Informe de Pasantías Leydy B
163
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO LARA INFORME DE PASANTÍA PROFESIONAL REALIZADO EN EL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE), ÁREA DE MANTENIMIENTO, DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD, ESTACIÓN BARQUISIMETO ESTADO LARA. AUTOR: BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN TUTOR ACADÉMICO: ING. MORENO LUIS ENRIQUE TUTOR INDUSTRIAL: TÉC. HERNÁNDEZ LISANDRO Barquisimeto, marzo de 2013
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
UNEFA
NÚCLEO LARA
INFORME DE PASANTÍA PROFESIONAL REALIZADO EN EL
INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE), ÁREA DE
MANTENIMIENTO, DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD, ESTACIÓN
BARQUISIMETO ESTADO LARA.
AUTOR: BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN
TUTOR ACADÉMICO: ING. MORENO LUIS ENRIQUE
TUTOR INDUSTRIAL: TÉC. HERNÁNDEZ LISANDRO
Barquisimeto, marzo de 2013
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
UNEFA
NÚCLEO LARA.
DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y
ELABORACIÓN DE PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE
DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES
DEL ESTADO (IFE) ESTACIÓN BARQUISIMETO.
Trabajo presentado como requisito parcial
Para optar al Título de
Ingeniero Electricista
AUTOR: BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN
TUTOR ACADÉMICO: ING. MORENO LUIS ENRIQUE
Barquisimeto, marzo de 2013
i
ÍNDICE
LISTA DE TABLAS O CUADROS ........................................................................... iii
LISTA DE GRÁFICOS O ILUSTRACIONES ........................................................... iv
APROBACIÓN DEL TUTOR ...................................................................................... v
APROBACIÓN DEL JURADO EXAMINADOR ...................................................... vi
RESUMEN .................................................................................................................. vii
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
MARCO ORGANIZACIONAL ................................................................................... 3
RESEÑA HISTÓRICA ............................................................................................. 3
MISIÓN ..................................................................................................................... 4
VISIÓN ..................................................................................................................... 5
Objetivos: .................................................................................................................. 5
ESTRUCTURA ORGANIZATIVA ......................................................................... 6
ACTIVIDADES REALIZADAS .................................................................................. 7
ACTIVIDADES Y TAREAS RELACIONADAS CON LA EJECUCIÓN DEL
PROYECTO ............................................................................................................ 12
CRONOGRÁMA DE ACTIVIDADES POR SEMANA ....................................... 15
CAPITULO I ............................................................................................................... 16
EL PROBLEMA ......................................................................................................... 16
Planteamiento del Problema .................................................................................... 16
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................... 20
Objetivo General .................................................................................................. 20
Objetivos Específicos .......................................................................................... 20
JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 22
ALCANCE .............................................................................................................. 26
LIMITACIONES ..................................................................................................... 27
CAPITULO II ............................................................................................................. 17
MARCO REFERENCIAL .......................................................................................... 17
ii
Antecedentes de la investigación............................................................................. 17
BASES TEÓRICAS ................................................................................................ 34
BASES LEGALES .................................................................................................. 52
CAPÍTULO III ............................................................................................................ 29
MARCO METODOLÓGICO ..................................................................................... 29
Naturaleza de la investigación ................................................................................. 29
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................................... 57
ÁREAS DE APLICACIÓN .................................................................................... 58
POBLACIÓN Y MUESTRA .................................................................................. 59
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .................. 59
FASES DEL PROYECTO ...................................................................................... 62
Fase 1: Estudio Diagnóstico ................................................................................ 62
Fase 2: Estudio de Factibilidad ............................................................................ 65
Fase 3: Diseño ...................................................................................................... 69
CAPITULO IV ............................................................................................................ 74
FORMULACIÓN DE LAS PROPUESTAS ........................................................... 74
PROPUESTA 1: Diseño de Instalaciones Eléctricas en el taller 1 ...................... 74
PROPUESTA 2: ................................................................................................ 104
CAPÍTULO V ........................................................................................................... 124
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................... 124
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 128
REFERENCIAS ELECTRÓNICAS ......................................................................... 131
ABREVIATURAS UTILIZADAS ........................................................................... 132
GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................................ 134
ANEXOS .................................................................................................................. 136
iii
LISTA DE TABLAS O CUADROS
Cuadro 1: Actividades y tareas realizadas
Cuadro 2: Cronograma de actividades
Cuadro 3: Conductores y calibres
Cuadro 4: Interruptores termomagnéticos
Cuadro 5: Diámetro y longitud de tubería.
iv
LISTA DE GRÁFICOS O ILUSTRACIONES
Figura 1: Organigrama Instituto de Ferrocarriles del Estado
Figura 2: Organigrama Área de trabajo de mantenimiento
Figura 3: Circuito, caída de tensión
Figura 4: Diagrama fasorial caída de tensión
Figura 5: Puesta a tierra
Figura 6: Motor de CA
Figura 7: Contactor Electromagnético
v
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi condición de Tutor del trabajo de grado titulado: DISEÑO DE
INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y ELABORACIÓN DE
PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE DEL ÁREA DE
MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE)
ESTACIÓN BARQUISIMETO.
Presentado por la bachiller, BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN C.I.:
V- 16.404.843 para optar al grado académico de: Ingeniero eletricista, considero que
ha cumplido con los requisitos exigidos por esta universidad y reúne lós méritos
suficientes para ser sometido a evaluación por parte del jurado examinador que se
designe.
En La ciudad de Barquisimeto a los ___ dias del mes de marzo de 2013.
Firma
_____________________________
Ing. MORENO GUALDRÓN LUIS ENRIQUE
CI: 2.476.544
vi
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
UNEFA
NÚCLEO LARA.
Marzo de 2013
APROBACIÓN DEL JURADO EXAMINADOR
Señor coordinador de la Carrera de Ingeniería Eléctrica, mediante la
presente comunicación hago de su conocimiento que hemos evaluado el Informe
Final de Pasantías Industrial, presentado por la Bachiller LEYDY HAYALLYN
BASTIDAS OCANTO CI. V- 16.404.843
Así mismo Le hacemos saber que El Informe fue:
APROBADO_________________ REPROBADO________________
JURADOS EXAMINADORES
1. _____________________C.I:________________FIRMA:____________
2. _____________________C.I:________________FIRMA:____________
3. _____________________C.I:________________FIRMA:____________
vii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
UNEFA
NÚCLEO LARA.
DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y
ELABORACIÓN DE PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE
DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES
DEL ESTADO (IFE) ESTACIÓN BARQUISIMETO.
RESUMEN
El presente informe de pasantías, se encuentra enmarcado dentro de la modalidad
de proyecto factible, apoyado en investigación documental y de campo, tiene por
objetivo principal el diseño de instalaciones eléctricas del taller uno y elaboración de
plan de mantenimiento a la grúa puente del área de mantenimiento del IFE Estación
Barquisimeto. Para dar cumplimiento a dicho objetivo se realizaron diversos estudios
que demostraron la necesidad de implementar dichos diseños dentro del área, con el
fin de mejorar y hacer más eficaz el mantenimiento de locomotoras, y material
rodante, entre otros. El presente trabajo se basa en la aplicación de metodología de
investigación para dar cumplimiento a las actividades asignadas, consta de diversas
fases que están en correspondencia con los objetivos específicos del trabajo.
Finalmente se elabora una propuesta a aplicar, especificando el criterio y
recomendaciones a seguir, para su implementación.
INTRODUCCIÓN
El área de mantenimiento de la Estación Barquisimeto, cuenta con dos
galpones en los cuales se realizan actividades relacionadas con el mantenimiento de
locomotoras. El banco de transformadores con que se alimenta al galpón 1 data de los
años 50, se encuentra en funcionamiento, pero se requiere del cambio de este por un
nuevo banco de transformadores y cambiar todo el sistema eléctrico del taller, se
quiere que el nuevo sistema eléctrico a instalar se diseñe con suficiente reserva para
futuro aumento de carga, es por ello que durante la realización del entrenamiento
industrial en esta empresa una de las actividades desarrolladas fue el diseño de una
nueva instalación eléctrica que cumpla con dichos requerimientos. Otra actividad
importante realizada durante el entrenamiento fue la realización de un plan de
mantenimiento a la grúa puente ubicada en el segundo galpón.
Este informe de pasantías se efectúo en el Instituto Ferroviario del Estado y se
desarrollo en la sección de mantenimiento del mismo los proyectos asignados por el
tutor empresarial fueron:
El diseño de las instalaciones eléctricas para el taller Nº 1, y la sustitución del
banco de transformadores que lo alimenta. Cuyo propósito general es adecuar la
acometida del taller y las derivaciones para cada carga instalada, dejando reserva a la
nueva carga a instalar con la posible ampliación del galpón, o con la dotación de
equipos nuevos al mismo.
El desarrollo de un plan de mantenimiento para la Grúa Puente del taller Nº2, cuyo
objetivo es elaborar un instructivo sistemático que describa detalladamente los pasos
a seguir para realizar el Mantenimiento eléctrico de la Grúa Puente marca MAN.
Este trabajo de investigación esta estructurado por capítulos, el capitulo I
denominado el problema se describen las razones que llevaron a seleccionar el diseño
del las instalaciones eléctricas del taller y la elaboración del plan de mantenimiento
de la grúa, como objetivos para ser abordados y buscarles solución en este proyecto.
En el se describen los objetivos del trabajo, la justificación y alcance de los mismos
así como también las limitaciones que se encontraron durante el desarrollo del
mismo.
En el capítulo II se presenta el marco referencial en donde se describen los
antecedentes del problema por medio de estudios anteriores realizados relacionados
con el proyecto planteado, también se describen las bases teóricas y legales que se
consideran necesarias para que el lector tenga un buen entendimiento del trabajo y
que sirvan como sustento de la investigación. En el capítulo III, Marco Metodológico
se explica la naturaleza de la investigación desarrollada, la cual es proyecto factible
basado en investigación documental y de campo pues esta diseñado para solucionar
un problema práctico, se utilizaron instrumentos tales como la entrevista y la
observación para recolectar la información, y se dividió en fases la investigación con
el fin de alcanzar los objetivos propuestos.
En el capítulo IV, se formulan las propuestas en base a los resultados
obtenidos en el desarrollo de la investigación, y en el capítulo V se presentan las
conclusiones y recomendaciones a las que se llegaron con la realización del proyecto.
3
MARCO ORGANIZACIONAL
RESEÑA HISTÓRICA
El más antiguo proyecto del ferrocarril se remonta al año 1834 y fue presentado
por el Sr. Stevenson a unos comerciales en Londres, Sr. Harrings Graham y el Sr.
Powels que pensaba construir una vía férrea que uniera Caracas con el Litoral
haciendo uso de una máquina arrastrada por caballos, idea rechazada por el gobierno
de entonces El 29 de Enero de 1946 se decreto la creación de del Instituto Autónomo
Administración de Ferrocarriles del Estado (I.A.A.F.E) que tendría a cargo la
conservación, administración, explotación y desarrollo de los ferrocarriles nacionales.
En el año 1950 el Congreso Nacional de Vialidad = Ministerio de Obras Publicas
(M.O.P.) estudio y elaboró el primer proyecto de una red Ferroviaria Nacional
Integrada, y se concreta con la puesta en marcha en 1959 de tramo Puerto Cabello
Barquisimeto con 173 Km. de longitud y con una trocha (ancho de vía).
Internacional de 1435 mm. En el año 1981 mediante la ley del Instituto Autónomo de
Ferrocarriles del Estado se denota el decreto N’ 154 del 29 de Enero de 1946, por el
cual se creó el I.A.A.F.E y con el mismo carácter se transforma en I.A.F.E.
En el año 1983 se pone en marcha el tramo Yaritagua-Acarigua con una longitud
de 67 km. y que se interconecta con el tramo puerto Cabello Barquisimeto. El
Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado ha desarrollado un plan ferroviario
nacional que contempla una red primaria de aproximadamente 2860 km. para ser
desarrollada en el periodo 1996-2020, conformada por: Sistema Ferroviario de la
Región Central, Sur Oriental, Sur Occidental y Centro Occidental.
4
En el año 1996 se firma un convenio entre Ferrocar y Pequiven para la
construcción de la línea Férrea Morón Riecito con una longitud de 97 Km. por un
periodo de vigencia de 20 años. En la actualidad está destinado exclusivamente a
tráfico de carga minera (roca fosfática) desde las minas de Riecito al complejo
petroquímico Morón.
Actualmente está en desarrollo la obra de construcción del tramo Caracas Tuy
Medio, con una longitud de 44 km. que continuara con una segunda etapa Tuy
Medio Puerto Cabello de 180 Km. De igual por medio de un convenio entre el
Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado y la empresa China Yang Kuang
Group Corporation Ltd. esta desarrollándose la rehabilitación de la vía férrea en el
tramo Puerto Cabello - Barquisimeto, Yaritagua - Acarigua y la adquisición de
nuevas locomotoras y vagones llamados DMUS.
La actividad del Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE) se dirige al ramo
ferroviario sin dejar de un lado la parte social en lo referente al desarrollo, como al
mejoramiento de la calidad de vida de las personas que son beneficiadas o afectadas
como es el caso de las personas que son expropiadas. Esta también encargado de la
coordinación con las empresas proveedoras de productos o servicios para de esta
forma mantener el sistema ferroviario funcionando de forma optima.
MISIÓN
Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE), es el órgano ejecutor y regulador
del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional, dedicado a su estudio, construcción,
ampliación, operación y mantenimiento integral, con vocación de servicio y
5
mejoramiento continuo; garantizando que el servicio de transporte de pasajeros y de
carga se realice conforme a los estándares internacionales de eficiencia, calidad y
seguridad.
VISIÓN
Llegar a ser una Institución modelo en la prestación del servicio de transporte
ferroviario, tanto público como privado, comprometidos con la integración Nacional
y Latinoamericana, ampliamente reconocidos por el uso de tecnología de vanguardia
para ofrecer en el tiempo y calidad esperada, un servicio de transporte moderno,
rápido, seguro y solidario, contribuyendo con la desconcentración territorial y el
desarrollo económico y social del país.
Objetivos:
Diversificar la utilización y aumentar la capacidad del sistema de transporte
interregional en su conjunto.
Asegurar la movilización de las cargas y pasajeros prevista en los planes del
desarrollo del país.
Complementar, optimizar y aplicar otros modos de transporte tales como:
cabotaje y fluvial, incentivado el desarrollo del sistemas Inter.-modales.
Facilitar la explotación del producto no tradicional, especialmente mineros.
Estabilizar el costo de trasporte y disminuir la dependería actual del modo de
transporte automotor.
Fortalecer los intercambios comerciales con el MERCOSUR y la comunidad
andina, mediante las conexiones binacionales con Brasil y Colombia.
6
ESTRUCTURA ORGANIZATIVA
Figura N° 1 Organigrama Instituto de Ferrocarriles del Estado
Figura N° 2 Organigrama del Área de Trabajo de Mantenimiento
Material
Rodante
Vía Férrea Electrificación
Área de
Mantenimiento
Instalaciones
Mantenimiento
Vehículos no
Comerciales
Taller Central
de
Reparaciones
Mantenimiento
del Sistema
Cobro de
Pasaje
Mantenimiento
Sistemas de
Telecomunicacion
es
Mantenimiento
de
Infraestructura
Mantenimiento
de Sistema de
Señalización
Mantenimiento
de
Superestructura
Mantenimiento
del Sistema
Cobro de
Pasaje
Mantenimient
o Vehículos
Comerciales
Gerencia de
Gestión de
Tráfico
Gerencia de
Mantenimiento
e Ingeniería
Gerencias
Operativas
Presidencia
Gerencia General de
Operaciones
Gerencia de
Comercialización
Tráfico
Regulación
de Tráfico
Servicios de
Circulación
Ferroviaria
Comercializaci
ón de
Servicios
Ferroviarios
Investigación
y Desarrollo
de Mercado
Planificación
e Ingeniería
Logística
Mantenimiento
Región
Occidental
Región
Central
Región
Centro
Occidental
Región
Guayana
Región
Oriental
Región de
los Llanos Comercializació
n de Espacios y
Áreas
Comerciales
7
ACTIVIDADES REALIZADAS
Las actividades realizadas durante el entrenamiento industrial en la Estación
Barquisimeto perteneciente al instituto Ferrocarriles del Estado (IFE), consistieron en
llevar a cabo labores de mantenimiento eléctrico de luminarias, verificación de
funcionamiento de la acometida eléctrica principal de la estación, reparación,
instalación y mantenimiento de aires acondicionados, puntos de tomacorrientes y
bombas de agua, en las diferentes áreas que conforman la estación Barquisimeto. Así
como también la realización de las actividades relacionadas con la ejecución de los
proyectos descritos en el presente informe y que son la base del mismo.
Semanas 1 y 2: La primera semana se dio inicio al periodo de pasantías, se
comenzó recibiendo una instrucción acerca de la historia y evolución de la red
ferroviaria en Venezuela y el Instituto Ferrocarriles de Estado, además de una
introducción a los términos ferroviarios utilizados para describir los elementos y
maquinarias que la integran. También se realizaron visitas guiadas por el taller 2, con
el fin de observar y conocer las locomotoras y material rodante, se recibió
información acerca del funcionamiento de las mismas y sus partes, así como también
de las vías por donde se desplazan, entre otros.
