiones de torres Editada en Exel Berta Márquez Tomado de Imfica 54 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 5.5.2 Postes para infraestructura eléctrica Los postes son columnas que se colocan verticalmente para servir de apoyo a las líneas aéreas de energía eléctrica y pueden ser: o Postes de concreto o Postes de metal Postes de concreto Los postes son de hormigón reforzado, de forma troncocónica e interior hueco. Es fabricado por el proceso de centrifugado, utilizando acero para espiral, acero para polo tierra, cemento, grava, arena, agua. (Ver Figura No.46) La altura del poste se determina según el tipo de infraestructura eléctrica a soportar (Ver Tabla No.3) Altura Aplicación 22' Líneas de distribución de energía en baja tensión en pasajes peatonales. 25' o 26' Líneas de distribución de energía eléctrica en baja tensión, en calles o pasajes vehiculares. 35', 40', 50', 60' Líneas de distribución de energía eléctrica en media tensión. Tabla No.3 Aplicación postes de concreto Editada en exel por: Patricia Vásquez Tomado de Electro Bodegas 55 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 16.5 cms. Líneas secundarias 81.00 cms. cms. 200 cms. Nota: 12- 582 cms. Todos los agujeros tienen un diámetro de 1.75 cms. Se perforan agujeros en la misma ubicación según la necesidad en los postes. 800 cms. 155 cms. Nivel del suelo en terreno normal 137 cms. ± 28.5 cms. Figura No.46 Postes de concreto Editada en autocad por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.menotticia.com 56 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Clasificación de postes de concreto Los postes de concreto son clasificados según el valor de resistencia que poseen. Este valor se obtiene de pruebas que se efectúan en los postes y que consisten en aplicar una carga a treinta centímetros, en la punta del poste y en dirección al eje longitudinal del mismo. Ejemplo: un poste clase 500, es aquel que posee una resistencia a diseño de 500 lbs. (Ver Tabla No.4). o Tabla de postes, según medidas comercializadas en el mercado (Ver Tabla No.4), (Ver Figura No.46). Clase Altura Diámetro exterior (cm) Peso (pies) Punta Base (libras) 300 21.2' 12 21.5 600 500 26.1' 16.5 28.5 1200 500 29.4' 16.5 30 1300 500 34.7' 16.5 32.5 1900 750 39.2' 16.5 34.5 2200 1000 49.1' 16.5 39 3200 1000 52.3' 16.5 40.5 4500 1000 58.9' 16.5 43.5 5500 1500 58.9' 16.5 45.5 7000 2000 58.9' 21 45 7200 2000 68.7' 25.5 57 11900 2000 78.5' 25.5 61.5 15200 2000 88.4' 25.5 66 19100 Tabla No. 4 Dimensiones de postes de concreto Editada en exel por: Berta Márquez Tomado de Electro Bodegas, Imfica 57 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Postes de metal Los postes metálicos son elementos cónicos de chapa de acero de diferentes medidas. El extremo superior del poste es sellado con un accesorio para evitar la filtración de (Tapadera del mismo) agua. (Ver Figura No.47). Figura No.47 Poste metálico Editada en autocad por: Berta Márquez Tomado de Electro Bodegas, Imfica 58 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Tabla de postes, según medidas en el mercado (Ver Tabla No.5) Dimensiones postes metálicos Modelo 7/90 8/90 8/60 8/120 HT 7 metros 8 metros 8 metros 8 metros HT1 2.54 metros 2.87 metros 2.87 metros 2.87 metros HT2 2.54 metros 2.87 metros 2.87 metros 2.87 metros HT3 2.54 metros 2.87 metros 2.87 metros 2.87 metros DT 0.085 metros 0.85 metros 0.65 metros 0.105 metros DB 0.14 metros 0.147 metros 0.119 metros 0.20 metros ht 0.30 metros 0.30 metros 0.30 metros 0.30 metros Espesor mínimo de lamina 14 Gramos 0.002 metros 14 Gramos 0.002 metros 14 Gramos 0.002 metros 14 Gramos 0.002 metros Peso 45 Kilogramos 57 Kilogramos 42 Kilogramos 72 kilogramos Resistencia de atracción en la punta (% ) 90 90 60 120 NOTA: Otras alturas se pueden fabricar a pedido especial Empresa IMFICA S.A. DE C.V. El Salvador (Industria Metalicas Fernando de Importaciones Centroamericanos S.A. DE C.V.). Todos los postes incluyen tapadera. Tabla No.5 Dimensión poste metálico Editada en excel por: Berta Márquez Tomado de IMFICA, Electro Bodegas 59 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Empotramiento de postes de concreto y metálico (según medidas en el mercado) (Ver Tabla No.6) Altura de postes Empotramiento (metros) Pie Metros Roca Tierra 25 7.6 1.1 1.4 30 9.1 1.1 1.5 35 10.1 1.5 1.7 40 12.2 1.4 1.8 45 13.7 1.6 2 50 15.5 1.7 2.1 Tabla No.6 Empotramiento de postes Editada en excel por: Patricia Vásquez Tomado de Electro Bodegas 60 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Vano o distancia entre postes Se llama vano a la distancia entre postes, y es en este espacio donde se extienden los conductores. Para líneas de distribución de baja tensión en áreas urbanas, se permite utilizar vanos desde 30 hasta 50 metros máximo; y para líneas combinadas de baja y media tensión, se deben permitir vanos desde 40 hasta 50 metros. (Ver Figura No.48). Figura No.48 Vano o distancia entre postes Editada en excel por: Berta Márquez Tomado de Normas CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador) 61 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO VI – ACOMETIDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA Es el transporte de energía eléctrica desde la red de distribución, hasta la instalación eléctrica del cliente, mediante un conjunto de conductores y accesorios necesarios, para realizar esta función. Según la forma de instalación, existen dos tipos de acometida: acometida aérea, acometida subterránea. Acometida aérea Se realiza a través de los conductores que van desde la red de distribución eléctrica aérea hasta la entrega del usuario final. Acometida subterránea Se realiza a través de los conductores que van de la red de distribución eléctrica subterránea hasta la entrega del usuario final. Existen dos tipos de acometida según el tipo de tensión: o Acometida de baja tensión Se aplica desde la distribución hasta el usuario final, que puede ser: viviendas, oficinas, condominios. 62 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Acometida de media tensión Se aplica desde la distribución hasta el usuario final, que puede ser: la industria, el comercio, los hospitales y hoteles. Para mayor comprensión y orden del documento el contenido de este capítulo se desglosa de la siguiente manera: La acometida de baja tensión puede ser: o Acometida aérea de baja tensión o Acometida subterránea de baja tensión o Medidores o Cuerpo terminal o Protección terminal “MAIN” La acometida de media tensión puede ser: o Acometida aérea de media tensión o Acometida subterránea de media tensión o Medidores o Pozo para instalación eléctrica o Subestación eléctrica o Transformador 63 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.1 Acometida de baja tensión La empresa distribuidora entrega la energía a 120/240 voltios, trifásico con corriente alterna de 60 hertz. 6.1.1 Acometida aérea de baja tensión Para la instalación de la acometida de servicio eléctrico aérea de baja tensión se utilizan los siguientes elementos: o Gancho metálico o Accesorio de entrada o cuerpo terminal o Accesorio conduit (curvado o codo) o Medidor de energía eléctrica o Tubería conduit o Tablero de distribución o Conductor de conexión a tierra No 8 AWG (mínimo) en conduit ½” o Electrodo de puesta a tierra de 1.5 m de longitud mínima. (Ver Figura No. 49). 64 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Ubicación de acometida Los accesorios de la acometida aérea de baja tensión pueden ser instalados en: una pared, la facia de una vivienda o en área verde con un soporte auxiliar. Para esta acometida se necesita: o Tubo de acero galvanizado con diámetro mínimo de 2 1/2”. o Si el diseño de la edificación requiere la construcción de un soporte para la acometida y medidor, el tamaño mínimo de la columna de soporte (elemento de concreto reforzado) debe ser de 20 x 20 cm, con 4 varillas de hierro de diámetro mínimo de 3/8”, con sus estribos y amarres respectivos. Ejemplos de aplicación de acometida aérea de baja tensión: Ejemplo 1. Distribución del punto de entrega para energía eléctrica. (Ver Figura No.50). Ejemplo 2. Vivienda de una planta en pasaje vehicular. (Ver Figura No.51). Ejemplo 3. Vivienda de dos plantas en calle principal, con cochera y jardín exterior. (Ver Figura No.52). Ejemplo 4. Vivienda de dos plantas en calle principal, con cochera y sin jardín exterior. (Ver Figura No.53). Ejemplo 5. Vivienda de una planta en un nivel más bajo. (Ver Figura No.54). Ejemplo 6. Local comercial e industrial. (Ver Figura No.55). 66 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA DISTANCIA TIPO (Para viviendas unifamiliares) Figura No. 54 Detalle de acometida aérea de baja tensión en vivienda unifamiliar Editada en Autocad por Patricia Vásquez Tomado de normativa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 71 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Conexión tipo DISTANCIA TIPO (Para edificios comerciales e industriales) Figura No. 55 Detalle de acometida aérea de baja tensión en industria o comercio Editada en Autocad por Berta Márquez Tomado de normativa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 72 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.1.2 Acometida subterránea de baja tensión Se construirá con dos ductos, sin accesorios de registro intermedio; el extremo de uno de ellos se encontrará situado a 51 centímetros (20”) abajo de las líneas de baja tensión, y el otro (de reserva) al pie del poste (con su respectivo tapón metálico). (Ver Figura No.56). Características del conductor de la acometida El conductor de fase y neutro de la acometida subterránea de baja tensión, debe estar formado por cables unipolares de cobre con aislamiento tipo RHH, RHRW, RHHW o XHHW, para 75 grados centígrados y el calibre mínimo a utilizar es el No 6 AWG, para tensiones de hasta 600v. o En última instancia, puede utilizarse conductores con aislamiento tipo THHN. o El conductor neutro debe marcarse, para diferenciarlo de los demás conductores. o En ningún caso se aceptarán conductores de características diferentes a las indicadas anteriormente. Longitud disponible para la conexión de los cables de acometida Los conductores de la acometida subterránea deben tener suficiente longitud para permitir su conexión con los conductores de la red de baja tensión de la empresa distribuidora: 73 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Si los cables se conectan a líneas de baja tensión subterránea de la empresa distribuidora, la longitud de los cables será de 1.2 metros a partir del cuerpo terminal. o Si los cables se conectan a los “bushings” de baja tensión de los transformadores, la longitud será de 5 metros. (Ver Figura No.56). Diámetro de ductos El diámetro mínimo del ducto que llega a la base del medidor será de 1 ½”, tipo conduit. Si la corriente de carga excede los 100 amperios, el diámetro mínimo de la ductería será de 2 ¼”, para poderse acoplar a la base del medidor. Profundidad de enterramiento de los ductos La superficie de los ductos estará ubicada a no menos de 46 centímetros (18’) bajo la superficie de la calle, en trayectoria lateral, a una profundidad determinada por el punto de acceso al pozo de conexión, de la empresa distribuidora. Cuando se utilicen ductos no metálicos (PVC), deben protegerse con una capa de concreto, cuyo espesor no sea menor de 5 centímetros. 74 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.1.3 Medidores Son aparatos para medir la energía o potencia eléctrica demandada. Instalación de medidores Los medidores se instalan en el exterior del inmueble, con excepción de aquellos que serán instalados en el panel de medidores. La base del medidor se instalará en el límite de la propiedad privada y la propiedad pública a una altura mínima de 2.0 metros y máxima de 2.5 metros, desde el nivel de la acera al eje central de la base donde se coloca el medidor. En los casos de medidores para medianas demandas (Ver Figura No.57), se instalarán a una altura de 1.5 metros desde el nivel del suelo hasta la parte inferior de la base del medidor. Excepto, cuando se requiere su instalación en áreas de alta densidad peatonal donde, por aspectos de seguridad, se instalarán a 1.8 metros medidos desde el nivel del suelo hasta la parte inferior de la base. No se efectuará la instalación de medidores en posición lateral, es decir, que el frente de estos se orienten hacia los lados de la edificación. 76 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Líneas de alimentación Las líneas de alimentación del tablero o tableros múltiples de medidores saldrán directamente del transformador de distribución. Medidores de paneles o tableros múltiples Para edificios con 6 o más usuarios, es necesario instalar un tablero múltiple de medidores, accesible y en un espacio adecuado. Antes de construir el tablero de medidores, el interesado debe contactar con la empresa distribuidora para determinar el tipo de medidor a instalar y la ubicación que tendrá en el proyecto. (Ver Figura No.58, 59). 77 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA PANEL DE MEDIDORES Figura No. 59 Detalle de medidor múltiple Editada en Autocad por: Berta Márquez Tomado de normativa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 80 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.1.4 Cuerpo terminal Está hecho de material galvanizado y se utiliza para evitar que se haga una filtración de agua, o cualquier tipo de contaminación, en la acometida del usuario final. (Ver Figura No. 60, 61). Figura No. 60 Detalle de cuerpo terminal Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de: Residencial escalón 81 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.1.5 Protección terminal “MAIN” Es de material termo resistente y se utiliza para la protección de las instalaciones eléctricas en general. La instalación eléctrica conocida como acometida, llega hasta el main (térmico), donde el usuario tiene un punto de control para permitir o negar el acceso de electricidad a sus instalaciones. La instalación de la acometida es realizada por la empresa distribuidora hasta el main, el cual debe estar debidamente polarizado y protegido con todos los accesorios respectivos. (Ver Figura No. 62). Figura No. 62 Main Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.lineasoccidente.com 83 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2 Acometida de media tensión Los niveles de voltaje nominales estándares de la Empresa distribuidora, para media tensión, disponibles según la zona son: 23/13.2 kv, 13.2/7.6 kv, y 4.16/2.4kv, estrella aterrizada, corriente alterna, 60 Hz. Debe consultarse con la empresa distribuidora sobre proyectos o planes de conversión en los sistemas de voltaje de 13.2/7.6 kv y 4.16/2.4 kv, para el dimensionamiento definitivo del aislamiento de la acometida, en relación al nivel de voltaje proyectado. 6.2.1 Acometida aérea de media tensión La estructura estándar de las acometidas aérea de servicio eléctrico en media tensión, consta básicamente de los siguientes componentes: o Tubería conduit o Aislador o Pararrayo o Cortacircuitos o Fusible o Aislador de suspensión (Ver Figura No 63). 84 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA LISTA DE MATERIALES A. Tubería conduit B. Aislador C. Pararrayo D. Cortacircuito E. Fusible F. Aislador de suspencion F D C E B A ACOMETIDA AEREA EN MEDIA TENSION Figura No. 63 Acometida aérea de media tensión Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 85 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Características de los conductores de la acometida Para los conductores empleados en las acometida aérea de media tensión deben ser empleados cables de aluminio de tipo ACSR (cable de aluminio con cableado concéntrico y alma de acero) o ACC (conductor de aluminio). El calibre mínimo aceptable, para el primer tipo, es el 2 AWG y para AAC (todos los conductores de aluminio), el #4/0 AWG (Calibre Americano). Los conductores de aluminio AAC (conductor de aluminio) se utilizan en líneas rurales y vanos de gran longitud. o Los accesorios de la acometida, deben ser instalados: o Cuando el límite de la estructura de la propiedad, no sea mayor de 8 metros. o Pueden estar dentro de la propiedad del cliente o fuera de ella, en un radio de 8 mts. 86 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2.2 Acometida subterránea de media tensión La acometida subterránea de media tensión es la sumatoria de las secciones transversales de los conductores de la acometida, y puede ser menor o igual al 40% de estas. Si el punto de recibo o unidades de transformación de voltaje se encuentran en bóveda (o en el interior del inmueble), se requiere de un “rack” para las terminaciones del cable de la acometida. En el caso de que la red de distribución existente sea subterránea, la conexión de la acometida se efectuará según se indica. (Ver Figura No.64). o Características de los conductor de la acometida Los conductores empleados en las acometidas subterráneas de media tensión tendrán un aislamiento EPR (ethylene propylene rubber) o XLPE (cross linked polyethylene), y el calibre mínimo será el numero 2 AWG (calibre americano) de cobre. o Profundidad de enterramiento de los ductos Los ductos estarán ubicados a no menos de 66 centímetros (26”) bajo la superficie de la calle, en trayectoria lateral, o a una profundidad determinada por el punto de acceso al pozo de conexión de la Empresa Distribuidora. 87 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2.3 Medidores Son aparatos que sirven para medir la energía o potencia eléctrica demandada. o Instalación de medidor El medidor se instala en el exterior del inmueble, con excepción de aquellos que son instalados en postes. (Ver Figura N0.64). Se recomienda solicitar asesoría y visto bueno de la empresa distribuidora, para dejar los espacios requeridos para la instalación del equipo de medición. Cuando la subestación esté construida en bóveda o interior, es necesario que el interesado instale un rack para los transformadores de la medición. (Ver Figura.No.64) La caja del medidor debe instalarse en la parte exterior de la malla de la subestación, y no debe presentar obstáculos para la accesibilidad del personal de la empresa. (Ver Figura No.64). Cuando la medición se instale en poste, éste deberá estar ubicado, preferentemente, dentro de la propiedad del cliente y su altura mínima será de 12 metros (40’). (Ver Figura No. 65). 