Informe - Escuela de Ingeniería Eléctrica

Universidad de Costa Rica
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica
IE – 0502 Proyecto Eléctrico
Propuesta de diseño del sistema eléctrico en
edificio tributo
Por:
Emerson Ulloa Avila
Ciudad Universitaria Rodrigo Facio
Julio del 2013
i
Propuesta de diseño del sistema eléctrico en
edificio tributo
Por:
Emerson Ulloa Avila
Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica
de la Facultad de Ingeniería
de la Universidad de Costa Rica
como requisito parcial para optar por el grado de
BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA
Aprobado por el Tribunal:
______________________
Ing. Tony Eduardo Delgado Carvajal
Profesor Guía
_____________________
_________________________
Ing. Renato Coto Zyzak
Ing. Juan Ramón Rodríguez Solera
ii
DEDICATORIA
A mi familia que es lo más valioso que tengo en la vida, que gracias a ellos
soy todo lo que soy y son mi fuente de energía. Los amo!
iii
RECONOCIMIENTOS
Al profesor Tony por el apoyo y la oportunidad de realizar este trabajo y los
demás profesores que si se han tomado el tiempo y la preocupación de hacer
de uno un gran profesional y ser humano.
iv
ÍNDICE GENERAL
1.
INTRODUCCIÓN ................................................................................. 1
1.1.
Justificación ............................................................................................ 1
1.2.
Objetivos ................................................................................................. 2
1.2.1 Objetivo principal ............................................................................................... 2
1.2.2 Objetivos específicos......................................................................................... 2
1.3.
Metodología ............................................................................................ 3
2.
CAPÍTULO 2: DESARROLLO TEÓRICO ....................................... 4
2.1.
Cableado estructurado .......................................................................... 4
2.1.1 Cableado horizontal ........................................................................................... 5
2.1.2 Canalizaciones horizontales ........................................................................ 10
2.1.3 Cuarto de telecomunicaciones .................................................................... 12
2.1.3.1 Tierra física en cuarto TI ............................................................... 14
2.2.
Control de accesos ................................................................................ 15
2.3.
Detección de incendios ......................................................................... 17
2.3.1 Panel de control de alarma ........................................................................... 17
v
2.3.2 Paneles notificadores ...................................................................................... 18
2.3.3 Detectores de incendios................................................................................. 19
2.3.3.1 Detectores de humo ......................................................................... 19
2.3.3.2 Detectores de humo iónicos ......................................................... 20
2.3.3.3 Detectores de temperatura............................................................. 20
2.3.4 Estaciones de activación manual .............................................................. 21
2.3.5 Zonas críticas.................................................................................................... 21
2.3.6 Normas de diseño ........................................................................................... 22
2.3.6.1 Paneles de incendio.......................................................................... 22
2.3.6.2 Notificaciones .................................................................................... 23
2.3.6.3 Detectores de incendio ................................................................... 23
2.3.6.4 Estaciones luminosas de pared .................................................... 27
2.4.
Alimentación eléctrica ........................................................................ 27
2.4.1 Diagrama unifilar ............................................................................................. 28
2.4.2 Cargas continuas
............................................................................................. 28
2.4.3 Capacidad nominal .......................................................................................... 29
2.4.4 Conductores
...................................................................................................... 30
2.4.4.1 Conductor de neutro ........................................................................ 31
vi
2.4.4.2 Conductor puesta a tierra ............................................................... 32
2.4.4.3 Correción por temperatura ............................................................ 32
2.4.4.4 Aislamiento de conductores ......................................................... 33
2.4.4.5 Ajuste por cantidad de conductores .......................................... 35
2.4.4.6 Escogencia por amperaje ............................................................... 35
2.4.5 Iluminación......................................................................................................... 38
2.4.6 Tomacorrientes
................................................................................................ 39
2.4.7 Tomacorrientes GFCI .................................................................................... 40
2.4.8 Interruptores ...................................................................................................... 40
2.4.9 Reglas de diseño ............................................................................................... 41
2.4.9.1 Método por capacidad de corriente ........................................... 41
2.4.9.2 Método por caída de tensión ........................................................ 42
2.4.9.3 Método por cortocircuito ............................................................... 44
2.4.10 Cálculo de ducto ............................................................................................ 44
3.
CAPÍTULO 3: PROPUESTA DE DISEÑO ...................................... 46
3.1.
Sistema de Cableado Estructurado .................................................... 48
3.1.1. Cuarto de TI ...................................................................................................... 51
3.2.
Sistema de Control de Accesos ........................................................... 52
vii
3.3.
Sistema de Detección de Incendios ..................................................... 55
3.4.
Alimentación Eléctrica ........................................................................ 58
3.4.1. Tablero TN2
.................................................................................................... 61
3.4.2. Tablero TN1
.................................................................................................... 64
3.4.3. Tablero TUPS2 ............................................................................................... 65
3.4.4. Tablero TUPS1 ............................................................................................... 66
3.4.5. Tablero TU1
.................................................................................................... 67
3.4.6. Tablero TN4
.................................................................................................... 68
3.4.7. Tablero TN3
.................................................................................................... 70
3.4.8. Tablero UPS4 .................................................................................................. 72
3.4.9. Tablero TUPS3 ............................................................................................... 74
3.4.10. Tablero U2
4.
..................................................................................................... 75
CONCLUSIONES ............................................................................... 77
ANEXOS ......................................................................................................... 78
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 79
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1 Topología de conexión estrella.............................................................................. 6
Figura 2.2 Ensamble de salidas multiusuario de telecomunicaciones .................................... 7
Figura 2.3 Longitudes máximas en cableado de oficina abierta. ............................................ 8
Figura 2.4 Punto de consolidación .......................................................................................... 8
Figura 2.5 Capacidad en tubería conduit o EMT .................................................................... 9
Figura 2.6 Esquema de cuarto de telecomunicaciones típico, ANSI/TIA-569-B ................. 13
Figura 2.7 Diagrama sistema control de acceso ................................................................... 16
Figura 2.8 Topología Sistema detección de incendios ......................................................... 19
Figura 2.9 Regla de las 4 pulgadas ....................................................................................... 24
Figura 2.10 Separación mínima de paredes y esquinas ........................................................ 25
Figura 2.11 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares ......................................... 26
Figura 2.12 Diagrama capacidad nominal de circuitos......................................................... 29
Figura 2.13 Capacidad nominal de circuitos ........................................................................ 30
Figura 2.14 Ensambles fijos de múltiples salidas ................................................................. 31
Figura 2.15 Factor de corrección por temperatura ambiente ................................................ 32
Figura 2.16a Aplicaciones y aislamiento de conductores ..................................................... 33
Figura 2.16b Aplicaciones y aislamiento de conductores ..................................................... 34
Figura 2.17 Capacidades permisibles para conductores canalizados ................................... 36
Figura 2.18 Capacidades permisibles para conductores al aire libre ................................... 37
Figura 2.19 Cargas generales de iluminación por ocupación ............................................... 38
Figura 2.20 Requerimientos de circuitos de ramales ............................................................ 40
ix
Figura 2.21 Valores de impedancia para conductores .......................................................... 44
Figura 2.22 Cantidad de cables en tubería EMT .................................................................. 46
Figura 3.1 Lectora de proximidad......................................................................................... 53
Figura 3.2 Tarjeta de proximidad tipo clam Shell RBH ....................................................... 53
Figura 3.3 Diagrama distribución de tableros ....................................................................... 59
x
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1 Rendimiento de a clase en cables UTP ................................................................... 5
Tabla 2.2 Longitudes máximas en cableado de oficina abierta .............................................. 8
Tabla 2.3 Dimensionamiento cuarto TI ................................................................................ 12
Tabla 2.4 Intensidad luminosa mínima por cuarto ............................................................... 27
Tabla 2.5 Factor de ajuste por cantidad de cables ................................................................ 35
Tabla 2.6 Porcentaje de llenado en tubería conduit .............................................................. 45
Tabla 2.7 Área máxima de llenado en tuberías ..................................................................... 45
Tabla 3.1 Tubería para bajantes de cableado ........................................................................ 50
Tabla 3.2 Distribución circuitos tablero TN2 ....................................................................... 61
Tabla 3.3 Distribución circuitos tablero TN1 ....................................................................... 63
Tabla 3.4 Distribución circuitos tablero TUPS 2 .................................................................. 64
Tabla 3.5 Distribución circuitos tablero TUPS 1 .................................................................. 65
Tabla 3.6 Distribución circuitos tablero TU2 ....................................................................... 68
Tabla 3.7 Distribución circuitos tablero TN4 ....................................................................... 69
Tabla 3.8 Distribución circuitos tablero TN3 ....................................................................... 70
Tabla 3.9 Distribución circuitos tablero TUPS4 ................................................................... 72
Tabla 3.10 Distribución circuitos tablero TUPS3 ................................................................. 73
Tabla 3.11 Distribución circuitos tablero TU1 ..................................................................... 75
xi
Nomenclatura
Área de Distribución de zona: Un espacio en el cuarto de computadoras en donde está
ubicada la salida de la zona o punto de consolidación.
Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA): Una organización de
Estándares que, entre otras actividades, se especializa en las características eléctricas y
funcionales del equipo de interfaz.
Asociación de Industrias Electrónicas (EIA): Organización de normalización que se
especializa en las características eléctricas y funcionales de equipo de interfaz. La
organización establece normas para interfaces con el fin de garantizar la compatibilidad
entre equipos de comunicaciones de datos y equipo terminal de datos.
American Wire Gauge (AWG): El calibre de alambre estadounidense es una referencia
de clasificación de diámetros. Cuanto más alto es este número, más delgado es el
alambre. El alambre de mayor grosor (AWG más bajo) es menos susceptible a
la interferencia, posee menos resistencia interna y, por lo tanto, soporta
mayorescorrientes a distancias más grandes.
Back Bone: Instalación contenida entre los cuartos de telecomunicaciones, crossconnects, o entre las acometidas y los cuartos de equipo dentro o entre edificiones.
(Fuente ANSI/TIA/EIA-568-B)
Biex: Tubería PVC ó metálica flexible.
Blindaje: Capa metálica colocada alrededor de un conductor o grupo de conductores.
Bonding: Proceso de conexión a tierra de los conductores/contactos sobre los cableados,
los sistemas de rutas o los componentes a un punto a tierra identificado dentro de las
instalaciones especificadas en las regulaciones nacionales o internacionales.
Breaker: 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 o, en el que se
ha producido un cortocircuito, con el objetivo de no causar daños a los equipos eléctricos.
xii
Call Center: Lugar donde agentes, asesores, supervisores o ejecutivos, realizan llamadas
y o reciben llamadas desde o hacia: clientes (externos o internos), socios comerciales,
compañías asociadas u otros.
Conexión cruzada: Esquema de conexión entre tendidos de cable, subistemas y equipos
por medio de cordones de parcheo o jumpers que se acoplan al hardware de conexión en
cada extremo.
Cross-Connect: Instalación que permite la terminación de cables y su interconexión o
conexión cruzada (Fuente ANSI/TIA/EIA-568-B)
Jack Plate: Conector/salida hembra de telecomunicaciones, posicionado o no, que puede
tener seis u ocho posiciones, pero no todas las posiciones necesitan tener contactos.
Jumper: Conjunto de pares trenzados sin conectores, usado para unir circuitos/enlaces de
telecomunicaciones en el cross-connect.
Par Trenzado Blindado (STP): Medio de cable con uno o más pares de conductores de
cobre aislados, trenzados, rodeados por un blindaje metálico o pantalla y unidos en una
envoltura plástica común.
Par Trenzado no blindado (UTP): Medio de cable con uno o más pares de conductores
de cobre trenzados, aislados, unidos en una envoltura plástica única.
Patch Cord: Cordón de parcheo, unidad o element flexible con uno o dos conectores
utilizada para establecer conexiones en un panel de parcheo.
Patch Panel: Panel de parcheo, sistema de hardaware de conexión que facilita la
terminación del cable y la administración del cableado por medio de cordones de
parcheo.
Piso Falso: Sistema de piso que consta de paneles de piso completamente desmontables
que se apoyan en pedestales o largueros para facilitar el acceso al área que queda debajo.
Proveedor de Acceso: El operador de cualquier instalación que se usa para transportar
las señales de telecomunicaciones hacia y desde las instalaciones de un Cliente.
Proveedor de Servicios: El operador de cualquier servicio que suministre contenido de
telecomunicaciones entregadas sobre las instalaciones del proveedor de acceso.
Punto de Consolidación (CP): Un punto de conexión en el subsistema de cableado
horizontal entre un distribuidor de piso y una salida de telecomunicaciones.
xiii
Racks: Soporte metálico destinado a alojar equipamiento electrónico, informático y de
comunicaciones. Las medidas para la anchura están normalizadas para que sean
compatibles con equipamiento de cualquier fabricante. También son llamados bastidores,
cabinas, cabinets o armarios.
Switch: Dispositivo digital lógico de interconexión de redes de computadoras que opera
en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o
más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un
segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.
xiv
Resumen
Dado el incremento en el país del número de incendios en edificios provocados por
problemas eléctricos y al ser estos los de mayor riesgo para la vida humana, se ha hecho
indispensable la necesidad de regular y supervisar de manera adecuada el cumplimiento
de los estándares para el diseño e instalación de sistemas eléctricos en edificios, es por
ello que nace el código eléctrico nacional.
Este proyecto tiene como fin presentar una posible propuesta de diseño eléctrico
para el segundo y tercer piso del edificio Tributo ubicado en Santa Ana, conforme con los
estándares de la industria y los requerimientos pautados en este nuevo código eléctrico
que comenzó a regir a partir del año 2012. En este proyecto no solo se busca realizar un
diseño sino también presentar y dar a conocer sub sistemas del sistema eléctrico que no
son tan conocidos para los estudiantes tales como, el sistema de cableado estructurado,
detección de incendios y control de accesos. Que si bien es cierto son sistemas no tan
complicados, muy pocas veces son vistos en nuestros cursos de carrera.
Se mostrarán las partes de las cuales se componen estos sub sistemas que son
altamente utilizados hoy en día y como realizar una diseño que cumpla con los estándares
para su adecuada implementación.
Es casi imposible pensar en un edificio comercial y no contemplar un sistema de
telecomunicaciones o bien de control de accesos, de ahí nace el interés de mostrar este
otro lado de los sistemas eléctricos que no estamos tan acostumbrados a estudiar pero que
si se busca un poco en la industria actual se encontrará fácilmente gran cantidad de
empresas que se dedican a este diseño, siendo un área inmensa de futuro trabajo para
todos los estudiantes de ingeniería eléctrica.
xv
1. CAPÍTULO 1: Introducción
1.1 Justificación
Hoy en día se construyen gran cantidad de edificios de oficinas (call center) el cual
es una oficina centralizada con el propósito de recibir y transmitir un gran volumen de
requerimientos por medio del teléfono. Se encargan de dar soporte a consumidores de
distintos productos o inclusive hacer tele mercadeo entre otras cosas. En estos edificios se
aprovecha al máximo el espacio para tener la mayor cantidad de personas dando soporte.
Estos edificios de oficinas conglomeran muchos trabajadores y a su vez consumen
mucha energía, esto debido a que cada usuario como mínimo cuenta con un computador,
dos monitores más su debido teléfono que en muchos casos se maneja con las misma red
del computador. Y para poder lograr tener un sistema en todo el edificio se debe de
contar con un cuarto de servidores, un sistema de respaldo por medio de fuentes de poder
uninterrumpibles (UPS), un muy buen sistema de iluminación, además de aires
acondicionados para el confort de los empleados y protección de servidores, entre otras
cosas. Con esta cantidad de sistemas es de gran importancia realizar un diseño acorde a la
gran cantidad de cargas, para evitar sobrecalentamientos en la red, fallas por la mal
cálculo o distribución de cargas, pero sobre todo para evitar la pérdida de información o
desconexión temporal del sistema siendo este el pilar fundamental de estas compañías
que brindan soporte a los consumidores de su producto.
Es por esto que consideré de gran importancia realizar esta propuesta de diseño
para un edificio de esta índole, con el fin de lograr un diseño adecuado y acorde tanto a
todas los requerimientos exigidos por el código eléctrico nacional como a las
1
especificaciones del cliente para el confort de sus trabajadores y buen desempeño de su
empresa.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo general
Realizar una propuesta de diseño adecuado, eficiente y de acuerdo al código
eléctrico del sistema eléctrico del 2do y 3er piso del edifico Tributo.