Se conocieron las labores de mantenimiento que se le realizan a las maquinarias
para su preservación y buen funcionamiento. Así como al personal encargado de
realizar cada actividad según su área, se comenzó a interactuar con los mismos
ayudándoles a realizar sus actividades con el fin de aprender y desenvolverse mejor a
la hora de realizar las trabajos y tareas que se asignasen.
8
La segunda semana se asignó el proyecto de sustitución del banco de
transformadores del taller 1, y se comenzaron con las inspecciones al estado actual de
las instalaciones eléctricas de dicho taller, por medio de una revisión al sistema
eléctrico, banco de transformación, tableros eléctricos, puntos de iluminación y
tomacorrientes. Se tomaron medidas para determinar las dimensiones y el área del
mismo, se realizaron mediciones de corriente en los equipos instalados para ver su
consumo y determinar si el conductor que usa su circuito es el adecuado, y se midió
la tensión en los diferentes tomas de corriente, tanto los de los cubículos de trabajo
como de las fosas, para verificar la caída de tensión.
Semanas 3 y 4: Se observó la instalación de una consola de aire acondicionado
tipo Split en el preescolar de la estación, y se recibió instrucción acerca de dicha
actividad. Se buscaron los planos eléctricos de taller para verificar el diseño original
de sus instalaciones eléctricas y determinar las modificaciones surgidas luego de su
instalación. Se reviso material bibliográfico referente a instalaciones eléctricas
industriales. Se contabilizó el número de luminarias y tomacorrientes, se clasificaron
por tipo y la potencia a la cual trabajan, cada grupo.
Semanas 5 y 6: Se Revisaron las placas características de las maquinarias que
dependen de la alimentación eléctrica del taller 1 y registró dicha información. Se
comenzó el cálculo de la potencia total demandada por todas estas cargas, para
realizar el estudio de carga. Se realizaron labores de mantenimiento a aires
acondicionados. Se visito el banco de transformadores principal de la estación con el
fin de determinar las causas de la interrupción del fluido eléctrico en toda la estación.
Se espero a la compañía eléctrica CORPOELEC para que restituyese el servicio y se
observó como se realizó dicho procedimiento.
9
Semanas 7 y 8: Se culminó el estudio de carga del taller 1 y se comenzó con el
diseño de circuitos ramales y acometida. Se determinaron los calibres de los
conductores a alimentar cada carga del taller, basándose en las normativas vigentes
del código eléctrico Nacional y las bibliografías consultadas. Se determinó la
acometida y protecciones a utilizar. Se comenzó el diseñó del tablero principal del
taller 1 y se elaboró un plano eléctrico de toda la circuitería que conformaría el taller.
Se visito la estación en varias oportunidades para realizar mantenimiento a los aires
acondicionados que lo fueron requiriendo.
Semanas 9 y 10: Se realizaron mantenimientos en las luminarias con actividades
tales como cambio de tubos fluorescentes, cambio de balastros electrónicos, limpieza
de portatubos o conectores de lámparas que estuviesen haciendo mal contacto, esto se
realizó por medio de un lijado a las partes metálicas, se corrigieron empalmes flojos o
falsos contactos. Se fijaron por medio de ramplús las luminarias que por peso se
fueron soltando de su fijación anterior, esto debido a que el techo en donde fueron
instaladas es de un concreto bastante duro de taladrar y el ramplús no quedo instalado
a la profundidad correcta. Se culminó el diseño del tablero y se hizo entrega del
proyecto realizado al taller 1 para su revisión, y entrega a la gerencia, con el fin de
proponerlo para su ejecución.
Debido a que durante este periodo ocurrió otra falla en la acometida principal que
género la interrupción del servicio eléctrico, se comenzaron a investigar las razones
de dicha falla.
Semanas 11 y 12: Se realizó una derivación a un circuito con el fin de alimentar
una bomba de agua que se instaló en el techo del área de tráfico de la estación para
instalo una bomba de agua de 1 hp, para surtir a un tanque destinado a los baños de
10
dicha área. También se visito la grúa puente de dicho taller para realizarle una
revisión de sus partes eléctricas, comprobándose que requiere de mantenimiento en
todo su sistema eléctrico debido a que presenta mucha contaminación por el polvo y
las aves que habitan en ella, en especial en los motores que se ven afectados por
dichos agentes contaminantes.
Semanas 13 y 14: Se realiza una inspección general al torno de mayor envergadura
del taller 2 con el fin de verificar su correcto funcionamiento de motores y
contactores, se determinó que se encuentra en buenas condiciones, pero requiere
cambio del sistema de control debido a que los contactores presentan muchas fallas y
están obsoletos, los motores se encontraron en buen estado, requieren mantenimiento
preventivo. Se le realizó mantenimiento a algunos de los circuitos ramales de la
estación, cambio de tamacorrientes, y suiches para el encendido de luminarias. Se
inspecciono el aire acondicionado de la sala de descansó de operadores de
locomotoras, debido a que se notificó su mal funcionamiento, se revisó y se
mandaron a conseguir los condensadores que requerían ser sustituidos.
Se investigó todo lo referente a la grúa puente con el fin de diseñar un plan de
mantenimiento para esta. Se determinaron los objetivos específicos de dicho
proyecto, y para lograr su cumplimiento se establecieron algunas actividades
enmarcadas dentro de cada uno de los objetivos, estas actividades fueron:
a) Para definir el estado actual de la grúa, se consultó el manual del
fabricante, se revisaron los datos técnicos, se obtuvo información
sobre su funcionamiento y características, se busco registros de fallas
de la grúa. Se registró y analizó la información obtenida.
11
b) Para la elaboración del plan de mantenimiento preventivo se creó un
inventario del equipo a tratar, luego se inspeccionaron para ver su
estado actual, luego se consultaron diversos materiales para establecer
las frecuencias de mantenimiento y determinar el recurso humano y
material necesario para cada actividad, para esto se elaboraron
instrucciones técnicas y se programaron las actividades.
Semanas 15 y 16: se trabajo de lleno en la realización de las actividades
establecidas anteriormente para alcanzar los objetivos específicos que llevaron a al
alcanzar el objetivo general que fue el diseño plan de mantenimiento de la grúa
puente. Se realizó un análisis exhaustivo de la información obtenida de diversas
fuentes. Se compararon y contrastaron métodos de mantenimiento aplicables, para
elegir los que se utilizaran en el plan de mantenimiento.
12
ACTIVIDADES Y TAREAS RELACIONADAS CON LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO
OBJETIVOS ESPECIFICOS
ACTIVIDADES
RECURSOS
1. Diagnosticar la situación actual de las
instalaciones eléctricas del taller 1 del
área de mantenimiento.
1.1 Realizar una inspección visual del taller.
Observar el estado de cableado, luminarias y
tomas de corriente.
1.2 Revisión del sistema eléctrico, banco de
transformación, tableros eléctricos, puntos de
iluminación y tomacorrientes.
1.3 Medición de voltaje en los tomacorrientes
y medición de corriente en la alimentación de
las maquinarias encendidas. Medición de las
dimensiones del taller
Herramientas:
Destornilladores Alicates,
entre otros.
Multímetro digital
Cinta métrica, libreta de
anotación.
2. Realizar estudio de carga al taller 1
2.1 Contabilizar el número de luminarias y
tomacorrientes, determinar el tipo y la
potencia a la cual trabajan.
2.2 Revisar las placas características de las
maquinarias que dependen de la alimentación
eléctrica del taller y registrar dicha
información.
Libreta de anotaciones
Computador
Calculadora
13
2.3 Calcular la potencia total demandada por
todas estas cargas.
3. Calcular los conductores eléctricos, por
caída de tensión y capacidad de corriente,
y seleccionar las protecciones adecuadas
del sistema eléctrico.
3.1 Calcular los conductores para circuitos
ramales de iluminación.
3.2 Calcular los conductores para circuitos de
tamacorrientes de uso general.
3.3 Calcular los conductores para circuitos de
tamacorrientes individuales, máquina de
soldar trifásica y compresor.
Calculadora
Computadora
Hojas de papel para anotar
4. Diseñar un tablero principal que
agrupe todos los circuitos existentes en el
taller, con sus respectivos elementos de
protección e identificar cada uno según la
carga o equipo a la cual pertenezcan.
4.1 Balancear las cargas para las fases.
4.2 Realizar un diagrama para ubicar las
cargas en el tablero.
Calculadora
Computadora
Hojas de papel para anotar
5. Detectar las fallas de mantenimiento
5.1 Hacer una visita guiada a la grúa puente.
5.2 Realizar una inspección visual de sus
Cámara fotográfica y libreta
14
que se presentan la grúa puente del taller
2.
partes eléctricas.
5.3 Entrevistar al tutor industrial acerca de la
grúa para recopilar información.
de anotaciones.
6. Recopilar información documental
acerca de la grúa puente
6.1 Ubicar el manual de la grúa materiales
que pueda aportar información sobre sus
características.
6.2 Investigar por internet para documentarse
sobre la misma.
6.3 Procesar dicha información.
Computadora con conexión a
internet.
Fotocopias e impresiones
7. Diseñar los procedimientos aplicables
para mejorar el estado de la grúa y
mantenerla en buenas condiciones.
7.1 Realizar un análisis exhaustivo de la
información obtenida de diversas fuentes.
7.2 Comparar y contrastar métodos de
mantenimiento aplicables, para elegir los que
se utilizaran en el plan de mantenimiento.
Computadora con conexión a
internet.
Fotocopias e impresiones
15
CRONOGRÁMA DE ACTIVIDADES POR SEMANA
Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Actividad1.1
Actividad1.2
Actividad 1.3
Actividad 2.1
Actividad 2.2
Actividad 2.3
Actividad 3.1
Actividad 3.2
Actividad 3.3
Actividad 4.1
Actividad 4.2
Actividad 5.1
Actividad 5.2
Actividad 5.3
Actividad 6.1
Actividad 6.2
Actividad 6.3
Actividad 7.1
Actividad 7.2
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
El Instituto Ferrocarriles del Estado IFE, estación Barquisimeto es una empresa de
servicios destinada al transporte de personas y todo tipo de carga a través de las vías
férreas. Debido a la necesidad del país de contar con un sistema de transporte masivo,
económico y que no sea tan nocivo al ambiente se ha venido desarrollando la red
ferroviaria nacional que permitirá transportar grandes volúmenes de carga y pasajeros
a menor costo.
Básicamente el IFE es una empresa de transporte, la estación Barquisimeto no se
encuentra operativa en la actualidad, por lo que la mayoría de las actividades que allí
se realizan son de mantenimiento. El departamento de mantenimiento que fue el área
donde se realizo el entrenamiento industrial, tiene como finalidad garantizar la
seguridad y confiabilidad operacional de los diferentes equipos que conforman los
talleres, las locomotoras y la planta física en general de la estación.
17
Las instalaciones de la estación Barquisimeto datan del año 1.959 al igual que los
talleres del área de mantenimiento. Se plantea la eliminación del banco de
transformación que actualmente se encuentra en funcionamiento en el taller N° 1 del
IFE, este consta de tres transformadores que datan de mediado del siglo XX,
funcionan con un sistema trifásico a 4,16 k V que recibe de la acometida principal de
la estación y lo reduce a 120/208 V que es la tensión utilizada para trabajar en el
taller.
En el área de mantenimiento se cuenta un nuevo banco de transformadores
destinados a la alimentación eléctrica del taller numero 1, el cual fue instalado
recientemente por la compañía eléctrica CORPOELEC, dicho banco transforma una
tensión trifásica de 24 kV a 120/208 V, este banco no se encuentra en funcionamiento
debido a que se requiere diseñar una nueva acometida y circuitos ramales, para su
puesta en servicio; por otra parte, el tablero principal del taller Nº 1 esta subdividido
en varios tableros ubicados cerca uno del otro lo que ocupa espacio innecesario,
muchos de estos tableros no se utilizan, los circuitos ramales no están agrupados en
un solo tablero principal, complicando la maniobra del operador a la apertura de
cualquier circuito.
Debido al aumento de la flota de locomotoras y equipos de tracción, se desea
modernizar el taller, así como también la incorporación de nuevos equipos y
maquinarias dentro del mismo, la ubicación del banco de transformación que
funciona actualmente en dicho taller y los tableros eléctricos no es la ideal, esta debe
ser reubicada, y la acometida del taller debe ser aumentada para que se pueda ajustar
a la nueva capacidad de carga que alimentara, también se deben diseñar los nuevos
circuitos que alimentaran a los futuros equipos a instalarse.
18
Es por ello que se plantea un rediseño de la acometida del taller número 1 y todos
sus circuitos ramales, con el fin de dimensionar los conductores de manera acorde
con las carga instalada, a instalarse y la reserva a futuros aumentos de la carga, así
como también la unificación de todos los circuitos en un tablero principal con sus
respectivos elementos de protección e identificación por circuito o equipo, y la
colocación de interruptores auxiliares en los módulos de trabajo que lo requieran por
estar ubicados lejos del tablero principal, para los equipos eléctricos que se utilicen en
dicho módulo; para mejorar la maniobrabilidad del personal, aumentar la seguridad y
cumplir con las normas establecidas en el código eléctrico nacional.
El taller Nº 2 posee una estructura física similar a la del taller Nº1, dispone de
cinco líneas de trabajo conformadas de la siguiente manera:
Primera Vía; esta vía constituye el área de trabajo de la unidad de electricidad, en
ella se llevan a cabo la mayoría de las labores de mantenimiento correctivo, su
construcción cuenta con un sistema de fosas de trabajo. En la segunda vía se
encuentra la unidad de Mecánica Diesel. La Tercera y cuarta vía la unidad de
mecánica de truck realiza trabajos de montaje y desmontaje de los truck, entre estas
vías se encuentra el servicio de grúa aérea, la cual es utilizada para el manejo de
piezas pesadas de las locomotoras u otros componentes además de la carga y descarga
de contenedores. La quinta Vía forma parte del área de trabajo de la unidad de
tornería.
La grúa puente es uno de los elementos primordiales en la realización de
mantenimiento a las locomotoras y material rodante, pues se utiliza para el manejo de
material y piezas muy pesadas, esta recorre todo el taller por lo que es muy versátil
para el trabajo dentro del mismo, además de ser una máquina bastante costosa.
19
Esta grúa puente se encuentra operativa, pero luego de inspeccionarla se pudo
conocer que requiere de labores de mantenimiento preventivo y correctivo, debido a
la alta contaminación que presentan las superficies de la misma así como todos los
elementos que la conforman, puede ocasionar daños en sus dispositivos eléctricos
especialmente en los motores eléctricos. Por esto se plantea la elaboración de un plan
de mantenimiento para evitar que se dañen sus partes por falta de atención a dicha
maquinaria.
20
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo General
Diseñar las instalaciones eléctricas del taller uno y elaborar un plan de
mantenimiento a la grúa puente del área de mantenimiento, estación Barquisimeto
perteneciente al instituto ferrocarriles del estado (IFE) ubicada en el estado Lara.
Objetivos Específicos
1. Diagnosticar la situación de las redes eléctricas ubicadas en el taller
N°1, por medio de la observación y medición de diferencia de
potencial y consumo de las cargas a fin de verificar si el calibre de los
conductores que poseen es el adecuado, en cada caso.
2. Realizar un estudio de carga en el taller, con las cargas actuales para
el diseño de acometidas, y circuitos ramales acordes con dicha carga y
la carga a instalarse a futuro.
3. Calcular los conductores eléctricos, por caída de tensión y capacidad
de corriente, y seleccionar las protecciones adecuadas del sistema
eléctrico.
4. Diseñar un tablero principal que agrupe todos los circuitos existentes
en el taller, con sus respectivos elementos de protección e identificar
cada uno según la carga o equipo a la cual pertenezcan.
21
5. Detectar las fallas de mantenimiento que se presentan en la grúa
puente.
6. Recopilar información documental acerca de la grúa puente y sus
características.
7. Investigar los procedimientos aplicables para mejorar el estado de la
grúa y mantenerla en buenas condiciones.
22
JUSTIFICACIÓN
Como se ha venido explicando, el presente trabajo de investigación tiene la
finalidad de alcanzar dos objetivos generales, que son el diseño de las instalaciones
eléctricas del taller 1 y de un plan de mantenimiento para una grúa puente del taller 2,
ambos pertenecientes al área de mantenimiento de la Estación ferroviaria
Barquisimeto, se han consultado fuentes bibliográficas referentes a metodología de
investigación, con el fin de ver la forma de desarrollar ambos objetivos en esta
investigación.
El objetivo general se relaciona con el área temática que se pretende estudiar y con
el título de la investigación. Visto desde este punto, este objetivo está estrechamente
ligado con el título de la investigación, en donde se identifica, sin entrar en detalles lo
que se desea indagar o analizar. Al respecto Balestrini, (2006) comenta: “En una
investigación pueden existir dos grandes objetivos generales, no necesariamente tiene
que ser uno, debido a que la formulación de los mismos depende de los niveles de
análisis y del propósito global que se desea cubrir. Por tanto, se pueden plantear dos
grandes objetivos generales, según sea el propósito”.