89 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 0.90 mt. 0.90mt. 0.30 mt. CAJA DE LA MEDICION. 4.5 mt. CAJA DEL MEDIDOR. 1.20 mt. 0+00 MEDICION EN POSTE Figura No. 65 Ubicación de medidor en poste. Editada en Autocad por: Berta Márquez Tomado de normativa CAESS (Compañía de Alumbrado Eléctrico de San Salvador). 90 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2.4 Pozos para la instalación eléctrica Es la excavación que se hace en la tierra para hacer la acometida subterránea. o Infraestructura La infraestructura necesaria para las redes de distribución subterráneas comprende al menos los siguientes elementos: canalizaciones, pozos de paso o inspección, pozos de empalme, y pozos o cámaras especiales. Los ductos utilizados con este propósito serán solamente tuberías tipo conduit o de PVC. o El diseño de los pozos de registro o Los pozos de registro tipo “P” (primario) se construyen exclusivamente para ductos con cables primarios o de media tensión. o Los pozos de registro tipo “S” (secundario) se construyen exclusivamente para ductos con cables secundarios o de baja tensión. o Los pozos de registro tipo “PS” (primario y secundario) son los que alojan cables primarios y secundarios. (Ver Figura No. 66, 67, 68, 69, 70). 91 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2.5 Subestaciones eléctricas Las subestaciones eléctricas son instalaciones destinadas a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, con el fin de facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Que tienen la función de modificar los parámetros de la potencia eléctrica (tensión y corriente) y de permitir el suministro de la misma, al sistema y líneas de transmisión existentes. Componentes de una subestación o Transformador(es) de potencia o Interruptores de maniobra o Interruptores de protección o Seccionadores o Pararrayos o Transformadores de instrumentación o Sistemas de medición o Sistemas de control o Sistemas de protección o Sistemas auxiliares o Barras colectoras La diferencia entre subestación y transformador consiste en: que la subestación dirige el flujo de energía en un sistema de potencia y garantiza la seguridad del sistema por medio de dispositivos automáticos de control y 97 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA protección para redistribuir el flujo de energía a través de rutas alternas. Su equipo principal es el transformador. Las diferentes formas de configurar una subestación son: Subestación en el suelo o Subestación a la intemperie o Subestación en el interior Subestación aérea o Subestación en poste o Subestación en H 98 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Subestaciones en suelo o Subestación a la intemperie Se ubica en espacios físicos exteriores, de tal manera que su diseño como equipos, tiene que tener la característica de funcionar y soportar las diferentes circunstancias atmosféricas desfavorables, como por ejemplo: lluvia, viento y contaminación. (Ver Figura No.71) o Ubicación La subestación debe estar situada en un terreno accesible, tanto para el personal encargado como para vehículos autorizados. Además, debe elegirse un sitio donde el ambiente no esté muy contaminado de impurezas, procurando un mínimo de humedad y la mayor parte de ventilación posible. 99 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y Construcción o Las dimensiones mínimas de la subestación son de 7.50 x 5.50 metros. o La base de concreto se diseña con un desnivel del 1% para soportar adecuadamente el peso del equipo de la subestación el cual es determinado en gran parte por los transformadores. o El suelo de la subestación, si no está repellado de cemento, debe cubrirse de grava (#5 o #6) para evitar el crecimiento de maleza y hierbas. o Se deja una separación entre transformadores de al menos 20 o 25 centímetros para permitir la circulación de aire entre ellos mismos. o La subestación debe estar circundada con un muro protector o de malla metálica No.10. o La malla metálica debe estar sólidamente aterrizada, incluyendo los soportes, puertas metálicas de la misma. o Los postes esquineros y en línea deben ser de tubo galvanizado de 21/2”. o La puerta de la subestación debe abrir hacía afuera y la cerradura debe ser de alta seguridad. o Se debe disponer siempre de un adecuado equipo exterior contra incendio, ubicado en un lugar próximo a la entrada de la subestación. o Hay que procurar que el personal que realice maniobras en la subestación lo haga con comodidad y sin exponerse al alto voltaje. 101 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o En subestaciones tipo intemperie se utilizan luminarias de sodio de alta presión, debidamente certificadas, conservando las distancias de seguridad de las partes energizadas. o La subestación debe estar diseñada para no permitir el ingreso de personas no autorizadas a sus instalaciones. 102 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Subestación en el interior Son las que se instalan en el interior de las edificaciones, no se encuentran por lo tanto sujetas a las condiciones de la intemperie. Esta solución en la actualidad solo se encuentra en aplicaciones de ciertos tipos de subestaciones, que ocupan poco espacio y que se conoce como subestaciones unitarias, que operan con potencias relativamente bajas y se emplean en el interior de industrias o comercios. (Ver Figura No.72). o Ubicación La subestación debe estar situada en un lugar cercano a una pared exterior de local, ya sea en el sótano o plantas bajas, con lo cual se logra una mejor ventilación y una mayor facilidad de acceso a la misma. Al momento de planificar la construcción del local de la subestación se debe coordinar con la compañía distribuidora, de modo que ésta indique el punto de entrega de la energía, para luego decidir el sitio más adecuado de la subestación. 103 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y Construcción o Las medidas mínimas que requiere una subestación son 2.5 x 3.5 metros con una altura de 3.6 metros. o El área de construcción de la subestación debe ser capaz de soportar el peso del equipo a instalar. o Las paredes y el techo de la bóveda deben ser de concreto armado, con no menos de 15 centímetros de espesor, o de ladrillo con no menos de 20 centímetros. o El piso de la bóveda debe ser de concreto de 10 centímetros de espesor, con una plataforma para los transformadores de 10 centímetros de altura sobre el nivel del piso. o El local de la subestación debe ser de uso exclusivo de ésta; por lo tanto, el mismo lugar no debe ocuparse como bodega, taller u otra actividad. Tampoco debe usarse para instalar bombas de agua, plantas de aire acondicionado u otras que impidan que funcione con normalidad. o Debe instalarse una red a tierra para todos los equipos, estructuras, rejas, puertas, u otros que lo ameriten para que no exista un accidente. o Debe dejarse el espacio suficiente entre cada uno de los transformadores, para permitir la circulación del aire y así lograr el enfriamiento de estos; en general unos 20 o 25 centímetros. o Debe asegurarse de que toda la ruta de acceso quede libre de obstáculos, a manera de garantizar la facilidad de ingreso para el personal autorizado y equipo a instalarse. 105 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o El nivel de iluminación mínimo exigido a nivel del suelo, será de 300 luxes. o La puerta de acceso de entrada y salida de la subestación no debe presentar ninguna dificultad. Puede ser de 1 o 2 hojas que se abran hacia afuera de la misma. o La cerradura de las subestación debe mantenerse segura con candado. o Debe disponerse siempre del adecuado equipo exterior de incendios, ubicado en un lugar próximo a la entrada de la subestación. 106 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Subestaciones aéreas o Subestación en H La subestación tipo H se ubica en espacios físicos de la edificación. Comúnmente son para servicios industriales y comerciales. Su nombre se debe a que su estructura de metal presenta la forma de una “H”. (Ver Figura No.73). o Ubicación El subestación H debe estar situada en un sitio accesible a personal autorizado y vehículos, para facilitar su mantenimiento. El lugar debe ser lo más ventilado posible y alejado de fuentes de calor como maquinarias, calderas u otras que ameritan su exposición. 107 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y Construcción o La estructura metálica que soporta los transformadores deben ser suficientemente resistentes y de preferencia de hierro galvanizado de al menos 3’ x 3’ x ¼’. o El tamaño y peso de los transformadores depende de la altura a que la subestación se instala, en la estructura. o La estructura H debe ser suficientemente sólida y retenida a tierra para evitar accidentes. o La separación que se debe dejar entre los transformadores es de, al menos, 20 o 25 centímetros, para permitir la circulación de aire entre ellos. o En general, se procura que el diseño sea sencillo y eficiente en la utilización de materiales, para lograr la economía en la obra. o El suelo de la subestación, si no está repellado de cemento, debe cubrirse de grava (#5 o #6), para evitar el crecimiento de maleza y hierbas. o Deberá contar con un equipo contra incendio, ubicado en el lugar más próximo al acceso de la subestación. 109 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Subestación en poste Este tipo de subestación, generalmente, da servicio de distribución en zonas urbanas y rurales. La subestación tipo poste pueden estar formadas por dos o tres transformadores, y se utilizan para servir cargas a usuarios residenciales o industriales. (Ver Figura No.74, 75, 76,77). o Ubicación Esta subestación se instala directamente en postes, para así poder proporcionar energía a industrias, comercios y residencias. 110 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y Construcción o Las subestaciones instaladas en poste, se deben ubicar en la acera o zona verde, perteneciente a la edificación a servir, y en lo posible dentro de la edificación. o Debe tener un área libre aproximada de 2.0 metros de radio, para que no obstaculice la distribución de energía eléctrica. o Las conexiones deben tener rigidez mecánica para que no puedan moverse con el viento o con alguna vibración; evitando así el contacto con partes que no deben energizarse. o La separación que se debe dejar entre los transformadores es, por lo menos, de 20 a 25 centímetros para permitir la circulación de aire entre ellos. o Los elementos de fijación del transformador deben soportar por lo menos 2.5 veces el peso de éste. o Toda subestación instalada en poste requiere de una puesta a tierra. o Las subestaciones instaladas en poste, no pueden ubicarse en las esquinas de las vías, y deben cumplir con todas las distancias establecidas en las Normas CAESS, DEL SUR y SIGET. 115 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 6.2.6 Transformadores Se define a un transformador como un equipo que cambia las características de la energía eléctrica, que recibe de las subestación de distribución, tales como el voltaje y la corriente. La diferencia entre transformador y subestación es: que el transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel, promedio de la acción de un campo magnético. Las diferentes formas de configurar un transformador son: Transformador en el suelo Transformador subterráneo Pad Mounted. Transformador aéreo Transformador en poste 116 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Transformador en el suelo o Transformador subterráneo Pad Mounted. Los transformadores Pad-Mounted o tipo pedestal monofásico y trifásico se fabrican especialmente para aquellos sitios donde la distribución es subterránea como: edificios, urbanizaciones, centros comerciales etc. Es apto para las aplicaciones que requieran una unidad de transformación compacta y auto-protegida, que armonice con la estética y el medio ambiente sin necesidad de construir una caseta.(Ver Figura No.78,79). Figura No.78 Transformador subterráneo pad mounted Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de normas http://www.grupoimpesa.com/images/thumb/462737207.jpg o Ubicación El transformador subterráneo Pad Mounted puede ubicarse tanto en el interior del edificio como fuera de él, siempre sobre el pozo eléctrico. Es adecuado para edificios, urbanizaciones y centros comerciales. 117 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y construcción o La base de concreto de este tipo de transformador acuerdo con Materials), debe estar de las normas ASTM (American Society for Testing and y correctamente nivelada sobre un terreno firmemente apisonado, para evitar que se incline en el futuro. o Se debe verificar que la identificación de los conductores primarios y secundarios sea correcta y completa; que indique hacia dónde va cada cable y que se usen los métodos apropiados, de acuerdo a la numeración indicada en el plano. o La realización de los protocolos de prueba para los transformadores de distribución es absolutamente necesaria; ya que de nada sirve colocar una gran estructura y hacer buenos cálculos, si la parte operativa del transformador no se encuentra en buen estado. Para evitar esto, se debe exigir al fabricante la realización de todas las pruebas respectivas de los transformadores que vayan a ser colocados en funcionamiento, pues así se asegura una larga vida útil para los mismos. 119 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Transformador aéreo o Transformador en poste Es un transformador que alimenta cargas residenciales, comerciales e industriales de baja y media tensión. Está diseñado para uso en redes de distribución aérea y para ser montados en postes. Este equipo puede ser utilizado en redes aéreas, para distribución de alumbrado urbano y rural.(Ver Figura No.80). El transformador se instala de la manera siguiente: Se sujeta directamente con pernos y zapatas de soporte diseñadas para atornillarse a las abrazaderas, para su montaje directo en el poste. 120 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diseño y construcción o Los transformadores en poste, al igual que las subestaciones, no pueden ubicarse en las esquinas de las vías, y deben cumplir con todas las distancias establecidas en las Normas CAESS, DEL SUR y SIGET. 122 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO VII - DISTRIBUCIÓN INTERNA DE ENERGÍA ELÉCTRICA La energía eléctrica recorre un largo camino, desde su generación hasta el accesorio de protección principal main de la acometida, punto de control que cierra o abre el circuito para permitir la entrada de energía eléctrica a un edificio y/o casa de habitación. En este punto, las instalaciones eléctricas deben organizarse de forma eficiente para distribuir la energía en el interior, respetando requerimientos básicos de protección. Los elementos necesarios para distribuir la energía eléctrica en el interior son: o Tablero eléctrico o Conductores o Canalizadores o Tomacorrientes o Luminarias (Ver Capítulo VIII) 123 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 7.1 Tablero Eléctrico Un tablero es un equipo eléctrico que concentra dispositivos de protección y de maniobra, comando o control, desde los cuales se puede proteger y operar toda la instalación eléctrica o parte de ella. (Ver Figura No.81) El tablero Eléctrico está formado por: Interruptores termo-magnéticos (disyuntores, térmicos o autómatos) Caja para Tablero eléctrico Puesta a Tierra de la instalación eléctrica Organización de Tableros eléctricos Medidas de Seguridad y Ubicación Espacio asignado para el Interruptor de protección main. Tapa con cerradura para limitar el acceso a personas autorizadas Espacio asignado para los Interruptores termomagnéticos Figura No. 81 Tablero eléctrico Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de electro bodegas, surtielectirc 124 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Interruptor Termo-magnético (Disyuntor, Térmico o Autómato) Un disyuntor o interruptor termomagnético automático es un aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico, cuando la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula, excede de un determinado valor: como una sobrecarga (subida de corriente lenta) o un cortocircuito (subida abrupta de corriente), con el objetivo de no causar daños a los equipos eléctricos. El disyuntor puede ser rearmado (reactivado), una vez sea localizado, para poder reparar el daño que causó el disparo o desactivación automática. Se fabrican disyuntores de diferentes tamaños y características, lo cual hace que sean ampliamente utilizados en viviendas, industrias y comercios. Sirven para administrar y controlar circuitos de luminaria y de fuerza. La clasificación de los disyuntores es por amperios y es la siguiente: 10,15,20,30,40,50,60,70,90,100,125 amperios. (Ver Figura No.82) Figura No. 82 Interruptor termomagnético Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Vidri 125 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Caja para tablero eléctrico o Centro de Carga Se le denomina tablero eléctrico o centro de carga al conjunto de dispositivos en los cuales se concentra la energía con la cual se abastecerá una instalación (vivienda, industria o comercio) o cierto sector de la misma, desde el cual se ramifican los circuitos hacia los aparatos y equipos que se quiere energizar. Los centros de carga se fabrican en dos tipos: monofásico o trifásico y en una gran diversidad de capacidades de conducción de corriente. Algunos de ellos traen consigo un interruptor principal. Existen en diferentes presentaciones: 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 18, 20, 24, 32, 40, 42 circuitos (cada circuito se administra por un disyuntor). Los centros de carga constan de barras concentradoras y acoplamientos para colocar los interruptores, con los que se protegerán los circuitos derivados. Las barras concentradoras tienen las dimensiones necesarias para resistir las corrientes nominales para las que fueron diseñadas, así como las corrientes de cortocircuito, sin sufrir daños que vean disminuidas sus condiciones de operación. (Ver Figura No. 83). 