1.2.2 Objetivos específicos
 Investigar y describir los componentes que conforman una red de cableado
estructurado, sistema de detección de incendio y sistema de control de acceso para
comprender el debido funcionamiento de estos sistemas y tener criterios para
proponer un diseño de acorde a los requerimientos.
 Proponer el diseño completo del sistema eléctrico del 2do y 3er piso del edifico
tributo de acuerdo a lo solicitado en el código eléctrico, contemplado acometidas,
iluminación, tomacorrientes, cableado estructurado, detección de incendios y
control de accesos.
 Realizar el conjunto de planos para este sistema eléctrico acorde a la propuesta de
diseño, con el uso de la herramienta de diseño Auto cad y con cada una de las
especificaciones requeridas para su debida aprobación en el CFIA.
2
1.3 Metodología
La metodología consistió en 2 etapas. La primera y primordial se basó en la
búsqueda de la información sobre los diferentes sistemas a instalar (alimentación
eléctrica, cableado estructurado, detección de incendio y control de acceso) para poder
crear un diseño que cumpla con los requerimientos necesarios. Para el desarrollo de esta
etapa fue necesario recurrir a libros de texto, manuales de instalación, código eléctrico
nacional, entre otros. Para poder tener unas fuertes bases en que basarse para lograr este
diseño. Es importante recalcar que esta propuesta de diseño busca contemplar cada una
de las pautas estipuladas en el código eléctrico nacional vigente en nuestro país con todo
lo que respecta al cálculo de conductores, dimensionamiento de acometidas, centros de
carga, cantidad de circuitos, aterrizaje de tierras y demás partes del sistema eléctrico. Para
el diseño del cableado estructurado de voz y datos se utilizó la norma ANSI/TIA-568-B,
ANSI/TIA-568-C, ANSI/TIA-569C, J-Std-607A que es la norma Estadounidense que se
utiliza en Costa Rica para estándares de telecomunicación de un edificio comercial y
requerimientos de tierra física en edificios comerciales.
Por otra parte la segunda etapa contempla una serie de visitas de campo al edificio
para tener un panorama más claro de lo solicitado por el dueño del edificio para la
implementación de este complejo de oficinas. Una vez con toda la información
recopilada y explicada se continuó con la realización de la propuesta en sí de este
sistema. Finalmente se concluyó este proyecto con la realización de los planos eléctricos
de este edificio listos para presentarse en el Colegio Federado de Ingenieros y de
Arquitectos y cumpliendo todos los requerimientos de este ente.
3
2. CAPÍTULO 2: Desarrollo Teórico
2.1 Cableado Estructurado
“Cableado estructurado” es un término muy utilizado para definir un sistema de
cableado genérico de voz, datos e imagen (telecomunicaciones). Es una infraestructura de
tecnología de la información (TI) que define un diseño de cableado basado en los
requisitos del usuario final.
Cuando se adapta ya sea a instalaciones de campus o de edificios individuales, este
cableado consta de tres subsistemas que pueden unirse para formar una red completa en
una topología tipo estrella.
La norma utilizada en Costa Rica ANSI/TIA/EIA define los siguientes 3 subsistemas
para un cableado estructurado:
 Cableado horizontal: cableado en cada piso del edificio que conecta las salidas de
telecomunicaciones en el área de trabajo a un cableado horizontal localizado en un
cuarto de telecomunicaciones.
 Cableado conexión inter edificios: es el cableado que enlaza edificios en un
ambiente de campus.
 Cableado conexión intra edificio: es el cableado que conecta cada cableado
horizontal dentro del mismo edificio hacia un cableado principal o intermedio.
Cabe destacar que en el proyecto se tomó como guía la normativa ANSI/TIA y no así
la ISO/IEC, es importante señalar que el sistema a diseñar es del tipo cableado horizontal
por lo que no ahondaremos en detalles de los otros subsistemas.
En cuanto a categorías de desempeño reconocidas por esta normativa en nuestro
mercado se encuentran las categorías 3(reconocido para aplicaciones de voz únicamente),
5, 6, 6ª para componentes y cableado balanceado.
4
Una categoría caracteriza el nivel de rendimiento de un solo componente: un cable, un
conectador o incluso un cordón.
Una clase caracteriza el nivel de rendimiento de una conexión formada por varios
componentes (cable + conectador). La clase no sirve para caracterizar un componente,
sino para definir el nivel de rendimiento de una instalación.
Tabla 2.1. Rendimiento de acuerdo a clase en cables UTP.
Categoría
Cat. 5
Cat. 5e
Cat. 6
Cat. 6a
Clase
D
D
E
Ea
Caudal
≤ 100 Mbit/s
≤ 100 Mbit/s
≤ 1 Gbit/s
≤ 10 Gbit/s
Frecuencia
100 Mhz
155 Mhz
250 Mhz
500 Mhz
2.1.1 Cableado Horizontal
Este tipo de cableado abarca desde la salida de telecomunicaciones del área de trabajo
hasta el cuarto de telecomunicaciones, incluyendo la terminación mecánica y los jumpers
o cordones de parcheo y además puede incluir el ensamble de salidas multiusuario de
telecomunicaciones y los puntos de consolidación.
Este sistema utilizado debe facilitar el mantenimiento continuo y la reubicación al
incorporar equipo futuro y cambios de servicio, permitiendo diversidad de aplicaciones a
medida que evolucionen las necesidades del usuario.
Para un diseño apropiado y acorde a las normas se deben de tomar en cuenta los
siguientes requisitos (ANSI/TIA-568-C) y recomendaciones:
Cada área de trabajo será atendida por un distribuidor de piso localizado en el mismo piso o en un
piso adyacente.
Se recomienda un mínimo de un cuarto de telecomunicaciones por cada piso. En caso
de que un piso este escasamente poblado se permite servir ese piso desde uno de los pisos
adyacentes siempre y cuando se cumplan los límites de longitud. Se recomienda un radio
máximo de 60 metros como área que puede abarcar efectivamente un cuarto de TI.
No se permite el uso de derivaciones puenteadas en el cableado horizontal.
5
Estas derivaciones puenteadas son muy utilizadas en aplicaciones telefónicas para
disponer de los mismos pares de cable en diferentes salidas, sin embargo degradan de
manera significativa el desempeño de transmisión infringiendo el requisito de topología
tipo estrella.
Figura 2.1. Topología de conexión estrella.
Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”
No se usarán empalmes para cableado horizontal de par trenzado balanceado.
La longitud horizontal del cable debe ser máxima de 90 metros y mínima de 15
metros entre el distribuidor de piso y la salida, para garantizar su funcionamiento
adecuado.
La longitud combinada de los cordones de par trenzado usados para formar el distribuidor de piso,
incluyendo el cable del equipo no excederá los 5m en la instalación.
La longitud máxima de los cordones de equipo del área de trabajo no deberá exceder los 5m para
cualquier cable horizontal de hasta 90m.
Normalmente se instala cobre para el cableado horizontal entre cuarto de TI y el
área de trabajo, el tipo más común de cable de cobre de par trenzado de 4 pares es el
UTP. Este no cuenta con ninguna lámina de metal bajo el forro del cable. También se
puede utilizar cable SPT que si cuenta con esta lámina de protección, aunque es más
utilizado para ambientes donde la interferencia de frecuencias es excesiva.
Se requiere de un mínimo de dos puertos de salida en el área de trabajo.
6
Esto suponiendo que uno sea para teléfono y otro para conexión de redes. Además
se recomienda que si se emplea una salida de fibra óptica en el cableado horizontal sea
adicional a estas dos salidas, aunque se permite contemplarla con una de las dos salidas
necesarias.
Como los requerimientos del usuario van evolucionando se han introducido
esquemas flexibles que permiten la redistribución de las áreas de trabajo, con el fin de
reconfigurar una oficina abierta si alterar los tendidos del cable horizontal, dos de los
métodos más utilizados son el ensamble de salidas multiusuario y el punto de
consolidación.
El ensamble de salidas multiusuario son especiales para espacios abiertos donde se
espera sean movidos para facilitar la conectividad del usuario.
Figura 2.2. Ensamble de salidas multiusuario de telecomunicaciones.
Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”
Estos cables que se extienden desde el ensamble de salidas multiusuario hasta el usuario se considera
un cordón de equipo y no se terminará en una salida adicional de telecomunicaciones.
La longitud máxima de los cordones del área de trabajo utilizados se determinaran por la siguiente
fórmula.
7
Figura 2.3. Longitudes máximas en cableado de oficina abierta.
Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”
Donde
C: es la longitud máxima combinada en metros del cable del equipo del área de trabajo, el
cable del equipo en el cuarto de TI y un cable de parcheo adicional en una conexión
cruzada.
H: es la longitud en metros del cable horizontal.
D: es el factor de detrimento, 0.2 para UTP ó 0.5 para SPT.
W: es la longitud en
Tabla 2.1. Longitudes máximas en cableado de oficina abierta.
Longitud del cable Horizontal
H
Metros
90
85
80
75
72 o menos
Longitud máxima
combinada del cable del
área de trabajo, el
cordón de parcheo y el
cable del equipo
C
Sin
Blindado(m)
blindaje(m)
10
8
14
11
18
15
22
18
25
20
Fuente: Propia
8
Longitud máxima del
cable del equipo de área
de trabajo
W
Sin blindaje(m)
Blindado(m)
5
9
13
17
20
3
6
10
13
15
La longitud máxima de los cordones de equipo del área de trabajo no excederá los 20 metros cuando
se use un ensamble de salidas multiusuario.
Los ensambles de las salidas de telecomunicaciones multiusuario no estarán localizados en techos
falsos, pisos falsos o cualquiera área obstruida.
Los puntos de consolidación brinda un punto de conexión de terminación entre el
cableado de oficina abierta y le cableado horizontal para reacomodos menos frecuentes.
Cabe resaltar que este punto de consolidación no es un empalme sino una pieza de
hardware de conexión.
Figura 2.4. Punto de consolidación.
Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”
No se permitirá más de un punto de consolidación dentro del mismo tendido de cable horizontal.
No se permitirán conexiones cruzadas o equipo activo en el punto de consolidación.
La salida máxima entre el distribuidor de piso y la salida de telecomunicaciones será de 90m.
La distancia mínima entre el distribuidor de piso y el punto de consolidación será de 5m.
La distancia mínima entre el punto de consolidación y la salida de telecomunicaciones será de 5m.
Estos requisitos de distancias mínimas entre el distribuidor de piso y le punto de
consolidación, y entre el último y la salida de telecomunicaciones, minimizan una
reducción de potencial de desempeño cuando dos piezas de “hardware” de conexión están
muy próximas entre sí y optimiza el desempeño general del sistema.
El uso de espacios techo falso o piso falso para puntos de consolidación puede ser aceptable siempre y
cuando sea accesible sin desplazar estructuras, equipo o mobiliario pesado.
9
2.1.2 Canalizaciones horizontales.
Se recomienda que las canalizaciones horizontales permitan un mínimo de tres cables
para cada área de trabajo individual. Cuando se dimensiona para espacios de oficina
abierta se puede basar en 10
de espacio de piso utilizable por cada área de trabajo.
Esta recomendación en cuanto al dimensionamiento para tres cables por cada área de
trabajo permite el crecimiento futuro y flexibilidad a medida que evolucionan las
necesidades de los ocupantes. Es claro que tampoco se debe dejar de lado las exigencias
del cliente y por supuesto el presupuesto a utilizar por lo que se solo se toma como una
recomendación.
Las canalizaciones horizontales de cableado se diseñaran e instalarán para cumplir los reglamentos
eléctricos y de construcción locales y nacionales (código eléctrico y código civil).
La puesta y unido a tierra de canalizaciones horizontales de cableado cumplirán los reglamentos y
normas aplicables.
Las canalizaciones serán apropiadas para el ambiente en el cual se instalarán y no se obstaculizarán
por ductos de ventilación, aire acondicionado, distribución de energía eléctrica o límites de espacio de
las especificaciones adyacentes.
Las canalizaciones horizontales se instalarán o seleccionarán de manera que el radio mínimo de
curvatura de los cables horizontales se mantenga dentro de las especificaciones del fabricante
durante y después de la instalación.
El radio de curvatura interior mínimo de las canalizaciones horizontales ni debe ser
inferior a diez veces el mayor diámetro de los cables a instalarse. Teniendo como
finalidad garantizar que el desempeño de los cables, luego de su instalación, será
consistente con las especificaciones del fabricante.
Todas las canalizaciones utilizadas para el cableado de telecomunicaciones estarán dedicadas a este
uso y no serán compartidas por otros servicios del edificio.
Todas las canalizaciones instaladas serán accesibles con el fin de efectuar adiciones, cambios o
retiros de cables. Las canalizaciones cerradas tendrán puntos de acceso espaciados como mínimo
cada 30m.
Es recomendable que todas las canalizaciones cerradas tengan puntos de acceso
espaciados cada 15m para facilitar la instalación del cableado de telecomunicaciones.
10
Ningún segmento de tubería “conduit” contendrá más de dos curvas de 90°, o
equivalente entre puntos de acceso.
Los soportes y canalizaciones de cableado se equiparán con medios estructuralmente independientes
al techo falso, sus marcos o sus soportes.
En áreas cubiertas por pisos falsos se usarán rutas definidas para cable de telecomunicaciones.
Cuando se utiliza tubería “conduit” para cableado estructurado se trabaja con una serie
de limitaciones (acceso limitado, rutas fijas, capacidad fija). Su uso debe considerarse
exclusivamente para una sola ubicación remota, o cuando los tendidos horizontales se
extienden externos al edificio o cuando se requiera específicamente por reglamentos o
normas aplicables.
Se recomienda la instalación de una guía de cordón de nylon en cada tubería conduit.
Figura 2.5. Capacidad en tubería conduit o EMT.
Medida
comercial
del conduit
16
21
27
35
41
53
63
78
91
103
Capacidad del conduit para cables horizontales
Número máximo de cables basado en capacidad de llenado disponible
Diámetro exterior del cable (mm)
3.3
4.6
5.6
6.1
7.4
7.9
9.4
13.5
1
1
0
0
0
0
0
0
6
5
4
3
2
2
1
0
8
8
7
6
3
3
2
1
16
14
12
10
6
4
3
1
20
18
16
15
7
6
4
2
30
26
22
20
14
7
7
4
45
40
36
30
17
14
12
6
70
60
50
40
20
20
17
7
22
12
30
14
Fuente: Propia
Esta tabla ofrece las guías sobre la capacidad del cable con base en dos curvatura de
90° y una longitud máxima de 30m. Además se basa en un factor de llenado del 40% y un
factor de detrimento del 15% por cada una de las dos curvas.
Los sistemas de canalización más utilizados son los de techo falso y esto se debe
ampliamente a su capacidad de reutilizarse en estructuras que carecen de otros medios de
distribución de cableado horizontal. La distribución en techo falso se puede implementar
11
utilizando mecanismos tales como tubería conduit, bandejas, ductos, soportes no
contiguos, etc.
Los sistemas de distribución por techo falso proporcionarán total accesibilidad a las canalizaciones
de cableado. No deberán emplearse placas de bloqueo ni techos falsos continuos a menos que se
cumplan uno o más de las siguientes condiciones:


Exista previamente o se proporcione una canalización cerrada
Existan pasillos seguros sobre el techo falso a lo largo de las canalizaciones
2.1.3 Cuarto de Telecomunicaciones (TI)
La finalidad de un cuarto de telecomunicaciones es la distribución del cableado
horizontal y se le considera generalmente como un espacio que atiende un piso individual
del edificio. Está destinado a alojar equipo de telecomunicaciones, terminaciones y
distribuidores de cableado.
Normalmente los cuartos de TI contienen el distribuidor de piso, el cual está
conformado por hardware de conexión y cordones usados para conectar servicios, de
cableado de conexión o de equipo activo, con el cableado horizontal.
Los cables horizontales se deben terminar en “hardware” de conexión que cumpla los requisitos
especificados en la sección de cableado horizontal.
Las terminaciones fijas de los cables horizontales no deben usarse para cambios rutinarios al sistema
de cableado. Para estos cambios se deben utilizar, cordones de parcheo de equipo.