Según la cita textual anterior, es justificable trabajar con dos objetivos generales
para la realización del presente informe de pasantías, debido a que el propósito a
cubrir es el mejoramiento de los talleres de la unidad de mantenimiento del IFE.
En el área de mantenimiento se llevan a cabo diferentes procesos, dentro de los
principales están las reparaciones, e inspecciones que aseguran el buen
funcionamiento de las unidades con que se cuenta las cuales son las locomotoras,
vagones y material rodante, entre otras. Las locomotoras ingresan al taller para
23
equiparse de elemento básicos para su funcionamiento como agua, combustible y
lubricantes, la unidad de mantenimiento debe realizar además una inspección de las
mismas antes de su equipamiento, esto con el fin de verificar su correcto
funcionamiento, en caso de detectar algún desperfecto se debe reportar al jefe de
talleres el cual debe determinar las acciones a seguir para su corrección.
La estructura física de la división de mantenimiento se encuentra distribuida en
dos talleres donde se llevan a cabo actividades como inspección, ajuste,
reconstrucción y reparación del material tractivo y rodante de manera que la misma
pueda cumplir con las condiciones de servicio exigidas.
El taller Nº 1, esta conformado por cinco líneas de trabajo, la primera vía esta
destinada al equipamiento de las locomotoras con gasoil y agua, estas actividades se
realizan cada vez que las locomotoras llegan de viaje y en ocasiones se utiliza para el
lavado de plataformas. La segunda vía, generalmente se utiliza como estacionaria de
las locomotoras, plataformas, vagones y tolvas. La tercera vía es utilizada por la
unidad de Mantenimiento para realizar la inspección general a los equipos, completa
el sistema de lubricación de las locomotoras, y el nivel de arena una vez por mes. La
cuarta vía constituye el área de trabajo de la unidad de vagones y aire, en ella se
realizan actividades como revisión del sistema de frenos, cambio de zapatas, entre
otros. Mientras que en la quinta vía tienen sus lugares de trabajo las unidades de
soldadura, latonería y pintura, así como también la unidad de ventanas que se encarga
de cambiar limpia parabrisas y ventanas rotas.
Este proyecto surge de la necesidad de diseñar una nueva instalación eléctrica al
taller 1, cambiar el banco de transformadores que actualmente se utiliza en el taller de
mantenimiento numero 1 de la estación ferroviaria Barquisimeto, debido a que trabaja
24
a un nivel de tensión que en la actualidad se utiliza muy poco el cual es de 4.16 kilo
voltios y se busca la estandarización con respecto a lo que maneja la compañía de
suministro eléctrico actualmente, por lo cual le fue solicitado a la antigua compañía
ENELBAR la instalación de un nuevo banco de transformadores, el cual ya fue
instalado, este banco transforma una tensión trifásica de 24 kV a 120/208 V, el
mismo no se encuentra en funcionamiento, con lo cual se esta desperdiciando este
recurso, con este proyecto se pondrá en funcionamiento.
Una de las razonas por la cual no se ha puesto en funcionamiento este banco es
debido a que se debe rediseñar las redes eléctricas y la acometida principal del taller
antes de realizar el cambio de banco, se le deben agregar circuitos ramales a la
acometida para iluminación y puntos de tomas de corrientes, tanto de uso general
como especial, para tener puntos de conexión para las nuevas maquinarias y equipos
a instalarse dentro del mismo.
Con la realización de este proyecto se pretende mejorar el nivel de iluminación
dentro del taller el cual contribuirá a que las actividades que se desarrollan dentro de
él se realicen con mayor seguridad y comodidad para el personal, también se
aumentará la seguridad al dimensionar correctamente los conductores que
alimentarán las diversas cargas que se encuentran en el mismo, y al colocar elementos
de protección contra sobrecarga y sobrecorriente, lo que protegerá a los circuitos y
elementos conectados. Contempla una reserva suficiente para soportar el aumento en
la carga que se supone vendrá a futuro.
Este proyecto se basa en las normativas y estándares del Código Eléctrico
Nacional, además de que es un trabajo asignado por el tutor empresarial, debido a la
25
necesidad observada, la ejecución del mismo dependerá de las decisiones que se
tomen por parte de la gerencia del instituto.
La grúa puente del taller 2, no posee un plan de mantenimiento en la actualidad,
no se realiza en esta ningún tipo de trabajo relacionado con su mejoramiento y
cuidado de sus componentes ni elementos, se determinó que a causa del polvo y
suciedad que la cubre puede sufrir daños en los motores, debido a que estos a pesar de
que son robustos requieren de labores mínimas de mantenimiento, de no corregirse
este problema se generaran daños de mayor envergadura en esta grúa, lo que podría
llevarla al cese de sus funciones y salida de funcionamiento, lo cual afectaría en gran
medida las labores de mantenimiento a las locomotoras y material rodante que se
realizan dentro del taller, que requieren le requieren pues existen piezas muy pesadas
que solo se pueden montar y desmontar con dicha grúa.
Se propone la realización de un plan de mantenimiento preventivo, dirigido a
garantizar un funcionamiento optimo del sistema eléctrico de la grúa, con lo cual se
alargará la vida útil de la misma así como también de las partes eléctricas que la
conforman. Lo que a su vez contribuirá a optimizar el mantenimiento de las
maquinarias que se reparan e inspeccionan en dicho taller y es la función primordial
de la unidad de mantenimiento del instituto.
26
ALCANCE
El proyecto contempla el estudio previo de los circuitos ramales que estarán en
existencia en el taller N°1 del instituto de ferrocarriles del estado (IFE), pues se
eliminará un banco de transformación obsoleto y colocará en funcionamiento un
nuevo banco de transformación; empezando con la realización de un estudio de carga
completo y detallado de las distintas cargas eléctricas conectadas y a conectar, para
así determinar el calibre adecuado del cableado, el diámetro de la tubería y las
protecciones eléctricas debidamente balanceadas y calculadas en el tablero principal,
en base a las normas del Código Eléctrico Nacional, a las indicaciones contenidas en
el Manual para Diseño de instalaciones Eléctricas de la Electricidad de Caracas, el
Manual de Normas y Criterios de Instalaciones Eléctricas MOP.
El proyecto abarca el diseño y la redistribución de los circuitos eléctricos e
instalación de canalizaciones debidamente calculadas que se mencionan a
continuación:
Sistema de Iluminación.
Sistema de Fuerza.
Sistemas de Tomacorrientes de usos generales y especiales.
La responsabilidad de la correcta ejecución del proyecto, en lo que se refiere a la
parte eléctrica será del Departamento encargado del proyecto eléctrico, quienes en
todo momento deben velara por el estricto seguimiento y cumplimiento de las normas
especificadas según el Código Eléctrico Nacional.
El plan de mantenimiento para la grúa puente, esta diseñado especialmente a
esta maquinaria, pero puede ser aplicado a otros equipos que trabajen con motores
eléctricos y contactores, como el torno eléctrico del taller 2, debido a que este plan se
27
basa en el mantenimiento del sistema eléctrico en general, enfocándose en los
motores y contactores.
LIMITACIONES
Entre las limitaciones que se encontraron a lo largo del desarrollo del proyecto
se pueden mencionar las siguientes:
No existe información del funcionamiento o recomendaciones del fabricante
de la grúa aérea.
No existen registros u hojas de vida sobre los mantenimientos realizados a la
grúa puente.
No existe inventario de los equipos que conforman la grúa puente.
No existen planos actualizados de los talleres de mantenimiento requeridos
para la elaboración de los diseños.
No existen planos actualizados de las instalaciones eléctricas donde se
especifique el número y tipo de conductores.
No existen planos actualizados de los tableros, los cuales no están codificados
ni señalados.
No existen registros de las características de los bancos de transformación.
No se lleva un registro del tiempo de servicio de los transformadores ni de la
carga instalada.
No existen instrumentos de clase de precisión para la medición de parámetros
de tensión y corriente.
No existen registros de los cambios y mantenimiento realizados a las
máquinas y herramientas.
CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Con la finalidad de obtener mayor información referente al tema a desarrollar y
sustentar el presente trabajo de investigación se consultaron los siguientes
documentos, seleccionados por estar basados en temas afines con el que se trata en
esta investigación. Estos documentos consultados han brindado aportes que
concuerdan con el objetivo a alcanzar con el presente trabajo.
Rodríguez, Wilfredo (2008), en su trabajo de prácticas Profesionales titulado
“Diseño de un manual de normas y procedimientos para la instalación de
equipos con demanda eléctrica en el edificio de ciencias de la Universidad de
Oriente, Núcleo Sucre” cuyo objetivo general fue “Implementar un manual de
normas y procedimientos para la instalación de equipos con demanda eléctrica,
edificio de ciencias de la Universidad de Oriente, Núcleo Sucre”, el diseño de esta
investigación que es la estrategia que adopta el investigador para responder el
problema planteado se clasifica en: Investigación documental, de campo y
experimental.
29
Esta investigación contó con la población de todo el edificio de cinco pisos en el
cual funciona la universidad de oriente. Se utilizaron como técnicas de recolección de
datos la observación directa del edificio por medio de visitas al mismo y la revisión
documental para el contraste de la información obtenida de la información directa,
por medio de la revisión de planos de la distribución eléctrica entre otros documentos
que sirvieron de ayuda para dicha investigación.
Los resultados de esta investigación arrojaron que se debe rediseñar la acometida y
los circuitos ramales del edificio con la finalidad de que se adecue a la carga instalada
actualmente así como también para que tengan suficiente holgura para adaptarse a
nuevas cargas que se instalen a futuro, debido a que la acometida actual y los
circuitos ramales están instalados con conductores cuyo calibre no es adecuado para
la carga conectada y capacidad de corriente mal determinados, cuya protección termo
magnética se encuentra en valores muy próximos a la capacidad límite de corriente,
lo que ocasiona la caída frecuente del breaker por sobrecalentamiento al
sobrecargarse el circuito.
El autor realiza además un plan de normas y procedimientos que se deben seguir a
la hora de instalar nuevos equipos eléctricos en el edificio, estos deben hacerse una
vez que se hayan solucionado los problemas de tipo técnico, para evitar que el
sistema nuevo a instalarse se vuelva a deteriorar por no cumplir con las normas
establecidas por el CEN, este plan sigue un orden jerárquico que asegura que a la
hora de instalar un equipo nuevo se verifique que el circuito ramal en donde será
instalado cumple con la capacidad de corriente requerida por dicho equipo, que no
genere desbalances en las fases, entre otros. De esta forma garantizar el éxito de la
gestión de servicios eléctricos propuesta en el Edificio de Ciencias de la Universidad
de Oriente, núcleo Sucre.
30
Este trabajo consultado guarda estrecha relación con el presentado debido a que
este se basa en el estudio de carga en un recinto para determinar si cumple con los
requerimientos para funcionar de manera segura, y concluye con que se deben
rediseñar las instalaciones eléctricas del mismo con el fin de adecuarse a la carga
instalada y a futuros aumentos en la misma por la instalación de nuevos equipos, así
como la forma en que deben ser instalados estos nuevos equipos para no sobrecargar
los circuito, tal como es el caso del presente trabajo de investigación en el cual debe
rediseñar la acometida y circuitos ramales del taller Nº 1 del IFE, para cumplir con la
carga instalada y la futura que se agregará con la ampliación del mismo.
Por su parte Jiménez, Ángela (2009), en su trabajo de grado titulado: “DISEÑO
DEL SISTEMA ELÉCTRICO DEL ANEXO AL EDIFICIO TRES
YACIMIENTOS DE PDVSA CAMPO ROJO EN PUNTA DE MATA-ESTADO
MONAGAS”, tuvo como objetivo general “Diseñar el Sistema Eléctrico del Anexo al
Edificio Tres Yacimientos de PDVSA”, dicho trabajo esta clasificado como de
modalidad proyecto factible, en el cual no se tomó población ni muestra sino que se baso
en la investigación de campo, el autor empleo como instrumento para recolección de
datos los planos civiles del edificio al cual se le realizaría el diseño con miras a dar
solución a una situación específica de forma práctica basado en el cumplimiento de
normativas vigentes como el CEN y la reglamentación de PDVSA.
Este diseño involucró el cálculo de iluminación interior y exterior, usando el método
de cavidad zonal y método de punto por punto respectivamente, tomacorrientes, circuitos
de fuerza, selección de tableros, cálculo del calibre del conductor por capacidad de
corriente, por caída de tensión y por cortocircuito, cálculo de la capacidad del
transformador a usar para la alimentación del sistema, diseño de un sistema de puesta a
tierra, así como también proyectar las canalizaciones eléctricas deseadas y estimar la
carga de reserva que tendrá el sistema a diseñar.
31
Todo el diseño fue basado en la necesidad del edificio, dependiendo de las actividades
que en este se realicen, y el cumplimiento de normas de seguridad, es por ello que se
proyectaron además del sistema eléctrico, protección contra descargas atmosféricas,
además de un sistema de respaldo usando UPS (Sistema de Energía Ininterrumpible) que
brinde autonomía por un período de tres (3) horas para equipos de computación y
estaciones de trabajo, la selección de un sistema de detección y alarma de incendios, esto
debido a que PDVSA se rige por normas muy estrictas apoyándose además en estándares
internacionales como IEEE, NFPA e IEC y con base en ellos se establecieron los criterios
de diseño.
Se seleccionó este trabajo de grado para sustentar la presente investigación debido
a que en este se utilizó la misma técnica de recolección de datos y los mismos
métodos para el diseño del sistema eléctrico, basados en las normativas vigentes del
código eléctrico Nacional, en el diseño se logró el correcto dimensionamiento de los
conductores de los circuitos ramales, alimentadores y acometida, considerando su
longitud, capacidad de corriente, caída de tensión y capacidad de cortocircuito.
En el mismo orden de ideas Villarroel, Eva (2008) en su proyecto de grado titulado
“Manual para el Diseño de Instalaciones Eléctricas Industriales livianas” cuyo
objetivo general fue “Realizar un manual para el diseño de las instalaciones eléctricas
industriales, utilizando como caso ejemplo una planta industrial farmacéutica, con la
finalidad de identificar y usar los criterios generales utilizados en este tipo de
instalación”. Dicho proyecto de la modalidad proyecto factible, no tomó población ni
muestra. Como elemento de recolección de datos se utilizó en la inspección del sistema
eléctrico de la industria ejemplo, toma de los datos de potencia y factor de potencia de los
equipos, calculo de luminarias según el área a iluminar, calculo de acometida y circuitos
ramales basados en investigaciones documentales y bibliográficas.
32
Para este estudio consultado, El código Eléctrico Nacional 200:2004 sirvió como base
para seleccionar los criterios básicos de diseño, pero fue de la literatura especializada de
donde se extrajeron los conocimientos provenientes de la experiencia de ingenieros del
ramo. Mediante este estudio se pudo observar que el CEN presenta faltas de actualización
en los materiales utilizados en el mercado y con las tendencias a nivel mundial.
Los resultados arrojados por este proyecto dan a conocer la necesidad de elaborar un
manual de diseño para instalaciones industriales con enfoque práctico, este manual
diseñado luego del estudio realizado, arroja los lineamientos que mejor aplican para el
caso de estudio. El diseño realizado cumple con los requisitos mínimos de seguridad
establecidos, adicionalmente las luminarias seleccionadas para la zona de producción son
las adecuadas, los cables escogidos soportan 75ºC debido a que la industria elegida para
el estudio no excede dicho valor de temperatura.
El estudio descrito guarda relación con el que se propone debido a que rediseña los
circuitos de alumbrado y fuerza de una industria ligera, para adecuarlos a las normativas
del Código Eléctrico nacional, garantizar la seguridad de las instalaciones y brindar a las
áreas de trabajo el nivel de iluminación acorde con la actividad que se realice en este,
además se consultaron otras fuentes de investigación para cubrir los vacios de
información que presenta el CEN, en esta investigación también se consultaron para dar
repuesta a los problemas que se fueron presentando durante el desarrollo de la misma.
De igual forma Gelvez, Julio (2008) en su trabajo de grado titulado “Diseño del
sistema Eléctrico para la Universidad Nacional Experimental Politécnica de las
Fuerzas Armadas, ubicada en el Estado Nueva Esparta” cuyo objetivo general fue
“Diseñar el sistema eléctrico para la Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas
Armadas, ubicada en el Estado Nueva Esparta”, esta investigación se puede enmarcar
dentro de las características del tipo descriptivo, debido a que busca describir y
33
conceptualizar los requerimientos necesarios para la realización idónea del sistema
eléctrico, además cumple con las especificaciones de proyecto factible, ya que elabora
una propuesta para el mejoramiento de la parte eléctrica. El diseño de la investigación de
este proyecto es del tipo documental porque se basa en la interpretación de datos
secundarios obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales.
La técnica utilizada para la recolección de datos fue el análisis documental y el de
contenido, la observación directa. Los resultados obtenidos con el procesamiento de
dichos datos fueron la necesidad de diseñar las instalaciones eléctricas que sea
económico, cumpla con las normas de seguridad y reglamentación vigente para la
infraestructura que dará cabida a un aproximado de 1500 estudiantes.