126 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No. 83 Tablero eléctrico Editada en autocad por: Berta Márquez Tomado de Ferretería Vidri 127 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA La Puesta a tierra de la instalación eléctrica El tablero también incluye una barra concentradora (de cobre o metal) para los conductores neutros, que concentran el exceso de energía y la llevan a tierra a través de la barra copperweld (polo tierra) y de las protecciones instaladas al tablero general de electricidad que llega a la conexión a tierra de la Instalación. Las barras de puesta a tierra tipo copperweld son las más utilizadas. Están diseñadas con accesorios que facilitan su instalación, tales como: uniones, sistema de anclaje, etc. Por su composición, estas barras aseguran un buen desempeño durante el proceso de instalación, evitando que la barra se doble al ser sometida al esfuerzo mecánico de enterramiento. En términos generales, la normativa (SIGET) obliga a que todos los tomacorrientes de la instalación eléctrica estén conectados al polo a tierra. Este polo a tierra consiste de una varilla de cobre macizo, de 2.4 mts. (mínimo), incrustada usualmente en una parte externa de la instalación eléctrica, en donde exista tierra sujeta constantemente a la acción de la humedad (típicamente el jardín del inmueble).Desde esta varilla va el cable hasta el borne de conexión a tierra que se encuentra en el tablero, y desde ahí se distribuye a todos los tomacorrientes y las cargas fuertes de la instalación). (Ver Figura No.84). Figura No. 84 Puesta a tierra Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Vidri 128 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Medición de la puesta a tierra (polo a tierra) La resistividad del terreno es de vital importancia en el diseño de una puesta a tierra, y la única forma de conocerla con exactitud es mediante la toma de muestras directas del suelo, para luego enviarlas al laboratorio y determinar con qué tipo de suelo se va a tratar para su polarización. (Ver Figura No.85). La puesta a tierra a grandes profundidades, tienen mejores características eléctricas. Existen algunos factores que limitan la profundidad a la que se puede llevar la puesta a tierra como son los estratos rocosos que se puedan presentar. A medida que se aumenta la profundidad de la puesta a tierra, las características de ésta se ven menos afectadas por las variaciones climáticas. Cuando se quiere alcanzar grandes profundidades deben utilizarse barras prolongables, con sus respectivas extensiones. Las barras de puesta a tierra (copperweld) más utilizadas son de 1.80, 2.40 y 3.00 metros de longitud. La unidad de medida para la medición de la puesta a tierra es el OHMIO (Ω). Los valores aceptables de la puesta a tierra son: Aplicación Valores máximos de resistencia de la puesta a tierra Estructuras de líneas de transmisión Subestación de alta y extra alta tensión 20 Ω 1 Ω Subestación de media tensión Protección contra rayos 10 Ω 10 Ω 129 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Ver anexo 1 (paginas 274 – 282). Figura No. 85 Medición de la puesta a tierra Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferretería Vidri 130 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Distribución y organización de tableros La distribución eléctrica interna debe estar organizada por circuitos, donde cada circuito es administrado y controlado por un interruptor termomagnético colocado en el tablero eléctrico. Existen 3 tipos de circuitos: o Circuito eléctrico de Luminarias o Circuito eléctrico de Fuerza (tomacorrientes) o Circuito eléctrico de cargas fuertes La principal razón para esta división de circuitos radica en la seguridad de la instalación eléctrica, motivo por el cual cada tipo de instalación se divide en tableros eléctricos primarios y secundarios. Se llama tablero primario o principal al que recibe la acometida desde la empresa distribuidora, y secundarios a todos los demás tableros que reciben energía de este. Estos tableros secundarios (Ver Figura No.88) también pueden subdividirse al mismo tiempo en subtableros, dependiendo del tamaño de la edificación, donde pueden instalarse tableros por piso, o por secciones. (Ver diagrama conceptual de tableros pág. 137). 131 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Circuito eléctrico de luminarias Este tipo de circuito se utiliza de forma exclusiva para luminarias, cuyo límite de instalación por circuito está determinado por el límite que soporta el interruptor termomagnético. Por ejemplo: un térmico que soporte 80 amperios, únicamente debe estar conectado a luminarias cuya demanda sumada, alcance los 80 amperios. Para resolver la organización de esta instalación, debe diseñarse un tablero secundario exclusivo para luminarias, denominado "Tablero de alumbrado" (Ver Figura No.86). Es una recomendación opcional para incrementar la seguridad, pero pueden ser mixtos (Luminarias y fuerza). Para obtener un mayor control de la instalación cada área de la residencia o local debe tener su propio circuito (disyuntor en el tablero), así en el caso de fallas, no se compromete toda la instalación. (Ver tema disyuntor). El control de la iluminación es un factor importante en la vida diaria, por lo que se utilizan interruptores eléctricos para controlar las luminarias. (Ver tema interruptores). Figura No. 86 Tablero de alumbrado Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.schneiderelectric.com.mx/mexico/es/productos-servicios/ distribucion-electrica/ 132 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Ejemplo de cálculo para circuito eléctrico de luminarias: Cada familia de lámparas consta con un número determinado de watts que al sumarse da como resultado la demanda total de las luminarias, que deben ser administradas por los disyuntores, cuyo límite de amperaje, define su capacidad de demanda por circuito. Nunca un disyuntor se debe dejar el 100% de su capacidad porque se arriesga el circuito, lo recomendable es dejar el 80% de su amperaje máximo. Ejemplo para un aula Paso 1: Se definen los tipos de luminarias a utilizar. 1 Lámpara incandescente marca PHILIPS de 36 watts (Tipo T-36, ver tabla No. 8) 1 Luminaria incandescente de 4 Tubos x 36 watts c/u = 144 watts. Paso 2: Se define la cantidad de luminarias 1 aula de clase con 9 luminarias x 144 watts c/u = 1,296 watts 133 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Paso 3: Obtenida la demanda en watts, se divide entre el voltaje de la instalación, para obtener el amperaje real. 1,296 watts 120 voltios = 10.8 amperios (demanda real) Paso 4: El amperaje real se compara con la clasificación de las capacidades de disyuntores disponibles, (Ver tema disyuntores) y se opta por la inmediata superior. 10,15,20,30,40,50,60,70,90,100,125 amperios. 10.8 amperios se aproxima a 15 amperios Por lo que se opta por el disyuntor con una capacidad de 15 amperios para administrar este circuito de luminarias. 134 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Circuito eléctrico de fuerza (tomacorrientes) Este tipo de circuitos siempre debe mantenerse independiente de las luminarias, por cuestiones de seguridad. Esto también permite un mayor control dentro de la instalación, que también puede ser organizada mediante un tablero secundario, denominado "Tablero de fuerza”. Este tablero debe estar seccionado en térmicos por cada grupo de tomacorrientes (según la capacidad del disyuntor) y de preferencia, por áreas dentro del edificio o residencia, para administrar un mayor control de las instalaciones eléctricas. (Ver el título 7.4 sobre tomacorrientes). Ejemplo de cálculo para circuito eléctrico de tomacorrientes: La capacidad de los tomacorrientes es de 200 watts por unidad (2 tomas hembras por unidad) lo que implica, 6 tomacorrientes como máximo por circuito, según lo establecido por la SIGET. Nunca un disyuntor se debe dejar el 100% de su capacidad porque se arriesga el circuito, lo recomendable es dejar el 80% de su amperaje máximo. Paso 1: Cantidad. 6 tomacorrientes x 200 watts= 1,200 watts Paso 2: División entre voltaje 1,200 watts 120 voltios = 10 amperios Paso 3: Comparación con capacidad de disyuntores disponibles y se opta por el inmediato superior. Se obtiene un térmico de 15 amperios para un circuito eléctrico de tomacorrientes. 135 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Circuito eléctrico de fuerza (cargas fuertes) El circuito de cargas fuertes va a todas las cargas que consumen altos valores de corriente eléctrica como: o Cocina eléctrica o Secadora de ropa o Calentador de agua o Equipo de aire acondicionado o Bomba hidroneumática para cisterna o piscina Esta división de circuitos se realiza con el fin de balancear la carga total de la instalación eléctrica. Para organizar estos circuitos se utilizan tableros secundarios denominados "Tableros de fuerza (carga fuerte)”. En instalaciones con grandes demandas, cada aparato eléctrico de alto consumo tiene su propio subtablero. A diferencia de los usos en medias demandas, como por ejemplo a nivel doméstico, los tableros pueden ser combinados (Ver Figura No.87). Figura No. 87 Tablero de fuerza Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de SIEMENS 136 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Diagrama conceptual de tableros Simbología Figura No.88 Diagrama conceptual de tablero eléctrico Editada en autocad por: Berta Márquez Tomado de El ABC de las instalaciones eléctricas o AS acometida de servicio o TP tablero principal o TA tablero de alumbrado o TFT tablero de fuerza tomacorrientes o TFM tablero de fuerza motores A – Representa a los conductores que llevan la potencia de la compañía suministradora al tablero principal. B- Representa a los conductores que alimentan a los circuitos de alumbrado y fuerza del tablero principal. 137 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA C- Son los “circuitos derivados” del tablero de alumbrado a las cargas de alumbrado. D- Son los “circuitos derivados del tablero de fuerza a las cargas de fuerza (tomacorriente). E- Son los “circuitos derivados del tablero de fuerza a las cargas de fuerza (motores). Carga de alumbrado T Carga de tomacorriente Carga de motores 138 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Medidas de seguridad y ubicación La seguridad eléctrica interior depende de varios factores. Las siguientes recomendaciones, sobre las instalaciones eléctricas, pueden garantizar la seguridad de los usuarios, evitando los accidentes y las pérdidas de vidas humanas. Los tableros de distribución eléctrica deben estar ubicados en lugares que tengan las siguientes condiciones: o Los espacios asignados deben estar dedicados exclusivamente para los tableros. o No deben existir tuberías, ductos o equipos ajenos a la instalación eléctrica, excepto los rociadores contra incendio y los equipos de control que deben estar adyacentes. o El espacio de acceso y de trabajo debe permitir el funcionamiento y el mantenimiento fácil y seguro, con un área frente al tablero de 75 cm de ancho como mínimo. o Para instalaciones en exteriores deben utilizarse encerramientos adecuados, para protección contra contacto accidental, manejo de personal no autorizado, tráfico y operación de vehículos, fugas de líquidos y vapores. o Deben estar permanentemente secos. o Con acceso restringido a personal no calificado. o Deben estar protegidos contra daños que les puedan generar los equipos móviles o los procesos industriales. 139 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Nunca debe aumentarse el valor del disyuntor o del fusible, sin cambiar el tendido. Debe haber una correspondencia entre ambos. o Se deben preveer circuitos separados para iluminación y tomacorrientes. o Nunca hay que inutilizar los cables a tierra de los aparatos. Al contrario, se debe instalar un buen sistema de “tierra” en la edificación o Nunca se debe utilizar un cable neutro, como polo tierra. o Hay que mantener el tablero eléctrico siempre limpio, ventilado y expedito, lejos de recipientes de gas. o El valor del disyuntor o fusible (que siempre está expresado en amperios), debe ser compatible con el tamaño del cable, ya que ambos dependen de la corriente eléctrica que circula en la instalación. 140 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 7.2 Conductores para distribución interna Entre los diferentes tipos de conductores de distribución interna, para uso residencial e industrial, de potencia de bajo voltaje se pueden mencionar: o THHN o XHHW o NM-B Para seleccionar el conductor adecuado, deben considerarse ciertas condiciones: o El tamaño de un conductor eléctrico depende de la cantidad de electrones que circulen por él (corriente eléctrica). Toda vez que una corriente circula por el conductor, éste se calienta debido al roce de los electrones en su interior. Por lo tanto, hay un límite máximo de calentamiento que soporta cada cable, sobre el cual éste comienza a deteriorarse. En esas condiciones, los materiales aislantes se derriten, exponiendo al conductor de cobre, lo que puede provocar choques y causar incendios. Para evitar que los conductores se calienten más de lo permitido, deben ser instalados disyuntores o fusibles en los tableros eléctricos. Estos dispositivos funcionan desconectando automáticamente la instalación, siempre que la temperatura de los conductores comience a adquirir valores peligrosos. o El menor tamaño permitido, por norma, para circuitos de bombillas es de 1.5 mm² y de 2.5 mm² para tomas. 141 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Hay que evitar la utilización de los llamados alargadores o extensiones, pues un uso indebido de ellos puede causar sobrecargas en las instalaciones. Para resolver el problema, es mejor instalar más tomas, respetando el límite de calentamiento de los cables. o THHN (nylon termoplástico a prueba de alto calor) Su aplicación es de uso general en edificaciones, tableros y controles. Se usa en lugares secos, a una temperatura no superior de 90°C. Consiste en un alambre de cobre blando, con aislación termoplástica de cloruro de polivinilo (pvc) y recubierto con capa de nylon. (Ver Figura No.89). Figura No.89 Conductor THHN Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón 142 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o XHHW (polietileno reticulado resistente) Su aplicación es en circuitos de fuerza y alumbrado, como alimentadores principales y secundarios en edificaciones industriales, comerciales y residenciales, donde se requiera de alta seguridad. Son conductores de aleación de aluminio cubiertos por un forro aislante de polietileno trenzado. Este tipo de conductor puede ser usado en lugares secos y húmedos. Su temperatura máxima de operación es de 90ºC. (Ver Figura No.90). Figura No. 90 Conductor XHHW Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón o NM-B (cable de aluminio con cubierta) Se usa en instalaciones domésticas, en circuitos de enchufes e interruptores. Son conductores de aluminio cubiertos con forro aislante de PVC con nylon. Este tipo de conductor puede ser utilizado de manera interna o externa en una superficie (pared, suelo, cielo falso); en lugares normalmente secos y en temperaturas no superiores a 90 °C. (Ver Figura No.91). Figura No. 91 Conductor NM-B Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón 143 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 7.3 Canalizaciones para la distribución interna Para distribuir los conductores desde los tableros hacia los artefactos eléctricos como luminarias y tomacorrientes, es necesario protegerlos del ambiente hostil, evitando interferencias con otras instalaciones. Con este fin se utilizan canalizaciones metálicas ó plásticas, por las que se introducen los conductores (los conductores siempre deben quedar completos, no se permiten uniones de conductores dentro de los ductos) Algunos ejemplos de canalizaciones son: o Tubo metálico rígido (conduit) o Accesorios para conduit o Tubería de PVC liviana y flexible (tecnoducto) 144 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tubo (conduit) metálico rígido Se recomienda el uso de esta tubería bajo todas las condiciones atmosféricas, siempre y cuando la tubería y sus accesorios estén protegidos por esmaltes contra la corrosión. Cuando sea posible se debe evitar que existan metales distintos en contacto dentro de la misma instalación. (Ver Figura No.92). Figura No. 92 Canalización conduit Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón o Accesorios para tubería conduit EMT (tubería eléctrica de metal) Los accesorios utilizados en este tipo de tubería eléctrica, pueden ser: codos, acoplamientos y otros accesorios de material galvanizado siguientes, o acero inoxidable, en contacto directo con la tierra o en zonas expuestas a ambientes corrosivos graves. (Ver Figura No.93). Figura No. 93 Accesorio EMT Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón 145 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tubería de PVC (tecnoducto) Esta tubería tiene buenas propiedades eléctricas y de aislamiento sobre un amplio rango de temperaturas. Además es de una excelente durabilidad y tiene aproximadamente una vida útil de 40 o más años. Las características y usos de este tipo de tubería son: o Resistente a ambientes agresivos. o Se utiliza para proteger y organizar el cableado en las instalaciones eléctricas, en hogares y edificios. (Ver Figura No.94). Figura No. 94 Canalización PVC tecnoducto Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de Ferreterías Freund Paseo General Escalón 146 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 7.4 Interruptores eléctricos (switch) Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciente un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora. El interruptor básico consiste en dos contactos de metal inoxidable y un actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos. (Ver Figura No.95). Este interruptor y sus conexiones, son protegidas por un soporte (Caja de interruptor) y cubierto por una placa protectora que sirve como tapa. En el caso de instalaciones eléctricas exteriores, la caja del interruptor incluye tapadera movible para el actuante, protegidos por empaques para la lluvia. (Ver figura No.95). Actuante Contacto metálico Figura No. 95 Interruptor eléctrico Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.electrocable.com 147 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.96 Interruptor eléctrico para interiores Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No. 97 Interruptor eléctrico para exteriores Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.electrocable.com 148 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Criterios de ubicación de interruptores con respecto a equipos, amueblamiento y uso de espacios. Se recomienda que la instalación de los interruptores se haga en un lugar de fácil acceso, para que puedan operarse manualmente sin ninguna dificultad. R Recomendaciones para la instalación de interruptores: o Se deben colocar dentro del área donde ejercen su control, a una distancia de 10 a 20 centímetros de las puertas (picaporte o cerradura de las puertas) o esquina de las paredes, excepto para el alumbrado exterior. Además no deben controlar más de una salida de iluminación. o El centro de la placa del interruptor no debe quedar a más de 2 metros sobre el nivel del piso. o En casas de habitación, oficinas y centros comerciales se debe instalar entre 1.20 y 1.35 metros sobre el nivel del piso. o En áreas de escaleras se recomienda instalar 2 interruptores: uno en la parte superior y el otro en la parte inferior de las escaleras. o En áreas de circulación de más de 2 metros de largo se recomienda instalar al menos 1 interruptor. o En salas de estar y comedor se recomienda instalar 1 interruptor por cada 3 metros cuadrados de superficie. o En dormitorios se recomienda instalar 3 interruptores. o En zonas de lavado se recomienda instalar 4 interruptores. o En áreas de cocina se recomienda instalar 2 interruptores. Ejemplo de ubicación de interruptores (Ver Figura No. 98, 99). 