El cuarto de telecomunicaciones debe estar dedicado a la función de telecomunicaciones. El acceso a
los cuartos de telecomunicaciones debe permitirse sólo al personal autorizado y no debe ser
compartido por servicios del edificio que puedan inferir con los sistemas de telecomunicaciones.
12
Figura 2.6. Esquema de cuarto de telecomunicaciones típico, ANSI/TIA-569-B.
Fuente: Fernandez, B. “Capacitación de instalación en cableado de cobre”.
Se recomienda que el cuarto de TI se localice cerca del centro geográfico del área
del piso que va a atender y que sea accesible desde áreas públicas.
El tamaño del cuarto de telecomunicaciones se basa en el espacio de piso atendido.
Este espacio de piso debe tomar en cuenta tanto los distribuidores del sistema backbone
como los utilizados para atender el cableado horizontal.
Para dimensionar el tamaño mínimo del cuarto se presenta la siguiente tabla.
Tabla 2.3. Dimensionamiento cuarto TI.
Área de servicio
Tamaño mínimo del cuarto
m
3x2.2
3x2.8
3x3.4
500
800
1000
Es recomendable que los interruptores de luz sean fácilmente accesibles a la
entrada del cuarto. Las lámparas de iluminación deben montarse en el techo estructural
puesto que no se recomiendan los techos falsos en estos cuartos.
13
Debido a la cantidad potencial de equipo activo tal como concentradores,
enrutadores y servidores utilizados en el cuarto de telecomunicaciones, se necesita tener
en cuenta los niveles de calor y humedad para mantener la misma temperatura cerca de
las oficinas.
Los cables en un cuarto de TI por lo general terminan en un patch panel montado
sobre un bastidor de telecomunicaciones. Los cables generalmente se enrutan desde una
caída de canasta hacia un administrador vertical que se monta sobre el costado del
bastidor. Estos cables pueden ajustarse al administrador vertical de cables mediante
abrazaderas. Normalmente los cables transitan hacia los paneles de parcheo mediante un
administrador horizontal de cables.
Los paneles de parcheo se montan de manera horizontal en el bastidor, en el bastidor
se instala generalmente un panel de parcheo de dos unidades de bastidor y 48 puertos,
separados por un administrador horizontal de cables de 2 unidades.
2.1.3.1
Tierra física en cuarto TI
La tierra física en el cuarto de telecomunicaciones, ofrece una ruta de baja impedancia
hacia la tierra para limitar el voltaje que imponen la iluminación, las líneas de ondas, el
contacto no intencionado con líneas de voltajes más alto, la descarga electrostática (ESD)
y la interferencia electromagnética (EMI).
Un sistema de tierra física de telecomunicaciones consiste en una barra TMGB
conectada a la tierra principal del edificio o planta, el cual será normalmente la tierra del
servicio eléctrico.
Un cable de cobre con aislante verde o verde/amarillo, se en ruta a una barra TGB.
Esta barra TGB se localiza en las instalaciones de entrada de telecomunicaciones.
Todos los componentes metálicos de conductividad en las instalaciones de entrada a
telecomunicaciones, las salas de equipo y las salas de telecomunicación deberán quedar
unidos al TMGB o al TGB en esa ubicación. Esto incluirá el acero estructural del
edificio, el entubado mecánico y eléctrico, los ductos y el equipo, y todos los racks y
cajas metálicas.
El conductor mínimo para aterrizaje a tierra de telecomunicaciones es el conductor de
cobre #6 AWG con aislante verde. Cada bastidor deberá estar unido individualmente al
sistema de tierra.
14
2.2 Control de Accesos
Un sistema de control de accesos, es un sistema electrónico a través del cual
controlamos entradas y salidas y que nos permite conocer quién entra, cuándo entra y a
dónde entra cada individuo.
Las funciones que debe cumplir un sistema de control de accesos son las siguientes:
 Restringir la apertura de puertas o accesos mediante algún medio mecánico.
 Identificar al usuario de acuerdo con parámetros establecidos para determinar si el
acceso es permitido o denegado.
 Registrar y auditar los eventos de acceso por usuario y por puerta.
 Programar la autorización o desautorización del acceso relacionando a cada
usuario.
 Permitir funciones adicionales de seguridad y funcionalidad.
Los medios mecánicos para evitar la apertura de una puerta más utilizados son las
chapas, contrachapas eléctricas y cilindros electrónicos para cerraduras. Estos medios
presentan tanto ventajas como desventajas siendo estos primeros soluciones sencillas y
económicas pero que no ofrecen una sujeción confiable de la puerta, los electroimanes
dependen del suministro eléctrico para operar con la diferencia que si el suministro
eléctrico es cortado la cerradura eléctrica permanecerá cerrada.
Por su lado los cilindros electrónicos para cerraduras son soluciones económicas y
confiables. Funcionan con sus propias baterías, por lo que no dependen de un suministro
eléctrico externo y su fuerza de sujeción depende de la cerradura en la que se instalen, de
manera que no está limitada de antemano.
Los medios de identificación de usuarios son:





Teclados para digitación de códigos alfanuméricos
Personales y portátiles
Tarjetas de proximidad
Botones de control remoto
Dispositivos biométricos
15
 Lector de huella digital o iris
 Identificación de rasgos faciales
 Tarjetas magnéticas
Al crear perfiles se puede establecer las diferentes categorías de acceso deseadas por
ejemplo a un "empleado de mantenimiento" se le podrá restringir las áreas a las cuales
tendrá acceso con horarios limitados, mientras que el perfil de usuario de un "ejecutivos
administrativos" puede crearse con mayores atributos. Esto les permite a los
administradores del sistema que el empleado del aseo no pueda acceder a la puerta de un
área restringida en otro horario que no sea el que se le asigno en el sistema de control de
acceso.
Figura 2.7. Diagrama sistema control de acceso.
Fuente: Fernandez, B. “Capacitación de instalación en cableado de cobre”.
Además que es posible programar el comportamiento que las puertas o accesos deben
tener para cada usuario en diferentes condiciones. Por ejemplo, el acceso a cierta puerta
16
puede estar condicionado a que otra puerta esté cerrada (exclusa). Así como usos
especializados en los que se puede programar una apertura con retardo, para que cierta
puerta específica tenga un tiempo específico de cerrado.
La programación es basada en preguntas que sólo tienen que ser marcadas como
habilitadas o deshabilitadas en la mayor parte del “software”. Se puede manejar reportes
en tiempo real de las transacciones realizadas durante el día, calendarización de eventos
como son días festivos y vacaciones.
El diseño de este sistema va acorde a las necesidades de cada cliente, siendo este el
que al fin de cuentas decide quien entra y adonde entra cada usuario, los horarios
respectivos y el uso exclusivo de ciertos usuarios para lugares específicos tales como
baños, cuartos eléctricos, cuarto de telecomunicaciones, etc. Con la ventaja que en su
mayoría son programas que se pueden instalar en cualquier computador y que son muy
fáciles de modificar en caso que así se necesite.
2.3 Detección de Incendios
El sistema de detección de incendios consiste en componentes y circuitos programados
para anunciar y monitorear el estado de la alarma contra incendios o de los dispositivos
de supervisión iniciadores de señales, y es capaz de iniciar una respuesta apropiada a esas
señales.
Componentes básicos:




Panel de control
Detectores DI
Avisadores manuales AM
Dispositivos de notificación DN (aviso y señalización)
2.3.1 Panel de control de Alarma
Es el componente que recibe señales de entrada de dispositivos manuales o
automáticos de alarma contra incendio, y que puede suministrar energía a dispositivos de
detección, además de comunicadores que transmiten las señales de alarma. La unidad de
control puede también suministrar energía a los Dispositivos de Notificación y transferir
su condición a relés o dispositivos conectados a esta unidad. La unidad de control de
17
alarma contra incendios puede ser una unidad de control local o una unidad de control
maestra. Este panel puede ser convencional o direccionable.
Según sus funciones, los sistemas pueden operar en forma:
a) Sistema Local: Su objetivo principal es la activación de las alarmas locales para
evacuación. En este caso, las funciones de seguridad contra incendio son controladas
dentro de la propiedad que se encuentra protegida. Entre las funciones de este sistema
podemos enumerar: control de humo, detección direccionable, control de aberturas,
llamado al elevador, extinción, hidrantes y supervisión.
b) Sistema auxiliar: El suministro de energía debe ser propietario y debe estar aislado
eléctricamente de la red pública. Debe contar con vías de comunicación paralelas; cada
sitio, en forma separada, debe estar conectado al control de alarma contra incendios de
por ejemplo, la estación de bomberos más cercana.
c) Sistema conectado a una estación central: Se encuentra en una ubicación independiente
de la Estación de Monitoreo. La transmisión de un evento puede realizarse por diferentes
medios: línea telefónica fija, línea o canal dedicado, radio, red LAN- /WAN. Debe contar
con alimentación de energía secundaria para 24/5 en stand by 24 horas y en alarma de 5
minutos.
d) Estación de supervisión remota: Está ubicada generalmente en la Central de Incendio,
con dotación permanente de personal. En este caso, los métodos de transmisión pueden
ser:
• Vía Telefónica.
• Vía Radio.
• Vía TCP/IP.
• Vía Línea dedicada (Polaridad Inversa).
2.3.2 Paneles notificadores
Este tipo de paneles caen en la categoría de estaciones notificadoras visuales, ya
que constan de un panel ubicado en el cuarto de control contra incendio, el cual se debe
ubicar cerca de la entrada del edificio para que a la hora de un incendio el personal
18
entrenado contra incendio pueda identificar rápidamente el lugar de la emergencia. Este
tipo de paneles indican la ubicación del incendio, así como el estado de los elevadores, el
estado de los extractores e inyectores de aire, el estado de la bomba contra incendio, el
estado de los parlantes de emergencia, y el estado de los teléfonos para bomberos entre
otras.
2.3.3 Detectores de Incendio
El tipo de detección puede ser:
Lineal: Continua a lo largo de un camino, por ejemplo, detector de haz, cable térmico,
etc.
Puntual: Concentrado en una ubicación particular, tal como los detectores de humo
y de calor.
Muestreo de Aire: El aire es conducido por tubos y llevado a una cámara cerrada o
caja donde a su vez, es conducido a un detector de humo sensible.
Combinada: Firmas de diferentes fuentes y tipos de incendios pueden ser examinadas
sin errores por sensores múltiples y tecnología avanzada instalados en un solo detector.
Figura 2.8. Topología Sistema detección de incendios.
Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.
19
2.3.3.1 Detectores de Humo
Todos los detectores de humo son contadores de partículas. La concentración de las
mismas, así como su tamaño, color y distribución, afectan cada tecnología sensora de
forma diferente. Los detectores de humo de tipo puntual sólo son sensibles a la densidad
y coloración del humo en su inmediata cercanía. Los detectores de humo por aspiración y
por haz óptico son sensibles al valor medio de la densidad de humo a lo largo del tubo de
muestras del detector sensor o del haz luminoso y, por esta razón, son particularmente
aptos para el uso al ras de techos altos o allí donde el humo pueda haberse dispersado por
un área extensa antes de ser detectado.
En general, los detectores de humo ofrecen tiempos de respuesta apreciablemente más
rápidos que los detectores de calor, pero pueden ser más propensos a generar falsas
alarmas. Los detectores de humo no pueden detectar productos provenientes de líquidos
de combustión limpia (tales como el alcohol) que no producen partículas de humo. Si el
fuego se debiera restringir a dichos materiales y no afectara a ningún otro material
combustible, deberán utilizarse detectores de calor o de llamas en esa área. Allí donde se
lleven a cabo procesos de producción u otros que generen humo, vapores, polvo, etc. que
puedan poner en funcionamiento detectores de humo, deberá utilizarse un tipo de detector
alternativo, por ejemplo, de calor o de llama.
2.3.3.2 Detectores de Humo Iónicos
Los detectores de humo de cámara de ionización y los de tipo óptico poseen un
espectro de respuesta suficientemente amplio para su uso generalizado. Los detectores de
humo de cámara de ionización son particularmente sensibles a los humos que contienen
pequeñas partículas, tales como los que se generan en fuegos de combustión rápida con
llamas, pero son menos sensibles a las partículas mayores que se encuentran en humo
ópticamente denso como el que puede producirse por materiales de combustión lenta.
Los detectores de humo ópticos son sensibles a las partículas de mayor tamaño
ópticamente activas que se encuentran en el humo ópticamente denso y son menos
sensibles a las micro partículas que se encuentran en los fuegos que arden limpiamente.
20
2.3.3.3 Detectores de temperatura
El efecto a detectar es la temperatura. Hay dos tipos básicos:
 De temperatura fija (o de máxima temperatura).
 Termo-velocimétrico.
Los de temperatura fija que son los más antiguos detectores y actúan cuando se
alcanza una determinada temperatura. Se basan en la deformación de un bimetal o en la
fusión de una aleación.
Los termo-velocimétricos miden la velocidad de crecimiento de la temperatura.
Normalmente se regula su sensibilidad a unos 10ºC/min. Se basan en fenómenos diversos
como dilatación de una varilla metálica, etc. Comparan el calentamiento de una zona sin
inercia térmica con otra zona del detector provista de una inercia térmica determinada
(que permite modificar la sensibilidad del detector).
Actualmente es raro encontrar instalaciones un poco grandes protegidas por
detectores de temperatura fija. Se prefiere utilizar detectores termo-velocimétricos que
incluyen un dispositivo de detección por temperatura fija. Sus efectos perturbadores son
la elevación de temperatura no procedente de incendio (calefacción, cubiertas no aisladas,
etc.).
2.3.4 Dispositivos de activación manual
Las estaciones activadoras de operación manual necesita la acción de un individuo para
poderse activar la notificación en el caso de una emergencia. La señal se transmite al
panel de control, en el cual se activan los respectivos notificadores. Estos dispositivos
solo pueden ser utilizados en edificaciones donde siempre se tenga personal humano, que
en el caso de una emergencia active la alarma. Se tiene varios tipos de dispositivos
manuales, entre los cuales se tienen:
• Estaciones codificadas o no codificadas
• Estaciones generales o pre-activadas
• Estaciones de acción simple o doble acción
21
• Estaciones protegidas con vidrio o sin vidrio
2.3.5 Zonas Críticas
En general, al elegir los sitios de instalación de los sensores ya sea de humo o de
temperatura, se deben seguir las recomendaciones del fabricante correspondiente con
excepción de donde el sector de techo tiene contacto directo con el exterior o existe muy
poco aislamiento térmico con respecto al ambiente externo. En los casos donde la
temperatura del techo es excesivamente alta o excesivamente fría respecto del ambiente
protegido, pueden surgir dificultades en el libre acceso del humo al sensor. Existen casos
que se recomienda la instalación sobre una pared lateral como una posible solución del
problema.
2.3.6 Normas de diseño
Para el diseño del conjunto de detectores puntuales hay que considerar:
1. El espaciamiento en techos planos típicos
2. La estratificación, cajones y distancia mínima entre una pared lateral/techo y el
detector
3. La velocidad de recambio del aire, que hay que corregir si es mayor a 7,5
recambio/hora
4. En caso de techos en pendiente, no planos o con vigas, existen requerimientos
especiales.
Para hacer cumplir esto el diseñador debe demostrar que la propuesta y el
desempeño del equipo a escoger sobrepasan los requerimientos dados por la NFPA 72
para cada tipo de instalación.
A continuación se muestra un resumen con las normas necesarias para el debido
diseño de este sistema de detección de incendios.
22
2.3.6.1 Paneles de Incendio
Todos los paneles de los sistemas de alarmas contra incendio deben cumplir con el
código NFPA 72. Este exige que los paneles deben ser alimentados por dos fuentes
independientes de energía.
Fuente primaria: Esta deberá ser la fuente de 120 V de corriente alterna, la cual llega a
todos los edificios, casas, bodegas, etc. Aunque este nivel de voltaje no es totalmente
constante debido a tormentas eléctricas, o por deficiencias del sistema, es recomendado
pero no obligatorio por la NFPA 72 el uso de reguladores de voltaje y supresor de picos,
esto para garantizar el correcto funcionamiento del panel de control y evitar un posible
daño por alguna de estas situaciones. El uso de estos supresores no es obligatorio por la
NFPA 72.