Este trabajo de grado descrito guarda relación con el presente debido a que busca el
diseño de sistemas eléctricos para recintos no residenciales que manejan características
de diseño muy similares en cuanto a la normativa aplicable y los métodos para realizar
los respectivos cálculos requeridos para la selección de los conductores, las protecciones
eléctricas, tableros, entre otros. Dicho trabajo constituyó un antecedente importante,
debido a que con la información que se extrajo de este se logro obtener un mejor
entendimiento sobre los procedimientos y técnicas para realizar el diseño de instalaciones
eléctricas.
Con respecto al plan de mantenimiento, Galarza, Jenifer (2012), en su proyecto
de grado titulado “Plan de mantenimiento de un puente grúa con capacidad de
Diez toneladas” cuyo objetivo general es “brindar Mantenimiento a la parte
estructural y los accesorios presentes en una grúa puente, este documento consultado
es de la modalidad proyecto factible, y se eligió como material de referencia porque
en el se hace un estudio detallado de las grúas en general, se basa en normas
internacionales actuales, las clasifica según las normas vigentes describe sus partes y
34
generalidades. Este proyecto fue de gran ayuda para la elaboración del plan de
mantenimiento, debido a que no se consiguió el manual del fabricante y con las
especificaciones consultadas se logró obtener una buena descripción de las partes y
mecanismos que la componen.
Este proyecto consultado se relaciona con el que se presenta en este informe
porque basa su metodología en la investigación documental con el fin de generar
nuevos conocimientos, para crear un plan de mantenimiento de todas las partes de
una grúa puente, incluyendo la parte eléctrica.
BASES TEÓRICAS
A continuación se presentan los siguientes aspectos teóricos con el fin de que se
obtenga un buen entendimiento del proyecto por parte del lector.
Acometida:
Se llama acometida en las instalaciones eléctricas a la derivación desde la red de
distribución de la empresa suministradora (también llamada de servicio eléctrico)
hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía eléctrica
(normalmente conocido como usuario). Las acometidas en baja tensión (de 0 a
600/1000 Volts dependiendo del país) finalizan en la denominada caja general de
protección mientras que las acometidas en alta tensión (a tensión mayor de 600/1000
Volts) finalizan en un Centro de Transformación del usuario, donde se define como el
comienzo de las instalaciones internas o del usuario.
35
Conductores de acometida:
Los conductores de alimentación entre el alimentador principal de la calle o desde
los transformadores, hasta el equipo de acometida de la propiedad que alimentan.
Circuito ramal:
Los conductores del circuito entre el último dispositivo contra sobrecorriente que
protege el circuito y la(s) salida(s).
Circuito ramal, artefacto:
Circuito ramal que suministra energía a una o más salidas a las cuales se conectan
artefactos y no tiene conectadas en forma permanente luminarias que sean parte de un
artefacto.
Circuito ramal, individual:
Circuito ramal que alimenta un sólo equipo de utilización.
Circuito ramal, uso general:
Circuito ramal que alimenta varias salidas para alumbrado y otros usos.
36
Equipo:
Término general que abarca material, accesorios, dispositivos, artefactos,
luminarias, aparatos y similares que se usan como partes de la instalación eléctrica, o
conectados a ella.
Gabinete:
Caja diseñada para montaje de superficie o embutida, provista de un marco o
pestaña en las cuales hay o pueden colocarse puertas de bisagra.
Concepto caída de tensión:
Perdida de voltaje de un punto a otro.
La caída de tensión de un conductor es la diferencia de potencial que existe entre
los extremos del mismo. Este valor se mide e voltios y representa el gasto de fuerza
que implica el paso de la corriente por ese conductor.
Así mismo, la caída de tensión es medida frecuentemente en tanto por ciento de la
tensión nominal de la fuente de la que se alimenta. Por lo tanto, si en un circuito
alimentado a 400 Voltios de tensión se prescribe una caída máxima de tensión de una
instalación del 5%, esto significará que en dicho tramo no podrá haber más de 20
voltios, que sería la tensión perdida con respecto a la tensión nominal.
No existe un conductor perfecto, pues todos presentan una resistividad al paso de
la corriente por muy pequeña que sea, por este motivo ocurre que un conductor
incrementa la oposición al paso de la corriente, a medida que también va aumentando
37
su longitud. Si esta resistencia aumenta, por consiguiente aumenta el desgaste de
fuerza, es decir, la caída de tensión. Podríamos decir que la caída de tensión de un
conductor viene determinada por la relación que existe entre la resistencia que ofrece
este al paso de la corriente, la carga prevista en el extremo más lejano del circuito y el
tipo de tensión que se aplicará a los extremos. En la siguiente figura se observa esta
caída de tensión:
Figura 3
Donde:
Vs = I Z L + Vr
Vs = e + Vr
Vr = Voltaje de recepción en voltios.
Vs = Voltaje de suministro en voltios.
L: longitud de conductor en metros
Z = R + JxL = impedancia del conductor
I = corriente en ampers.
e = caída de tensión en Volts o en % = (( Vs-Vr) /Vs) x 100
38
Figura 4
Protecciones:
Se protege contra sobreintensidades y cortocircuitos mediante interruptores
magnetotérmicos y contra contactos directos e indirectos mediante los interruptores
diferenciales.
Protección contra sobreintensidades:
Todo circuito estará protegido contra los efectos de las sobreintensidades que
puedan presentarse en el mismo, para lo cual la interrupción de este circuito se
39
realizará en un tiempo conveniente o estará dimensionado para las sobreintensidades
previsibles.
Las sobreintensidades pueden estar motivadas por:
- Sobrecargas debidas a los aparatos de utilización o defectos de aislamiento
de gran impedancia.
- Cortocircuitos.
- Descargas eléctricas atmosféricas
a) Protección contra sobrecargas. El límite de intensidad de corriente admisible en
un conductor ha de quedar en todo caso garantizada por el dispositivo de protección
utilizado. El dispositivo de protección esta constituido por un interruptor automático
de corte omnipolar con curva térmica de corte.
b) Protección contra cortocircuitos. En el origen de todo circuito se establecerá un
dispositivo de protección contra cortocircuitos cuya capacidad de corte estará de
acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de su
conexión. Se admite, no obstante, que cuando se trate de circuitos derivados de uno
principal, cada uno de estos circuitos derivados disponga de protección contra
sobrecargas, mientras que un solo dispositivo general pueda asegurar la protección
contra cortocircuitos para todos los circuitos derivados.
40
Protección contra contactos directos e indirectos:
El empleo de dispositivos de corriente diferencial-residual, cuyo valor de corriente
diferencial asignada de funcionamiento sea inferior o igual a 30 mA, se reconoce
como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de
protección contra los contactos directos o en caso de imprudencia de los usuarios.
El corte automático de la alimentación después de la aparición de un fallo está
destinado a impedir que una tensión de contacto de valor suficiente, se mantenga
durante un tiempo tal que puede dar como resultado un riesgo.
El corte automático de la alimentación está prescrito cuando puede producirse un
efecto peligroso en las personas, debido al valor y duración de la tensión de contacto.
La tensión límite convencional es igual a 50 V, valor eficaz en corriente alterna, en
condiciones normales.
Puesta a tierra:
La puesta a tierra de la instalación eléctrica es la protección más importante
contra contactos directos e indirectos y consiste en unir mediante un conductor todas
las masas metálicas de la instalación. Dicho conductor se conecta al sistema de puesta
a tierra que une estas masas con la tierra o suelo. El hilo de tierra, también
denominado toma de conexión a tierra o simplemente tierra, se emplea en las
instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del
aislamiento de los conductores activos.
41
La toma de tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de
fuga para que cierre el circuito “a tierra” en lugar de pasar a través del usuario.
Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada
a la instalación eléctrica a través de un cable. En todas las instalaciones según el
reglamento, el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y
amarillo.
Figura 5
Todas las masas de los equipos eléctricos protegidos por un mismo dispositivo
de protección, deben ser interconectadas y unidas por un conductor de protección a
una misma toma de tierra.
Se debe cumplir la siguiente condición:
Donde:
42
Es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de
protección de masas.
es la corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de
protección. Cuando el dispositivo de protección es un dispositivo de corriente
diferencial-residual es la corriente diferencial-residual asignada.
U es la tensión de contacto límite convencional (50, 24 V)
Instalaciones eléctricas industriales:
Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos que permiten transportar
y distribuir la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos que la
utilicen. Entre estos elementos se incluyen: tableros, interruptores, transformadores,
bancos de capacitores, dispositivos, sensores, dispositivos de control local o remoto,
cables, conexiones, contactos, canalizaciones, y soportes. Las instalaciones eléctricas
industriales, por su tamaño y complejidad, son tan importantes como los sistemas
eléctricos de potencia, el uso de las técnicas de análisis usadas en estos, son
aplicables también en las instalaciones de tipo industrial.
Análisis de los sistemas eléctricos:
El análisis de los sistemas, es un conjunto de técnicas que se basan en las leyes
fundamentales de la electricidad, aplicables principalmente a circuitos trifásicos de
corriente alterna. Estas técnicas facilitan el cálculo del comportamiento de los
sistemas bajo condiciones especificas, para auxiliar en el diseño de nuevos sistemas,
para rediseñar los sistemas existentes, o bien, para hacer ajustes y modificaciones a
partes de las instalaciones.
43
Los estudios principales de análisis en instalaciones industriales incluyen:
Estudios y cálculos de circuitocorto.
Selección de dispositivos de protección.
Coordinación de dispositivos de protección.
Otros aspectos como: arranque de motores, estudios de caída de
tensión y corrección de factores de potencia.
Estudios de armónicos.
Objetivos de una instalación eléctrica:
Una instalación eléctrica debe distribuir la energía eléctrica a los equipos
conectados de una manera segura y eficiente. En cualquier instalación eléctrica de
alumbrado o fuerza, es conveniente tomar en consideración que debe cumplir con los
siguientes requisitos:
Seguridad: La instalación eléctrica debe realizare de tal forma que no exista
ningún riesgo para las personas y equipos que se encuentran instalados en dicha
instalación, durante su operación común.
Capacidad: Cada sistema eléctrico debe estar diseñado para satisfacer la demanda
de servicio que se presente y considerar también el pronóstico de carga para
instalaciones futuras, esta medida es conveniente y necesaria en algunos casos,
debido a que el uso de la electricidad tiende a incrementarse en industrias, edificios,
comercios, etc. y deben tenerse instalaciones calculadas para la demanda prevista en
un lapso de tiempo determinado.
44
Flexibilidad: Dependiendo del tipo de instalación eléctrica que se trate (industrial,
comercial, residencial), se debe proyectar para que tenga una flexibilidad adecuada
para la distribución de circuitos y para el entubado y alambrado, por lo que
dependiendo de la localización física de los elementos de la instalación por alimentar,
debe procurarse que las bandas de tubería ductos y alimentaciones tengan una
localización tal que permita hacer cambios o modificaciones, sin que esto represente
problemas técnicos complejos o gastos excesivos.
Accesibilidad: Cualquier instalación eléctrica, en forma independiente de la
localización de las maquinas y aparatos por alimentar, se debe proyectar en tal forma
que sea accesible en su instalación, mantenimiento y servicio general.
Confiabilidad: Dependiendo de la naturaleza de la instalación, ya sea edificio,
industria, almacén o centro comercial, hospital o casa habitación, varia el grado de
seguridad en el suministro de la energía eléctrica, entendiéndose esto, desde el punto
de vista de planeación, como la probabilidad de que este dentro de servicio un
determinado tiempo (estimado en forma nula); esto en forma independiente de la
garantía o confiabilidad que se tenga en el suministro de la energía eléctrica por parte
de la compañía suministradora.
Grúa puente o Puente grúa:
Un puente-grúa, es un tipo de grúa que se utiliza en fábricas e industrias, para izar
y desplazar cargas pesadas, permitiendo que se puedan movilizar piezas de gran porte
en forma horizontal y vertical. Un puente-grúa se compone de un par de rieles
paralelos ubicados a gran altura sobre los laterales del edificio con un puente metálico
(viga) desplazable que cubre el espacio entre ellas. El guinche, el dispositivo de izaje
45
de la grúa, se desplaza junto con el puente sobre el cual se encuentra; el guinche a su
vez se encuentra alojado sobre otro riel que le permite moverse para ubicarse en
posiciones entre los dos rieles principales.
Maquinas de corriente alterna:
Se le llama maquinas de corriente alterna a aquellas maquinas que funcionan con
corriente alterna. Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte
una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor
eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción
mutua de los campos magnéticos.
Motores de corriente alterna:
Por el fácil manejo de transmisión, distribución y transformación de la C.A, se ha
constituido en la corriente con más uso en la sociedad moderna. Es por ello que los
motores de C.A, son los más normales y con el desarrollo tecnológico se ha
conseguido un rendimiento altísimo que hace que más del 90 % de los motores
instalados sea de C.A.
Los motores de C.A, se dividen por sus características en:
Sincrónicos
Trifásico con Colector.
Trifásico con Anillos.
Y Rotor Bobinado.
Asincrónicos o de Inducción
Trifásico Jaula de Ardilla.
46
Monofásico: Condensador, Resistencia.
Asincrónicos Sincronizados: Serie o Universal.
Espira en corto circuito.
Hiposincrónico.
Repulsión.
Motores asincrónicos o de inducción:
Son los de mayor uso en la industria. Cuando se aplica una corriente alterna a un
estator, se produce un campo magnético giratorio, este campo de acuerdo a las leyes
de inducción electromagnéticas, induce corriente en las bobinas del rotor y estas
producen otro campo magnético opuesto según la ley de Lenz y que por lo mismo
tiende a seguirlo en su rotación de tal forma que el rotor empieza a girar con
tendencia a igualar la velocidad del campo magnético giratorio, sin que ello llegue a
producirse. Si sucediera, dejaría de producirse la variación de flujo indispensable para
la inducción de corriente en la bobina del inducido.
A medida que se vaya haciéndose mayor la diferencia entre la velocidad de giro
del campo y la del rotor, las corrientes inducidas en él y por lo tanto su propio campo,
irán en aumento gracias a la composición de ambos campos se consigue una
velocidad estacionaria. En los motores asincrónicos nunca se alcanza la velocidad del
sincronismo, los bobinados del rotor cortan siempre el flujo giratorio del campo
inductor.
Como toda maquina eléctrica, los motores asíncronos constan de dos partes
fundamentales y distintas:
47
El estator: Es la parte fija del motor. Está constituido por una carcasa en la que
está fijada una corona de chapas de acero al silicio provistas de unas ranuras. Los
bobinados de sección apropiada están dispuestos en dichas ranuras formando las
bobinas que se dispondrán en tantos circuitos como fases tenga la red a la que se
conectará la máquina.
El rotor: Es la parte móvil del motor. Esta situado en el interior del estator y
consiste en un núcleo de chapas de acero al silicio apiladas que forman un cilindro,
en el interior del cual se dispone un bobinado eléctrico. Los tipos más utilizados son
rotor de jaula de ardilla y rotor bobinado.
Figura 6
Objetivo del mantenimiento preventivo a un motor
El principal objetivo del mantenimiento, es garantizar que el equipo se encuentre
en óptimas condiciones de operación, y aumentar su vida útil. El mantenimiento
empieza en la selección del motor. Frecuentemente se hace la selección sin considerar
48
las implicaciones en el servicio y mantenimiento del motor, de lo que resultan
consecuencias económicas desfavorables.
El mantenimiento preventivo es importante en cualquier instalación, pero es solo
función, y no debe interferir con la función de línea de producción. La interferencia
con la producción debe ser mínima, y es obligatoria la cooperación de mantenimiento
preventivo. Con una planeación cuidadosa, gran parte del trabajo de mantenimiento
preventivo se puede hacer mientras las máquinas están en plena producción, pues es
cuando mejor se puede observar la conmutación, vibraciones, calentamiento y
temperaturas. Sin embargo, se debe dar más importancia a la seguridad cuando se
examinan las máquinas y motores en funcionamiento.
Registros:
Cualquier programa de mantenimiento preventivo requiere llevar registros y
mediciones en ciertas condiciones. El hecho de que un motor hoy tenga una
resistencia de 20 megaóhms en el aislamiento, significa muy poco, salvo que se sepa
lo que ha ocurrido en el pasado. Este método de investigar es muy útil para el
mantenimiento preventivo, siempre y cuando se lleven registros. Algunas empresas,
tienen disponibles tarjetas de muestreo de mantenimiento preventivo, aunque no
suelen servir para todos los departamentos de mantenimiento preventivo sin algunas
modificaciones. Se debe tener suficiente información en la tarjeta para que resulte
útil, a veces se utilizan libros para registrar.
Las políticas de la empresa determinarán si la tarjeta debe incluir información
como el número de serie del fabricante, o un número de control de la empresa. Se
49
deben mencionar las piezas de repuesto disponibles, en particular para motores
iguales, a fin de disminuir el inventario de piezas.