149 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 7.5 Tomacorriente (enchufe hembra) El enchufe hembra, tomacorriente o toma de corriente de la instalación, se sitúa en la pared, ya sea colocado de forma superficial (enchufe de superficie) o empotrado en la pared montado en una caja, éste último es el más común. Consta, como mínimo, de dos piezas metálicas que reciben a sus homólogas macho, para permitir la circulación de la corriente eléctrica. Estas piezas metálicas quedan fijadas a la red eléctrica por tornillos. (Ver figura No.100) El estimado del cálculo puede hacerse a través de software o por medio de la aplicación de formulas matemáticas, de la especialidad. Figura No.100 Toma corriente enchufe hembra Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.electrocable.com 152 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Se pueden considerar dos tipos de tomacorriente de uso común: Tomacorriente no polarizado, tomacorriente polarizado. Tomacorriente no polarizado Este tomacorriente tiene únicamente 2 puntos de conexión, el vivo o positivo y el negativo; este tipo de tomacorriente no es recomendable para aparatos que necesiten una protección adecuada contra sobrecargas y descargas atmosféricas. En el caso del tomacorriente no polarizado, se deben conectar dos cables, uno positivo y un negativo. (Ver Figura No. 101) El rojo: se conecta a la línea viva o positiva de la instalación eléctrica. El negro: se conecta a la línea negativa de la instalación eléctrica. Figura No.101 Tomacorriente no polarizado Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.bticino.com 153 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tomacorriente polarizado Este tomacorriente se caracteriza por tener tres puntos de conexión, el vivo o positivo, el negativo y el de tierra física. Es muy importante el uso de estos tomacorrientes para proteger, de fuertes y repentinas descargas eléctricas, los aparatos electrodomésticos u otros de tipo industrial. En el caso del tomacorriente polarizado se deben conectar tres cables, uno positivo, un negativo y uno que corresponda al polo tierra. (Ver Figura No. 102). El rojo: se conecta a la línea viva o positiva de la instalación eléctrica El negro: se conecta a línea negativa de la instalación eléctrica. El verde o blanco: corresponde al polo tierra de la instalación eléctrica. Figura No.102 Tomacorriente polarizado Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com 154 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tomacorrientes según su colocación son: tomacorriente empotrado, tomacorriente de superficie y tomacorriente exterior. o Tomacorriente empotrado En este tipo de tomacorriente, la mayor parte del dispositivo queda en una caja de material termoplástico en la pared. El empotrado alberga la parte del enchufe donde se conectan los cables. (Ver Figura No. 103, 104, 105). Figura No.103 Tomacorriente empotrado (110 Voltios). Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No.104 Tomacorriente empotrado (110 Voltios). Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No.105 Tomacorriente empotrado (220 Voltios). Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.bticino.com 155 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tomacorriente de superficie El enchufe de superficie ha sido, en el pasado, muy utilizado para instalaciones antiguas, por su facilidad de instalación. En la actualidad sigue siendo utilizado para ampliar (a menudo de manera fraudulenta y peligrosa) las instalaciones principales, normalmente del tipo empotrado, por la misma razón anteriormente citada. Existen líneas de fabricación de este tipo de producto destinadas específicamente a lugares rústicos o casas antiguas, cuyo exterior se asemeja a las primeras instalaciones. (Ver figura No.106, 107, 108). Figura No.106 Tomacorriente de superficie (110 Voltios). Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No.107 Tomacorriente de superficie (110 Voltios). Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No.108 Tomacorriente de superficie (220 Voltios). Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com 156 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Tomacorriente exterior Es un tomacorriente de superficie situado en la parte exterior de cualquier instalación. A diferencia del de superficie, que se utiliza en interiores este utiliza placa o tapas protectoras al igual que los interruptores para no permitir la humedad. Por razones de seguridad debe instalarse un interruptor para desconectar el toma corriente en caso que sea necesario. (Ver figura No.109, 110). Figura No.109 Tomacorriente para exteriores (110 Voltios) Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.bticino.com Figura No.110 Tomacorriente para exteriores (220 Voltios) Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.bticino.com 157 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Criterios de ubicación de tomacorrientes con respecto al amueblamiento y uso de espacios. Es necesario adoptar algunos criterios en relación con la ubicación y cantidad de tomacorrientes en los diferentes espacios de las viviendas: o En zonas de circulación de más de 3 metros de largo se recomienda instalar al menos 1 tomacorriente. o En salas de estar y comedor se recomienda instalar un tomacorriente por cada 6 metros cuadrados de superficie en las paredes. o En dormitorios se pueden instalar 3 tomacorrientes a menos de 40 centímetros del nivel del suelo. o En zonas de lavado se debe instalar un tomacorriente por lavadora, localizado a no más de 1.8 metros del sitio de la lavadora. o Los tomas con protección de falla a tierra se deben instalar en los siguientes casos: baños, garajes, exteriores, piscinas; colocando como mínimo un toma a no menos de 1.83 metros de las áreas mencionadas anteriormente y de todos aquellos puntos cercanos a zonas húmedas. o En los corredores se recomienda instalar tomas a cada 4.5 metros y en escaleras largas con descanso, al menos uno. o En la cocina deben instalarse 3 tomacorrientes en zigzag. Si se prevee la utilización de artefactos de ubicación fija (extractores, microondas y otros) se instalará un tomacorriente para cada uno de ellos. 158 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Ejemplo de ubicación de tomacorriente en diferentes edificaciones (Ver Figura No. 111, 112, 113). 159 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO VIII - ILUMINACIÓN La iluminación es la acción o efecto de iluminar (Llenar de luz y claridad). Técnicamente se refiere al conjunto de dispositivos que se instalan para conseguir un nivel de iluminación y de iluminancia adecuados a los diferentes espacios, según el uso que los usuarios den a los mismos. El objetivo de diseñar ambientes de trabajo adecuados para la visión no es proporcionar simplemente luz, sino permitir que las personas reconozcan sin error lo que ven, en un tiempo adecuado y sin fatigarse. El 80% de la información requerida para llevar a cabo un trabajo se adquiere por medio de la vista. Se ha probado que las empresas con buenas condiciones de iluminación producen más que aquellas que no las tienen. Conceptos básicos sobre iluminación: o La luz o Iluminación o Fuentes de iluminación artificial o lámparas o Temperatura del color o CRI (Índice de Rendimiento del Color) o Luminarias o Distribución de la luz o Diferentes tipos de iluminación o Tipo de luz y función del espacio o Nivel de iluminación 163 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.1 La luz Se llama luz a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. En física, el término luz se usa en un sentido más amplio e incluye el rango entero de radiación, conocido como el espectro electromagnético; mientras que la expresión “luz visible” denota la radiación en el espectro visible. El espectro electromagnético Comprende tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos gama, los ultravioleta, los infrarrojos y las ondas de radio o televisión entre otros. (Ver Figura No.114). Figura No.114 El espectro electromagnético y Espectro de luz Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado del Manual Sylvania Espectro de Luz visible La luz de cada una de estas longitudes de onda es percibida por el ojo humano como un color diferente. (Ver Figura No.114). 164 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Propiedades de la luz Las propiedades de la luz son las siguientes: Es cuando la luz encuentra un obstáculo en su camino chocando contra la superficie de este y una parte es reflejada. Si el cuerpo es opaco el resto de la luz será absorbida. Si es transparente una parte será absorbida como en el caso anterior y el resto atravesará el cuerpo transmitiéndose. Se presentan tres posibilidades: reflexión, transmisión-refracción, absorción. La reflexión Es un fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de separación de dos medios diferentes (ya sean gases como la atmósfera, líquidos como el agua o sólidos). La dirección en que sale reflejada la luz viene determinada por el tipo de superficie: Regular, Difusa o Mixta. Reflexión regular es toda luz que sale en una única dirección reflejándose en una superficie brillante o pulida. (Ver Figura No.115). Figura No. 115 Reflexión regular Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com 165 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Reflexión difusa se da cuando la superficie es mate y la luz sale esparcida en todas direcciones. (Ver Figura No.116). Figura No.116 Reflexión difusa Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com Reflexión mixta es en la que predomina una dirección sobre las demás, dándose en superficies metálicas sin pulir. (Ver Figura No.117). Figura No.117 Reflexión mixta Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com 166 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Refracción Se produce cuando un rayo de luz es desviado de su trayectoria, al atravesar una superficie de separación entre medios diferentes. Esto se debe a que la velocidad de propagación de la luz en cada uno de ellos es diferente. (Ver Figura No.118). Figura No.118 Refracción Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com Transmisión Se denomina al paso de los rayos de la luz a través de un medio, sin que se produzca ninguna alteración de la frecuencia de sus componentes monocromáticos, pero si un cambio en la dirección del rayo. 167 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Transmisión regular el rayo de luz generalmente cambia de dirección o se desplaza. Un material en el que ocurra esto se denomina transparente, es decir, desde un lado puede verse un objeto situado al otro lado. (Ver Figura No.119). Figura No.119 Transmisión regular Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com Transmisión difusa se esparce la luz por el material, denominado translucido. No pueden distinguirse, con precisión, los objetos situados al otro extremo.(Ver Figura No. 120). Figura No.120 Transmisión difusa Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com 168 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Transmisión mixta es aquella en la que predomina una dirección sobre las demás, como ocurre en vidrios orgánicos o cristales de superficie labrada. (Ver Figura No. 121). Figura No.121 Transmisión mixta Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.ERCO.com 169 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Absorción Es un proceso muy ligado al color. El ojo humano sólo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un pequeño intervalo del espectro electromagnético. Son los colores que mezclados forman la luz blanca. (Ver Figura No. 122). Figura No.122 Colores del espectro visible formando la luz blanca Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.ERCO.com Cuando la luz blanca choca con un objeto, una parte de los colores que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son reflejados. Los componentes reflejados son los que determinan el color que se percibe. Por ejemplo: 170 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Si los refleja todos, es blanca y si los absorbe todos, es negro. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe los demás componentes de la luz blanca. Si se ilumina el mismo objeto con luz azul se verá negro porque el cuerpo absorbe este componente y no refleja ninguno. Queda claro, entonces, que el color con que se percibe un objeto depende del tipo de luz que se le envía y de los colores que éste sea capaz de reflejar. (Ver Figura No.123). Luz blanca Luz azul Color real del objeto Color real que se percibe según la fuente de luz Figura No.123 Ejemplo de cómo la luz choca con el objeto Editada en photoshop por : Berta Márquez Tomado de http://www.edison 171 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Ojo humano y percepción visual El globo del ojo es una cámara oscura llena de un líquido que no refracta la luz, sino que transforma los estímulos de la energía radiante que recibe en impulsos, los cuales son transmitidos por las fibras nerviosas, al cerebro. (Ver Figura No. 129). La luz entra por la córnea y el humor acuoso (líquido transparente que se encuentra en la cámara anterior del ojo) y después de ser ligeramente restringida por el iris, pasa a través del cristalino para ser enfocada en la retina. (Ver Figura No.129) A continuación se presenta las partes del ojo humano: o Iris: es una membrana en forma de disco, ubicado detrás de la córnea, que se cierra para regular el paso de luz. o Pupila: regula la cantidad de luz que entra al ojo. o Cristalino: es un elemento de forma biconvexa alojado en el interior del globo ocular, después del iris, que enfoca la luz en la región fotosensible del ojo. o Células fotosensibles: envían impulsos eléctricos al cerebro, donde son interpretados en formas y colores. o Retina: contiene millones de células nerviosas sensibles a la energía luminosa. A menudo, se compara el funcionamiento del ojo con el de una cámara fotográfica. La pupila actuaría de diafragma, la retina de película, la córnea de 172 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA lente y el cristalino sería equivalente a acercar o alejar la cámara del objeto para conseguir un buen enfoque. La analogía no acaba aquí, pues al igual que en la cámara de fotos, la imagen que se forma sobre la retina está invertida. Pero esto no supone ningún problema ya que el cerebro se encarga de darle la vuelta para que se vea correctamente. (Ver Figura No. 124) Imagen Cristalino Imagen Iris Córnea Nervio Óptico Humor acuoso Retina Pupila Figura No.124 Ojo humano Editada en photoshop por Berta Márquez Tomado de http://www.edison 173 ! !" ! ! % & ' # ( ! !* - ./ + ! ! 12 !0(/3 4 ! !+ ! ! ! ! ! ' ! # ! ! ( , ! ! ' /' ! .!( 560( 4 ! 2 ' ! ! ! ! )& ) 0( $! # $! ! ! .!( 56 7! ! 7! ! 7 "88 + 7 3' ) # ! $! 2 ! ": ! ! ! ( ! ! " 89( ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Intensidad luminosa: Es el flujo luminoso emitido en una determinada medida por unidad de ángulo sólido (estereorradián). La unidad de medida Candela (Cd)= lm/estereorradián. o Candela es la intensidad luminosa en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia. (Ver Figura No.126). Figura No.126 Candela Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http:// definiciones-de-instalación -eléctrica 175 $! 1 ! ! % ! ! ( , # ( < / =0> ! ! 8 5( 1 ! ! % + ! ! 4 ! !( /3 .!( 5 = 7! ! 7! ! 7 "88 4 !"? ! $! .!