Fuente secundaria: Se deberá proporcionar de una segunda fuente de alimentación la cual
podrá ser una batería recargable, o un generador. La fuente secundaria entrara a funcionar
30 segundos después de la detección de la falta de energía en la fuente primaria.
2.3.6.2 Notificaciones del sistema de detección
Los sistemas de alarma contra incendio deberán ser capaces de emitir los siguientes
tipos de alarmas según su función:
• Las alarmas contra incendio deben ser fácilmente distinguibles de los sonidos del
ambiente de las edificaciones, y estas se deberán usarse para no otro propósito que el de
alertar a las personas en el caso de un incendio.
• Señal de falla, sean audibles o visibles estas deberán hacer saber de una manera clara y
entendible el tipo de falla que se esté presentando en el sistema, sea una falla a tierra, un
terminal desconectado, baja batería, o detectores dañados.
• Señales de supervisión, estas deberán proveer información acerca del estado del sistema
que está siendo supervisado, como por ejemplo la posición de las válvulas de los
rociadores, presión de la tubería de incendio o nivel de agua en el tanque de la bomba
contra incendio. Estas deberán proveer información tanto del funcionamiento normal
como del mal funcionamiento de alguno de estos.
23
2.3.6.3 Detectores de incendio
Un detector de incendio no posee los cinco sentidos de un ser humano, pero puede
llegar a ser más efectivo que un ser humano, esto si se encuentra bien diseñado, instalado
y en buenas condiciones. Para ello debe cumplir con ciertas condiciones de protección,
cableado y soportado.
Además se debe hace una evaluación del recinto. Tomando en cuenta las
condiciones de humedad, temperatura, polvo, presión, luz, y circulación de aire en el
lugar donde se tengan instalados los dispositivos. Ya que estas pueden afectar el correcto
desempeño de los detectores, por lo que en casos extremos se deberán escoger
dispositivos que si cumplan su desempeño en las diferentes condiciones.
Para los detectores de empotrar se utiliza la regla de las 4 pulgadas. La NFPA 72
exige que un detector de empotrar en cielo se sitúe a una distancia mínima de 0.1016 m
(4”) a la pared, y que un detector de pared sea instalado a una distancia mínima de
0.1016 m (4”) y máxima de 0.3048 (12”) abajo del techo. Esta regla se puede observar
en la figura 2.9.
Figura 2.9. Regla de las 4 pulgadas.
Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.
24
UL exigen que para un detector de humo o de calor listados para un espaciamiento
máximo Smax uno del otro, la distancia máxima que pueden estar a la pared deber ser de
SMmax / 2. Este caso se muestra en la figura 2.10.
Figura 2.10. Separación mínima de paredes y esquinas.
Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.
La NFPA 72 nos da la siguiente figura para determinar el espaciamiento máximo
en áreas rectangulares. Este dependerá del ancho del pasillo, por esto se muestra un
círculo el cual contiene rectángulos inscritos a este, cada rectángulo indica el ancho del
pasillo y el distanciamiento máximo entre detectores.
Esto se hace partiendo del caso en que SMAX = 9.144 m (30 ft), suponiendo que
un detector con esta característica este situado en el centro del cuadrado de 9.144 m x
9.144 m (30ft X 30ft), se traza un circulo de radio 0.7 SMAX = 6.4 m (21ft).
Se observa que con un radio de 6.4 m (21ft) se pueden crear varios rectángulos
dentro del círculo, los cuales como se mencionó anteriormente su ancho representa el
ancho del pasillo y su largo representan el distanciamiento máximo entre detectores. Por
lo que como se muestra en la figura 2.11 para un detector listado para un SMAX = 9.144
m (30 ft), al utilizarse en un corredor de 4.572 m (15ft) de ancho este se puede distanciar
uno de otro una distancia máxima de 12.4968 m (41 ft).
25
Figura 2.11. Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares.
Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.
La NFPA 72 dicta que los detectores no deberán ser instalados una distancia menor
a 3 pies de un ducto de techo y de una distancia de 3.048 m (10ft) de un ducto de pared.
Hoy en día son muy utilizados los cielos suspendidos, este sistema se instala en la
mayoría de lugares como oficinas, centros educativos, hospitales, etc. Debido a que en
ese espacio es donde se ubica el cableado eléctrico, equipo de aire acondicionado, y
tuberías entre otros. Los pisos falsos son muy utilizados en cuartos de comunicaciones,
de control y de computación, ya que el cableado se hace a través de este.
Es por esto que la NFPA 72 exige la ubicación de detectores de humo en ambas
partes, sin importar si se encuentren sustancias inflamables o no. Para las áreas arriba del
cielo suspendido, la detección puede ser omitida siempre y cuando se tengan ventiladores
que hagan que la presión sea negativa en ese espacio, lo que hará que el humo salga a
través de las grillas del cielo suspendido, ya que de esta forma podrá ser detectado por los
detectores de humo.
26
2.3.6.4. Estaciones Luminosas de Pared
NFPA 72 exige para este tipo de estaciones lo siguiente:
• La base de la estación luminosa debe quedar a una altura del nivel de piso terminado de
entre 2.032 m (80 in) y 2.4384 m (96 in)
• La máxima distancia una de otras en pasillos debe ser de 30.48 m (100 ft)
• La máxima intensidad luminosa por cuarto o localidad es de 1000 cd, ya que un nivel
mayor puede llegar a causar ceguera temporal.
• El nivel mínimo de intensidad luminosa por cuarto es dado por la NFPA 72, la
cual aparece en la tabla 2.3.6.1.
Tabla 2.4. Intensidad luminosa mínima por cuarto.
Tamaño del cuarto(m)
1 Luz
6.1x6.1
15
9.14x9.14
30
12.2x12.2
60
15.2x15.2
95
18.3x18.3
135
21.3x21.3
185
24.4x24.4
240
27.4x27.4
305
30.5x30.5
375
33.5x33.5
455
36.6x36.6
540
39.6x39.6
635
2 Luces
N/A
15
30
60
95
95
135
185
240
240
305
375
4 Luces
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
60
95
95
135
135
185
Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.
2.4 Alimentación eléctrica
Sin duda alguna de todos los sub sistemas del diseño eléctrico, la parte fundamental
es la alimentación eléctrica. Que nos brinda la energía necesaria para la mayoría de
labores realizadas hoy en día en cualquier lugar del mundo y muchos más en un complejo
de oficinas. He de ahí la importancia en el buen diseño de esta red de alimentación
eléctrica y es por esto que se debe revisar meticulosamente cada mínimo detalle para no
27
crear un diseño que no cumpla con las normas que establece el código eléctrico y además
cumplir con las exigencias del cliente.
Cuando se realizó este diseño se escogió de muy buena manera los conductores
adecuados que transportaran toda esta corriente hasta nuestro punto de salida, pero el
diseño pata estos conductores no viene solo. Fue en conjunto con un sistema de
protecciones adecuadas para estos conductores, así como una canalización apropiado para
la cantidad y tipo de conductores que se escojan. En esta sección se presentó un resumen
con conceptos importantes y las normas a seguir en el diseño de la alimentación eléctrica
de un edificio.
2.4.1 Diagrama Unifilar.
Un diagrama unifilar es el resumen de cómo va a estar interconectado y distribuido el
sistema eléctrico. Suministra de manera sencilla y concisa los datos más significativos e
importantes del sistema.
El diagrama unifilar contiene:
 Simbología estándar.
 En los elementos de protección se indica la capacidad nominal, número de polos y
la capacidad interruptora.
 Para los conductores se indica: el calibre, el aislamiento, número de conductores y
tipo de canalización.
 Capacidad nominal de los transformadores, motores, plantas eléctricas, bancos de
condensadores, UPS.
 En los tableros principales se indica la tensión, cantidad de fases e hilos y si cuenta
con barra de neutros y tierra.


Los elementos de medición se indica la relación de transformación y el rango de
medición de los instrumentos.
Orden geográfico de los elementos
28
2.4.2 Cargas Continuas.
Carga continua: Carga cuya corriente máxima se prevé que circule durante tres horas o
más. Para efectos de cálculo:
a) Las cargas no continuas pueden coincidir con la capacidad nominal del circuito ramal.
b) En el caso de las cargas continuas, estas se deben considerar al 125% de la carga.
También existe el criterio de que la carga no debe exceder el 80% de la capacidad
nominal del circuito ramal.
2.4.3 Capacidad nominal de circuitos.
Los conductores de los circuitos ramales deben tener la ampacidad no inferior a la
carga máxima que van a alimentar. Cuando un circuito ramal alimenta cargas continuas o
cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, el calibre mínimo del
conductor del circuito ramal, antes de la aplicación de cualquier factor de corrección o
ajuste, debe tener una ampacidad permisible no inferior a la carga no continua más el
125% de la carga continua. Esto es detallado en la sección 210.20 protección contra
sobrecorriente del NEC 2011 y mostrado en la figura 2.12.
Figura 2.12. Diagrama capacidad nominal de circuitos.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
29
Dispositivos de salida: El valor nominal o ajuste no debe exceder lo especificado en la
Sección (210.21 NEC) para dispositivos de salida presente en la figura 2.13
A) Electrodomésticos o cargas específicas: Una salida para un electrodoméstico
específico u otra carga se debe calcular con base en la corriente nominal del
electrodoméstico o carga alimentada.
B) Luminarias: Una salida que alimenta una(s) luminaria(s) se debe calcular con base en
el valor máximo nominal en volt-amperes del equipo y las lámparas para las que estén
designadas dichas luminarias.
Figura 2.13. Capacidad nominal de circuitos (NEC 2011).
Tamaños de tomacorrientes para distintos circuitos
Ampacidad Circuitos (A)
Ampacidad Tomacorrientes (A)
15
No más de 15
20
15 o 20
30
30
40
40 o 50
50
50
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
C) Ensambles fijos de múltiples salidas: Los ensambles fijos de múltiples salidas, usados
en edificios diferentes de unidades de vivienda o habitacionales de huéspedes o suites de
huéspedes, en hoteles o moteles, se deben calcular de acuerdo con (1) y (2).
(1) En el caso de electrodomésticos que sea improbable que se usen simultáneamente
cada 1.5 m (5 pies) o fracción de cada longitud separada y continua se debe considerar
como una salida de mínimo 180 volt-amper.
(2) En el caso de electrodomésticos que sea probable que se usen simultáneamente, cada
300 mm (1 pie) o fracción se debe considerar como una salida mínimo 180 volt-amperes.
30
Figura 2.14. Ensambles fijos de múltiples salidas.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
2.4.4 Conductores
Para el cálculo de conductores se debe cumplir una serie de disposiciones presentadas
en tablas en el NFPA 70 y que nuestro código eléctrico también contempla, que van
desde cantidad de conductores en ducto, temperatura de operación, ambiente en el que se
opera entre otros factores que se presentan a continuación.
Se debe tomar en cuenta que para circuitos de 100 A nominales o menos, o marcados
para conductores# 14 a 1 AWG, los conductores deben seleccionarse para 60°C. Para
circuitos mayores 100 A nominales, o marcados para conductores mayores que el # 1
AWG, los conductores deben seleccionarse para 75°C.
2.4.4.1 Conductor de neutro
El código establece que para el conductor de neutro en muchas ocasiones no se
contempla como conductor de corriente, ya que se dice que transporta sólo la corriente de
desequilibrio de otros conductores del mismo.
Sin embargo, en un circuito 3 hilos que consta de dos hilos de fase y neutro, derivado
de un sistema trifásico 4 hilos conectado en estrella, el neutro transporta
aproximadamente la misma corriente que la de carga de línea a neutro de los otros
31
conductores. Al igual que en instalaciones trifásicas 4 hilos en estrella para cargas no
lineales se debe contemplar como conductor portador de corriente.
2.4.4.2 Conductor de puesta a tierra.
Este conductor no se debe tener en cuenta como portador de corriente. Por esto se permite
que los conductores de puesta a tierra sea de menor tamaño que los conductores no
puestos a tierra
2.4.4.3 Corrección por temperatura del ambiente
Se debe de realizar un factor de corrección dependiendo de la temperatura del ambiente
en el que se vayan a instalar los conductores. Para esto el código eléctrico NFPA 70 nos
brinda la siguiente tabla.
Figura 2.15 Factor de corrección por temperatura ambiente.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
32
2.4.4.4 Aislamiento de conductores
Los conductores aislados deben de cumplir con las disposiciones presentes en las
siguientes figuras 2.16(a) y 2.16(b). Estas tablas aseguran el buen funcionamiento y
buena escogencia del aislador para los conductores dependiendo de las condiciones y
ambientes en los que se opere.
Figura 2.16(a) Aplicaciones y aislamiento de conductores (NEC 2011).
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
33
Figura 2.16(b) Aplicaciones y aislamiento de conductores(NEC 2011).
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
Estas tablas nos muestran un elemento importantísimo como es el aislamiento en
los conductores, no es lo mismo instalar un conductor que va a operar enterrado
directo en la tierra a uno que e encuentra al aire libre o cercano a zona marítima por lo
que se debe de tomar en cuenta y escoger el conducto de acuerdo a sus características
de aislamiento.
34
2.4.4.5 Ajuste por cantidad de conductores
Se debe de realizar un factor de ajuste cuando se instalan más de tres conductores
portadores de corriente en una canalización cable. Cuando el número de conductores
portadores de corriente en una canalización o cable es mayor de tres, o cuando los
conductores sencillos o cables multiconductores están agrupados o empaquetados más de
600 mm (24 pulgadas) sin mantener separación y no están instalados en canalizaciones, la
capacidad de corriente permisible de cada conductor se debe reducir como se ilustra en la
tabla 2.5
Tabla 2.5 Factor de ajuste por cantidad de cables.
Número de conductores para más de tres
conductores portadores de corriente en una
canalización o cable
4-6
7-9
10-20
21-30
31-40
41 y en adelante
Porcentaje de los valores en las Tablas 310-16 a
310-19 NEC, ajustadas para temperatura
ambiente, si es necesario
80
70
50
45
40
35
Fuente: Propia
2.4.4.6 Escogencia de conductores por amperaje.
Para la escogencia de los conductores de acometidas y alimentadores que funcionan
como principal alimentador de energía de un complejo de oficinas el código provee de
las siguientes tablas de capacidades permisibles en conductores sencillos aislados para
tensiones nominales de 0 a 2000V al aire libre basados en una temperatura ambiente de
30°C.
35
Figura 2.17 Capacidades permisibles para conductores canalizados (NEC 2011).
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
36
Figura 2.18 Capacidades permisibles para conductores al aire libre.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
Estas tablas nos muestran las capacidades de amperaje para los conductores de
distintos tamaños que se encuentran en el mercado, con sus distintos tipos de aislantes,
para conductores tanto de aluminio como cobre y si se instalarán en canalización o al aire
libre.
37
2.4.5 Iluminación.
Para el cálculo de cargas generales de iluminación se recurre a la tabla 220.12 del NEC
que se presenta en figura 2.19 la cual nos muestra cómo se debe calcular para distintos
tipos de edificios.
Figura 2.19 Cargas generales de iluminación por ocupación.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
La figura 2.19 nos da un valor aproximado en Volt-Ampere por metro cuadrado para
diferentes tipos de edificaciones, esto porque no es lo mismo iluminar un hogar, a una
escuela o un complejo de oficinas. Por ser lugares de trabajo que se necesita un ambiente
fresco y óptimo para trabajar largas jornadas se debe instalar un sistema de iluminación
adecuado a estas necesidades.
38
2.4.6 Tomacorrientes o receptáculos.
Dependiendo de la condición en la que se esté utilizando un tomacorriente así va ser la
forma de calcular su carga:
1) Receptáculo individual instalado en un circuito ramal individual, un tomacorriente
individual instalado en un circuito ramal individual debe tener valor nominal en amperes
no menor a la de dicho circuito.
2) Carga total conectada con cordón y clavija. Cuando esté conectado a un circuito ramal
que suministra corriente a dos o más receptáculos o salidas, el tomacorriente no debe
alimentar una carga total conectada con cordón y clavija que supere el máximo
establecido en la figura 2.12.
3) Cuando estén conectados a un circuito ramal que alimenta dos o más salidas o
receptáculo, el valor nominal de los receptáculos debe corresponder a los valores de la
figura 2.13 o si es de más de 50 amperes, el valor nominal del receptáculo no debe ser
inferior al valor nominal del circuito ramal.