Partes de repuesto:
Las piezas de repuesto son las partes cuya duración es menor que los devanados, y
estos últimos son los que determinan la vida del motor. Las partes de reserva son
piezas o ensambles duplicados que se deben reemplazar en caso de algún accidente de
operación. Se emplean para que siga funcionando el motor, y reducir la pérdida de
tiempo en caso de alguna falla.
Inspección:
La mayoría de los problemas comunes que presentan los motores eléctricos se
pueden detectar por una simple inspección, o bien efectuando algunas pruebas. Este
tipo de pruebas se les conoce como pruebas de diagnóstico o de verificación, se
inician con la localización de fallas con las pruebas más simples, y, el orden en que se
desarrollan normalmente tiene que ver con el supuesto problema. La forma de
identificar los problemas tiene relación con el tamaño del motor y su tipo.
Condiciones ambientales:
Se debe adecuar el grado de protección mecánica de la cubierta del motor a las
características ambientales del local de instalación: presencia de agentes químicos
agresivos, polvo, humedad, partículas abrasivas, etc.; se debe tener en cuenta también
la influencia de estos agentes sobre el sistema aislante. Se puede incluso considerar la
noción de agresividad del ambiente. Existen dos tipos de ambientes agresivos: los
mecánicamente agresivos y los químicamente agresivos. Es relativamente fácil la lista
de algunas características que definen un ambiente no agresivo:
50
Ausencia de polvo que pueda provocar abrasión en las partes de los equipos
instalados, o disminuir la ventilación por la obstrucción de conductos de ventilación.
Ausencia de gases, vapores o líquidos que puedan corroer o atacar superficies o
partes de los equipos; se debe tener en cuenta que la presencia de determinadas
substancias en la atmósfera puede afectar incluso al sistema aislante y/o a las grasas o
aceites utilizados en la lubricación de los cojinetes.
Aislamientos:
Para los motores es primordial e insustituible el uso de aislantes, puesto que en sus
propiedades se sabe que no son conductores de la electricidad, por lo que es de suma
importancia su aplicación, ya que es necesario que el motor solo tenga contacto
magnético y no eléctrico en algunas partes como entre los mismos devanados, es
decir cada espira esta aislada eléctricamente de las otras.
Pruebas:
Con relación a los equipos que se pueden emplear para las pruebas van desde los
más sencillos, como son las lámparas de prueba, hasta algunos instrumentos digitales,
que en algunos casos pueden ser más o menos sofisticados. Un aspecto básico en la
determinación de las condiciones de un motor es definir si el motor presenta síntomas
de falla, o bien a través de las pruebas de rutina de mantenimiento se observan fallas
o tendencias a la falla.
Algunas de las condiciones anormales pueden resultar bastante fáciles de
identificar sin necesidad de pruebas complicadas. De hecho, algunos de los problemas
51
mecánicos se pueden detectar por simple observación. Para los fines del análisis de
fallas, el sistema de un motor eléctrico se puede considerar que consta de cuatro
componentes principales que son: la fuente de alimentación, el controlador, el motor,
la carga.
Cuando ocurre un problema en un motor, es necesario determinar primero cuál de
estas componentes está en falla. El suministro de potencia y los controladores pueden
fallar en la misma proporción, y en ocasiones con mayor frecuencia que el motor
mismo. Las cargas mecánicas aumentan debido a un incremento en el tamaño de la
carga que el motor está accionando, pero también por alguna falla en los baleros o
rodamientos, o bien en el medio de acoplamiento con la carga.
Contactor electromagnético:
Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un
receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos
posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción
alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción.
Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". Su accionamiento se realiza a
través de un electroimán.
Figura 7
52
Funcionamiento del contactor:
A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar.
Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el
número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, etc. realizándose las
maniobras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos
clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y
aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y
señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda
excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra
los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito
entre la red y el receptor.
Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte
de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está
concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de
los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus
espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a
veces los dos se montan sobre amortiguadores.
BASES LEGALES
La Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, es su artículo 87 reza
que: “Toda persona tiene derecho al trabajo y el deber de trabajar. El Estado
garantizará la adopción de las medidas necesarias a los fines de que toda persona
pueda obtener ocupación productiva, que le proporcione una existencia digna y
decorosa y le garantice el pleno ejercicio de este derecho. Es fin del Estado fomentar
el empleo. La ley adoptará medidas tendentes a garantizar el ejercicio de los derechos
53
laborables de los trabajadores y trabajadoras no dependientes. La libertad de trabajo
no será sometida a otras restricciones que las que la ley establezca.
Todo patrono o patrona garantizará a sus trabajadores y trabajadoras condiciones
de seguridad, higiene y ambiente de trabajos adecuados. El Estado adoptará medidas
y creará instituciones que permitan el control y la promoción de estas condiciones”.
Según este artículo, es un deber constitucional del patrón la seguridad de los
trabajadores, este proyecto busca aumentar la seguridad en las áreas de trabajo de los
talleres del IFE, y adecuar las condiciones de higiene pues al mejorar la iluminación
en el taller 1, se cuidará la salud visual del personal que allí labora, con la puesta en
práctica del mismo se dará cumplimiento al dicho artículo. Con la implementación
del plan de mantenimiento a la grúa puente, se protegerá la salud del personal, pues se
evitarán muchas fallas que podrían llegar a ocasionar algún tipo de lesión u accidente.
Por otra parte y enmarcado en el Plan de Desarrollo Económico y social de la
nación 2007-2013, en el apartado “h” establece que: “Se debe promover la
integración territorial de la nación mediante los corredores de multimodales de
infraestructuras (transporte carretero, ferroviario y fluvial, electricidad, gas,
telecomunicaciones).”, lo cual se traduce en que el estado tiene el deber de crear
infraestructura de calidad desarrollar mas el servicio de transporte ferroviario. El
presente proyecto tiene un impacto indirecto en este desarrollo, pues con las mejoras
propuestas, busca optimizar el mantenimiento a realizarse en las locomotoras y demás
maquinarias, que forman parte de la ferroviaria de la nación.
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN
El tipo de investigación en el cual se ubica el presente estudio, según el objetivo
planteado, se puede clasificar en investigación proyectiva, debido a que en esta se
intenta proponer soluciones a unas situaciones determinadas, que son la falta de
mantenimiento de la grúa puente y la necesidad de mejorar el sistema eléctrico del
taller 1, para ello se exploraron, describieron, explicaron y propusieron alternativas de
cambio aunque no necesariamente se ejecute la propuesta como tal, lo que caracteriza
a este tipo de investigación. En relación a esto, Hurtado, J. hace referencia a que una
investigación proyectiva:
Consiste en la elaboración de una propuesta, de un plan, un programa o un
modelo, como solución de un problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de un
grupo social, o de una institución, o de una región geográfica, en un área particular
del conocimiento, a partir de un diagnóstico preciso de las realidades del momento,
55
los procesos explicativos o generadores involucrados y de las tendencias futuras, es
decir con base en los resultados del proceso investigativo (2010, pág. 114).
El tipo de investigación indica la profundidad con la cual el investigador aborda el
objeto de conocimiento. El Manual de trabajo de Grado, Maestría y Tesis doctorales
de la UPEL (1998), define al proyecto factible de la siguiente manera “…La
elaboración de una propuesta de un modelo operativo viable, o una solución posible a
un problema tipo práctico, para satisfacer necesidades de una institución o grupo
social”. La presente investigación tiene como objetivo principal “Diseñar las
instalaciones eléctricas del taller uno y elaborar un plan de mantenimiento a la grúa
puente del área de mantenimiento, estación Barquisimeto perteneciente al instituto
ferrocarriles del estado (IFE) ubicada en el estado Lara” por lo tanto, en base a la cita
anterior se puede decir que es de modalidad proyecto factible.
Para la autora Hurtado, J. Existen diferencias y semejanzas entre la investigación
proyectiva y el proyecto factible, se asemejan en que ambos son investigación y
generan conocimiento nuevo y concluyen con una propuesta diseño o invento entre
otros.
Se diferencian en que el proyecto factible formula la propuesta sólo con la
descripción de la problemática y de las condiciones que hacen posible la propuesta, lo
cual no garantiza la efectividad de la propuesta, mientras que la investigación
proyectiva describe la problemática a resolver, pero también explica su origen,
además puede anticipar tendencias, analizar y comparar con otras propuestas
56
existentes, y todo lo necesario para asegurar la efectividad de la propuesta. Es mucho
más completa que el proyecto factible (Hurtado J, 2010).
Con el análisis anterior que realiza la autora Hurtado, se deduce que el presente
proyecto se inclina más por la modalidad proyecto factible que por la investigación
proyectista, por lo cual se abordó su desarrollo en base a dicha modalidad por lo que
se realizó una propuesta viable, destinada atender necesidades específicas a partir de
un diagnóstico.
Como ya se mencionó el proyecto factible también consiste en la investigación,
elaboración y desarrollo de un modelo operativo viable para solucionar problemas,
requerimientos necesidades de organizaciones o grupos sociales que pueden referirse
a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos, o procesos. El
proyecto debe tener el apoyo de una investigación de tipo documental, y de campo, o
un diseño que incluya ambas modalidades (Manual de Tesis de grado y Tesis de
grado y especialización y Maestría y Tesis de Doctorales de la Universidad
pedagógica Libertado, 2003, p.16).
Para llevar a cabo el proyecto factible, lo primero que debe realizarse es un
diagnóstico de la situación planteada; en segundo lugar, es plantear y fundamentar
con basamentos teóricos la propuesta a elaborar y establecer, tanto los procedimientos
metodológicos así como las actividades y los recursos necesarios, para llevar a
delante la ejecución, luego, se realizará el estudio de factibilidad del proyecto y, por
último, la ejecución de la propuesta con su respectiva evaluación.
57
Las fases o etapas son: diagnóstico, factibilidad y diseño de la propuesta. Según
Labrador y Otros, (2002), expresan: “El diagnóstico es una reconstrucción del objeto
de estudio y tiene por finalidad, detectar situaciones donde se ponga de manifiesto la
necesidad de realizarlo” (p. 186).
La factibilidad, indica la posibilidad de desarrollar un proyecto, tomando en
consideración la necesidad detectada, beneficios, recursos humanos, técnicos,
financieros, estudio de mercado, y beneficiarios. (Gómez, 2000, p. 24). Por ello, una
vez culminado el diagnóstico y la factibilidad, se procede a la elaboración de la
propuesta, lo que conlleva necesariamente a una tercera fase del proyecto.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
El diseño de la investigación es la estrategia general que asume el investigador con
el fin de dar cumplimiento a los objetivos planteados. En el presente proyecto las
estrategias empleadas se ubican dentro del tipo documental. El autor Arias F, (2004)
en su texto “El proyecto de investigación” define la investigación documental como:
“un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de
datos secundarios, es decirl los obtenidos y registrados por otros investigadores en
fuentes documentales: impresas, audiovisuales o electrónicas” (p.25).
Basándose en la cita anterior, se deduce que la investigación presente cumple con
dicho concepto, debido a que para su desarrollo se realizo un análisis de distintos
documentos como trabajos de grado, textos especializados, fuentes electrónicas,
además de fuentes vivas que aportaron información vital para el desarrollo del
mismo.
58
A su vez esta investigación se apoya en una investigación de campo, la cual
consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la
realidad donde ocurren los hechos (datos primarios) sin manipular o controlar
variable alguna.
El autor Sabino, C. (2002) afirma: “la investigación de campo, se caracteriza
porque los problemas que se estudian surgen de la realidad y la información
requerida, debe obtenerse directamente de ella”. Con esta definición se puede inferir
que los datos primarios para esta investigación son las características de
funcionamiento actual de las instalaciones eléctricas del taller 1 y la grúa puente,
siendo los sujetos dichas instalaciones y la grúa, y los problemas que presentan
surgen de la realidad, y la información que se obtuvo para el análisis se obtuvo en
forma directa.
ÁREAS DE APLICACIÓN
Este proyecto pertenece al área científica de tecnología e ingeniería eléctrica
basada en mantenimiento y diseño, el cual puede ser aplicado a diversos planes de
mantenimiento que incluyan motores, contactores y sistemas eléctricos a nivel
industrial, así como también para el diseño de instalaciones eléctricas industriales de
pequeña envergadura. La unidad específica para la cual se elaboró el presente
proyecto es la unidad de mantenimiento eléctrico del Instituto Ferrocarriles del
Estado, estación Barquisimeto, ubicada en el Estado Lara, y es a esta unidad a la cual
se aplicará dicho proyecto.
59
POBLACIÓN Y MUESTRA
Para el desarrollo del proyecto factible se requiere tomar en cuenta elementos que
aportan datos importantes que serán sometidos a análisis para ser utilizados en el
estudio del problema, uno de estos elementos es la población. Según Alcaide
Inchausti, A (1997) especifica que población es “…cualquier conjunto de elementos
de los que se quiere conocer o investigar alguna o algunas de sus características”, (p.
63). Desde el punto de vista de Gabaldón, N. (s.f), “estadísticamente hablando, por
población se entiende un conjunto finito e infinito de personas, conjunto o elementos
que presentan características comunes”, (s.p).
Para el presente proyecto, la población fue todos los elementos del sistema
eléctrico que conforman al taller 1 y todos los que componen del sistema eléctrico de
la grúa puente del taller 2. Como muestra se tomó el 100% de dicha población, por lo
cual no se requiere procesamiento de datos, en cuanto a porcentajes y muestreo.
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Las técnicas de recolección de datos son un conjunto de mecanismos, medios y
sistemas de dirigir, recolectar, conservar, reelaborar y transmitir los datos sobre estos
conceptos Fernando Castro Márquez indica que las técnicas están referidas a la
manera como se van a obtener los datos y los instrumentos son los medios materiales,
a través de los cuales se hace posible la obtención y archivo de la información
requerida para la investigación.
Para definir lo que es un instrumento de recolección de datos se cita a:
60
Sabino, C (s.f) Un instrumento de recolección de datos es en principio cualquier
recurso de que pueda valerse el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer
de ellos información. De este modo el instrumento sintetiza en si toda la labor previa
de la investigación, resume los aportes del marco teórico al seleccionar datos que
corresponden a los indicadores y, por lo tanto a las variables o conceptos utilizados
(p. 149,150).
En el presente proyecto por su diseño de investigación documental, una de las
técnicas que se utilizó para la recolección de datos fue la revisión y análisis
documental y de contenido, utilizando para el procesamiento el análisis, comparación
y parafraseo de las fuentes consultadas, esto para recopilar la mayor cantidad de
información concerniente a los temas a abordar en el proyecto y tener buenas bases
teóricas para respaldar la investigación.
La principal técnica que se utilizó para el abordaje de los objetivos planteados fue
la observación directa de los talleres de la estación, y del sistema eléctrico en general,
prestando especial atención a las áreas a mejorar con la implementación del proyecto
a realizar, es decir la grúa puente y el taller 1. Se realizaron inspecciones visuales,
medición de parámetros eléctricos, preguntas informales al personal que labora en las
áreas inspeccionadas, con el fin de recopilar información y detectar las fallas que se
deben corregir y mejorar el sistema en general.
Otra técnica utilizada fue la entrevista la cual es una técnica mediante la cual una
persona obtiene información directa de otra y puede ser dirigida o estructurada que es
la que se hace a través de un cuestionario o puede ser no estructurada sino focalizada
o libre. Para este estudio las entrevistas aplicadas fueron no estructuradas o libres. Al
respecto Susan la define como la relación personal entre uno o más sujetos, en la cual
61
uno de ellos, el entrevistado, posee determinada información que proporcionará a otro
sujeto, el entrevistador la diferencia con el cuestionario estaría en que en la entrevista
hay mayor flexibilidad y el entrevistador puede hacer modificaciones en el formato
de las preguntas, sin cambiar el sentido de las mismas.
INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Falcón y Herrara (2005) “La aplicación de un técnica conduce a la obtención de
información, la cual debe ser resguardada mediante un instrumento de recolección de
datos” (p. 12). Según estos mismos autores, los instrumentos de recolección de datos
“son dispositivos o formatos (en papel o digital), que se utilizan para obtener,
registrar o almacenar información” (p.12).
Los instrumentos son los medios materiales que se emplean para recoger y
almacenar la información. Ejemplo: fichas, formatos de cuestionario, guías de
entrevista, lista de cotejo, grabadores, escalas de actitudes u opinión, entre otros. De
acuerdo con estos conceptos, los instrumentos de recolección de datos utilizados para
este proyecto fueron:
a) Instrumentos de recolección: Libreta para anotaciones, Multímetro digital,
cinta métrica, calculadora.
b) Instrumentos de Registro: Cámara fotográfica, memoria USB, computadora.
62
FASES DEL PROYECTO
Para la propuesta del Diseño de Instalaciones Eléctricas del Taller 1, se realizaron
las siguientes fases:
Fase 1: Estudio Diagnóstico
En esta primera fase se buscó cumplir con el objetivo de:
1. Diagnosticar la situación actual de las instalaciones eléctricas del taller 1 del
área de mantenimiento.
Para lo cual se realizaron una serie de actividades encaminadas a dar
cumplimiento al mismo. Estas actividades fueron:
1.1 Realizar una inspección visual del taller. Observar el estado de cableado,
luminarias y tomas de corriente.