( 5 0( -' ) # 2 ; ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Unidades de medida Unidades de medidas estándar para iluminación. (Ver Tabla No.7) Tabla No.7 Unidades de medida Editada en photoshop por : Berta Márquez Tomado de http:// www.convertworld.com 177 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.3 Fuente de Iluminación artificial o lámpara Se llama lámpara al aparato o dispositivo que sirve para producir o generar luz artificial. Existen diferentes tipos de lámparas asi como diferentes formas de producir luz artifical, con diferentes materiales y configuraciones. Los tipos de lámparas son: o Lámparas incandescentes o Lámparas reflectoras o Lámparas halógenas o Lámparas fluorescentes o de descarga o Lámparas de mercurio a alta presión o Lámpara de halogenuros metálicos o Lámpara de luz mixta o Lámpara de sodio de baja presión o Lámpara de vapor de sodio de alta presión 178 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Lámpara incandescente (de encendido inmediato) La lámpara incandescente produce luz mediante el calentamiento eléctrico de un alambre llamado filamento, hasta una temperatura tan alta que la radiación emitida cae en la región visible del espectro. Deben distinguirse las lámparas incandescentes con ampolla llena de gas halógeno, de las que no contienen este gas. (Ver Figura No.128). Figura No.128 Lámpara incandescente Editada en photoshop por : Berta Márquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 179 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Lámparas reflectoras (de encendido inmediato) Las lámparas reflectoras poseen una fina capa metálica depositada sobre cierta parte de la superficie interna de la ampolla, que actuando en forma de espejo, dirige la luz producida en una dirección predeterminada. El reflector de esta especie de lámpara, está dentro de la ampolla, por lo que está aislada de daños. (Ver Figura No.129). Capa metálica Figura No.129 Lámpara reflectora Editada en photoshop por Berta Márquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 180 / ' 7 # !+ ! ! ! !A ! 1 ! ' !0 ! ! 1 % ! & ( :! ! 7 ! 7 # ! ! ! !+ %! ! ! + !% ! !A( /3 4 ' + .!( BC0( ?! ! 4 ! ! ! ' 4 ! .!( BC ' 7 # 7! ! 7! ! " : ! 7 "88 ! ( ( 8 3' 8 ) 8 @ / ' ! # + 1! & ' ) ! ' ! 1 + ! ! = ! ! 1! 1! !+ ! D % $ + ( ! ! ! !0 ! # ! & ! ' %! 1 ! ! ! / # % $ ! # # 0 ! ' ! ' ! ! & ! + ! % ' ' 4 ! %! ! ! ! ( /3 .!( B ' ! 7! ! 7! ! " ? ! 7 "88 ! ( ( 1 ! 4 ! ! .!( B 0( ! -' ) 8 8 8 @5 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Lámparas de Mercurio de Alta Presión (de encendido no inmediato) Es una lámpara de descarga eléctrica en la que la radiación se produce por la ignición que se logra mediante un electrodo auxiliar, que está montado al lado de uno de los principales y conectado a través de una resistencia al otro electrodo principal. La ampolla exterior contiene normalmente un gas inerte (a la presión atmosférica cuando la lámpara funciona) que estabiliza la lámpara manteniendo una temperatura casi constante en condiciones normales de ambiente. (Ver Figura No.132). Figura No.132 Lámpara de mercurio a alta presión Editada en photoshop por : Berta Márquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 183 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Lámpara de halogenuros metálicos (de encendido no inmediato) Son generalmente de alta potencia, y además de la luz ultravioleta. Es muy similar en construcción a la lámpara de mercurio, contiene aditivos de yoduros metálicos (indio, talio y sodio) que proporcionan una notable eficacia y rendimiento en color. (Ver Figura No.133). Figura No.133 Lámpara de halogenuros metálicos Editada en photoshop por : Patricia Vásquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 184 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Lámparas de luz mixta (de encendido no inmediato) La lámpara de luz de mezcla o luz mixta, consiste en una ampolla llena de gas revestida con una capa de fósforo que contiene además el tubo de descarga de mercurio conectado en serie con un filamento de tungsteno. La lámpara de luz de mezcla, como la de mercurio, de la cual se deriva. Convierte la radiación ultravioleta de la descarga en mercurio visible mediante la capa de fósforo. (Ver Figura No.134). Figura No.134 Lámpara de luz mixta Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 185 / ' 2 %! D! & 1 + ! ! ( ! !( /3 4 # ! % ( 7 ! ' %! ! & ! ! 1!* ! ! ! 2 ' 7 ! !0 ! ! & D ! 1 ! ! ! & %! ' ! !%$ ! ! .!( B60( 4 ! .!( B6 ' ! ! % $ # 7! ! 7! ! " ? -' ) ! 7 "88 ! ( ( 8 8 8 @; ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Lámpara de vapor de sodio a alta presión (de encendido inmediato) En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio (actúa como amortiguador de la descarga) y xenón, que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. (Ver Figura No. 136). Figura No.136 Lámpara de vapor de sodio de alta presión Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http:// edison.upc.edu/curs/llum/lamparas 187 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Led La estructura de los LED es totalmente distinta de la bombilla y se basa en la tecnología de chip. Como su nombre indica, un led es un diodo que emite luz. Un diodo es un dispositivo que permite que la corriente fluya solo en una dirección. Cuando la electricidad se transferie a traves del diodo, los atomos de un material (dentro del chip semiconductor) se agitan a un nivel de energía superior. Los átomos en este primer material encierran mucha mas energía que necesita ser liberada. Lo hace cuando los atomos traspasan los electrones al otro material del chip. Durante esta liberación de energía se crea luz. (Ver Figura No. 137). Lente Junta de cable Chip de LED Plomo Encapsulante Carcasa Figura No.137 LED Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.lighting.philips.es/lightcommunity/trends /led/what_are_leds.wpd 188 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.4 Temperatura del Color La temperatura de color es una medida que se especifica en las lámparas y se refiere a la apariencia o tonalidad de la luz que emite la fuente luminosa. La forma en que vemos cierto ambiente depende de la tonalidad de luz de la lámpara y es crucial para establecer una atmósfera de confort o frescura. (Ver Tabla No.11). La temperatura de color se mide en “Grados Kelvin” (K) y es la referencia para indicar el color de las fuentes luminosas (salvo aquellas que tengan de por sí un color señalado). 192 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.5 Indice de rendimiento del color IRC o CRI (Siglas en inglés) El índice de rendimiento de color (CRI) es la capacidad que tiene una lámpara para reproducir fielmente los colores de los objetos, y es un factor muy importante a considerar en cualquier aplicación de iluminación. (Ver Figura No.138) Figura No.138 IRC o CRI Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas El (CRI) Índice de rendimiento del color, es una medida de la precisión con la que una lámpara reproduce los colores de los objetos con respecto a una fuente de luz ideal, que se mide en una escala de 0 a 100. (Ver Tabla No.12) 194 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.6 Luminarias Se denomina luminaria al equipo en el cual se aloja la lámpara. También llamada soporte o equipo de iluminación, está destinada a posibilitar la fijación y el suministro eléctrico de las lámparas. Existen 6 tipos básicos de luminarias que proyectan la luz de diferentes formas, proporcionando una variedad de opciones para iluminar proyectos arquitectónicos. Los tipos básicos de luminarias son: o Proyector Extensivo o Proyector Direccional o Uplight o Downlight o Cuadrado o Rectangular 196 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Proyector extensivo Las luminarias de proyector extensivo Iluminan un área limitada, de modo que se instalan en rieles electrificados. Pueden proporcionar una iluminación temporal o continua en superficies verticales. No se aplica para la iluminación general; pero se usa para la iluminación acentuada de objetos. (Ver Figura No.139) Figura No.139 Proyector extensivo Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO Proyector direccional Las luminarias de proyector direccional se pueden montar en diferentes lugares, instalándose principalmente en rieles electrificados o en estructuras luminosas. Por otra parte, son casi siempre variables en la dirección de la luz y no están fijadas en una posición definida, sino que se pueden orientar libremente. (Ver Figura No.140) Figura No.140 Proyector direccional Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO 197 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Uplight Las luminarias Upligth dirigen la luz hacia arriba. Su forma básica de iluminación se puede aplicar para iluminar el techo, para la iluminación indirecta de un espacio, mediante luz reflejada en el techo, o para iluminar paredes. (Ver Figura No.141) Figura No.141 Uplight Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO Downlights La forma básica del Downlight es radiar la iluminación en un cono luminoso verticalmente hacia abajo. Habitualmente son montados en el techo, iluminando el suelo u otras superficies horizontales. (Ver Figura No.142) Figura No.142 Downlights Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO 198 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Cuadrado o rectangular El nombre cuadrado o rectangular lo reciben debido a su forma, el cual puede componerse de: rejillas antideslumbrantes que hacen una función de apantallamiento, reflectores brillantes conductores de la luz o de rejillas. Las luminarias de retícula están construidas para fuentes de luz lineales, como lámparas fluorescentes o fluorescentes compactas. La retícula produce poco brillo y modelación por las fuentes de luz lineales de baja luminancia. Su distribución luminosa es casi siempre horizontal, de modo que se utilizan sobre todo para la iluminación de grandes superficies. Las luminarias de retícula tienen normalmente una forma rectangular alargada y también hay formas cuadradas. (Ver Figura No.143, 144) Figura No.143 Rectangular Editada en Photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO 199 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.144 Cuadrado Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de manual ERCO 200 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8. 7 Distribución de la luz La distribución luminosa es el resultado de tomar medidas de intensidad luminosa, en diversos ángulos alrededor de una luminaria, y transcribirlas en forma gráfica, generalmente en coordenadas polares. La distancia de cualquier punto de la curva al centro, indica la intensidad luminosa de la fuente en esa dirección (a mayor distancia mayor intensidad). Estas mediciones se efectúan en distintos planos verticales de la luminaria, ya que la emisión de luz podrá diferir de uno a otro plano, según el tipo de lámpara y de difusor. (Ver Tabla No.14, 15,16) Distribución luminosa La curva de distribución luminosa polar de una luminaria se representa mostrando dos de sus planos verticales; el transversal y el longitudinal ( 0º y 90º ). Cuando la representación es en color, generalmente el plano transversal es rojo y el longitudinal azul o negro. Cuando se presenta en blanco y negro, el transversal es en trazo lleno y el longitudinal es en trazo punteado. Habitualmente, la información fotométrica de una luminaria está dada para un flujo luminoso de 1000 Lm. (Ver Figura No.145) Figura No.145 Gráfica de intensidad luminosa Editada en autocad por: Berta Márquez Tomado de http://www.laszlo.com 202 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Cuando la distribución luminosa de una luminaria tiene el mismo comportamiento en todos sus planos verticales, la curva polar se representa mediante un solo trazo generalmente de color rojo o bien en negro de trazo lleno. Este es el caso de las luminarias de distribución luminosa con simetría alrededor de su eje vertical, conocidas como “sólido fotométrico” (Ver Figura No.146) Figura No.146 Gráfica de intensidad luminosa Editada en autocad por : Berta Márquez Tomado de http://www.laszlo.com 203 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Descripción Luminaria Distribución de luz Downlight parabólico Proyector directo parabólico Downlight Downlight de foco doble Platafón para lámpara fluorescente Downlight de pared Luminaria pendular Downlight de superficie para lámpara de descarga Tabla No.14 Distribución luminosa Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de Neufert 204 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Descripción Luminaria Distribución de luz Luminaria bañador de pared Donwnlight para proyector directo Luminaria empotrable para un fluorescente Luminaria de superficie para fluorescente Luminaria empotrable para dos lámparas fluorescentes Luminaria empotrable para bañador de pared Tabla No.15 Distribución luminosa Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de Neufert 205 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Descripción Luminaria Distribución de luz Bañador de suelo Luminaria fluorescente secundaria Luminaria pendular para fluorescente directa e indirecta Luminaria fluorescente directa e indirecta Downlight retorno de aire regulante Downlight con impulso y retorno de aire Downlight ornamental con suplemento cilíndrico Downlight cuadrado Tabla No.16 Distribución luminosa Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de Neufert 206 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.8 Diferentes tipos de iluminación Cuando se planea la iluminación de un área determinada, hay que tomar en cuenta las actividades que allí se van a realizar, así como la sensación que se quiere lograr. Luego se presentan las diferentes proyecciones de luz con sus respectivos tipos de luminarias. Al utilizar diferentes tipos de iluminación se puede producir una sensación agradable cómoda y acogedora; hacer parecer un área de trabajo más amplia; destacar algún objeto o pieza decorativa de importancia para el usuario y otro tipo de ventajas. (Ver Tabla No, 17,18) 207 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tipo de Iluminación Imagen Representativa Características Directa Alta eficiencia energética. Buena uniformidad y balance de claridades El cielo raso o la cavidad sobre el plano de montaje pueden resultar poco iluminados. En general requiere control de luminancias para minimizar deslumbramientos. Bañador de pared Se utiliza para conseguir una iluminación uniforme de la pared; el efecto es equivalente al de una iluminación directa. Directa - Indirecta mural Sirve sobre todo para conseguir efectos decorativos, incluso colores especiales colocando filtros y prismas. Con limitaciones, puede emplearse también para iluminar techos y paredes. Bañador de pared en raíl Se utiliza sobretodo para museos y sala de exposición, no se ilumina el suelo. Semi directa Difusa Directa - Indirecta Menor eficiencia energética. Reduce contraste de luminancias con el cielo raso. La luz reflejada suaviza sombras y mejora las relaciones de claridad. No deben instalarse demasiado cerca del cielo raso para evitar áreas de alta luminancia. Menor eficiencia energética. Buenas relaciones de claridad y suavizado de sombras. Requiere altas reflectancias de paredes y cielo raso. Mayor eficiencia energética Emiten poco flujo en ángulos próximos a la horizontal reduciendo luminancias en zona de deslumbramiento directo. Tabla No.17 Diferentes tipos de iluminación Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de http://www.edison, Neufert, Erco 208 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Tipo de Iluminación Imagen Representativa Características Semi indirecta Menor eficiencia energética. Las superficies del local deben tener alta reflectancia. Baja componente directa reduciendo luminancias deslumbrantes y contraste con el cielo raso. Indirecta Baja eficiencia energética. Elimina sombras y deslumbramiento directo y reflejado. Requiere altas reflectancias de paredes y cielo raso. Bañador de pared y suelo Bañador de pared Proyector orientable Iluminación uniforme de la pared y suelo; dependiendo de la separación entre los proyectores Sirve para iluminar exclusivamente la pared. Instalando las luminarias uniformemente en el techo, se consigue una iluminación diferenciada del espacio. El reflector se puede inclinar 40° y girar 360° hacia el objeto. Bañador de techo Se utiliza para iluminación de techos. Bañador de suelo Se utiliza para iluminación de suelos. Tabla No.18 Diferentes tipos de iluminación Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de http://www.proyectoyobra.com/iluminte.asp, Neufert, Erco 209 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.9 Tipo de luz según uso y función del espacio La selección de luminarias se planea según la función de cada espacio, considerando las características que mejor se adapten a las necesidades de cada función del espacio arquitectónico, logrando así una influencia directa en la salud de los ojos, aspectos psicológicos, estado de ánimo de los usuarios, etc. A continuación se presenta una serie de recomendaciones básicas para la iluminación de diferentes áreas de acuerdo a la función de las mismas, con el objetivo de lograr proyectos arquitectónicos eficientes. (Ver Tabla No, 19, 20, 21). 