4) Las salidas de receptáculos se deben calcular mínimo de 180 volt-amperes para cada
receptáculo sencillo o para cada receptáculo múltiple. Una pieza individual de equipo que
conste de un receptáculo múltiple compuesto de 4 o más receptáculos, se debe calcular a
no menos de 90 volt-amperes por receptáculo.
En la figura 2.20 se resumen los requisitos de los circuitos que tengan dos o más
salidas o receptáculos. Esta tabla solo brinda un resumen de los requisitos mínimos.
39
Ampacidad del
Circuito
Conductores
Taps
Sobrecorriente
protección
Ampacidad de
salida
Carga máxima
Figura 2.20 Requerimientos de circuitos de ramales.
15A
20A
30A
40A
50A
14
14
15A
12
14
20A
10
14
30A
8
12
40A
6
12
50A
15A max
15A o 20A
30A
40A o 50A
50A
15A
20A
30A
40A
50A
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
2.4.7 Tomacorrientes con protección de falla a tierra
La función de la toma GFCI es monitorear la cantidad de corriente que fluye de la
línea al neutro, y si existe una diferencia, como en el caso en el que la corriente fluya a
tierra pasando por una persona, el dispositivo abre el circuito, cortando el flujo de
corriente. Son capaces de sensar diferencias tan pequeñas de entre 4 a 6 mA y tienen un
tiempo de reacción de 0.025 seg.
El uso de las tomas GFCI es recomendado en lugares “húmedos”, tales como cocinas,
baños, lavanderías, vestidores, estacionamiento, patios de servicios, lugares a la
intemperie, etc.
En el caso de tomacorrientes de áreas de cocina y de acuerdo al NFPA 70, se deben
utilizar tomacorrientes de falla a tierra y se deben de presentar al menos dos circuitos de
tomacorrientes para esta área. Para los equipos de refrigeración se puede enviar otro
circuito aparte de estos dos con una salida individual de 15A.
2.4.8 Interruptores
Dispositivo diseñado para que abra y cierre un circuito de manera no automática, y
para que abra el circuito automáticamente cuando se produzca una sobrecorriente
predeterminada sin daños para sí mismo cuando esté aplicado correctamente dentro de su
alcance nominal.
Existen de diversos tipos:
40




Ajustable
Dispara instantáneo
No ajustable
Tiempo inverso (retardo disminuye cuando aumenta la magnitud de
corriente)
Interruptor de falla a tierra (GFCI): Estos dispositivos deben instalarse en los circuitos
de las zonas que se puedan mojar, como cocinas, cuartos de baño, cocheras, talleres y
exteriores. Actualmente son de instalación obligatoria en esas zonas de la vivienda.
Los GFCI tienen botones de prueba y de reinicio. Una vez interrumpido el circuito, los
tomacorrientes instalados en línea después del GFCI no funcionarán hasta que no se
oprima el botón de reinicio.
2.4.9 Reglas de diseño
3. Interruptor Automático:
Existen tres métodos para la selección de conductores de un circuito ramal, derivado o
alimentador. Y es a partir de estos factores que se realizan los diseños y queda a decisión
del profesional a cargo escoger cual utilizar.
2.4.9.1 Método por capacidad de corriente
En este método primero se calcula la corriente a partir de la ley de Ohm, con esta
corriente en ampere se le aplica la tabla 2.4.5 de corrección por temperatura del ambiente
y la tabla 2.4.6 de corrección por agrupación de conductores. Con esta corriente llamada
corriente corregida se consulta la tabla 2.4.7 de capacidad de conductores por amperaje
para conductores canalizados o la figura 2.4.8 para conductores al aire libre.
Para cargas de 0 a 100A, se utiliza la columna a 60°C de las tablas 2.4.7 y 2.4.8, para
cargas mayores a 100A, se selecciona con la columna de 75°C debido a capacidad de
soporte de temperatura de los dispositivos conectados(interruptores, tableros, etc.)
La columna a 90°C no se utiliza directamente para seleccionar el conductor por
capacidad de corriente, primero se deben de realizar las correcciones tanto de temperatura
y de agrupamiento para que se permita utilizarla, esto si pasarle por encima a las
columnas de 75°C y 60°C.
41
2.4.9.2 Método por caída de tensión.
En este método se debe tomar en cuenta la distancia del circuito eléctrico, con
respecto a la cantidad de corriente que circulará por el conductor, esta caída se calcula
según el tipo de circuito considerando resistencia y reactancia del conductor.
Con este método se busca asegurar que el conductor se capaz de evitar una caída de
tensión excesiva y llegar a dañar equipos.
El código nos dice que para conductores en circuitos de alimentadores se debe tener
como máximo una caída de tensión que no supere el 3% en la salida más lejana. Y que
para la suma del circuito alimentador y el ramal no se debe de superar el 5% de caída de
tensión a la salida más lejana para ofrecer una eficiencia del sistema.
Para un sistema monofásico a 2 hilos se tiene:
dónde:
Para un sistema monofásico a 3 hilos se tiene:
Para un sistema trifásico a 3 hilos se tiene
√
42
Para un sistema trifásico a 4 hilos se tiene
En el código eléctrico NFPA 70 capítulo 9 se incluyen las tablas con los valores de
resistencia e impedancia para los distintos tamaños de conductores y se muestra en la
figura 2.4.6. Con estos valores se calculan las caídas de tensión para cada circuito y de
acuerdo a esto se escoge el conductor a utilizar.
Figura 2.21 Valores de impedancia para conductores.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
43
2.4.9.3 Método por cortocircuito.
Este método es utilizado debido a que el conductor escogido debe soportar las
condiciones de cortocircuito, ya que en un muy poco tiempo el calor generado produce
un gran daño en el aislamiento. Para esto es importante conocer el tiempo de falla que
duran las protecciones en operar.
Se deben de considerar el cortocircuito balanceado, calculando la corriente de falla de
secuencia cero para determinar la corriente permisible en el conductor.
Una vez que se conoce la corriente de falla y la duración de la misma se puede obtener
la sección transversal del conductor con la siguiente ecuación.
( )
(
)
Donde:
2.4.10 Cálculo de ducto
El primer paso para calcular el diámetro de la tubería que se debe utilizar es conocer el
tamaño de los conductores a instalar para en base a esto diseñar la tubería. En el cálculo
de porcentaje de ocupación en una tubería se deben tomar en cuenta todos los
conductores de fase, de neutro y puesta a tierra. El NEC 2011 en el capítulo 9 tabla 1 nos
brinda el cálculo para la ocupación máxima permitida en tubería conduit y esta se
presenta en la tabla 2.6.
44
Tabla 2.6 Porcentaje de llenado en tubería conduit.
Fuente:Propia
El porcentaje del área interna de la tubería ocupada por los conductores es el llenado
del ducto. Y afecta en la instalación de los mismos por que influye en la fricción de
arrastre entre conductores y pared del ducto, el espacio libre y la posibilidad de
atascamiento.
Otro factor que afecta es la capacidad de corriente de los conductores encerrados
debido a que entre más conductores hayan mayor va ser la disipación de calor desde el
ducto hacia el ambiente, entre más conductores hay menos corriente se puede llevar. El
llenado de ductos se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación y con ayuda de la tabla
2.7.
∑
Tabla 2.7 Área máxima de llenado en tuberías.
Número de conductores en el ducto
1
53
72
Área máxima Ocupada (%)
Diámetro máximo de conductores en el ducto
(%)
2
31
39
3
40
36
4
40
31.6
>4
40
-
Fuente:Propia
Además el NEC nos brinda en su tabla C1 para ahorrar tiempo en este cálculo de
acuerdo a la cantidad de cables y calibre, la tubería que se debe utilizar, utilizando estas
reglas anteriormente vistas. Esto se puede observar en la figura 2.22. Brindando para los
distintos tamaños de tuberías, la cantidad y calibres de cables que el código permite.
45
Figura 2.22 Cantidad de cables en tubería EMT.
Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.
3 Propuesta de Diseño
Esta propuesta se basa en el diseño del sistema eléctrico en el segundo y tercer piso
del edificio Tributo ubicado en el cantón de belén, contemplado como sistema eléctrica la
iluminación total en ambos pisos, alimentación eléctrica, sistema de control de accesos y
de detección de incendios. En ella se busca satisfacer las necesidades eléctricas para la
implementación de un Call Center en dicho edificio, para esto se realizaron una serie de
visitas al lugar y reuniones con el propietario del edificio para de esta manera, realizar
una propuesta de diseño acorde tanto a los requerimientos en el nuevo código eléctrico
nacional y lo solicitado por el propietario para un eficiente desempeño de su empresa.
Cabe destacar que de acuerdo a las visitas realizadas y reuniones con el propietario
se determina que el cableado en general para todo el inmueble no debe ser expuesto, se
utilizarán paredes falsas y se manejarán las cajas eléctricas dentro de paredes así como las
46
luminarias en cielo suspendido, en su totalidad el edificio contará con cielo suspendido,
únicamente el cuarto de TI y los cuartos eléctricos no se les instalará cielo suspendido.
En la figura 3.1 y 3.2 se pueden observar los planos civiles para el segundo y tercer
piso respectivamente. Para el 2do piso se contemplaron un total de 85 usuarios y para el
3er piso un total de 104 usuarios. A continuación se realizó un resumen con los
requerimientos por piso dados por el propietario:
Requerimientos Segundo Piso:









Cuarto eléctrico
Bodega
Sala de conferencias
Sala de entrenamiento
Comedor (Refrigeradora, maquina dispensadora, 2 hornos microondas)
3 oficinas
69 cubículos para usuarios
Control de acceso en puerta principal y cuarto eléctrico
Detección de incendio
Requerimientos Tercer Piso:









Cuarto eléctrico
2 bodegas (Mantenimiento y equipos)
Comedor (Refrigeradora, maquina dispensadora, 2 hornos microondas)
Recepción (2 usuarios)
Data center para ambos pisos
5 oficinas cerradas
100 cubículos para usuarios
Sala de entrenamiento
Control de acceso en puerta principal, cuarto eléctrico y data center.
47
3.1
Diseño del sistema de cableado estructurado
Para este diseño, se propuso un único Data Center para ambos pisos ubicada en el
tercer piso, con el fin de aprovechar espacio y reducir gastos porque al manejarse tantos
equipos que generan calor es necesario la instalación de aires acondicionados
especializados para el control de la temperatura y humedad en dicho cuarto. Y de acuerdo
a que la norma nos permite longitudes máximas de 90 metros entre el distribuidor y la
salida y para todas las salidas se respeta esta distancia, no se generó ningún inconveniente
con esta medida.
Es claro que el sistema a instalar es considerado de tipo cableado horizontal como
se vio anteriormente llegando desde el cuarto de telecomunicaciones hasta la salida para
el usuario. Además se propone un sistema en categoría 6 por ser este de una excelente
calidad.
Tanto para el segundo como para el tercer piso se diseñó con 2 salidas de
telecomunicaciones por piso, una para datos y otra para telefonía, si bien es cierto hoy en
día la telefonía IP es utilizada en cualquier punto de datos y no es necesario la segunda
salida telefónica, es importante dejar un salida de respaldo ya sea para una impresora o
para un futuro crecimiento.
Es muy importante a la hora de instalar el sistema de cableado estructurado cumplir
en todos los elementos de este con la designación en categoría 6, porque nada se gana si
instalamos todo el cableado, la placa de datos y el cable de parcheo en categoría 6 y en el
cuarto de telecomunicaciones se instala un panel de parcheo de categoría inferior. Se
debe de ser congruente con el diseño realizado.
Como se observó anteriormente se requiere un aproximado de 85 usuarios
aproximadamente en el segundo piso y 104 en el tercer piso. Como cada usuario cuenta
con dos puntos de red, en total se contemplaron 171 salidas de datos para el 2do piso y
208 salidas de datos aproximadamente para el 3 piso con estos datos se realizaron los
siguientes cálculos para la escogencia de la canasta respectiva en cada piso:
Revisando hojas de fabricantes para distintas marcas, se determinó que para cableado en
categoría 6 en UTP de 4 pares 24 AWG se tiene un aproximado para el diámetro externo
de 5.9mm por cable. Entonces con este dato se calculó lo siguiente:
48
Con
el área de cables del segundo piso y
área de cables del tercer piso.
Ahora con estas áreas de cable se determinó la canasta respectiva, en el mercado se
encuentran diferentes marcas, estilos y tamaños, por lo que hay mucha variedad en
cuanto a la elección. Recordando que de acuerdo a norma el área máxima de llenado para
canastas no debe de sobrepasar el 40% de la misma para instalación con un futuro
crecimiento hasta el 60% de la canasta o rejilla. Con estos datos se obtuvo para una
canasta 54/300 (ancho/largo):
Y aplicando la limitación en llenado máximo se tiene.
Como se mostró con esta canasta se cumple lo esperado y se determina que para
ambos pisos se utilizara una canasta 54/300 que nos permite mantener bastante espacio
libre por un futuro crecimiento de la red de cableado estructurado. Cabe recalcar que esta
canasta es exclusivamente para el uso de cableado de datos.
Ahora para el cuarto de telecomunicaciones como llegan ambas canasta 54/300, se
necesita una canasta que soporte la totalidad de las líneas que llegan a este cuarto es por
esto que calculando con (2) y (3) se tiene que el área total del cableado que ingresa al
cuarto TI es
.
Con este dato es necesario una canasta 54/500 que tiene un área de llenado máximo de
.
Esta canasta calculada realizó un recorrido por las zonas donde se encuentra la
mayoría del cableado de datos para así luego mediante tramos cortos salir de la canasta
hacia los bajantes de muebles con tubo flexible (biex) metálico. El recorrido de la
49
canasta se diseñó con el fin de llevar el cableado lo más cerca posible de los bajantes de
cada mueble de usuario. Además el biex fue determinado dependiendo de la cantidad de
cables por bajante a muebles. Esto se muestra en la siguiente demostración:
Para los muebles de 12 usuarios:
Se tienen 24 cables y con ayuda de la ecuación (1) se tiene
y
con esto se determina que para un biex de 1½ pulgadas con el 40% de llenado que nos
permite la norma se tiene
por lo que se utilizaran 2 tubos flexibles
de 1½ pulgadas. Con el uso de esta ecuación (1) se generó la tabla para todos los bajantes
de cable UTP de cada piso y se muestra a continuación.
Cantidad Cables Bajante
24
17
16
12
4
2
1
# Tubos flexibles(biex)
Tamaño Biex (in)
2
1
1
1
1
1
1
1½
1½
1½
1½
1
¾
¾
Tabla 3.1 Tubería para bajantes de cableado.
Este tamaño de tubería se denota en pulgadas debido a que aunque en nuestro país se
utiliza el sistema internacional de unidades, en todas las ferreterías del país la tubería es
conocida por los vendedores en pulgadas y no en centímetros.
Una vez identificadas la cantidad de salidas de datos se continuó con la enumeración de
cada uno de las salidas. Como se demostró anteriormente para el 2do piso es necesario el
uso de 4 paneles de parcheo y se enumeraron de la siguiente manera:
Primero se identifica el piso en el que se encuentra la salida, seguido del número de
bastidor al que este punto llega, luego el panel de parcheo en el que será ponchado y su
posición en él.
Por ejemplo:
Para el punto 2B-C01
50
Este se encuentra en el segundo piso, bastidor “B” del cuarto de telecomunicaciones y en
el panel “C” posición 01.
La numeración de los bastidores se hizo de la siguiente manera:
Como se propone el uso de 4 bastidores, el primer bastidor llamado “A” es el servicios,
fibras ópticas de los distintos proveedores. El segundo es el “B” que se utilizó para los
puntos de datos del segundo piso y el tercer bastidor “C” para los puntos de datos
provenientes de tercer piso y el bastidor “D” para los servidores, enrutadores y demás
equipos.
Con estas clasificación, se crea un plano de cableado estructurado (E-09 Distribución de
cableado estructurado 2do piso) para el segundo y el tercer piso (E-10 Distribución de
cableado estructurado 3er piso) en donde se plasma la enumeración de cada punto de
datos y la ruta de la canasta.