1.2 Revisión del sistema eléctrico, banco de transformación, tableros eléctricos,
puntos de iluminación y tomacorrientes.
1.3 Medición de voltaje en los tomacorrientes y medición de corriente en la
alimentación de las maquinarias encendidas y medición de las dimensiones del taller.
63
Con la realización de estas actividades se obtuvo información directamente de la
fuente original, a la cual se le aplicará el diseño, es decir que con esta se realizó un
investigación de campo.
En esta fase se determinó que el banco de transformador con el que actualmente se
alimenta la acometida actual de este taller, aún esta operativo no tiene registros de
mantenimiento de ningún tipo des de que fue instalado, por lo que se asume que
nunca a recibido mantenimiento. Se encuentra polvoriento y descuidado, y la empresa
desea sacarlo de funcionamiento para instalar un nuevo banco de transformación, por
lo cual se realiza el diseño de la nueva acometida del taller en base a este cambio. Ya
se encuentran instalados los conductores que conectaran la nueva acometida con el
banco de transformación nuevo. El tablero principal no tiene identificado ningún
circuito y le faltan dispositivos de protección, los subtableros están muy cerca del
tablero principal y se pidió que se agrupasen todos en un mismo tablero.
Existen muchos puntos de tomacorrientes en los cuales no se encuentra instalado
el tomacorriente como tal, sino que solo están los conductores dentro del cajetín, no
existe un tablero que indique el circuito que las controla las luminarias y muchas
están dañadas.
En esta fase también se realizaron las actividades dirigidas a obtener los datos para
hacer el estudio de carga al taller 1, las cuales fueron:
2. Contabilizar el número de luminarias y tomacorrientes, determinar el tipo y la
potencia a la cual trabajan.
64
3. Revisar la placa características de las maquinarias que dependen de la
alimentación eléctrica del taller y registrar dicha información.
4. Calcular la potencia total demandada por todas estas cargas.
Se determinó el número de luminarias y tomacorrientes, clasificándolas por tipo y
la potencia a la cual trabajan, se revisaron las placas características de las
maquinarias que dependen de la alimentación eléctrica del taller y se registró dicha
información con el fin de calcular la potencia total demandada por todas estas cargas
y de esa forma comenzar con el estudio de carga qué determinó la potencia
demandada por el taller 1.
En el interior del galpón la iluminación artificial se realiza por medio de 21
lámparas de vapor de mercurio de 400 W, distribuidas en dos circuitos. En las fosas
de trabajo del taller existen lámparas de 100 vatios en total son 12 lámparas. La
iluminación exterior del galpón se realiza por medio de reflectores existen 10 de 1000
W, y una torre que contiene 4 reflectores de 1000 W, para un total de 14 relectores.
En los talleres de mantenimiento 1 y 2 existen fosas de trabajo las cuales permiten
la exploración, revisión y mantenimiento del material tractivo y rodante, en cada uno
de estos fosos existen puntos de tomacorriente especiales, construidos a prueba de
agua y polvo, para uso industrial a la intemperie polarizados con tierra de 20 A,
125/250 V, estos se encuentran implementados bajo una tensión monofásica con una
salida de 120 V, utilizan tres conductores (fase, neutro y tierra) número 12 de cobre
sólido Tw, empotrados en una tubería galvanizada (EMT) de ¾ de pulgadas y una
protección por circuito de 15 A. En total cuenta con 16 tomacorrientes.
65
En el taller 1, el tablero al cual están conectados los circuitos para tomacorrientes
no reúne las condiciones necesarias para su funcionamiento y la acometida de los
circuitos fue eliminada. En este existen fosos en las vías 3 y 4, en la vía Nº 3 existen
12 puntos de tomacorrientes, con un faltante de 4 tomacorrientes sus protecciones a la
intemperie. En la vía Nº 4 existen 12 puntos para tomacorrientes con ausencia de 3
tomacorrientes. El número máximo recomendado por el CEN es de 10 tomacorrientes
por circuito.
En cada cubículo o unidad del taller existen maquinarias, para las cuales se tiene
un circuito de tomacorrientes de uso general, algunas tienen una toma individual para
las máquinas tales como tornos, compresores y máquinas de soldar pequeños que
funciones a 208 voltios. En el taller se encuentra un sistema de aire comprimido que
funciona por medio de un motor trifásico, con arranque directo, este es alimentado de
un tablero auxiliar ubicado muy próximo al principal, y la máquina de soldar trifásica
también posee un tablero auxiliar ubicado en las mismas condiciones, estos tableros
deben ser ubicados más cerca de la carga y no tan próximos al principal o eliminarlos
y alimentar las cargas directamente del tablero principal.
Fase 2: Estudio de Factibilidad
Factibilidad Técnica:
El IFE cuenta con recursos necesarios para la realización del presente proyecto,
tales como personal técnico calificado (Técnicos electricistas y ayudantes de
electricidad), con experiencia, habilidades y conocimientos, los cuales con las
orientaciones que se describen en este estudio pueden realizar la ejecución del mismo.
También cuenta con algunas herramientas y equipos que son necesarios para efectuar
66
las actividades o procesos que requiere el proyecto, como alicates, pela cables, guaya
para cableado, multímetro, destornilladores, escaleras, arnés de seguridad, equipos de
protección personal, entre otros.
Los recursos técnicos actuales del instituto deben complementarse, se requiere de
un ingeniero electricista que supervise y guie al personal en la ejecución del mismo,
que conozca de seguridad laboral para evitar posibles accidentes, y que garantice que
se sigan los procedimientos que lleven al buen funcionamiento de las instalaciones
eléctricas, también requiere complementar el stop de herramientas y elementos como
andamios y escaleras de mayor altura de las que dispone para la realización de
trabajos en altura.
Factibilidad económica:
Para ejecutar el proyecto se requieren de recursos materiales, algunos de los cuales
ya se tienen, como lo son el nuevo banco de transformación, la acometida que va de
este al tablero principal, en el almacén de mantenimiento hay cinta aislante de goma y
de plástico, las canalizaciones de muchos de los circuitos, cuyas tuberías están en
buen estado, queda a criterio del instituto si las sustituye o las reutiliza, también
muchas de las luminarias están en buen estado y las otras se pueden repotenciar o
reparar, en los tomacorrientes para las fosas, faltan algunos y sus tapas de protección
contra intemperie, los cuales deberán ser comprados, al igual que los tomacorrientes
de uso general y de tomas individuales.
67
Se deben adquirir los tableros eléctricos y dispositivos de protección así como
también los conductores eléctricos, cajetines, conectores, tuberías para los nuevos
circuitos, entre otros elementos necesarios para la instalación eléctrica propuesta.
Calibre de
cable #
Metros
12 840
10 288
8 245
6 1056
4 90
2 1000
1/0 760
Tableros eléctricos:
Tablero principal que cumpla con las siguientes características: Tablero eléctrico
con capacidad para treinta y dos circuitos, polos, 208 V, 600 A, 3F, 4H, 60 Hz, con
interruptor principal termomagnético de 230 Amperios de tres polos. Con los
siguientes circuitos derivados cinco de (1 polo por 20 amperios), 16 de (2 polos x 20
ITM Cantidad
1 x 20 5
2 x 20 16
3 x 20 3
3 x 50 1
3 x 115 1
3 x 230 1
Diámetro de
tubería Ø
Longitud
Metros
½” 136
¾” 454
1” 503
1 ½” 621
2” 73
68
amperios), 3 de (3 polos x 20 amperios), 1 de (3 polos x 50 amperios), y 1 de (3 polos
x 115 amperios).
Subtablero para máquina de soldar trifásica: tablero eléctrico con capacidad para
tres circuitos, tres polos, 208 voltios, 600 A, 3F, 4H, 60 Hz. Con interruptor
termomagnético de 3 polos x 115 amperios.
Subtablero para motor de aire comprimido tres polos, 208 voltios, 3F, 4H, 60 Hz.
Con interruptor termomagnético de 3 polos x 20 amperios. Gabinete para instalar el
sistema de arranque del motor.
Subtablero Bombas: 2F, para instalar dos interruptores termomagnéticos de 2
polos x 20 amperios cada uno.
También se deben adquirir elementos de sujeción para las tuberías, Bandejas de
cables, entre otros.
Los recursos necesarios para la ejecución del presente proyecto, deben ser
solicitados por el departamento de mantenimiento, unidad de electricidad, a la
gerencia, junto con la propuesta que se realizó para su evaluación y consideración.
Las cantidades de materiales indicadas son estimadas y se pueden tomar como
referencia, de llevarse a cabo el proyecto, se deberá solicitar presupuesto en diversas
empresas para todos los equipos y materiales, a fin de evaluar los costos.
69
Fase 3: Diseño
En esta fase se realizaron las siguientes actividades:
Calcular la potencia total demandada por cargas instaladas en el taller 1.
Con la información obtenida en la etapa de diagnóstico, se realizó el cálculo de la
potencia total demanda por el taller, previo a esto se realizó una investigación
documental sobre como aplicar dicho estudio de carga en recintos industriales,
consultando diversas fuentes tales como libros de instalaciones eléctricas industriales,
el Código Eléctrico Nacional, tesis, informes, entre otros.
El estudio de carga detallado que se realizó en esta etapa, es importante pues
permitió conocer exactamente cuanta potencia requieren las cargas conectadas
actualmente al sistema estudiado, y con base en esta información dimensionar los
conductores eléctricos, además para saber que cantidad de potencia se dejará como
reserva a fin de alimentar las cargas que se instalarán a futuro.
Con el procesamiento de los datos obtenidos, se realizaron las actividades que
permitieron el diseño del tablero principal del taller. Y cumplir con el objetivo de:
Diseñar un tablero principal de distribución, el cual se conectará a la línea de
alimentación principal (acometida) y del cual se derivarán los circuitos secundarios.
Es decir, que en dicho tablero se agruparán todos los circuitos existentes en el taller 1,
con sus respectivos elementos de protección y se identificará cada uno de los circuitos
secundarios según la carga o equipo a la cual se conectaran.
70
Las actividades que se realizaron fueron:
Calcular los conductores para circuitos ramales de iluminación.
Calcular los conductores para circuitos de tomacorrientes de uso general.
Calcular los conductores para máquina de soldar trifásica, circuitos de
tomacorrientes individuales y alimentador de compresor.
Estos cálculos fueron realizados siguiendo la normativa establecida por el código
eléctrico nacional, se calcularon por capacidad de corriente y por caída de tensión
tomando en cuenta la distancia del conductor ya que esta influye directamente en la
capacidad del conductor de mantener el nivel de voltaje que recibe desde el tablero de
alimentación al punto de conexión de la carga.
Una vez conocido el calibre del conductor a utilizar en los circuitos ramales, se
calcularon las protecciones adecuadas para utilizar en cada uno, esto se realizó por
medio de la capacidad de corriente del conductor.
Para la segunda propuesta de Diseñar un plan de Mantenimiento para la Grúa
Puente del taller 2, se cumplieron las siguientes fases:
71
Fase 1: Diagnóstico
En esta fase se busco dar respuesta al objetivo de: Detectar las fallas de
mantenimiento que se presentan la grúa puente del taller 2. Las actividades realizadas
fueron:
Realizar una visita guiada a la grúa puente.
Efectuar una inspección visual de sus partes eléctricas.
Entrevistar al tutor industrial acerca de la grúa.
Con la realización de estas actividades se obtuvo información directamente de la
fuente original, a la cual se le aplicará el diseño, es decir que con esta se realizó un
investigación de campo. La visita fue guiada por el tutor industrial, y se realizó el
recorrido por todo el sistema eléctrico de la grúa desde la parte de acometida eléctrica
que la alimente, el cual es un banco de transformación de uso exclusivo, se subió
hasta la parte alta del taller en donde esta instalada dicha grúa y se revisaron los
motores, contactores, y sistema eléctrico en general.
Se utilizó el instrumento entrevista, para recopilar información acerca del
funcionamiento, mantenimiento y reparaciones realizadas en la grúa, pudiéndose
conocer que se le han hecho modificaciones en el circuito de control, adaptando
elementos como finales de carrera con el fin de mejorar de corregir una falla de
desactivación en los motores de desplazamiento horizontal. Se seleccionó como
entrevistado al tutor industrial debido a que él y su equipo son los encargados de
realizar este tipo de reparaciones, además porque conoce bien el funcionamiento de
dicha máquina. Se detectó que requiere de un buen plan de mantenimiento debido a
que presenta suciedad en muchos de sus componentes
72
Fase 2: Estudio de Factibilidad
En esta fase se buscó determinar la factibilidad técnica del proyecto, por lo cual se
realizaron las actividades correspondientes con el objetivo de: Recopilar información
documental acerca de la grúa puente. Estas actividades fueron:
Ubicar el manual de la grúa materiales que pueda aportar información sobre
sus características.
Investigar por internet para documentarse sobre la misma.
Procesar toda la información obtenida.
A nivel técnico, este proyecto es realizable solo se necesita de cierta planificación
y organización, pues dispone del personal capacitado, algunas herramientas y se tiene
el tiempo. Los recursos para realizar la mayoría de procedimientos rutinarios de
mantenimiento son de bajo costo, exceptuando los que requieren de cambio o
sustitución de componentes y dispositivos.
Se requieren de los siguientes elementos para llevar a cabo el proceso de
mantenimiento:
Sistema de aire comprimido
Alicates (universal, puntas
largas, puntas redondas y de
corte)
Destornilladores.
Dinamómetro
Lijas de diferentes texturas.
73
Liquidos dieléctricos, bencina,
gasolina, entre otros.
Llaves ajustables.
Llaves de ½”, 9/16”, 5/8”, ¾”
Megaohmimetro
Pértiga aislante.
Actualmente se tiene disponibilidad del sistema de aire comprimido,
destornilladores, y algunos alicates, y llaves. Se deben conseguir el Megaohmimetro
las lijas, los líquidos dieléctricos, pértiga aislante, calas calibradas o vernier. Algunos
de estos elementos los tiene el IFE en las otras áreas de mantenimiento, por lo cual se
puede coordinar para su utilización a la hora de realizar el mantenimiento y así
invertir menos en su adquisición. Dependiendo del criterio del jefe de la unidad de
mantenimiento y de la gerencia.
Fase 3: Diseño
El objetivo de esta fase fue diseñar los procedimientos aplicables para mejorar el
estado de la grúa y mantenerla en buenas condiciones. Para lograrlo se llevaron a
cabo las siguientes actividades:
Realizar un análisis exhaustivo de la información obtenida de diversas
fuentes.
Comparar y contrastar métodos de mantenimiento aplicables, para elegir los
que se utilizaran en el plan de mantenimiento.
Se eligieron los métodos que mejor se aplicaban a la grúa puente por sus
características técnicas y nivel de requerimiento en el mantenimiento a aplicársele.
Estos se describen más detalladamente en la formulación de la propuesta.
CAPITULO IV
FORMULACIÓN DE LAS PROPUESTAS
PROPUESTA 1: DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EL
TALLER 1
CÁLCULOS DE CARGA
Para la iluminación interior del taller se utilizan 21 lámparas de vapor de mercurio
de 400W, distribuidas en 3 circuitos de 7 lámparas cada uno.
Circuito ramal 1 iluminación interior: la longitud del conductor a utilizar es de 80
metros aproximadamente.
Potencia aparente del circuito:
75
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12, del libro
Oswaldo Pennisi, los elementos para este circuito son:
Conductor 2 # 12 THW
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½ ”
Pero por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 6 THW
76
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø 1”
Se eligen los elementos seleccionados por caída de tensión para el circuito.
Circuito ramal 2, iluminación interior:
Por capacidad de distribución
Longitud del cableado: 92 metros
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, del
canalizaciones eléctricas de Oswaldo Pennisi.
Conductor 2 # 2 THW
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø 1”
Se eligen los elementos seleccionados por caída de tensión para el circuito.
Circuito ramal 3, iluminación interior:
Por capacidad de distribución:
77
Longitud 104 metros
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 2 THW
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø 1”
Iluminación fosas de trabajo
Constituida por 12 Lámparas de 100W en las fosas, se realizarán 2 circuitos de 6
luminarias cada uno.
Circuito ramal 4: longitud de 86.6 metros.
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito:
78
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12, del libro
Oswaldo Pennisi, los elementos para este circuito son:
Conductor 2 # 12 THW
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø ½ ”
Por capacidad de distribución:
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, del
canalizaciones eléctricas de Oswaldo Pennisi.
Conductor 2 # 4 THW (fase + neutro)
Protección ITM de 1 x 20 A
Tubería Ø 1”
Circuito ramal 5: circuito iluminación fosas longitud del conductor 76 metros.
79
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 4 THW ( fase + neutro)
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø 1”
Iluminación exterior
Circuitos ramales 6 y 7: 10 Reflectores del galpón, de los cuales se distribuirán
en 2 circuitos de 5 reflectores de 1000 W cada uno.
Potencia aparente del circuito:
80
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 10 THW
Protección ITM de 2x30 A
Tubería Ø ¾ ”
Para el circuito ramal 6:
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
81
Conductor 2 # 2 THW
Protección ITM de 2x30 A
Tubería Ø 1 ½”
Para el circuito ramal 7:
Por capacidad de distribución:
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 1/0 THW
Protección ITM de 2x30 A
Tubería Ø 1 ½”
Circuito de iluminación Torre Externa:
Circuito 8: conformado por 4 Reflectores en la Torre Externa de 1000 W cada
reflector.