210 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Espacio Color Recomendado Tipo de lámpara Incandescente Doméstico Cálido, neutral Fluorescente Halógenas de baja tensión Fluorescentes compactas Fluorescentes Oficinas Cálido, neutral, frío Incandescentes Halógenas de baja tensión Incandescentes Comercial (Depende de las dimensiones y características del comercio) Halógenas Cálido, neutral, frío, luz de día Fluorescentes Mercurio a alta presión halogenuros metálicos Todos los tipos Industrial Neutral, frío, luz de día Fluorescentes. Lámparas de descarga a alta presión montadas en proyectores Incandescentes Fluorescentes Deportivo Frío, luz de día Lámparas de vapor de mercurio a alta presión Halogenuros metálicos Lámparas de vapor de sodio a alta presión Garajes, Locales de empaquetamiento Fluorescentes. Frío Lámpara de vapor de mercurio Lámpara de vapor de sodio Fluorescentes. Salas Auxiliares Neutral Fluorescentes compactas Fluorescentes compactas doble Lámpara de vapor de sodio Fluorescentes Talleres Frío Lámpara de vapor de mercurio Halogenuros metálicos Lámpara universal Reflector Restaurantes Cálido, neutral Halógenas de baja tensión Reflector halógeno de haz frío Sala de Reuniones Neutral, frío Fluorescentes compactas Lámpara universal Lámpara halógena de incandescencia Reflector halógeno de haz frío Fluorescentes. Tabla No.19 Tipos de luz uso y función del espacio Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de http:// www.edison, Neufert, Erco 211 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Espacio Color Recomendado Tipo de lámpara Lámpara de vapor de mercurio Supermercados Neutral, frío Fluorescentes. Halogenuros metálicos Halogenuros metálicos elíptica Escenarios para conciertos, Teatros Lámpara halógena de incandescencia Calido,neutral, frío Lámparas universales Reflector parabólico Lámparas universales Iglesias Calido,neutral, frío Reflector parabólico Lámpara halógena de incandescencia Fluorescentes. Auditorios Calido,neutral, frío Lámpara halógena de incandescencia Lámpara de vapor de mercurio Fluorescentes. Aeropuertos y Estaciones Neutral, frío, luz de día Lámpara de vapor de mercurio Lámpara de vapor de sodio Halogenuros metálicos Halogenuros metálicos de forma elíptica Fluorescentes. Lámpara halógena de incandescencia Pabellones polideportivos Neutral, frio Lámpara de vapor de mercurio Halogenuros metálicos Halogenuros metálicos de forma elíptica Lámpara halógena de incandescencia Hoteles Cálido, neutral, frío Fluorescentes. Lámparas universales Laboratorios Frío, luz de día Fluorescentes. Lámparas universales Fluorescentes. Lámpara de vapor de mercurio Naves Industriales Neutral, frío Lámpara de vapor de sodio Halogenuros metálicos Halogenuros metálicos de forma elíptica Natural Cárceles Cálido, neutral, frío, luz de día Fluorescentes. Incandescentes Mercurio a alta presión Ultravioleta Lámparas universales Tabla No.20 Tipos de luz uso y función del espacio Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de http:// www.edison, Neufert, Erco 212 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Espacio Color Recomendado Tipo de lámpara Lámpara universal Reflector parabólico Vestíbulos Halógenas de baja tensión Cálido Reflector de bajo voltaje Fluorescentes Reflector Librerías, salas de lectura Lámpara de vapor de mercurio Cálido, neutral Todos los tipos Fluorescentes Halógenas de baja tensión Tienda Cálido. Frío Reflector halógeno de haz frio Halogenuros metálicos Fluorescentes. Hospitales Mercurio a alta presión Frío Ultravioleta Incandescentes Lámparas universales Reflector parabólico Reflector Museos y Galerías Lámpara halógena de incandescencia Calido,neutral, frío Reflector halógeno de haz frío Reflector de bajo voltaje Fluorescentes. Oficinas de dibujo técnico Fluorescentes. Neutral, frío Lámparas universales Lámpara de vapor de mercurio Ferias de Muestras Cálido, frío, luz de día Halogenuros metálicos Halogenuros metálicos de forma elíptica Fluorescentes. Juzgados Cálido, neutral, frío, luz de día Incandescentes Mercurio a alta presión Ultravioleta Natural Tabla No.21 Tipos de luz uso y función del espacio Editada en Excel por: Berta Márquez Tomado de http:// www.edison, Neufert, Erco 213 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA 8.10 Niveles de iluminación Los niveles de iluminación recomendados por área dependen de las actividades que se realicen en ella. En general, podemos distinguir entre áreas con requerimientos luminosos mínimos, bueno y muy bueno. Uno de los propósitos de un buen proyecto de iluminación es, precisamente, alcanzar un nivel de luz adecuado para el área que ha de iluminarse, evitando que las personas que allí laboren cometan errores por falta de luz o por deslumbramiento. La distancia del nivel de iluminación es el nivel de plano de trabajo. En El Salvador se aplican niveles de iluminación recomendados IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés).(Ver Tabla No. 22, 23, 24, 25, 26). 214 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Niveles de Iluminacion Nivel de Iluminacion (LUX) Actividad MÍNIMO BUENO MUY BUENO 300 50 500 100 700 200 50 200 50 50 100 100 300 150 150 200 200 500 300 300 400 500 500 150 300 200 200 150 50 150 700 700 300 500 500 500 500 100 300 1000 1000 500 700 1000 1000 700 250 500 100 200 150 300 300 500 50 200 150 70 200 70 50 200 100 300 100 500 300 200 500 200 100 500 150 500 250 1000 600 400 700 400 250 800 300 750 Ascensores Interior Tramo de Escalera Edificios Agrícolas Garajes, cocheras: Alumbrado general Reparaciones Graneros, almacenes: general Gallineros, porquerizas y conejeros Preparación de los alimentos al ganado Enseñanza Dibujo de arte, industrial y costura Educación media - superior Gimnasios Pizarras Salas de clases y laboratorios Salas de conferencias Vestíbulos, habitaciones de paso Vestuarios, tocadores, lavabos Canchas Garajes Estacionamiento Reparaciones Habitaciones Cuartos de baño: Alumbrado general Espejos Cocinas Cuartos de estar: Alumbrado general Lectura Cuartos de niños Dormitorios: Alumbrado general Camas Escaleras Trabajo de escolares en casa Tabla No.22 Nivel de iluminación recomendado Editada en Excel por Berta Márquez Tomado de Edision.com, NEC (Código Eléctrico Nacional), IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés). 215 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Niveles de Iluminacion Nivel de Iluminacion (LUX) Actividad Cafés y Restaurantes Cocinas Comedores y salones Dormitorios: Alumbrado general Camas Recepción: Alumbrado general Alumbrado localizado Locales Industriales Comunes a todas las categorías Alumbrado general Depósitos Embalaje Entrada, pasillos, escaleras Instrumentos de medida y control Oficinas de dibujo: Alumbrado general Sobre las mesas de dibujo Industrias bastas: Forja, laminación Industrias gran precisión Industrias de precisión: Ajuste, pulido Industrias muy bastas Industrias ordinarias: Taladros, torneado Imprenta y Artes Gráficas Guillotinas y apisonadoras Máquinas de composición mecánica Máquinas: salida de las hojas Máquinas para batir tintas Mesas de arreglo, composición Industrias Alimenticias Cerrado de cajas Ensacado Escogido Esterilización Frigoríficos: Cámara frigorífica Salas de máquinas Laboratorio Preparación de pastas, llenado de latas Tratamiento de subproductos MÍNIMO BUENO MUY BUENO 200 100 100 200 100 300 400 300 200 500 200 500 700 600 400 800 400 750 100 50 100 100 300 100 700 200 1000 600 70 300 200 200 200 200 500 200 1000 400 2500 1000 80 600 400 400 400 500 1000 500 2000 600 5000 2000 150 800 300 300 300 700 700 500 500 500 1000 1000 1000 1000 1000 2000 2000 300 150 300 300 50 150 300 250 150 500 200 500 500 100 200 500 400 200 1000 400 1000 1000 200 400 1000 600 400 Tabla No.23 Nivel de iluminación recomendado Editada en Excel por Berta Márquez Tomado de Edision.com, NEC (Código Eléctrico Nacional), IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés). 216 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Nivel de Iluminacion (LUX) Actividad MÍNIMO BUENO MUY BUENO Área de servicio Cuarto de ventas Estantes 200 300 600 300 300 600 300 500 1000 General Atracciones principales 1100 6000 2000 10000 2000 10000 Exhibiciones Asambleas Actividades sociales Salas general otros 200 100 100 200 400 250 150 100 250 400 300 300 300 300 800 400 200 300 400 400 400 200 300 500 600 700 300 500 800 900 300 300 900 900 300 300 900 900 500 600 1500 1500 600 200 300 100 600 200 300 100 1300 300 700 150 300 600 6000 300 600 6000 500 1400 10000 Gasolineras Comercio Auditorios Bibliotecas Sala de lectura Anaqueles Reparación de libros Archiveros y catalogar Mesa chocadora de silla y entradas de libros Bancos Vestíbulo Iluminación General Pagadores, contadores y recibidores Gerencia y correspondencia Iglesias Altar, esculturas Coro y Altar mayor Púlpito (iluminación adicional) Nave principal de la Iglesia (iluminación general) Ventanales sellados Color Blanco Color mediano Ventanal muy denso Tabla No. 24 Nivel de iluminación recomendado Editada en Excel por Berta Márquez Tomado de Edision.com, NEC (Código Eléctrico Nacional), IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés). 217 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Nivel de Iluminación (LUX) Actividad MÍNIMO BUENO MUY BUENO 200 600 200 600 300 1000 200 400 200 400 400 700 100 200 200 100 200 200 200 300 300 900 200 400 900 200 400 1500 300 800 200 200 600 200 200 600 500 300 1000 100 200 150 300 300 500 200 200 300 200 300 200 200 300 200 300 600 500 1200 600 1000 200 300 300 500 600 1000 50 100 100 200 200 400 60 200 300 60 200 50 100 300 200 200 300 150 200 300 500 200 400 250 Correos Vestíbulos, sobremesa Correspondencia, selección. Cortes de Justicia (o Tribunales) Aéreas de asiento Aéreas de actividades propias de la corte Bomberos Dormitorios Salas recreativas Garaje de carro bomba Estación de Policía Archivos de identificación Celdas y cuartos para interrogatorio Aéreas de actividades propias de la policía Museos y Galerías Iluminación General Sobre pinturas Sobre estatuas y otras exhibiciones Garajes de Automóviles Lavado, engrase, cuidado en general Reparaciones Industrias Químicas Delante de los aparatos como: molinos Molido, mezclado, triturado Sobre el plano de la mesa Sobre mesas y pupitres Sobre niveles, manómetros Hangares de Aviones Alumbrado general Entrenamiento y reparaciones Muelles Marítimos Mercancías Viajeros Hoteles Iluminación General Para lectura y escritura Administración Vestíbulo Aéreas de trabajo y lectura Dormitorios: Alumbrado general Tabla No.25 Nivel de iluminación recomendado Editada en Excel por Berta Márquez Tomado de Edision.com, NEC (Código Eléctrico Nacional), IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés). 218 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Nivel de Iluminación (LUX) Actividad Hospitales y Clínicas Encamados Habitaciones y salas: Alumbrado general Alumbrado de noche Sobre la cama, examen y lectura Gabinetes dentales, sillón Salas de espera Laboratorios (Patología e información) Mesas de operación Quirófanos Salas de examen Salas de recepción y espera Viviendas Salas de estar Comedores Cocinas y área de lavado Dormitorios Baños Pasillos y escaleras Localizado Trabajos en la cocina Lectura, escritura Costura Talleres y trabajo manual Jardín Garajes MÍNIMO BUENO MUY BUENO 100 50 10 300 700 200 300 3000 300 300 200 200 100 400 250 500 2500 400 500 5000 500 500 400 750 5000 600 1000 8000 1000 1000 600 120 120 250 120 100 60 250 120 250 120 100 60 250 250 400 250 200 100 240 100 400 300 60 100 240 300 400 300 60 100 500 500 750 750 150 300 Tabla No.26 Nivel de iluminación recomendado Editada en Excel por Berta Márquez Tomado de Edision.com, NEC (Código Eléctrico Nacional), IESNA (Sociedad de Ingenieros en Iluminación de Norte América, por sus siglas en inglés). 219 ! ! ! ' ! & % # ' ! " 4 # ! ! D! ! # ( ! ! 7! ! ! 1 ! ! 1 + 2 ( :! ! ! &! ! % !+ ! ! !+ ! ' ! ! % $!+ ) ( :! $ !+ ! # ! ! ! ' '% ! E 1 F +& ! ( & ! ! & & ! ! 1 # ' + ! % ! # !+ 1 1 ! %! ! ! ! & ! ! !( 55C ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Mobiliario y disposición Con el objeto de poder especificar el sistema de iluminación más apropiado para un lugar determinado, el tipo de luminarias, su ubicación y el lugar donde estarán situadas, es necesario tener conocimiento de cómo se distribuirá y amueblará el espacio. Esto se aplica tanto en áreas de trabajo, esparcimiento como en otras. En el primer caso es importante que la posición de las estaciones de trabajo (ej. escritorios, terminales de computadoras, mesas de dibujo) se especifique con precisión. Si existe la posibilidad de que dicho mobiliario se reacomode de vez en cuando, también hay que indicarlo. o Estilo Para elegir una solución determinada en cuanto a la iluminación, que abarca la elección del tipo de lámpara y de luminaria (diseño, color, apantallamiento, Etc.), se debe tomar en cuenta la arquitectura y el estilo general del espacio en cuestión, y la imagen que el cliente desea crear. Por ejemplo, en las áreas públicas de un hotel, la iluminación será más decorativa que aquella apropiada para las áreas de servicio, donde el énfasis estará puesto en la eficacia y el ahorro de energía. 221 ! # , ! ! ! G 1 # ! ! !+ & G ! 2 # 7! )! ' ! ! 7 # ' ! $ ' /1 ! + ! ( ! & 1 ' ! ! # ! !+ 0 & # & !+ ! ( ! ! # # ! % ' G # " ) ! ) !% 1 D (4 # !! ! ! ! # ( /3 4 # ! !! 2 / ! ! ' ! 6CH ! 1 ! .!( + @+ ' # 0 # I0( 555 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.147 Ubicación de lámpara localizada en museo y sala de estar Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 223 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.148 Ubicación de lámpara localizada en sala de junta y dormitorio Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 224 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.149 Ubicación de lámpara localizada en restaurante y cocina Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 225 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Iluminación de efectos La iluminación de efectos se emplea cuando se desea crear una característica atractiva. En otras palabras, aquí es la luz misma la que proporciona el interés, y no el área u objeto iluminado por ella. Una técnica muy utilizada consiste en emplear luces directas empotradas en el cielo raso (es decir, spots empotrados) para crear distribuciones de luz atractivas sobre una pared adyacente. (Ver figura No.150, 151). 226 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.150 Ubicación de lámpara de efectos en recepción y sala de juntas Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 227 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.151 Ubicación de lámpara de efectos en dormitorio y sala de estar Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 228 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Iluminación General Un sistema de iluminación general proporciona la iluminancia horizontal requerida sobre toda el área con un cierto grado de uniformidad. Cuando se utiliza sola, la iluminancia media debe de ser igual a la iluminación requerida para la tarea visual específica. Probablemente, la mayor ventaja de la iluminación general permite total flexibilidad en la ubicación de las tareas.(Ver figura No. 152, 153). 229 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.152 Ubicación de lámpara general en sala de espera y oficinas administrativas Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 230 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.153 Ubicación de lámpara general en oficinas administrativa y bodega Editada en photoshop por: Berta Márquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php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o Puede utilizarse el tipo de iluminación LED para exteriores ejemplo: modelo LU2 de Alta densidad. (Ver Figura No.156). Figura No.156 Lámpara LED Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.edison.com o Puede utilizarse el tipo de iluminación LED para exteriores ejemplo: modelo SP90 de Alta densidad. (Ver Figura No.157). Figura No.157 Lámpara LED Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.edison.com 234 & ' ! $ & %! ! ! ! ( /3 1 4 ! !% ! ! ! !& .!( 6@ # 7! ! 7! ! " : ! 7 "88LLL( 1 ! & ! ' %! 1 7 % ! ( ! 3' !( ! ) %! = ' ! # # ! .!( 6@0( 4 ) # ! & ! ' + ! ( ! ! ! ' ! ' 1 & 1 ! 1 ! ! ! ! ! ) ( ! ! !! ! $! %! ! %! 4 ! ( /3 2 4 .!( 6I # ) 7! ! 7! ! " : ! 7 "88LLL( ! ( ! .!( 6I0( 3' ) 5B6 & # ! ! 1 ( : ! !! ! ! ! & ! ! ! ! %! + ! 7!+ ! ! ( ,! % ! ! ! ! ! . ! ! + ! ! /3 1! ! !" =# 2 & # : ;@( :! ! # +7 & ! ! + # & 7 '= ! != ! + ) %! ! ! !+ ) ! " ! % + ! ! + ! '= ! ! ! ! ! !! ! ( ! ! % ! ! # ! ! 4 ! ! = ! ! % % ! ! & ! ! ! ! ! . ;C6I@( ! ! + + 2 ! ) ( : ! # ! ! ! ( .!( ;C0( 5B; ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.160 Iluminación piscinas Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 237 # ! ( 4 # - $ ! 7 ' % 5C C 56CC % ! ! /4 4 0 ( % %2 # + ! $ ! ! ! 1# + G ! 1! 1 ! 1 # +& ! ! ! = ! ! + = B6CC ! = ! 5CC; # , 4G %! %! ! % !# ! ! ! ! 1 1 &'% ! ( N ! ! 1 G ! ( ! ! ! + ! ! G %! + %' ' ! 1 ! 7! %! + %2 %! + + % % ! ! 1! ! ! ! + # ( + 7 & ! 7 ! + % ! * 7 ! !+ G %! !1 $! # %!= !+ ! % % 1 ! ) ' ! + !( /3 % 4 ! ! & ! !+ ! !+ 1 $ & 1 $ ! ! ! # .!( ; + ;50( 5B@ ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.161 Iluminación de estadios Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 239 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.162 Iluminación de estadios Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 240 ) ! ! ! ! ! # 6CH % ! # % ! ! $ ! % ' ! ( :! + & ! )( ! ( ! ! ! ! ! ! ! ! ! & ' )& ! ' ! & ! 7 ( 1 ! + ! ! & ! ! ) = # % $! + ! % !( , 7 & ! + %! )! 1 +7 # ( ! ( ! ' ' & !( ! ! ! (: ! ! ! ! % $! ! ! ! ' ! ! ' ! !+ 7!& 7 & ' ) & ! %! + ! 7 ) ! ( &% ! ' %! ( 7 # & + ! & +& ' & ! ! ' !! ( /3 4 .!( ;B0( 5 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Figura No.163 Iluminación de jardines Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 242 & * - ! 7! ! % ( O ! %! ! & ! !& ) = ! ! 7!+ ! ! & % $! & ! ! ! ! ! ! % ! ! & ( ! ( ! ) ! ! ! & !1 ! ! + 7 ! ! ! # % $!+ ! G % $!( ! % $! D ! ! ! # % 7 & ! ) 2 # $! ! ! ) ! D ! ! ! ! = % ! ! ! % % $ ! ! ( ! ! ! ! & ! & ! ' ' + ) $ D * ! ! 7 ( ! 7 & 7! % ! 1 $! D !+ : ! # ! ! & ! % % ! ' ( ! ! # = ! D ( !+ ! ( 7! ! ! ! # % ! ! 5 B %2 % $ = ! % ( /3 ! .!( ; 0( 4 ! M .!( ; # ) 7! ! 7! ! " : 3' ! 7 "88LLL( !( ! 8 !$ M !$ M!1 1 M ( 7 ) 8 8 M !$ M6CI;8 5 8 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Pista de aterrizaje para aeronaves La pista de aterrizaje es la superficie de un campo de aviación o de un aeropuerto, así como también de un portaaviones, sobre la cual los aviones toman tierra y frenan. La pista de aterrizaje es al mismo tiempo la pista de despegue, en la que los aviones aceleran hasta alcanzar la velocidad que les permite despegar. En español es más habitual hablar de pista de aterrizaje que de pista de despegue. En inglés existe una única palabra para ambos términos. La lámpara utilizada puede ser la incandescente convencional para aeropuertos, su aplicación es de proximidad y limite en la iluminación de pistas de aterrizaje y de rodaje. Existen lámparas para balizamiento de obstáculos, lámparas para posición de aeronaves, lámparas estroboscópicas de posicionamiento y lámparas de focos de aterrizaje. Las pistas de aterrizaje y despegue disponen de una señalización blanca pintada sobre la superficie cuyo objetivo es informar a los pilotos al despegar, y sobre todo al aterrizar, sobre los diversos tramos y distancias de la pista, así como sobre su eje longitudinal central, para facilitarles las maniobras. Para los despegues y aterrizajes nocturnos y en condiciones de visibilidad reducida, como en el caso de niebla, las pistas están iluminadas mediante luces que señalizan sus lados, el eje longitudinal central, los diversos tramos de la pista, así como su comienzo y su final. 