3.1.1 Cuarto de tecnología e información (TI)
Para empezar y con las tabla vista anteriormente se observó que un espacio de
trabajo de 800 metros cuadrados se necesita como mínimo un cuarto de TI de 3m x 2.8m
que es alrededor 8.4
y como en ambos pisos el área de trabajo es cerca de 800
se
tiene en total un área de 1600
y el espacio mínimo serían 17
por lo que se
determina que el espacio para el cuarto de TI será de 4.5m x 5m, alrededor de 22.5
cumpliendo con el requerimiento de espacio mínimos.
Como se vio anteriormente se diseñaron 370 salidas de datos entre los dos pisos.
Con estos números se deben instalar 4 bastidores (rack) de 4 postes en el cuarto, el
primero denominado bastidor de servicios, en el cuál se instalan los distintos servicios de
los proveedores (fibras ópticas), el segundo para todos los puntos de datos provenientes
del 2do piso, consecutivamente el tercero para las líneas de datos del 3er piso y
finalmente el bastidor # 4 para servidores, enrutadores y demás equipos del sistema.
En el bastidor # 2 se recomendó la instalación de cuatro paneles de parcheo categoría 6
de 48 puertos cada uno y por ende 4 switches como mínimo para brindarle red a estos
paneles. Con estas conexiones se tiene un total de 192 posibles conexiones de datos, de
las cuales 171 se tienen contempladas y dejando 21 posibles conexiones a futuro en el
último panel.
En el bastidor # 3 se recomendó la instalación de 5 paneles de parcheo categoría 6 de 48
puertos cada uno con sus respectivos 5 switches categoría 6. Brindándonos un total de
51
240 posibles conexiones de datos, de las cuales 208 se tienen contempladas y dejando 32
posibles conexiones para un crecimiento futuro.
En cuanto al aterrizaje del bastidor y demás carcasas, se coloca una barra de tierra
TGB en la parte superior de cada bastidor conectada por un cable #6 AWG verde a una
barra TMGB que se encuentra a en la pared, esta barra de tierras TMGB recibe todas las
barras TGB de cada rack y el cable #6 AWG proveniente del aterrizaje de la canasta, esto
porque se va a aterrizando con conectores de barril a cada metro de canasta a lo largo de
todo el recorrido de dicha canasta. Es importante recalcar que esta barra de tierras TMGB
debe estar conectada a la misma tierra de los tableros y del edificio por medio de un cable
#2 AWG.
Con estos datos se terminó de crear los planos “E-08 Distribución de cableado
estructurado 2do piso” y “E-09 Distribución de cableado estructurado 3er piso”
respectivamente. Además de que se comenzó a crear la lámina “E-08 Diagrama control
de acceso, telecomunicaciones y detalla de conexiones” en donde se mostró el diagrama
de sistema de telecomunicaciones.
3.2
Propuesta control de accesos
El sistema de control de accesos es otro punto importante de este diseño. Claramente
el escenario ideal sería poder instalar control de acceso en la mayoría de puertas del
edificio para así controlar los ingresos a los diferentes cuartos u oficinas, pero debido al
aumento en los costos se busca también una propuesta que vaya de la mano de un costo
racionable y no tan elevado. Es por esto que se propone la instalación de este sistema
para:
 Puertas principales en ambos pisos.
 Puertas de cuartos eléctricos en ambos pisos.
 Puerta del cuarto de TI
Con esto definido se prosiguió con la creación del diagrama del sistema del control de
acceso a instalar.
Para las puertas de las entradas principales en ambos pisos, se escogió implementar
un control con lectora de proximidad en ambos lados de la puerta, esto con el fin de
registrar tanto la hora en que un empleado ingresa a trabajar, como la hora a la que este
52
abandona el edificio. Como se vio anteriormente se puede utilizar para la salida tanto una
lectora de proximidad como un botón de apertura.
Para los cuartos eléctricos, se decidió diseñar que para el ingreso se instale una
lectora de proximidad y para la salida por comodidad se propone un botón de apertura.
Para el caso del cuarto de telecomunicaciones y al ser este tan delicado por la
cantidad de información que se maneja en estos servidores y el costo de los equipos que
se pueden instalar en él, se decide diseñar con lectora de proximidad en el ingreso y con
botón de apertura para su salida.
Para el cableado del sistema de control de acceso se requiere las siguientes
especificaciones en cuanto a cables se refiere:
Cada lectora trabaja con un cable UTP categoría 6 que debe ser instalado en tubería
“conduit” de ¾ de pulgada de acuerdo al código eléctrico, se utiliza cable UTP debido a
que la corriente que maneja es muy pequeña. Si bien es cierto hay diferentes tipos de
lectoras muchas en su mayoría utilizan 3 pares de los 4 posible en el cable.
Figura 3.1 Lectora de proximidad.
Fuente: www.tienda.insumosdecontrol.com
Estas lectoras como las mostradas en la figura 3.1 tiene un rango de alcance de 4
pulgadas a 6 pulgadas. Son compatibles con todos los sistemas estándar de control de
acceso y son para uso en interiores. Puede utilizar tarjetas de proximidad de concha,
imprimibles o adhesivos, en la siguiente figura se muestra una de ellas.
53
Figura 3.2 Tarjeta de proximidad tipo clam Shell RBH.
Fuente: www.tienda.insumosdecontrol.com
Los botones de apertura trabajan con un cable UTP categoría 6, que al igual que las
lectoras se instala en tubería “conduit” de ¾ de pulgada y del cual únicamente se utilizan
2 pares de los 4 posible.
Para la cerradura magnética se alimenta con un cable pareado SPT 2x18 AWG, ya que
lo que manejan son 12v. Se recomienda instalar cerraduras de 600lb de presión con led
indicador. Esto con el fin de que la puerta soporte algún intento de ingreso.
También se recomendó instalar un botón de pánico en caso de que alguna de las
puertas quede cerrada y no abra con la lectora o con el botón de apertura. Este botón
trabaja con un cable UTP categoría 6, del cual solo se utilizan 3pares de los 4. Este botón
se instalara en una de las entradas y deberá contar con una tapa de protección con llave
para utilizarlo únicamente en caso de emergencia y no en uso común.
De acuerdo a la gran variedad de marcas que existen en el mercado, así variara la
conexión de cada sistema de control de accesos. Lo que bien es cierto es que cada panel
cuenta con un cierto número de lectoras con las que puede trabajar y se desea agregar
más lectoras se debe agregar otro panel.
En este caso y por la cantidad de lectoras a instalar se manejó con 2 paneles de control
de acceso, cada panel con posibilidad de instalar hasta 4 lectoras. Para el panel #1 se
contemplaron las 4 lectoras de las puertas principales de cada piso, para el panel # 2 se
incluyeron las lectoras para el ingreso a cuartos eléctricos y cuarto de TI.
Además estos 2 paneles de control de acceso, manejan 4 lectoras por panel y con
características mínimas como, velocidad programable en comunicadores de 9.6 a 56kbps,
distancia de hasta 150 metros en puntos de acceso, entre otros.
54
Una vez obtenidos estos datos se realizó el diagrama de conexión del sistema de
control de acceso y se muestra en la lámina “E-08 Detalles de conexión sistema eléctrico
y diagramas”.
Se diseñaron los planos del sistema de control de acceso y estos se observan en las
láminas “E-11 Plano de control de acceso 2do piso y E-12 Plano de control de acceso
3er piso”. Y se continuó con la construcción de la lámina “E-08 Diagrama control de
acceso, telecomunicaciones y detalla de conexiones” en la que se agrega el diagrama de
conexión del sistema del control de acceso con su respectiva simbología.
3.3
Propuesta detección de incendios
El diseño para el sistema de detección de incendios se realizó en base a un sistema
local, esto que nos dice es que al detectar algún problema realiza la activación de las
alarmas locales del edificio. Si bien es cierto el edificio como tal ya cuenta con sistema
de detección y supresión de incendios en áreas comunes (lobby, parqueo, entrada, baños,
etc) los pisos no cuenta con este, es por eso que se plantea instalar un sistema de
detección de incendios y enlazarlo con el sistema principal del edificio.
Para lograr este enlace entre sistemas, se debe cerciorar que el sistema nuevo sea
compatible con el panel de incendios del edificio, esto porque en muchas ocasiones se
instala una marca específica pero el edificio cuenta con otra marca y no son compatibles,
generando una incomunicación entre paneles del sistema que no es lo deseado.
Para el diseño de los planos del sistema de detección de incendio, primero se
tomaron las láminas “A01 Planta arquitectónica 2do piso y A02 Planta arquitectónica
3er piso” brindadas por el propietario y a partir de estas se montó el diseño. Realmente
no fue un diseño muy complicado debido a que el diseño del edificio da cierta facilidad,
se pudo observar como casi en su mayoría se puede contemplar cada piso como un gran
rectángulo y se puede ir dividiendo en cuadrados más pequeños que cumplan con el
espacio máximo que un detector de incendio puede atender.
Otro punto a favor es que el piso se desea con cielo suspendido, únicamente el
cuarto TI no posee esta característica facilitando nuevamente el diseño. En la teoría se
55
mostró las distintas reglas de diseño que se deben de seguir y en base a ellas se realizó
este diseño.
El código eléctrico permite para el cableado de este sistema de detección de
incendios el cable FPLR por sus siglas en inglés “Power limited fire alarm riser cable”
que es un cable con chaqueta de PVC retardante al fuego. Además solicita que el calibre
del cable sea 2 x 18 AWG.
Puntos importantes en el diseño del sistema de detección de incendios:
Los paneles de control de detección de incendios manejan un lazo de control para
todas las luces estroboscópicas y otro lazo independiente para los detectores de incendio
en conjunto con las estaciones de activación manual.
Del panel de control salen ambos lazos y estos mismos llegan al panel, como se
desea este sistema de detección de incendios
El área máxima que puede atender un detector de incendios es un cuadrado de 9m
x 9m por ende
, se hizo un cálculo rápido por áreas de cada piso se tiene
aproximadamente
y
, con esto se requerirían 9
detectores y 11 para cada piso respectivamente. Esto simplemente es un parámetro
mínimo de diseño, a partir de este se hace el diseño correcto para el edificio.
Ahora como cada oficina y cuarto cerrado debe tener su propio detector entonces en
base a sus medidas en el segundo piso se tienen:





7 detectores para oficinas
1 detector para cuarto eléctrico
1 detector en bodega
2 detectores en comedor
24 detectores en área abierta del piso
Y la distribución se realizó para una distancia máxima entre detectores
por lo tanto la distancia máxima hacia una pared no puede exceder 0.7*
espacios no cuadrados o rectangulares.
. en
Luego se plantearon 6 estaciones de activación manual distribuidos en el piso,
ubicadas en las salidas y áreas con facilidad de activación en caso de que el detector no
56
active la alarma. La idea de estas estaciones es que si por alguna razón uno de los
detectores falla cualquier persona que vea la situación active la alarma y es por esto que
deben de dejarse estaciones manuales por todo el piso bien distribuidas.
Así mismo en cada ubicación en donde se instale una estación de activación manual,
se instalará una luz estroboscópica de pared, estas luces se recomienda que se encuentren
a una altura entre 2m y 2.5m de acuerdo a la norma. De acuerdo a la tabla 2.3.6.1 la
intensidad luminosa de estas lámparas debe ser de 60cd.
Con esta distribución propuesta y los datos obtenidos se realizó la lámina “E-13
Plano detección de incendios 2do piso”.
Luego para el tercer piso se diseñó lo siguiente:







13 detectores para oficinas
1 detector para cuarto eléctrico
1 detector en bodega
1 detector bodega limpieza
2 detectores en comedor
1 detector en Cuarto TI
24 detectores en área abierta del piso
Nuevamente se realizó la distribución de todos los 43 detectores de humo y además se
distribuyen 6 estaciones manuales con el respectivo lazo de luces estroboscópicas.
El lazo de detectores del segundo piso es el mismo lazo del tercer piso, lo que se hace
es que del panel de detección de incendios se sale con un lazo y todos los detectores y
estaciones manuales del tercer piso se conectan en serie, con este mismo lazo se sigue en
el 2 piso con todos los detectores y estaciones manuales y se llega de nuevo al panel de
detección ubicado en el cuarto de telecomunicaciones.
Como se recomendo la instalación de un sistema de detección de incendios
direccionable, con el fin de reconocer en que sector se presenta el problema y una vez
que se tienen la ubicación de cada componente se enumeró cada detector, estación
manual y luz estroboscópica y se registró en los planos.
Finalmente se realizó la segunda lámina de detección de incendios con su respectiva
simbología y se plasman todos los detalles aquí explicados en la lámina E-14 Plano
detección de incendios 3er piso.
57
3.4
Propuesta Alimentación eléctrica
Una vez diseñados el resto de subsistemas se pasa a la parte fundamental de todo
sistema eléctrico como lo es la alimentación eléctrica. Esta sección es la más laboriosa y
más interesante debido a las distintas pautas que se deben de seguir para cumplir con el
diseño acorde a nuestro código eléctrico.
Primero se inició con los planos de salidas eléctricas tanto para el 2do como para el
3er piso. De acuerdo a lo visto en sitio y suponiendo por el tipo de oficinas que se desean
implementar se debe de contar para cada usuario una salida eléctrica respaldada por una
fuente uninterrumpida de potencia (UPS) y otra salida eléctrica normal sin respaldo. La
idea es que el usuario tenga conectado su computador a la salida respalda con el fin de
que en una falla no se pierda la información que este está manejando.
De acuerdo a este dato y con los cubículos de usuarios y distribución de oficinas
mostrado en las lámina “A01- Planta Distribución 2do piso” y “A02-Planta
Distribución 3er piso” se realizó una distribución recomendada de salidas eléctricas.
Con estas salidas eléctricas distribuidas se crean los distintos circuitos y se creó el plano
“E03- Planta Distribución Eléctrica tomacorrientes 2do piso” y “E04-Planta
Distribución Eléctrica tomacorrientes 3er piso” donde se muestra la ubicación de cada
salida y la cantidad de circuitos propuestos.
Para el diseño de la iluminación, este se realizó en base a luminarias fluorescentes
de 3 tubos, 75W ó 2 tubos, 60W, de empotrar en cielo suspendido y para el cuarto de TI
luminarias fluorescentes colgantes. Esta distribución de luminarias se realiza por sectores
para no manejar un equilibrio entre luminarias del piso y apagadores en las áreas
compartidas. La distribución y especificación del sistema de iluminación se muestra en
las láminas “E05- Planta Iluminación 2do piso” y “E06-Planta Iluminación 3er piso”.
En estas láminas se distribuyó para el segundo piso una cantidad de 15 luminarias
fluorescentes de 3 tubos de 75W en su mayoría para oficinas y cuartos separados y 57
luminarias fluorescentes de 80W, para un total de 6 circuitos de iluminación con
potencias que van desde 400W hasta 900W. Las luminarias al ser una salida que va
permanecer encendidas más de 3 horas al día se contemplaron como cargas continuas y a
la hora de hacer la escogencia de conductores se les debe aplicar un factor de corrección
del 125% en la potencia de cada circuito.
58
Para la escogencia de centros de carga y de acuerdo a las visitas realizadas al
edificio se encontró la existencia de 2 centros de carga trifásicos PRL1 de 42 espacios,
120/208V, barra de tierras de 125A, interruptor principal de 3x175A y una acometida con
cables 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN (tierra).
Claramente la idea fue aprovechar al máximo estos centros de carga, por lo que se
decidió a dejar un centro de carga por piso para todas las salidas eléctricas que
necesitaran respaldo eléctrico y el otro centro de carga para las salidas que no deberían de
estar respaldadas.
Cada tablero se identificó dejando el tablero U1 para las salidas respaldadas por
UPS en el 2do piso, U2 para las salidas respaldadas del 3er piso, TN1 para los circuitos
sin respaldo de 2do piso y finalmente el tablero TN3 para los circuitos sin respaldo del
3er piso.
Se diseñó el cuarto eléctrico del 2do piso que contiene un tablero trifásico sin
respaldo TN2 alimentado por TN1, dos tableros trifásicos con respaldo (UPS1 y UPS2)
alimentados desde una transferencia manual trifásica y una UPS para el respaldo de
dichos tableros.