82
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 #10 THW
Protección ITM de 2x30 A
Tubería Ø 3/4 ”
Por capacidad de distribución
83
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 1/0 THW
Protección ITM de 2x30 A
Tubería Ø 1 ½”
Para los puntos de iluminación en el techo, se usaran cajetines rectangulares de 5x
5" con diámetro de ½”, 1”, 1 ½" y ¾" para la instalación de interruptores, tomas y
salidas, se emplearán cajetines de 2x4" con el diámetro antes Mencionado. Para los
interruptores o swiche, se utilizarán los del tipo Ticino con capacidad hasta de 20
Amperes y se instalarán a 1.5 m del piso acabado.
Circuitos ramales de tomacorrientes de uso general:
Se instalarán 27 puntos de tomacorrientes dobles de 180 W cada uno, repartidos
en tres circuitos de nueve tomacorrientes cada uno.
Potencia aparente por circuito:
84
Corriente por circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, se seleccionan los siguientes elementos:
Conductor 3# 12 THW (fase + neutro + tierra)
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø ½ ”
Circuito ramal 9:
Por capacidad de distribución
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
85
Conductor 3 # 4 THW (fase, neutro y tierra)
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø 1”
Para los circuitos 10 y 11 se utilizara el mismo calibre de conductor, protección y
tubería, variando únicamente las distancias de estos circuitos, el circuito 10 a 80
metros y el 11 a 90 metros de la acometida.
Circuito ramal 10:
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 2 THW (fase, neutro y tierra)
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø 1 ½ ”
86
Circuito ramal 11:
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 2 THW (fase, neutro y tierra)
Protección ITM de 1x20 A
Tubería Ø 1 ½ ”
Los tomacorrientes de uso general, que funcionan a tensión de 120 voltios serán
dobles con polo a tierra de 20 amperes, el tercer hilo corresponderá a la puesta a
tierra, para aterrar al sistema como medida de seguridad contra contactos directos e
indirectos.
Circuitos ramales de Tomacorrientes individuales
Se dejará una toma de corriente individual para cada cubículo o unidad de trabajo
del taller, asumiendo como carga máxima una máquina de soldar de 1200 W.
87
Circuito ramal 12: Cubículo Nº 1 “Unidad de Aire comprimido”
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 #12 THW a 75 °C (fase)
1 #12 THW (tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½ ”
Cubículo Nº 2
Circuito ramal 13:
Por capacidad de distribución
88
Según la tabla N° 4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 12 THW
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½”
Circuito ramal 14: Cubículo Nº 3
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
89
Conductor 3 # 12THW ( 2 fase + tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½”
Circuito ramal 15: Cubículo Nº 4
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 12 THW (2 fase + tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½”
Circuito ramal 16: Cubículo Nº 5
Por capacidad de distribución
90
Según la tabla N° 4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 12 THW ( 2 fases + tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ½”
Circuito ramal 17: Cubículo Nº 6, Máquina de soldar trifásica de 50 A
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
91
Conductor 3 # 1/0 THW (fase)
1 #10 THW (tierra)
Protección ITM de 3x50 A
Tubería Ø 2”
Nota: Por ser una maquina trifásica se colocará un sub-tablero, ubicado en el
mismo cubículo de la máquina, es decir en el cubículo 6, alimentado directamente
del tablero principal, las protecciones del circuito se colocarán en este sub-tablero.
Circuito ramal 18: Maquina de soldar (marca: Lincoln) de 5 A, 230 V (datos de
placa característica)
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductores 2 # 10 THW (fase)
1 #12 THW (tierra)
92
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ¾ ”
Circuito ramal 19: Tomas de corriente individual en el lado sur del taller 1,
estimado para una carga de 1200 Vatios
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 #12 THW (fase)
1 #12 THW (tierra)
Protección ITM de 2x20 A
93
Tubería Ø ½ ”
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 8 THW (fase)
1# 12 THW (tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ¾ ”
Circuito ramal 20:
Por capacidad de distribución
94
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 6 THW (fase)
1# 12 THW (tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ¾ ”
Circuito ramal 21:
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de
canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor
que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 2 # 6 THW (fase)
1# 12 THW (tierra)
Protección ITM de 2x20 A
Tubería Ø ¾ ”
Sub-tablero a las bombas Eléctricas: dos bombas de iguales características.
95
Bombas: 220V / 9.7A / 2.2kW
1 Hp 746 W
X 2,2 kW
Se clasifican en motores medianos por su potencia mayor a 1 Hp, por lo que cada
motor requiere de un dispositivo de protección.
Bomba de agua
Bomba de Gasoil
Alimentador
Se obtiene un conductor 10 THW por capacidad de corriente
96
Por capacidad de distribución
Para el conductor que alimentará al subtablero Bombas, desde donde se
conectaran los circuitos individuales de cada motor.
Conductor 2 # 2 THW (fases)
1 # 10 THW (tierra)
Protección ITM de 2x30A
Tubería Ø 1 ½ ”
Circuitos bomba de agua y bomba de gasoil: estos circuitos partirán del subtablero
Bombas. Por tener las mismas características ambos motores, el conductor
seleccionado será igual para cada uno.
Circuito 23: Motor de aire comprimido (sistema trifásico), este motor será
alimentado de forma independiente desde el tablero principal. Por tener un consumo
Conductor 2 # 12 THW (fases)
1 # 12 THW (tierra)
Protección 2 ITM de 2x20 A
Tubería Ø 1/2”
97
elevado de corriente en el arranque, debe tener un arranque particular, que permita
reducir esta corriente, se recomienda un arranque estrella triangulo, no debe arrancar
en forma directa.
208 V / 25Hp Ip= 74.8 A
Id= 1,25 * 74.8 A = 93.5 A
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice
A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del
conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor 3 # 1/0 THW ( 3 fases)
1 # 8 THW (tierra)
Protección ITM de 3x115 A
Tubería Ø 2 ”
ACOMETIDA PRINCIPAL
Para el cálculo de la acometida, se suman todas las cargas del taller con su
potencia en voltio amperios, es decir la potencia aparente de cada carga.
Según el la tabla 230-11 del CEN, el factor de demanda para las cargas de
iluminación en recintos industriales se toma al 100%.
98
DESCRIPCION FASE NEUTRO
Iluminación
Lámparas de vapor de mercurio (400W) 9333.3333 VA
Lámparas incandescentes (100 W) 2333.3333 VA 2333.3333 VA
Reflectores del galpón (1000 W) 11111.1111 VA
Reflectores de la torre (1000 W) 4444.4444 VA
Sub-total 27222.2221 2333.3333
Se asume un factor de demanda unitario a
100 %
Para las cargas de tomacorriente calculadas a menos de 180 ampere por salida en
unidades no residenciales, se utiliza el factor de demanda de la tabla 22-13 del CEN,
en la cual se especifica que a los primeros 10 kVA o menos se les aplica el factor de
demanda de 100% y a partir de 10 kVA, al 50 %.
DESCRIPCIÓN FASE NEUTRO
Carga de T/C de uso general (3 * 1800) VA (3 * 1800) VA
Sub-total 32622.2221VA 5400 VA
T/C Individuales (9 * 1333.33)
VA
Sub-total
11999.97 VA
Total
44622.1921 VA
Primeros 10 kVA
Factor de demanda 100%
10000 VA
99
A partir de 10 kVA
Factor de demanda al 50%
17311.0961
Total 27311.0961
Las otras cargas se toman al 100 % de su potencia.
La potencia aparente total requerida por la instalación es:
DESCRIPCIÓN FASE NEUTRO
Iluminación 27222.2221VA 2333.3333VA
Tomacorrientes 27311.0961 VA 5400 VA
Subtotal 1 54533.3182 VA 7733.33
Circuito Bombas de
agua y gasoil
4888.8888 VA
Circuito Motor de aire
comprimido
20713.8889 VA
Subtotal 2 25602.7777 VA 7733.3333
Aplicando factor de diversidad (f.d) a las cargas de Bomba de agua y gasoil y el
de aire comprimido, se elige 1.3 para este sistema.
Potencia aparente total:
ST = 19694.4444 VA + 54533.3182 VA = 74182.7626 VA
20% * 74182.7626VA= 14836.5525 VA
100
ST con reserva = 76749.4142 VA
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice
A.4, del libro canalizaciones eléctricas de Oswaldo Penissi, el conductor cumple con
tiene las características del circuito es:
Conductor 4 # 300 MCM THW (3 fase + neutro)
1# 4 THW (tierra)
Protección ITM de 3x250 A
Tubería Ø 4”
101
ESTUDIO DE CARGA
DESCRIPCION FASE NEUTRO
Iluminación
Lámparas de vapor de mercurio (400W) 9333.3333 VA
Lámparas incandescentes (100 W) 2333.3333 VA 2333.3333 VA
Reflectores del galpón (1000 W) 11111.1111 VA
Reflectores de la torre (1000 W) 4444.4444 VA
Sub-total 32622.2221VA 7733.3333 VA
Carga de T/C de uso general (3 * 1800) VA (3 * 1800) VA
T/C Individuales (9 * 1333.33) VA
Circuito para las Bombas (agua y gasoil) 4888.8888 VA
Motor de aire comprimido 20713.8889 VA
Sub-total 37602.7477VA
Reserva 20% 12791.5690 VA 12791.5690 VA
Total 82974.5388 VA 20482.9023 VA
102
Tablero Principal
BALANCE DE CARGA
Carga
conectada Cal Amp N°
N° Amp. Cal
Carga
conectada Iluminación 6 15 1 2 15 2 Iluminación
Iluminación 2 15 3 4 11 4 Iluminación
Iluminación 2 26.7 5 6 11 4 Iluminación
Iluminación 1/0 21.3 7 8 26.7 1/0 Iluminación
T/C individual 12 6.41 9 10 15 4 T/C uso general
T/C individual 12 6.41 11 12 15 4 T/C uso general
T/C individual 12 6.41 13 14 15 4 T/C uso general
T/C individual 1/0 50 15 16 6.41 12 T/C individual
T/C individual 12 6.41 17 18 6.41 12 T/C individual
Motor de Aire 1/0 93.5 19 20 6.41 12 T/C individual
22 5 10 T/C individual
24 13.2 6 Bomba de gasoil
26 13.2 6 Bomba de agua
Carga conectada (kVA)
Fases
R: 26.67
S: 26.22
T: 26.39
Alimentación
N° y tipo de alimentador: #300 MCM
THW + # 4 THW Fases:3
Neutro:1
Tierra:1
Tubería: Ø 4” ITM: 3x250 A
Proyecto: Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE) “AREA DE
MANTENIMIENTO” Plano: Alimentación Tablero: Taller N° 1
Tensión: 120 V / 208 V Sistema: Trifásico fases: 3 Hilos: 4
Tipo de tablero: 20 espacios Amp: 250 Polos: 3
R S T
103
Fase 1 Fase 2 Fase 3
C1
1555,55
1555,55
C2
1555,55 1555,55
C3
1555,55 1166,665 C4
1555,55 1166,665 C6
C5 2777,775 2777,775
C8
2777,775 2777,775
C7 2222,22 1800 C10
2222,22 1800 C12
C9 666,65 1800 C14
666,65 666,65
C16
C11 666,65 666,65
666,65 666,65 C18
C13 666,65 666,65
666,65 666,65 C20
3466,66 666,65
C15 3466,66 666,65 C22
3466,66 666,65
C17 666,65 2444,4444 C24
666,65 2444,4444
6904,6296
C19
6904,6296
6904,6266
RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA RESERVA
104
PROPUESTA 2:
PLAN DE MANTENIMIENTO DE LA GRÚA PUENTE
Este plan de mantenimiento se realizó con la finalidad de orientar a los técnicos en
la realización de labores destinadas a conservar en buen estado la grúa aérea o grúa
corredera, ya que ésta se requiere en las labores de mantenimiento de material
tráctivo (locomotoras) y de material rodante (vagones cubiertos, tolvas y
plataformas); también es utilizada para el manejo de equipos , repuestos pesados, y en
la carga y descarga de contenedores, entre otros.
Ésta grúa puente se ubica en la nave principal del taller Nº 2, sobre las vías 3 y 4
de la división de mantenimiento; es de origen alemán y sus características generales
son detalladas en el anexo 1, los equipos eléctricos que la conforman están detallados
en el anexo 2 y en los anexos 3 y 4 se pueden observar los planos eléctricos de
conexión.
La grúa puente es alimentada por medio de un banco de transformadores
monofásicos conectados en estrella – estrella de 75 KVA. El sistema esta conformado
principalmente por cuatro motores del tipo cerrado para la protección de los
arrollamientos contra choques o contra el polvo y la humedad, proyectados para
prestar un servicio intermitente, estos motores realizan el accionamiento de cuatro
mecanismos:
Mecanismo de traslado del carro.
Mecanismo de traslado de la grúa.
Mecanismo de elevación principal.
105
Mecanismo de elevación auxiliar.
El arranque y regulación de velocidad se realiza por medio de inserción de
resistencias en el devanado rotórico.
El control o regulación de la velocidad en cada uno de los mecanismos, se realiza
mediante el control del deslizamiento de los motores de rotor bobinado que lo
integran, utilizando como elementos de control de la velocidad cuatro combinadores
de mando de leva proyectados para su manejo manual mediante el giro de un volante,
con estos combinadores se logra la alimentación del estator y la inserción de
resistencias secundarias del rotor, con lo que se obtiene un par de arranque elevado,
aceleración y desaceleración relativamente rápidas, eliminando así corriente elevadas
que ocasionan perturbaciones de la línea.
Este método de inserción de resistencias en el rotor es propio para cargas
intermitentes y posee las siguientes ventajas:
Variación de velocidad sobre una amplia gama por debajo de la velocidad
síncrona del motor.
Simplicidad de funcionamiento tanto desde el punto de vista manual como
automático.
Costos iniciales de mantenimiento bajos.
Dentro de sus desventajas se pueden mencionar las siguientes:
Es oneroso para potencias menores de 50 kW.
Bajo rendimiento debido l aumento de las pérdidas en la resistencia rotórica.
106
Pobre regulación de velocidad para un ajuste determinado de la resistencia
rotórica.
La inversión del sentido de giro de cada uno de los motores se realiza con los
combinadores de mando, los cuales permutan dos de las fases de alimentación en el
estator. Para los motores del polipasto principal y auxiliar existe intercalado entre el
combinador de mando y el estator del motor un interruptor de mando de tipo
mecánico, el cual es utilizado como inversor del sentido de giro, observándose
desgaste en las levas que integran el combinador del polipasto auxiliar.
El sistema de frenado del motor de desplazamiento de la grúa es de tipo mecánico,
pero actualmente se encuentra dañado por lo cual se utiliza el frenado a
contracorriente lo que ocasiona grandes vibraciones en toda la grúa y el péndulo de la
carga, el frenado del motor de traslación del carro ocurre por la oposición que le
presente el sistema de engranes mecánicos que conforman la grúa. En el anexo 5 se
puede observar la disposición de los motores en el carro de la grúa.
El frenado de los motores pertenecientes al polipasto principal y auxiliar se realiza
por medio de un mecanismo de reacción activa, ya que además de provocar la parada,
lo mantiene inmovilizado durante toda la duración del tiempo de parada, este
mecanismo es de tipo mecánico de mordazas o zapatas, esta construido por mordazas
que actúan sobre la polea en el eje del motor y un levantafrenos electrohidráulico que
se alimenta con corriente trifásica, el cual tiene como función accionar las mordazas,
el circuito de control de frenado posee protección contra cortocircuito.
107
Tanto en elevación como en descenso en un primer punto del combinador de
mando, el sistema de frenado es hiposíncrono, donde el frenado depende de la
frecuencia rotórica, en los cuatro puntos restantes el sistema de freno es alimentado a
plena tensión en paralelo con el estator del motor.
La alimentación de la grúa y la del carro se realizan por un sistema del tipo
frotador, los cuales se encuentran montados bajo las líneas suspendidas por cables
flexibles, y soportada por aisladores rígidos de porcelana. La alimentación del
circuito de potencia de la grúa es de cuatro hilos o polos correspondientes a tres fases
y el neutro. Los circuitos de potencia y control del carro de la grúa son alimentados
mediante veintisiete polos o líneas, divididos en tres secciones de 8. 10 y 9 polos,
distribuidos de la siguiente forma:
La primera sección (la más interna o más cercana al carro) esta formado por
ocho polos del numero 1 al numero 8 los cuales alimentan al mecanismo de elevación
principal.
La segunda sección o intermedia esta constituida por diez polos desde el
numero 9 al numero 18, que alimenta los dos primeros (Nº 9 y Nº 10) el circuito de
control de frenado de elevación principal, y los restantes los circuitos del mecanismo
de elevación auxiliar.
La tercera sección (la más externa) esta formada por nueve polos del numero
19 al 27, que alimenta los dos primeros (Nº 19 y Nº 20) el circuito de control de
frenado de elevación auxiliar, los circuitos del mecanismo de traslación del carro, y el
último polo corresponde al neutro.