245 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Para los aterrizajes en dichas condiciones las pistas de cierta importancia disponen de balizas de aterrizaje que se instalan en una longitud de varios centenares de metros por delante de la pista, y que constan de focos montados en un orden determinado. (Ver figura No. 165). Figura No.165 Iluminación para pistas de aterrizaje Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 246 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Túneles El Túnel es un bloque de espacio cerrado, ya que la luz natural no puede brillar en el interior. Incluso todo el día necesita la iluminación artificial para garantizar la conectividad y la seguridad de la vida de los conductores. La iluminación de túneles es una parte integral en proyectos de carreteras. Pueden también adoptarse lámparas LED para iluminación de túnel con control inteligente, en lugar de la práctica de cierre directa nocturno de la lámpara de sodio tradicional. (Ver figura No. 166). Figura No.166 Iluminación de túneles Editada en photoshop por: Patricia Vásquez Tomado de http://www.erco.com/projects/led/led_project_5096/es/ es_led_project_overvi_1.php 247 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO IX – RELACIÓN CON OTRAS ESPECIALIDADES La utilización de la energía eléctrica en otras especialidades exige tomar en cuenta algunas medidas tales como: la coordinación con profesionales de las diferentes ramas involucradas, la capacidad necesaria de energía por instalar, la ubicación de equipos, el consumo en kilovatios, el voltaje y las especificaciones técnicas propias de cada especialidad, según el diseño plasmado en los planos arquitectónicos. Relación con las siguientes especialidades: Arquitectura En esta especialidad, el diseño eléctrico juega un papel muy importante, ya que está íntimamente relacionado con la función del espacio y la adecuada ubicación del mobiliario. El arquitecto debe indicar o regularizar la ubicación de tomacorrientes, luminarias, interruptores y dispositivos de maniobra en el encendido y apagado, así como el servicio de la energía en los diferentes voltajes según las características del diseño. Los criterios utilizados para el diseño eléctrico de una construcción deben ser consultados, unificados entre el arquitecto y el ingeniero electricista. Criterios a considerar para un óptimo diseño: o Ubicación del mobiliario. o Ubicación de aparatos eléctricos. 248 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA o Protecciones adecuadas para el funcionamiento del equipo de alto voltaje, que implica riesgo para los usuarios. o Equipos especializados (cargas fuertes). o Distribución de luminarias, tomacorrientes e interruptores. o Cumplimiento de normativas eléctricas. o Uso adecuado de diagramas conceptuales de tableros eléctricos según características del diseño. Informática Para esta especialidad es necesario indicar, primero, la ubicación de los equipos por utilizarse, como: UPS, servidores, diseño de red de polarización de tierra, etc., según la naturaleza del proyecto, para luego hacer las instalaciones eléctricas necesarias y especificadas en los planos eléctricos. Estructura Las áreas de construcción deben estar claramente determinadas en el diseño de los planos, para que el ingeniero electricista determine el cálculo de ductos, así como las rutas de alimentación eléctrica de la misma. Usualmente, las actividades en las instalaciones eléctricas llevan los siguientes pasos: Paso 1: Determinar las rutas eléctricas primarias y secundarias por medio de pozos y colocación de tuberías enterradas. 249 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA Paso 2: Construcción de bases de equipos para transformadores, plantas de emergencia, subestaciones si las hay, tableros, etc. Paso 3: Construcción de pasa-tubos en diferentes niveles de la obra arquitectónica, a través de vigas y losas, que bordearán las columnas mediante la ductería, solicitando permiso al estructurista si fuera necesario. Aire Acondicionado En el diseño deben establecerse los equipos que van a utilizarse, así como la cantidad y ubicación de los mismos: extractores, manejadoras, uma (unidad manejadora de aire o climatizador es un aparato de acondicionamiento de aire), chillers, bombas y todo lo necesario para la instalación, detallando el respectivo voltaje. Hidráulica En el diseño deben figurar los equipos que van a utilizarse y la ubicación de ellos, como: equipos de bombeo, bombas de agua potable, bombas para aguas negras, calentadores eléctricos, cisternas, lavadoras y lavaplatos eléctrico, así como la ductería necesaria para su instalación, detallando el voltaje y la cantidad de cada uno de estos equipos. Mecánica En cada proyecto se determinará la cantidad, ubicación, voltaje y fuerza de: escaleras eléctricas, elevadores, montacargas, portones, etc. 250 ELECTRICIDAD - ARQUITECTURA CAPITULO X - REPRESENTACIÓN EN PLANOS En este capítulo se utilizan una serie de cuadros y diagramas que comprenden la simbología eléctrica correspondiente a cada elemento de un circuito o instalación eléctrica, representada en los planos que son los siguientes: Simbologías y Diagrama unifilar. (Ver Anexo No.3 Planos y simbología). Simbologías Es la representación gráfica de cada instalación eléctrica. Diagrama unifilar Un esquema o diagrama unifilar es una representación gráfica de una instalación eléctrica o parte de ella. El esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea, independientemente de la cantidad de dichos conductores. Típicamente el esquema unifilar tiene una estructura de árbol. 251 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Conclusiones - Recomendaciones o El tema del Seminario de Investigación desarrollado como “Manual Básico de Sistemas Eléctricos de uso común en Arquitectura” ha permitido elaborar un documento que puede ser de utilidad en la adquisición de conocimientos sobre energía eléctrica, como un complemento para el pensum de la carrera de Arquitectura. o Las instalaciones eléctricas tienen un fuerte impacto en el espacio arquitectónico, desde el punto de vista estético, además de la correcta ubicación de tomacorrientes que se convierten en parte vital en el desarrollo funcional del espacio arquitectónico. o Las instalaciones eléctricas, han sido y siguen siendo una parte fundamental en la arquitectura, donde la tecnología juega cada vez más, un papel importante; razón por la cual, es necesario conocer las normas y recomendaciones sobre el delicado uso de las mismas. o El arquitecto debe comprender que el diseño de instalaciones eléctricas es una disciplina importante desde el momento en que se planifica una obra, y así poder realizar una tarea conjunta con los expertos en la materia, para la optimización del proyecto. 252 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA o Es importante que el diseñador tome en cuenta, desde la etapa del anteproyecto, la relación con otras especialidades, para realizar un mejor trabajo e integrar a las personas que van a participar en el mismo. o Considerar este “Manual Básico” como parte de la bibliografía oficial de las materias: Criterios Hidráulicos y Eléctricos y Técnicas de Construcción, de la Escuela de Arquitectura. o Las visitas de campo a edificaciones residenciales, comerciales e industriales, permitirían a los estudiantes aprender sobre la variedad y complejidad que las instalaciones eléctricas pueden alcanzar en los diferentes tipos de edificaciones. o Sería recomendable que la Universidad proporcionara laboratorios prácticos, para que el estudiante de arquitectura complemente los conocimientos necesarios en el tema de energía eléctrica, con el propósito de conocer el impacto que esta especialidad tiene en relación al uso del espacio. o Implementar el uso de laboratorios o talleres de experimentación, con el objeto de comprender los peligros de la electricidad, y aprender las medidas de seguridad para instalarla. 253 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA GLOSARIO 254 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Términos Básicos de Electricidad Amperio: El ampere o amperio, es la unidad de intensidad de corriente eléctrica constante, su símbolo es A. el ampere, forma parte integrante de las unidades básicas en el Sistema Internacional de Medidas. Caída de tensión: Se llama caída de tensión a la diferencia potencial que existe entre los extremos de un conductor. El valor se mide en voltios y constituye el gasto de fuerza que es causado por el paso de la corriente a través de un conductor. Todos los conductores presentan una cierta resistencia al paso de corriente, resistencia que aumenta a medida también lo hace su longitud, conforme aumenta esta resistencia también lo hace la caída de tensión. Es por esto que se puede afirmar que la caída de tensión viene dada en base a la relación que existe entre la resistencia del conductor al paso de la corriente, la carga conocida de el extremo más lejano del circuito y el tipo de tensión aplicada en los extremos. Corriente: Es el flujo de electrones a través de un material conductor. La circulación de estos electrones viene determinada por las propiedades específicas del medio conductor a través del cual se desplaza la corriente. 255 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Diferencia de potencial: Término conocido también como la tensión eléctrica, es una magnitud física que mide la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Energía: Es la capacidad de trabajo que tiene un cuerpo o conjunto de cuerpos. Esta no se construye, destruye o consume solo se transforma o convierte. La energía eléctrica se mide en kilowatt-hora (kWh). Frecuencia: Es el número de veces que la señal alterna (onda) cumple su ciclo de duración (1 segundo). Su unidad de medida es el hertz (Hz). En El Salvador se tienen 60 ciclos por segundo, eso significa que 127v transcurren cada 60hz(60 segundos) Watt: El watt es una unidad de poder derivada en el sistema internacional de unidades. Esta unidad está definida por 1 joule por segundo y mide la tasa de conversión de energía. Kilowatt: El kilowatt equivale a mil watts. Esta unidad típicamente es usada para expresar el poder de motores eléctricos, herramientas, maquinaria y calentadores. También es utilizada para expresar el poder electromagnético de transmisores de tv y radio. 256 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Mega watt: El mega watt equivale a un millón de watts; se abrevia como MW. Muchos eventos o maquinaria producen o sostienen la conversión de energía a esta escala. Por ejemplo los rayos, grandes motores eléctricos, buques de guerra, cruceros, submarinos, etc. Grandes edificios residenciales o comerciales pueden consumir gran cantidad de megawatts en energía y calor. Giga watt: El giga watt equivale a mil millones de watts y su símbolo está representado por GW. Esta unidad es generalmente utilizada por grandes plantas eléctricas. Potencia: Es la taza en la cual la energía eléctrica es transferida por un circuito eléctrico. Se mide mediante la unidad de medida watt. Resistencia: Cualidad de un material de oponerse al paso de una corriente eléctrica. La resistencia depende de la longitud del conductor, su material, de su sección y de la temperatura del mismo. La unidad de la resistencia es Ω (ohmio). Tensión: Es el potencial eléctrico de un cuerpo. La diferencia de tensión entre dos puntos produce la circulación de corriente eléctrica cuando existe algún material conductor que los vincula. Su unidad de medida viene dada en Volt (V) al que se le conoce también como voltaje. La tensión de suministro en El Salvador es de 110 V. 257 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Volt-ampere: Es la unidad de la potencia aparente es un circuito eléctrico. Se abrevia como VA. En circuitos de corriente directa, es igual al poder real en watts. El volt-ampere es útil solamente en el contexto de circuitos de corriente alterna. Voltaje o diferencia de potencial o tensión: Diferencia de voltaje entre dos puntos, equivalente al trabajo que se necesita para transferir una unidad de carga desde un punto de referencia a otro determinado. Alimentador eléctrico: Es un dispositivo que suministra energía eléctrica a una o más estaciones receptoras. Un alimentador eléctrico puede estar implementado como una unidad independiente que está conectado mediante un cableado con su carga, o puede estar integrada como en el caso de las computadoras. Alta tensión: Tensión nominal superior a 1 kV (1000 Volts). Generalmente se utiliza en la distribución de energía eléctrica, en tubos de rayos catódicos, en la generación de rayos X, y otras aplicaciones científicas e industriales. Cable: Compuesto formado por un conjunto de hilos conductores, ya sea trenzados o torcidos. 258 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Cableado: Circuitos interconectados de forma permanente para llevar a cabo una función específica. Suele hacer referencia al conjunto de cables utilizados para formar una red de área local. Canalización: Elementos diseñados para la contención y protección de alambres, cables o barras conductoras contra daños. Protegen, asimismo, a las instalaciones contra posibles incendios a causa de cortos circuitos. Capacidad: Es la habilidad de un cuerpo de preservar carga eléctrica. La capacidad es también una medida de la cantidad de energía eléctrica almacenada para una potencia eléctrica en especial. Un aparato común utilizado para el almacenamiento de energía es el condensador eléctrico. Capacidad de generación: Es la máxima carga que un sistema de generación puede alimentar, bajo condiciones establecidas, por un período de tiempo dado. Capacidad de transmisión: Potencia máxima que se puede transmitir a través de una línea de transmisión; tomando en cuenta restricciones técnicas de operación como: el límite térmico, caída de tensión, límite de estabilidad en estado estable, etc. 259 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Capacidad instalada: Potencia nominal o de placa de una unidad generadora, o bien se puede referir a una central, un sistema local o un sistema interconectado. Carga: Cantidad de potencia que debe ser entregada en un punto específico de un sistema eléctrico. Carga Interrumpible: Es la carga que puede ser interrumpida total o parcialmente. Central generadora: Lugar y conjunto de instalaciones utilizadas para la producción de energía eléctrica. Dependiendo del medio utilizado para producir dicha energía, recibe el nombre correspondiente. Circuito: Trayecto o ruta de una corriente eléctrica, formado por conductores, que transportan la energía eléctrica entre las fuentes. Conductor: Cualquier material que ofrezca mínima resistencia al paso de una corriente eléctrica. Los conductores más comunes son de cobre o de aluminio y pueden estar aislados o desnudos. Consumo: Cantidad de un fluido en movimiento, medido en función del tiempo; el fluido puede ser electricidad. 260 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Consumo de energía: Potencia eléctrica utilizada por toda o por una parte de una instalación de utilización durante un período determinado de tiempo. Consumo energético: Gasto total de energía en un proceso determinado. Cortocircuito: El cortocircuito se produce normalmente por los fallos en el aislante de los conductores, esto provoca un aumento de la intensidad de corriente que pasa por ese punto, pudiendo generar un incendio o daño a la instalación eléctrica. Demanda eléctrica: Requerimiento instantáneo a un sistema eléctrico de potencia, normalmente expresado en mega watts (mw) o kilowatts (kw). Demanda promedio: Demanda de un sistema eléctrico o cualquiera de sus partes calculada dividiendo el consumo de energía en kWh entre el número de unidades de tiempo del intérvalo en que se midió dicho consumo. Distribución: Es la conducción de energía eléctrica desde los puntos de entrega de la transmisión hasta los puntos de suministro a los usuarios. Estación: Es la instalación que se encuentra dentro de un espacio delimitado que tiene una o varias de las siguientes funciones: generar, transformar, recibir, transmitir y distribuir energía eléctrica. 261 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Fuentes Alternas de Energía: Otras fuentes de energía en su forma natural, tales como la eólica, solar, biomasa y mareomotriz. Fusible: Aparato de protección contra cortocircuitos que, en caso de circular una corriente mayor de la nominal, interrumpe el paso de la misma. Generador: Es el dispositivo electromagnético por medio del cual se convierte la energía mecánica en energía eléctrica. Incandescencia: Sistema en el que la luz se genera como consecuencia del paso de una corriente eléctrica a través de un filamento conductor. Instalación: Es la infraestructura creada por el sector eléctrico, para la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica, así como la de los permisionarios que se interconectan con el sistema. Interconexión: Es la conexión eléctrica entre dos áreas de control. Interrupción: Es la suspensión del suministro de energía eléctrica debido a diversas causas. 