Para el diseño del cuarto eléctrico del 3er piso se recomendó, un tablero trifásico
sin respaldo TN4 alimentado por TN3, dos tableros trifásicos con respaldo (UPS3 y
UPS4) alimentados desde una transferencia manual trifásica respaldada por una UPS. De
aquí se creó la siguiente figura con la ayuda del Auto Cad.
59
Figura 3.3 Diagrama distribución de tableros.
Fuente: Propia
Para el cálculo de dimensionamiento de cables, número de salidas por circuito y
cantidad de circuitos se calculó la salida eléctrica tanto con o sin respaldo a 180VA de
acuerdo a lo requerido por el código. La escogencia de conductores tanto para los
circuitos ramales como para la acometida se realizó utilizando tanto el método por
amperaje, como el de caída de tensión.
Una parte esencial en una propuesta de diseño es la creación de una memoria de
cálculo, esta memoria de cálculo contiene como su nombre lo dice un historial de todos
los cálculos realizados para la escogencia de conductores, protecciones, centros de carga,
caídas de tensiones y demás cálculos que conlleva la creación de un diseño. La
importancia de la memoria de cálculo está en que el día de mañana si alguna falla ocurre
el diseñador puede respaldarse con esta memoria y demostrar que se hizo un diseño
eficiente y acorde a lo requerido en el edificio por lo que la falla no ocurrió por un mal
cálculo en este diseño.
60
Una vez determinada la distribución de centros de carga y planteando el diagrama
unifilar eléctrico de este proyecto se continuó realizando la memoria de cálculo para cada
circuito del diseño separado en los centros de cargas correspondientes, en la formación de
circuitos como se mostró anteriormente cada usuario debe contar con una salida eléctrica
respaldada y otra sin respaldar, además en la distribución de salidas eléctricas del área de
cocina se contemplan 2 circuitos para hornos microondas, 1 circuito para refrigeradora y
otra para una máquina dispensadora de alimentos. Se propone instalar un sistema de aire
acondicionado de 9 unidades manejadoras o evaporadoras en el 2do piso y 10 unidades
manejadoras en el 3er piso.
A continuación se presenta un resumen con los datos más importantes en el
cálculo de conductores y protecciones en los diferentes centros de cargas.
3.4.1 Tablero TN2
Este tablero se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del segundo piso y en el
quedarán los circuitos de iluminación, salidas eléctricas no respaldadas y aires
acondicionados más cercanas. Luego de la distribución y escogencia realizada el tablero
quedó diseñado con una potencia instalada de 19.37 kVA distribuidos en 18 circuitos. En
la tabla 3.2. se muestra un resumen de estos circuitos.
Cuenta con 10 circuitos de salidas eléctricas para los usuarios, en estos circuitos
para la escogencia de conductores y protecciones primero se calcula por capacidad de
amperaje de acuerdo a la cantidad de salidas por circuitos, determinando cada salida
eléctrica a 180 VA y como el código eléctrico permite para circuitos con menos de 13
salidas (2340 VA) una protección de 20 A (figura 2.4.5), se escoge para cada uno de
estos circuitos una protección de 20A ya que ningún circuito excede y ni siquiera se le
acerca a esta cantidad. Con estos datos de corriente obtenidos por la ley de ohm se realiza
la escogencia también de los conductores por medio de la tabla 2.4.7 y 2.4.8. Pero la
escogencia de los conductores no se queda ahí también se utiliza el método de la caída de
tensión debido a que si el circuitos se encuentra muy largo se debe variar el calibre del
cable para evitar una caída muy grande, es por esto que con ayuda de la ecuación (6) para
cálculo de caída de tensión en sistemas trifásicos a 4 hilos y la figura 2.4.6 impedancias
en conductores se determina la caída de tensión de cada circuito, determinando de una
vez por todas si la escogencia realizada para el circuito es la adecuada.
61
Tabla 3.2 Distribución circuitos tablero TN2.
Posición
Descripción
1
Tomacorrientes Cuarto Eléctrico y
Bodega
Potencia
VA
Calibre/
Cable
900
3 # 12 THHN
1/20
900
900
1080
1080
900
900
1080
360
1500
1500
360
1500
500
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
937.5
3 # 10 THHN
16
17
Tomacorrientes Oficinas y sala
entrenamiento
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cocina
Horno de Microondas
Refrigeradora
Tomacorrientes Cocina
Horno de Microondas
Máquina dispensadora
Iluminación Sala de
Entretenimiento, Bodega, Cuarto
Eléctrico, Oficina, Pasillo
Iluminación Cubículos
Iluminación Cubículos y Comedor
900
956.25
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
1/20
1/20
1/20
19 - 21
Aire Acondicionado UM0204/05/06
3120
2 # 10 THHN,
1#12 T
2/30
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Ducto
(mm)
Fases
A-B-C
Caída de
Tensión
%
120
13
A
2.102
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
A
B
B
C
C
A
A
B
B
C
C
A
A
1.85
2.522
2.222
2.119
2.522
2.943
2.539
1.042
2.91
2.91
1
2.998
1.541
120
13
B
1.925
120
120
13
13
B
C
2.645
2.811
208
13
A-B
2.442
Break Voltaje
Fuente: Propia
Como las cargas a alimentar en su mayoría para salidas eléctricas en este tipo de
edificaciones son cargas no lineales el neutro se contempla con el mismo calibre de las
fases.
También el tablero TN2 cuenta con 2 tomacorrientes para microondas con una
carga de 1500VA cada uno, un circuito de refrigeradora 1500VA, uno de máquina
dispensadora 500VA, utilizando para el cálculo de conductores el mismo procedimiento
anteriormente expuesto. Luego para los circuitos de iluminación la diferencia con
respecto a los otros circuitos eléctricos es que estos se consideran de carga continua por
lo que se debe utilizar un factor de demanda del 125% en la potencia de cada circuito, a
62
partir de ahí la escogencia de conductores y protecciones es idéntica a los demás
circuitos.
Finalmente el tablero también cuenta con un circuito de aires acondicionados que
incluye a las unidades manejadoras 4,5 y 6, estas unidades trabajan a 5A y 208V, lo que
nos da un total de 15A y 3120VA, se escogió una protección de 2/30 debido a que si bien
es cierto se pudo diseñar con una de 20 ampere se debe de contemplar el arranque de las
unidades que genera un pico de corriente con lo que se recomienda este de 2 polos/30A.
Otra diferencia en cuanto a los conductores se refiere es que estos equipos de aire
acondicionado no trabajan con neutro, trabajan únicamente con dos fases generando
208V más el conductor de tierra.
Con la escogencia de cables realizada se utilizó la figura 2.4.12 que nos brinda los
tamaños necesarios de tubería para las exigencias de cada circuito y en base a ella se
obtuvo el tamaño del ducto que por obvias razones también se deben de respetar.
A continuación se presenta un ejemplo de la escogencia de conductores y
protecciones para un circuito de este tablero:
Circuito # 13 Horno de microondas
P= 1500 VA
Distancia aprox.= 34 m
V=120 v
Con la ley de Ohm se obtiene I= 12.5A
Protección= 1 polo/20A y de tabla 2.4.7 se escogen conductores # 12AWG
Ahora de acuerdo a la ecuación (6) de caída de tensión para sistemas trifásicos a 4 hilos se tiene que para
un circuito con estas características y en calibre # 12 AWG, R=5.64Ω/km, aplicando la fórmula nos da:
% Caída de tensión= 4.121%
Muy por encima del 3% máximo permitido, se debe aumentar el calibre del cable a # 10 AWG,
R=3.54Ω/km y volviendo a aplicar la fórmula (6) se tiene:
% Caída de tensión= 2.593% Con lo que se escoge conductores # 10 AWG para este circuito.
Luego de la Tabla 2.4.12 que nos dice que en tubería de 13mm ( ½”) se permite hasta 5 conductores #
10 AWG THHN.
Con este ejemplo se demuestra el método utilizado para la escogencia de
conductores y protecciones de cada circuito. Ahora también se debe escoger el calibre de
la alimentación eléctrica del tablero TN2 así como su breaker principal y demás
características del centro de carga, entonces si se tiene:
63
3.4.2 Tablero TN1
Este tablero se encuentra ubicado en el sector sur del 2do piso, es uno de los
tableros ya instalados y es el encargado de alimentar el tablero TN2, además cuenta con
una alimentación de: 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN
(tierra), con breaker principal 3polos/75A.
Tabla 3.3. Distribución circuitos tablero TN1.
Posici
ón
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 15 17
14 16
19 21
Descripción
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Oficinas
Iluminación Cubículos
Iluminación Centro de
Conferencias, Oficina y
Pasillo
Iluminación Oficina y
Cubículos
Tablero
Tablero TN2
Aire Acondicionado UM0201/02/03
Aire Acondicionado UM0207/08/09
Potencia
VA
Calibre/ Cable
Break
Fases
A-B-C
Caída de
Tensión %
720
720
900
900
1080
900
1440
720
720
1125
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
1.22
0.873
1.527
1.236
1.309
1.527
2.197
1.571
1.745
2.574
825
3 # 12 THHN
1/20
120
13
C
2.333
865
3 # 10 THHN
1/20
120
13
C
1.671
19374
4 # 4 THHN
3/60
208
32
A-BC
1.358
3120
2 # 10 THHN, 1#12 T
2/30
208
13
A-B
1.584
3120
2 # 10 THHN, 1#12 T
2/30
208
13
A-B
1.848
64
Voltaje Ducto
(V)
(mm)
En este centro de carga se proponen instalar 9 circuitos de salidas eléctricas no
respaldadas, 3 circuitos de iluminación general, la alimentación del tablero TN2 y dos
circuitos para unidades manejadoras de aires acondicionados.
Nuevamente como se explicó anteriormente con el método de capacidad de
amperaje y la tabla 2.4.7 se calculan las protecciones de cada circuito y el calibre de los
cables, recalcando que para los circuitos de iluminación y por tratarse de cargas continuas
se contempla un factor de demanda del 125%. Luego de calculados los calibres de los
conductores se utiliza el método de caída de tensión con ayuda de formula (6) y la figura
2.4.6 con las que se corrigen los calibres de los cables que no cumplan con el máximo de
3% en su caída de tensión. Seguido de esto se utilizó la figura 2.4.12 con las tuberías
necesarias para la escogencia de conductores realizada
Los datos obtenidos se presentan en la tabla 3.4.2 donde se muestra cada circuito
con su respectivo calibre, protección, tamaño de tubería, potencia requerida y posición en
el tablero TN1.
3.4.3 Tablero TUPS2
Al ser este tablero un tablero alimentado por la UPS, estará constituido por los
circuitos eléctricos que necesiten respaldo por parte de esta fuente. Se utilizaron dos
tableros UPS por piso por exigencia del propietario para poder tener una ventana de
espacio amplia en caso que se requiera ampliar este sistema de salidas eléctricas
respaldadas. Otra consideración muy importante es que al ser estas las salidas eléctricas
que van a manejar la mayor cantidad de equipos conectados a ellas en todo momento, se
debe de aplicar un factor de demanda del 125% en estos circuitos.
Dicho esto se realizó la distribución y se diseñaron 11 circuitos de salidas eléctricas
con valores de potencia desde 540VA hasta 900VA, después de esto se les aplico este
factor de demanda del 125%, una vez aplicado este factor se utilizó el método de
capacidad de amperaje y la figura 2.47 para determinar los calibres y las protecciones de
cada circuito. Al igual que en los tableros anteriores se corrigió el calibre de estos cables
con el método de caída de tensión visto anteriormente para finalizar con las tabla 2.4.12
en la determinación del ducto necesario para cada circuito.
65
Una vez que se obtuvieron todos estos datos en la memoria de cálculo se realizó la
tabla 3.4. Distribución de circuitos en tablero TUPS 2 que contiene todos estos datos de
interés.
Tabla 3.4 Distribución circuitos tablero TUPS 2.
Posición
Descripción
Potenci
a VA
1
Tomacorrientes Cubículos
900
2
Tomacorrientes Cubículos
900
3
Tomacorrientes Cubículos
1125
4
Tomacorrientes Cubículos
1125
5
Tomacorrientes Cubículos
1350
6
Tomacorrientes Cubículos
1350
7
Tomacorrientes Cubículos
900
8
Tomacorrientes Cubículos
900
9
Tomacorrientes Manager
900
10
Tomacorrientes Oficina
675
11
Tomacorrientes Oficina
675
Calibre/
Cable
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
Break Voltaje
Ducto Fases A(mm)
B
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
C
1/20
120
13
C
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
C
Caída de
Tensión
%
2.036
1.144
2
1.716
2.334
2.608
1.922
1.968
1.83
1.88
2.059
Fuente: Propia.
3.4.4 Tablero UPS1
Este tablero esta alimentado por la transferencia trifásica manual y a su vez por la
UPS y se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 2do piso, este contiene 8 circuitos
de salidas eléctricas y a su vez alimenta el tablero TUPS 2, por ende debe ser de mayor
amperaje.
Nuevamente se hace el proceso de cálculos para determinar calibres y protecciones
con el método de capacidad de amperaje y el método de caída de tensión. Este tablero
lleva cargas continuas por lo que se debe de aplicar el factor de demanda al 125% en sus
66
circuitos. Con todos los circuitos agregados y las correcciones hechas se crea la tabla 3.5
donde se muestra cada uno de los circuitos y sus especificaciones.
Tabla 3.5. Distribución de circuitos tablero TUPS 1.
Posición
Descripción
1
Tomacorrientes Oficina y bodega
Tomacorrientes sala
entrenamiento
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 - 13 15
12 - 14 16
Potencia
Calibre/ Cable
VA
Caída
Polos /
Ducto Fases Ade
Voltaje
Break
(mm)
B-C
Tensión
%
1/20
120
13
A
1.766
900
3 # 12 THHN
900
3 # 12 THHN
1/20
120
13
A
2.522
1125
1125
1350
1350
1350
1350
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 10 THHN
3 # 10 THHN
3 # 10 THHN
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
120
120
120
120
120
120
13
13
13
13
13
13
B
B
C
C
A
A
B
B
2.627
2.943
1.984
2.777
2.93
2.93
Supresor de Transcientes
-
-
-
208
-
C-A
-
Tablero TUPS2
10800
4 # 4 THHN,
1# 8 T
3/60
208
32
C-A
0.05
Fuente: Propia
Luego de obtenidos estos datos se diseña el centro de carga y sus respectivas
alimentaciones eléctricas:
67
3.4.5 Tablero U1
Este centro de carga, ubicado afuera del cuarto eléctrico del 2do piso, es uno de los
tableros existentes y es el encargado de alimentar la transferencia y la UPS para luego
alimentar los centros de carga UPS del segundo piso y cuenta con las siguientes
características:
Como ya se determinó la carga a alimentar se dimensionó la UPS necesaria para dar
soporte a este centro de carga UPS 1 y como se calculó anteriormente:
Si bien es cierto esta es la potencia instalada, difícilmente se llegue a tener esta
carga. Para el dimensionamiento de una UPS se sabe que el máximo valor de carga al
cual debe operar es al 70%, siendo este el máximo recomendable por una razón de tiempo
de respaldo, lo que sucede es que si se tiene una UPS operando al 100% de carga el
tiempo de respaldo es muy pequeño y no tendría lógica respaldar en ese caso. Mientras
que a una carga del 60% o 70% la UPS nos brinda un tiempo razonable de respaldo.
Dicho esto si se espera una carga máxima del 70% de la UPS y con una potencia
instalada de 20.250 KVA, se recomienda instalar:
UPS trifásica de 30 kVA, 60 Hz, tensión entrada 208V, tensión de salida 120/208V.
Con estos datos obtenidos se realizó la tabla 3.6 Distribución de circuitos tablero TU2.
Tabla 3.6 Distribución de circuitos tablero TU1.
Posición
Descripción
1-3-5
2-4-6
UPS
Transferencia
Potencia
VA
Calibre/
Cable
Break Voltaje
30000
3 # 1/0
3 # 1/0
2/125
2/125
Fuente: Propia
68
208
208
Ducto Fases A(mm)
B
41
41
A-B-C
A-B-C
Caída de
Tensión
%
0.2
3.4.6 Tablero TN4
El centro de carga se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 3er piso ,
conformado por 13 circuitos de salidas eléctricas no respaldas, 2 circuitos de microondas
de 1500VA, un circuito de refrigeradora de 1500VA, un circuito de 500VA para una
máquina dispensadora de alimentos, 6 circuitos de iluminación y un circuito de
manejadoras de aire acondicionado de 3120VA.