262 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Interruptor: Dispositivo electromecánico que abre o cierra circuitos eléctricos y tiene la capacidad de realizarlo en condiciones de corriente nominal o en caso extremo de corto circuito; su apertura y cierre puede ser de forma automática o manual. Línea de transmisión: Es el conductor físico por medio del cual se transporta energía eléctrica, a niveles de tensión alto y medio, principalmente desde los centros de generación a los centros de distribución y consumo. Elemento de transporte de energía entre dos instalaciones del sistema eléctrico. Planta: Sinónimo de central, estación cuya función consiste en generar energía eléctrica. Punto de Interconexión Eléctrica: Es el punto donde se conviene la entrega de energía entre dos entidades. Red de distribución: Es un conjunto de alimentadores interconectados y radiales que suministran a través de los alimentadores la energía a los diferentes usuarios. Red Troncal: Conjunto de centrales generadoras, línea de transmisión y estaciones eléctricas que debido a su función y/o ubicación se consideran de importancia vital para un sistema. 263 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Restaurador: Es un dispositivo utilizado para interrumpir corrientes de falla, tiene la característica de discriminar las fallas permanentes de las instantáneas a través de apertura y cierres en forma automática, bajo una secuencia predeterminada sin necesidad del interruptor del alimentador. Sistema de distribución: Es el conjunto de subestaciones y alimentadores de distribución, ligados eléctricamente, que se encuentran interconectados en forma radial para suministrar la energía eléctrica. Sistema eléctrico: Instalaciones de generación, transmisión y distribución, físicamente conectadas entre sí, operando como una unidad integral, bajo control, administración y supervisión. Subestación: Conjunto de aparatos eléctricos localizados en un mismo lugar, y edificaciones necesarias para la conversión o transformación de energía eléctrica o para el enlace entre dos o más circuitos. Subestación de distribución: Subestación que sirve para alimentar una red de distribución de energía eléctrica. Subestación de transformación: Subestación que incluye transformadores. 264 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Tablero de control: Son una serie de dispositivos que tienen por objeto sostener los aparatos de control, medición y protección, el bus mímico, los indicadores luminosos y las alarmas. Transformación: Es la modificación de las características de la tensión y de la corriente eléctrica para adecuarlas a las necesidades de transmisión y distribución de la energía eléctrica. Transformador: Dispositivo que sirve para convertir el valor de un flujo eléctrico a un valor diferente. De acuerdo con su utilización se clasifica de diferentes maneras. Transmisión: Es la conducción de energía eléctrica desde las plantas de generación o puntos interconexión hasta los puntos de entrega para su distribución. Aislante: Un material que impide la transmisión de energía debido a que los electrones de sus átomos están fuertemente unidos a sus núcleos. Mantenimiento: Es el conjunto de actividades para conservar las obras e instalaciones en adecuado estado de funcionamiento. 265 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA BIBLIOGRAFÍA 266 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Libros consultados CAESS, S.A. de C.V. (2003) Normativas técnicas y comerciales para la obtención del suministro de energía eléctrica. Impresora Milán, El Salvador CONELEC, S. A. (1982) Manual eléctrico, Phelps Dodge de Centro América, S.A. Impredit, S.A. de C.V., Ave. Nuevo León México D.F. Joseph F. McPartland (2009) National Electrical Code Mcgraw-Hil Book Company, New York Ministerio de Obras Públicas (1960) Reglamento de Obras e Instalaciones Eléctricas Imprenta Nacional, El Salvador C.A. 267 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA PHILIPS LIGHTING (2010) Catálogo General de Especificaciones PHILIPS, El Salvador Reglamento de operaciones del sistema de transmisión y del mercado mayorista.SIGET. . 268 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Visitas de campo Visita a empresa SIEMENS, Antiguo Cuscatlán, San Salvador. Visita a empresa LUX Ingenieros S.A.de C. V. Antiguo Cuscatlán, San Salvador. Visita a empresa CASTELEC S.A.de C.V. San Salvador. Visita a Institución, ITCA, FEPADE, Santa tecla, La Libertad Visita a empresa GRUPO REGIONAL IMFICA, Troncal del Norte, Guazapa, San Salvador, El Salvador C.A. Visita a empresa, POSCRET EL SALVADOR, Troncal del Norte, Apopa, San Salvador, El Salvador C.A. Visita a empresa, Grupo Electro Bodegas, San Salvador. Visita a empresa, PHILIPS, Antiguo Cuscatlán, San Salvador. Visita a instalaciones FREUND, San Salvador. Visita a instalaciones VIDRI, San Salvador. Visita a construcción, Viviendas Unifamiliares, Lourdes, Colón. 269 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Fuentes Electrónicas http://edison.upc.edu/curs/llum/interior/iluint1.html#metod_al http://www.luzete.com/lamparas-halogenuros-metalicos http://www.google.com.sv/search?hl=es&q=lamparas%20fluorescentes%20tub ulares%20a%20baja%20presion&wrapid=tlif130496328959621&um=1&ie=UTF -8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&biw=1089&bih=635 http://riesgosgenerales.blogspot.com/2010_05_01_archive.html http://www.ilighting.es/2011/01/lamparas-ii-lamparas-de-fotorradiacion.html http://html.rincondelvago.com/tipos-de-lamparas.html http://www.osram.ec/osram_ec/Productos_Consumo/Iluminacion_para_el_hog ar/index.html http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas/lincan.html http://www.linealight.com/es/para-tu-casa/luminarias/lamparas-halogenas/ http://edison.upc.edu/curs/llum/lamparas/lincan.html http://www.linealight.com/es/para-tu-casa/luminarias/lamparas-halogenas/ http://4.bp.blogspot.com/_hRZGKGVwUis/S8G7UZl7vI/AAAhttp://www.linealight.com/es/para-tu-casa/luminarias/lamparashalogenas/AAAAADRU/KzQRPPliEek/s1600/lampara-reflectora.JPG http://www.ilighting.es/2011/01/lamparas-ii-lamparas-de-fotorradiacion.html http://imageshack.us/f/16/bombillaincandescentean.gif/ http://www.tuveras.com/luminotecnia/lamparasyluminarias.htm 270 ELECTRICIDAD – ARQUITECTURA Entrevistas Arq. Alfredo Tobar Ing. Baltazar Llort Arq. Carlos Alfaro Ing. Carlos Mario Avilés Ing. Marvin López Ing. Rigoberto Chamagua Ing. Roberto Orellana Arq. Tania Durán de Monge Ing. Valdemar Rivas Sánchez 271 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA ANEXO 272 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Anexo 1 Métodos para medir impedancias de puesta a tierra La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la profundidad de la roca, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar la red de tierras de una subestación, planta generadora o transmisora en radiofrecuencia. Asimismo puede ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas. En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión. En este punto es necesario aclarar que la medición de la resistividad del terreno, no es un requisito para obtener la resistencia de los electrodos a tierra. Las conexiones de puesta a tierra en general poseen impedancia compleja, teniendo componentes inductivas, capacitivas y resistivas, todas las cuales afectan las cualidades de conducción de la corriente. Las resistencias de la conexión son de particular interés en los sistemas de transmisión de energía (bajas frecuencias), debido a la conexión. Por el contrario, los valores de capacitancia e inductancia son de particular interés en altas frecuencias como en comunicaciones de radio y descargas atmosféricas. 273 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Además de lo anteriormente expuesto, las mediciones de puesta a tierra se hacen para: Proteger efectivamente los sistemas contra los efectos de las descargas atmosféricas. Proporcionar un medio para disipar la corriente eléctrica en la tierra bajo condicione normales o de corto circuito, sin exceder ningún límite operacional de los equipos o suspender la continuidad del servicio. Minimizar la interferencia de los circuitos eléctricos de transmisión y distribución con los sistemas de comunicación y control. Impedancia eléctrica: Oposición al flujo de los electrones en un material conductor. Principios y métodos de puesta a tierra. Dentro de los propósitos principales para los cuales se determinan los valores de impedancia de puesta a tierra están: Determinar la impedancia actual de las conexiones de puesta a tierra. Como control y verificación los cálculos en el diseño de sistemas de distribución de puesta a tierra. La adecuación de una puesta a tierra para transmisión de radiofrecuencia. 274 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA La adecuación de la puesta a tierra para protección contra descargas atmosféricas. Asegurar, mediante el diseño apropiado de la puesta a tierra, el buen funcionamiento de los equipos de protección. La resistencia de toma de tierra es, prácticamente, la resistencia del volumen del material del terreno que rodea el elemento de la toma hasta una distancia aproximada 5 m. Las mediciones de tierra deben realizarse, no solo durante la energización, sino periódicamente para determinar las posibles variaciones. La medición de resistencia a tierra de electrodos es una técnica que requiere conocer aparte del método de medición, algunos factores que afectan los resultados de las mediciones, y que son: El tipo de prueba. El tipo de aparato empleado. El lugar físico de las puntas de prueba Tipo de prueba Existen dos tipos de pruebas fundamentalmente. Las demás son variaciones de éstas. Aunque muy parecidas, los resultados de las mediciones no son exactamente los mismos. 275 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Los métodos son: a. Método de caída de potencial. Llamado también: Tres Puntos. b. Método Directo. También conocido como: Dos Puntos. Tipo de aparato. No todos los aparatos de medición de resistencia a tierra trabajan de la misma manera. Existen diferencias muy marcadas en el tipo de corriente empleada. A manera de ilustrar estas diferencias, los aparatos más utilizados en nuestro medio son el Vibroground y el Megger de tierras. Ambos emplean corriente alterna para la medición pero el primero a una frecuencia de 25 Hz, el último a 133 Hz. Y los voltajes en circuito abierto son respectivamente de 120 y 22 Volts. Lugar físico Las varillas electrodos de los instrumentos de medición pueden ser colocadas en todas direcciones como a una infinidad de distancias entre ellas. Aunque es el mismo punto de medida, las lecturas no son idénticas; a veces ni en terrenos vírgenes debido a la presencia de corrientes de agua o de capas de distinta resistividad. En los terrenos industriales es aún mayor la diferencia debido a la presencia de objetos metálicos enterrados como tuberías, varillas de construcción, rieles, canalizaciones eléctricas, etc. 276 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Todos los resultados son aproximados y se requiere cuidado tanto con el equipo de prueba como con la selección de los puntos de referencia de la puesta a tierra. Dentro de los métodos para la medición de las impedancias de puesta a tierra se conocen los siguientes: Método de la tierra conocida. Método de los tres puntos. Método de la caída de potencial. Método de la relación. A continuación cada uno de estos métodos es expuesto con sus ventajas y desventajas. Método de la tierra conocida Este método consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable. Figura 1. Método de la tierra conocida. Rx+Ro 277 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA En este método se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a las líneas de fuerza entre polos magnéticos. El inconveniente de este método es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable. Método de los tres puntos o triangulación. Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de triángulo, tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B las resistencias de los otros dos electrodos conocidas. Figura 2. Método de las tres puntas. 278 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el triángulo será determinada por la medida de voltaje y corriente a través de la resistencia. Así quedan determinadas las siguientes ecuaciones: R1= X+A R2= X+B R3= A+B De donde X= (R1+R2-R3)/2 Este método es conveniente para medidas de resistencias de las bases de las torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeñas instalaciones. No es conveniente para medidas de resistencia bajas como las de mallas de puesta a tierra de subestaciones grandes. El principal problema de este método es que A y B pueden ser demasiado grandes comparadas con X (A y B no pueden superar a 5X), resultando poco confiable el cálculo. 279 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Método de la caída de potencial. Figura 3. Método de la caída de potencial. Es el método mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura 3; E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hace circular a través de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C. La medida de potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallar la resistencia desconocida por medio de la relación V/I . La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinación de la caída de potencial V. La corriente I una vez determinada se comporta como contante. La resistencia del electrodo P, hace parte de un circuito de alta impedancia y su efecto se puede despreciar. 280 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Método de la relación. En este método la resistencia a medir, es comparada con una resistencia conocida, comúnmente usando la misma configuración del electrodo como en el método de la caída de potencial. Puesto que este es un método de comparación, las resistencias son independientes de la magnitud de corriente de prueba. La resistencia en serie R de la tierra bajo prueba y una punta de prueba, se mide por medio de un puente el cual opera bajo el principio de balance a cero. 281 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Anexo 2 Ejemplo de cómo calcular la iluminación Se efectuar el cálculo atreves del programa Visual – Basic Edition porque en este momento hay software y se le pone más detalles más que a mano. Paso 1 El programa Visual – Basic – Edición se utiliza para el cálculo de luminarias en determinado espacio, lo cual ya teniendo establecido los niveles y flujos de iluminaciones produce al desarrollo. Paso 2 Cargando el programa para el cálculo de iluminación. 282 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 3 o Cargando el programa de iluminación o Se selecciona el icono next (continuar). 283 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 4 o Se coloca en dimensiones (Dimensions). o Se colocan la Longitud (Length X) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción se coloca la dimensión. o Se coloca el ancho (Width Y) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción se coloca la dimensión. o Se coloca la altura (height z) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción se coloca la dimensión. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en plano X, Y, Z. 284 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 5 o Se coloca en reflectancia (Reflectances). o Se selecciona en el rectángulo con el pulsor de triangulo la reflectancia deseada. o Posterior mente automáticamente se obtiene el porcentaje del área. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en el plano X, Y, Z. 285 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 6 o Se coloca en unidades (Units) o Se tiene la opción de elegir la unidad. o Se puede seleccionar ingles pie (English Feet) en el circulo que se encuentra a la par de la descripción se coloca el punto. o Se puede seleccionar métricas metros ( Metric Meters) en el circulo que se encuentra a la par de la descripción se coloca el punto. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en el plano X, Y, Z. (Ver Figura No. ). o Se selecciona el icono next (continuar). 286 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 7 o Se coloca en plano de trabajo (Work plane). o Se coloca la altura (Height Z) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción la dimensión del plano de trabajo. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en el plano X, Y, Z. 287 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 8 o Se coloca en plano de luminaria (Luminare plane). o Se coloca la altura de montaje (Mounting Height Z) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción la dimensión de la altura de montaje. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en el plano X, Y, Z. 288 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 9 o Se coloca en techo plano (ceiling plane). o Se colocan en techo abierto (open ceiling) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción se selecciona si es la opción. o Se colocan en techo de red (ceiling grid), que son de 2x2, 4x2, 2x4 que selecciona el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción se selecciona si es la opción. o A un costado de la información se obtiene el área a tratar en el plano X, Y, Z. o Se selecciona el icono next (continuar). 289 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 10 o Se coloca en Fotometría (Photometry) o Se coloca en fotométrica archivo (Photometric File), se abre una ventana donde se encuentran los tipos le luminaria del programa y se pueden abrir otras luminarias de diferentes programas. o Automáticamente aparece seleccionado todo. o A un costado de la información se obtiene la luminaria en el plano X, Y, Z. o Se selecciona el icono next (continuar). 290 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA 291 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 11 o Se coloca en Parámetros de diseño (Design Parametrers). o Se coloca en iluminancia (Iluminance) en el rectángulo que se encuentra a la par de la descripción y se ubica en lux (lúxeses) (Ver Tabla No.) para la aplicación del programa. o A un costado de la información se obtiene la luminaria con sus respectivos lux. o Se selecciona el icono next (continuar). 292 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 12 o Se encuentra evaluando el software las luminarias. 293 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Paso 13 o Se distribuye las luminarias a una distancia que especifica el software Por lo que hace un recuento del área a iluminar. 294 ELECTRICIDAD Y ARQUITECTURA Anexo 3 295