Con los métodos de cálculo de calibres y protecciones se obtuvo la tabla 3.7 que
muestra la distribución de circuitos en el centro de carga TN4 y sus respectivas
características. Para el cálculo de los circuitos de iluminación estos se calcularon al 125%
de demanda por ser cargas continuas.
Tabla 3.7 Distribución de circuitos tablero TN 4.
Posición
Descripción
1
Tomacorrientes Bodega y Cuarto
Eléctrico
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cocina
Horno de Microondas
Refrigeradora
Tomacorrientes Cocina
Maquina Dispensadora
Caída
Potencia Calibre/
Ducto Fases
de
Break Voltaje
VA
Cable
(mm) A-B-C Tensión
%
3 # 12
900
1/20
120
13
1.818
THHN
A
3 # 12
900
1/20
120
13
1.963
THHN
A
3 # 12
1080
1/20
120
13
2.356
THHN
B
3 # 10
1620
1/20
120
13
2.059
THHN
B
3 # 12
720
1/20
120
13
2.036
THHN
C
3 # 12
900
1/20
120
13
2.545
THHN
C
3 # 10
1440
1/20
120
13
2.782
THHN
A
3 # 12
500
1/20
120
13
1.41
THHN
A
3 # 10
1500
1/20
120
13
2.746
THHN
B
3 # 10
1500
1/20
120
13
2.822
THHN
B
3 # 12
500
1/20
120
13
1.535
THHN
C
500
3 # 12 1/20
120
13
1.616
C
69
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
27 -29
Horno de Microondas
1500
Tomacorrientes Cubículos
900
Tomacorrientes Cubículos
900
Tomacorrientes Manager
1080
Tomacorrientes Oficina y Recepción
1080
Iluminación Cubículos
675
Iluminación Comedor y Cubículos
731.25
Iluminación Cubículos
750
Iluminación Pasillo, Cuarto Eléctrico y
Bodega
Iluminación Entrada, Oficinas, y Sala
de Entretenimiento
675
787.5
Iluminación Cubículos
450
Aire Acondicionado UM03-01/02/03
3120
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
2 # 10
THHN
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
120
13
1/20
208
13
2/30
208
13
A
A
B
B
C
C
A
A
B
B
C
C
B-C
2.898
2.68
2.691
2.618
2.705
2.182
2.659
2.424
1.636
1.909
1.273
1.848
Fuente: Propia
Con todos los circuitos obtenidos y sus respectivas potencias se calculó el centro de
adecuado y se obtuvo:
70
3.4.7 Tablero TN3
Este tablero es el encargado de alimentar el tablero TN4, es otro de los tableros
existentes del 3er piso, con las siguientes características:
Trifásico 42 espacios, 120V/208V, B/N, B/T 125A , igual o similar al PRL1 A 1.40
SNPT. Con alimentación 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN
(tierra) y breaker principal 3x175A.
Diseñado para manejar gran cantidad de cargas, en el que se proponen los
siguientes circuitos: 9 circuitos de salidas eléctricas sin respaldar, 4 circuitos de
iluminación, 2 circuitos de unidades manejadoras de aire acondicionado 3120W, 1
circuitos de 2 unidades evaporadoras mini Split y 2 circuitos de unidades condensadoras
de aire acondicionado a ubicar en el rasca cielos del edificio.
Con estos datos se creó la tabla 3.8 que contiene la distribución de circuitos en
dicho tablero y sus especificaciones respectivas.
Tabla 3.8. Distribución de circuitos tablero TN 3.
Posición
Descripción
1
2
3
4
5
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Cubículos
Tomacorrientes Oficinas y sala
entrenamiento
Tomacorrientes Oficinas
Tomacorrientes Data Center y
Bodega
Tomacorrientes Cubículos
Iluminación Cubículos, Cuarto
TI y Bodega
Iluminación Cubículos y
Oficinas
Iluminación Cubículos, Oficinas,
Conferencias
6
7
8
9
10
11
12
Caída
Ducto Fases
de
Voltaje
(mm) A-B-C Tensión
%
120
13
A
2.343
120
13
A
1.745
120
13
B
2.545
120
13
B
2.197
120
13
C
2.036
Potencia
VA
Calibre/
Cable
Break
1440
720
900
1440
900
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
3 # 12 THHN
1/20
1/20
1/20
1/20
1/20
900
1080
3 # 12 THHN
3 # 10 THHN
1/20
1/20
120
120
13
13
C
A
2.182
1.92
900
720
3 # 12 THHN
3 # 12 THHN
1/20
1/20
120
120
13
13
A
B
1.527
1.745
675
3 # 12 THHN
1/20
120
13
B
1.909
750
3 # 12 THHN
1/20
120
13
C
1.939
750
3 # 12 THHN
1/20
120
13
C
2.424
71
14 - 16 18
20 - 22
Tablero TN4
Aire Acondicionado UM0305/06/07
Aire Acondicionado UM0308/09/10
Aire Acondicionado UE0301/02
21 - 23
Aire Acondicionado UC03-01
24 - 26
Aire Acondicionado UC03-02
13 - 15
17 - 19
24709
3120
3120
1248
2500
2500
4 # 2 THHN
2 # 10 THHN,
1#12 T
2 # 10 THHN,
1#12 T
2 # 12 THHN,
1#12 T
2 # 10 THHN,
1#12 T
2 # 10 THHN,
1#12 T
3/80
2/30
2/30
2/15
2/30
2/30
208
208
208
208
208
208
38
A-B-C
1.572
13
A-B
2.112
13
C-A
1.32
13
A-B
1.074
13
B-C
2.115
13
C-A
2.115
Fuente: Propia
3.4.8 Tablero UPS4
Este tablero se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 3er piso, es alimentado
por el centro de carga TUPS 3 y respaldado por la UPS de este piso. Para su diseño se
realizó la distribución y se diseñaron 15 circuitos de salidas eléctricas con valores de
potencia desde 540VA hasta 900VA, después de esto se les aplico el factor de demanda
del 125%, una vez aplicado este factor se utilizó el método de capacidad de amperaje y la
figura 2.47 para determinar los calibres y las protecciones de cada circuito. Al igual que
en los tableros anteriores se corrigió el calibre de estos cables con el método de caída de
tensión visto anteriormente para finalizar con las tabla 2.4.12 en la determinación del
ducto necesario para cada circuito.
Una vez que se obtuvieron todos estos datos en la memoria de cálculo se realizó la
tabla 3.9 Distribución de circuitos en tablero TUPS 2 que contiene todos estos datos de
interés.
Tabla 3.9. Distribución de circuitos tablero TUPS 4.
Posición
Descripción
Potencia
VA
72
Calibre/
Cable
Caída
Ducto Fases Ade
Break Voltaje
(mm)
B
Tensión
%
1
Tomacorrientes Cubículos
900
2
Tomacorrientes Cubículos
1125
3
Tomacorrientes Cubículos
900
4
Tomacorrientes Cubículos
1125
5
Tomacorrientes Cubículos
1350
6
Tomacorrientes Cubículos
900
7
Tomacorrientes Oficinas
1350
8
Tomacorrientes Oficinas
900
9
Tomacorrientes Sala de
Entrenamiento
900
10
Tomacorrientes Oficinas
1350
11
Tomacorrientes Oficinas
1125
12
Tomacorrientes Servidores
1000
13
Tomacorrientes Servidores
1000
14
Tomacorrientes Servidores
1000
15
Tomacorrientes Servidores
1000
16
Panel de Incendio
500
17
Panel Control de Acceso
500
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
A
1.922
2.46
2.327
1.83
2.471
2.327
2.059
2.545
2.545
2.54
2.574
1.78
1.83
1.881
1.932
1.414
1.454
Fuente: Propia
Luego de realizada la distribución de circuitos y obtenidas las cargas a alimentar por este
centro de carga se determinó que la alimentación de este tablero se determinaron las
características de este centro de carga:
73
Si bien es cierto la protección y los conductores se escogieron un poco sobre
dimensionados, la idea es tener espacio para un futuro crecimiento en la cantidad de
salidas eléctricas u en equipo.
3.4.9 Tablero UPS3
El tablero UPS3 se diseñó para alimentar 14 circuitos de salidas eléctricas
respaldadas por la UPS, a su vez también es el encargado de alimentar el tablero UPS 4
por lo que su capacidad es mucho mayor. Como en los tableros anteriores a la carga de
estos circuitos se les aplicó un factor de demanda del 125% por tratarse de cargas
continuas. Además se contempla un supresor de transcientes para proteger los equipos de
sobre voltajes. Con estos datos obtenidos por medio del cálculo y con ayuda del método
de capacidad de amperaje y del de caída de tensión y las tablas 2.4.7, 2.4.8, 2.4.12 se
realizó la tabla 3.10 Distribución de circuitos del tablero TUPS 3 que se presenta a
continuación.
Tabla 3.10. Distribución de circuitos tablero TUPS 3.
1
Tomacorrientes Cubículos
1125
2
Tomacorrientes Cubículos
900
3
Tomacorrientes Cubículos
1125
4
Tomacorrientes Cubículos
900
5
Tomacorrientes Cubículos
1125
6
Tomacorrientes Cubículos
900
7
Tomacorrientes Cubículos
900
8
Tomacorrientes Cubículos
900
9
Tomacorrientes Cubículos
900
10
Tomacorrientes Cubículos
1125
11
Tomacorrientes Cubículos
900
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 12
THHN
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
74
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
C
1/20
120
13
C
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
120
13
B
1/20
120
13
B
1/20
120
13
C
1.364
1.454
2
1.673
2.454
1.963
2.545
2.174
1.739
2.28
1.83
12
Tomacorrientes Cubículos
1125
13
Tomacorrientes Cubículos
900
14
Tomacorrientes Cubículos
1125
15
16
17 - 19
18 - 20
Supresor de Transcientes
Tablero TUPS4
18925
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
3 # 10
THHN
3 # 2 THHN
1/20
120
13
C
1/20
120
13
A
1/20
120
13
A
1/20
1/20
3/20
3/80
120
120
208
208
13
13
35
B
B
C-A
C-A
2.402
1.922
2.574
1.447
Fuente: Propia
Con las cargas obtenidas se dimensionaron los conductores alimentadores de este centro
de carga, y se propone un centro de carga con las siguientes especificaciones:
3.4.10 Tablero U2
Centro de carga existente ubicado en el 3er piso, encargado de alimentar la UPS del 3er
piso y la transferencia para luego alimentar los tableros UPS de dicho piso, este centro de
carga cuenta con las siguientes especificaciones:
75
Con la carga determinada que manejará cada centro de carga UPS del 3er piso se
determina que la UPS recomendada a instalar en este piso cumple con las siguientes
características:
UPS trifásica de 40 kVA, 60 Hz, tensión entrada 208V, tensión de salida 120/208V.
Con estos datos obtenidos se realizó la tabla 3.11 Distribución de circuitos tablero TU2.
Tabla 3.11. Distribución de circuitos tablero TU2.
Posición
Descripción
1-3
2-4
UPS
Transferencia
Potenci
a VA
Calibre/
Cable
Break Voltaje
40000
3 # 1/0
3 # 1/0
2/125
2/125
240
240
Ducto Fases A(mm)
B
41
41
A-B
A-B
Caída de
Tensión
%
0.2
Con la distribución de centros de carga realizada y hechos los cálculos para la
alimentación de dichos centros de carga se continuó con la realización de la lámina E02Diagrama Unifilar.
Una vez realizado el diseño completo del sistema de alimentación eléctrica, quedan
aún 2 láminas por realizar, se realizó la lámina “E07- Distribución de tableros” que
contiene las especificaciones de los centros de cargas instalados y existentes en cada uno
de los pisos, con su respectiva distribución de cargas, caídas de tensión y calibres de
alimentadores eléctricos. Y por último se realizó la lámina “E01 Simbología, notas
eléctricas y detalles” que contiene como su nombre lo dice la simbología de este sistema
eléctrico y algunas notas y detalles importantes que se deben de tomar en cuenta a la hora
de realizar una instalación de este tipo.
Este diseño quedó conformado por 14 láminas de diseño, concluyendo la propuesta
para un sistema eléctrico compuesto por sistema de detección de incendio, sistema de
control de acceso, sistema de cableado estructurado y sistema de alimentación eléctrica.
En estas 14 láminas se detalla específicamente cada parte del diseño, si bien es cierto esta
no es más que una propuesta, en ella se busca mantener un diseño acorde a las
especificaciones requeridas en el código eléctrico nacional y sin dejar de lado las
comodidades que son necesarias en un complejo de oficinas o centro de llamadas.
76
4 Conclusiones
Sin duda alguna este proyecto mostró las diferentes normas y pautas que se deben
de tomar en cuenta a la hora de realizar un diseño eléctrico para un edificio de oficinas y
sin embargo no se puede dejar de lado lo interesante que se vuelve el diseño eléctrico en
general, porque a pesar de que en este proyecto se muestra una diseño acorde a las
normas no quiere decir que no se puedan crear distintos diseños que igualmente cumplan
con las normas pero simplemente cuentan con ideas o acomodamientos distintos, que al
final de cuentas queda en manos del diseñador escoger un diseño adecuado para el tipo de
edificio y para un cliente en específico. En este proyecto se mostró la importancia en
realizar un diseño que ayude al ahorro energético y a una buena escogencias de cada uno
de los componentes que conforman un sistema eléctrico, sin dejar de lado que el cliente
también presenta una serie de exigencias y requerimientos pero que fueron tomados en
cuenta sin pasarle por encima a una normativa vigente. Es de gran importancia para el
diseñador tomarse el tiempo de visitar y estudiar el lugar para a partir de ahí realizar un
diseño acorde a las condiciones que se presentan.
Esta propuesta de diseño contempla como sistema eléctrico el conjunto de
subsistemas: cableado estructurado, detección de incendios, control de accesos y
alimentación eléctrica. Y se pudo observar como en el tema del diseño a pesar de que se
cuentan con normas y reglas, estas solo son un parámetro o lineamiento que se debe de
seguir pero no por esto nos limite a realizar un diseño de acuerdo a las exigencias de cada
cliente.
Se mostró un breve pero concreto resumen del funcionamiento, importancia y
conformación de cada uno de los subsistemas del sistema eléctrico a diseñar en el
proyecto y en base a esta investigación se realizó el diseño.
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Se realizó un diseño del sistema eléctrico para este edificio de oficinas, acorde a las
normas y requerimientos que están estipulados en el código eléctrico vigente en nuestro
país, logrando a la misma vez un sistema que cumple con las exigencias del propietario
para el confort y buen desempeño de la empresa a trabajar en este edificio.
Se logró realizar exitosamente cada una de las láminas eléctricas necesarias
exigidas por el Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica, con su
respectiva simbología, identificación y demás parámetros exigidos por el mismo.
Se pusieron en práctica muchos de los conceptos vistos y brindados por los
profesores a lo largo de carrera universitaria en los diferentes cursos del énfasis en
sistemas de potencia para el adecuado y eficiente diseño de este sistema eléctrico y este
proyecto en general.
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Anexos.
Valores de impedancias para conductores NEC 2011
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Bibliografía
[1] NFPA 72. “Código Nacional de Alarmas de Incendios” , Edición 2002, Estados
Unidos, 2002.
[2] Earley M. y Sargent J, NFPA 70. “Código Eléctrico Nacional” , Edición 2011.
[3] Fernandez B. Capacitación para Instalación de cableado de cobre , 2010.
[4] Jimenez A. “Sistemas de control de accesos” , Centro de Innovación, Mexico,
Abril 2006 - http://www.syscom.com.mx/PPT/control_acceso.pdf
[5] Mattenet A. “Componentes básicos del sistema de alarmas contra incendios”,
Roberto Bosh Argentina Industrial, 2010 - http://www.seguridad-online.com.ar/
[6] Determinar la mejor solución de canalización superficial para enrutar todos
los tipos de cable en una aplicación -http://www.panduit.com/wcs/Satellite?
pagename=PG_Wrapper&friendlyurl=/en/support/support/calculators-and-designtools
[7] Cablofil - http://www.cablofil.co.cr
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[8] Grupo ICE- www.grupoice.com/
[9] Insumos de acceso- www.tienda.insumosdeaccceso.com/
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