Cada uno de los motores principales posee protección de relé térmico de
sobrecarga en dos de las fases. El interruptor de potencia ubicado en la cabina de
mando esta equipado con un dispositivo electromagnético de desconexión o trinquete
108
con protección contra cortocircuito y protección contra subtensión del conjunto de
motores en paralelo, observando que los dispositivos de protección actúan
directamente sobre el trinquete; la grúa posee un contactor de pie de emergencia
ubicado en la cabina de mando, este contactor acciona la protección contra subtensión
la cual actúa sobre el trinquete del interruptor de potencia ocasionando la parada
inmediata de la grúa. Para reiniciar el proceso de trabajo de la grúa, los cuatro
combinadores de mando deben estar en posición de inicio y el interruptor de potencia
debe reiniciarse nuevamente.
Objetivos:
Elaborar un plan de mantenimiento en el cual se describan detalladamente los
pasos o actividades a seguir para realizar el mantenimiento Eléctrico de la grúa
puente marca MAN.
Alcance:
Este procedimiento es aplicable a la Grúa Puente marca MAN y a los equipos o
electro-mecánicos que en su circuito de potencia utilicen máquinas eléctricas de rotor
bobinado y contactores tanto para circuitos de potencia como de control.
Responsabilidad:
Es responsabilidad de la División de Mantenimiento conjuntamente con la sección
de electricidad cumplir con las instrucciones expuestas.
Personal requerido: Técnicos electricistas y ayudantes.
109
Equipos y herramientas:
Sistema de aire comprimido
Alicates (universal, puntas largas, puntas redondas y de corte)
Destornilladores.
Dinamómetro
Lijas fina y gruesa
Liquidos dieléctricos, bencina, gasolina, entre otros.
Llaves ajuatables.
Llaves de ½”, 9/16”, 5/8”, ¾”
Megaohmimetro
Pértiga aislante.
calas calibradas o vernier.
Implementos de seguridad:
Botas de seguridad
Casco protector
Guantes
Mascarillas
Pasos a seguir para llevar a cabo el Plan de Mantenimiento Preventivo de la Grúa
Puente:
Los trabajos de conservación proyectados se dividen en: Trimestrales y Anuales.
Para los Motores Eléctricos:
Cada tres meses se debe:
110
1. Inspeccionar que los bornes de conexión no se encuentren oxidados,
sulfatados, soldados o carbonizados.
2. Determinar que los cojinetes no presenten sobrecalentamiento y verificar que
contienen la cantidad de grasa necesaria.
3. Limpiar los motores, retirando el polvo que se deposita sobre los
arrollamientos, esto debe hacerse empleando aire comprimido.
4. Limpiar la escobillas y anillas rozantes con tela limpia.
5. Verificar el funcionamiento de las escobillas, verificando el color, trenzado y
presencia de chispas. Las escobillas deben apoyarse con la presión prescrita
que es de 1.8 a . Además deben moverse dentro se su
portaescobillas.
Anualmente se debe:
1. Medir la distancia de los entrehierros con instrumentos de precisión como
calas calibradas, de observarse una diferencia notable, se deben cambiar los
cojinetes.
2. Mantener los arrollamientos de los inducidos e inductores limpios, esto puede
hacerse con la aplicación de aire comprimido. Eliminar los depósitos de
suciedad en los arrollamientos con un pincel o cepillo de cerdas blandas o con
un trapo impregnado de bencina, esto debe hacerse porque la suciedad impide
la ventilación de la máquina generando calentamiento que deteriora
gradualmente los motores.
3. Impedir que los arrollamientos entren en contacto con la grasa o aceite que se
utiliza en los cojinetes, debido a que esto destruyen la capa de barniz aislante
que poseen. De presentarse grasa o aceite, se deberá lavar el inducido y las
bobinas inductoras con líquidos dieléctricos (bencina), para eliminar grasa y
polvo, esto a su vez mejorará las propiedades del aislamiento. Luego se debe
111
secar el motor en un horno de secado a una temperatura de entre 110º y 125º
C.
4. Lubricar los cojinetes, para esto se debe realizar una previa limpieza con
gasolina o bencina, con el fin de eliminar los residuos de grasa anterior, y de
esa forma realizar una buena lubricación.
5. Limpiar los anillas rozantes a fondo, quitándoles el polvo o suciedad que lo
recubra, se recomienda realizar esta limpieza al cambiarse las escobillas, y
debe realizarse con papel de lija fino o con un trapo empapado de líquido
dieléctrico, para quitar todos los residuos de grasa.
6. Verificar la centricidad de los anillos rozantes, estos deben girar con un
movimiento perfectamente cilíndrico y tener una superficie uniforme. De
presentar una superficie exterior aspera y desigual deben ser reparados
mediante el siguiente procedimiento:
- Pequeñas irregularidades en la superficie de los anillos rozantes pueden
alisarse con piedra pómez teniendo la precaución de no eliminar la película
protectora dura que protege la superficie de los colectores en buen estsdo.
- Si la superficie defectuosa de los anillos rozantes sea de gran extensión, debe
alisarse el colector torneándolo y rectificándolo, luego debe pulirse con lija
fina.
7. Ajustar los portaescobillas de tal manera que la cara interior de 1.5 a 2 mm y
exactamente perpendicular al radio que pase por el centro de la superficie de
contacto de la escobilla con el colector.
8. Comprobar el grado de degaste de las escobillas. Las escobillas han de
cambiarse antes que los salientes de las grapas de sujeción reposen sobre el
portaescobillas, lo que impedirá el buen contacto de las escobillas sobre los
anillos rozantes.
112
9. Sobre un mismo anillo rozante, deben utilizarse escobillas de una sola y única
calidad para evitar desgastes desiguales.
10. Cambiar las escobillas gastadas por otra que debe ser también de idéntica
calidad.
11. Cuando se cambien las escobillas no debe realizarse esta operación de una
sola vez, sino cambiando solamente un tercio del total de escobillas con
objeto de que por lo menos algunas de ellas estén bien adaptadas al anillo
rozante. Las nuevas escobillas se rebajaran cuidadosamente hasta lograr su
adaptación a al curvatura de los anillos rozantes.
12. Comprobar el valor de la resistencia de aislamiento, Por medio de un
megaohmímetro, como esta resistencia es muy grande se mide en
megaohmios, su valor depende del grado de humedad, de la temperatura, de la
clase y espesor del aislamiento así como también de las superficies de
contacto del aislante. De ser bajo el valor de la resistencia, puede deberse a un
exceso de humedad o de una avería grave y la máquina en estas condiciones
no debe ser accionada.
13. Comprobar la tensión de las correas, esto debido a que una fuerza de tensión
excesiva produce rápido desgaste de los cojinetes.
14. Medir el consumo de la máquina eléctrica.
15. Inspeccionar anclajes, verificar y apretar todas las tuercas de unión.
Contactores:
Cada tres meses de debe:
1. Verificar que no existan cuerpos extraños entre los contactos o en el hierro del
circuito magnético, entre otras partes. Comprobar que las partes móviles no se
hayan combado (torcido), ni desplazado.
113
2. Accionar los contactores sin tensión, probándolos a mano, para comprobar
que los movimientos están libres de impedimentos y la presión de los
contactos es la adecuada.
3. Limpiar los contactores de polvo y suciedad con un cepillo de cerdas suaves.
4. Si las superficies polares presentan alguna irregularidad, se deben limpiar con
tela esmeril que este algo desgastada, para no rayar dichas superficies.
Anualmente se debe:
1. Asegurar la limpieza de la superficie de los contactos, en condiciones
normales de funcionamiento. Sí estas superficies se alteran, deben limpiarse
con un suave lijado con lija muy fina. A los contactos son plata no se les debe
lijar sino simplemente limpiar.
2. Verificar la tensión de los contactos, la cual debe reajustarse si los resortes
han perdido sus características iniciales, debido a calentamiento u oxidación.
3. Verificar que las bobinas trabajan dentro de los límites de tensión
especificada.
4. Para eliminar la grasa y otras suciedades, procedentes de salpicaduras, se
emplean disolventes apropiados, cuidando de no empapar la pieza que se
limpia, si se trata de bobinas, el barniz de impregnación no debe quedar
alterado por el disolvente utilizado.
5. Si la bobina se ha humedecido, deben sacarse en un horno a110º a 125ºC,
incluso si al limpiarla se ha bañado en disolvente vigilando el punto de
inflamabilidad del disolvente.
6. Reemplazar las piezas de contactos cuando se observe la desaparición de la
parte activa conductora.
114
A Las cajas o armarios para la protección de equipo eléctricos se les debe:
1. Engrasar periódicamente las bisagras, tuercas y tornillos de cierre.
2. Comprobar el buen estado de los dispositivos de estanqueidad y la calidad
de las juntas.
3. Comprobar el estado de la pintura.
Combinadores de mando:
Cada tres meses:
1. Verificar que el combinador marque las posiciones con precisión.
2. Comprobar que el combinador no quede en posiciones intermedias entre dos
puntos, ya que originarían arcos persistentes que causarían averías.
3. Limpiar su tablero y partes eléctricas con líquido dieléctrico.
4. Verificar que no existan cuerpos extraños que hubiesen podido introducirse
entre el contacto fijo y el móvil.
5. Si las superficies de los contactos fijo y móvil presentan alguna irregularidad,
se deben limpiar con tela esmeril que este desgastada, para no rayar las
superficies.
Anualmente:
1. Verificar el estado de las levas, si existe alguna anormalidad se debe
remplazar.
115
2. Verificar la presión de sus contactos, ajustando o reemplazando los
correspondientes resortes o muelles de conexión.
3. Verificar la ruptura rápida de contacto, ajustando o reemplazando el muelle
antagonista.
4. Reemplazar las piezas de contactos cuando se observe la desaparición de la
parte activa o conductora.
5. Comprobar el buen estado de las cámaras apagachispas, que sirven de
protección a los contactos móviles y fijos, evitando la propagación de los
arcos eléctricos que se forman al conectar y desconectar los contactos.
6. Verificar que no existen contactos a masa, ni contacto eléctrico entre el
contacto móvil y el árbol cilíndrico que soporta las levas.
7. Lubricar las partes mecánicas del combinador (soporte del contacto móvil,
rueda dentada, trinquete, etc.) sin afectar o empapar las partes eléctricas.
Transformadores
Cada tres meses se debe:
1. Comprobar el buen estado de los dispositivos de estanqueidad y la calidad de
las juntas de las cajas o armarios para la protección.
2. Determinar la presencia de sobrecalentamiento.
Anualmente se debe:
1. Medir los niveles de aislamiento.
2. Verificar la relación de transformación.
3. Realizar pruebas de cortocircuito.
4. Comprobar que no existen contactos a masa.
116
5. Engrasar las bisagras, tuercas, y tornillos de cierre de las cajas o armarios para
protección.
6. Comprobar el estado de la pintura de las cajas o armarios para la protección.
Levantafrenos Electrohidráulicos:
Anualmente se debe:
1. Verificar el nivel de aceite.
2. Comprobar la estanqueidad y que no existan derrames de aceites.
3. Inspeccionar los bornes de conexión.
4. Asegurar su correcto funcionamiento.
Elementos de Arranque y Regulación de Velocidad (Banco de Resistencia):
Anualmente se debe:
1. Comprobar los bornes de conexión, que no se encuentren oxidados ni
soldados.
2. Realizar una limpieza de los bancos, empleando aire comprimido.
3. Medir el valor de la resistencia de cada banco y comprobar que es el indicado.
4. Verificar que no existan contactos a masa.
Interruptor de Potencia
Cada tres meses se debe:
117
1. Determinar que no existe continuidad en cada una de las fases.
2. Constatar que el interruptor se accione de manera suave.
3. Verificar que no exista sobre calentamiento en los contactos.
4. Limpiar con un cepillo de cerdas blandas el interruptor y superficies polares.
5. Verificar que el interruptor este completo en todas las partes que lo
constituyen, tanto en la cámara de extinción de arco como en su envolvente.
Anualmente se debe:
1. Comprobar que el valor de cada relé térmico corresponda al valor nominal de
corriente de cada motor y que su regulación sea adecuada.
2. Verificar que la protección contra subtensiones y la de sobreintensidad
funcionen correctamente.
Conexiones Eléctricas
1. Verificar la unión de los conductores y sus terminales, que no existan
sustancias que eleven la resistencia de contactos provocando puntos calientes.
2. Comprobar que no existen empalmes flojos entre los equipos eléctricos
(máquinas eléctricas, contactores, etc.) y los conductores.
3. Comprobar que los cables usados estén completos sin ruptura tanto en su
aislamiento como en su núcleo.
Anualmente:
1. Verificar la resistencia de los conductores.
2. Comprobar su resistencia de aislamiento.
118
3. Verificar que todos los componentes eléctricos estén conectados en sus partes
metálicas a un conductor de protección (conductor de puesta a tierra).
4. Verificar que la resistencia del conductor de puesta a tierra máxima sea de 20
ohmios.
En las líneas de alimentación de la grúa y del carro de la grúa:
1. Verificar que el tensado de las líneas sea el adecuado.
2. Cerciorar que no existan contactos directos entre las líneas y la grúa a través
de la estructura de la grúa e indirectos a través de los aisladores rígidos que
soporten las líneas.
3. Realizar limpieza a los aisladores de soportes.
4. Verificar que los aisladores soportes se encuentren en buen estado y que
garanticen el aislamiento.
5. Comprobar el buen funcionamiento de los portaescobillas o frotadores.
6. Determinar el grado de degaste de las escobillas y el buen contacto de las
escobillas sobre las líneas.
Fusibles:
Anualmente se debe:
1. Verificar la continuidad de los elementos fusibles.
2. Verificar que las bases portafusibles no se encuentren en mal estado.
3. Limpiar las bases porta fusibles y los elementos de contactos.
Además de los cuidados especiales que requiere cada uno de los elementos
constructivos de la grúa, debe cuidarse la conservación de dicha grúa considerada
como un conjunto.
119
Mantenimiento correctivo
Las superficies conductoras de los contactores de control del sistema de freno del
polipasto principal y auxiliar se encuentran muy desgastadas, por lo que es necesario
su reemplazo.
Se debe realizar una buena calibración de los relés térmicos para evitar la
sobrecarga de los motores.
Se deben reemplazar los fusibles quemados de protección de los equipos
auxiliares.
Se debe realizar una limpieza general tanto en la grúa como en los equipos
eléctricos que la conforman.
120
Definición de términos utilizadas en el desarrollo del plan de mantenimiento de
la grúa puente:
Bornes de conexión: Son elementos metálicos que están provistos de sistemas de
presión por medio de tornillos y que se utilizan para el empalme de conductores de un
mismo o diferente circuito.
Combinadores de mando: Conmutadores cuyos contactos móviles están dispuestos
sobre un cilindro o tambor, cuya función es asegurar el mando semiautomático de los
diferentes equipos eléctricos.
Combinadores de Mando de leva: Conmutadores dispuestos sobre un cilindro o
tambor constituidos por un empilamiento de levas, de material aislante, que actúan
mecánicamente sobre un conjunto de contactos móviles.
Conductor: material usualmente en forma de alambre o cable, adecuado para el
transporte de la corriente eléctrica de accionamiento o de mando.
Cortacircuito: Aparato que corta automáticamente un circuito cuando la corriente
alcanza un valor determinado.
121
Fusible: Parte de un cortacircuito que se esta destinado a fundirse para un valor
predeterminado de corriente, provocando con ello la ruptura del camino de un
circuito.
Interruptor: Elemento de maniobra destinado a la conexión y desconexión
voluntaria o automática de circuitos eléctricos, en los cuales todas las piezas se
utilizan para la unión o interrupción están fijamente unidas sobre una base común.
Interruptor principal: Dispositivo a través del cual pasa la energía eléctrica que
alimenta un tablero.
Levantafrenos: Se emplea en las máquinas y herramientas para desacelerar el
dispositivo accionado mediante la aplicación de un freno mecánico.
Levantafrenos Electrohidráulicos: Están constituidos por un conjunto compacto de
motor eléctrico, bomba oleohidráulica centrífuga y émbolo o pistón de fuerza, se
emplean para el accionamiento de embragues, válvulas y otros dispositivos, como
elementos de ajustes en la técnica de regulación y para el frenado de los motores.
Mantenimiento: es el conjunto de acciones que permite conservar o restablecer un
sistema productivo (dispositivos, equipos, instalaciones y/o codificaciones sujetas a
acciones de mantenimiento) a un estado específico, para que pueda cumplir un
servicio determinado.
122
Mantenimiento correctivo: Comprende las actividades de todo tipo caminadas a
tratar de eliminar la necesidad de mantenimiento, corrigiendo las fallas de una manera
integral a mediano plazo.
Mantenimiento preventivo: Es el que utiliza todos los medios disponibles, incluso
los estadísticos, para determinar la frecuencia de las inspecciones, revisiones,
sustitución de piezas claves, probabilidad de aparición de averías, vida útil u otras. Su
objetivo es adelantarse a la aparición o predecir la presencia de fallas.
Motor: Máquina eléctrica que transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
Motor de inducción: Dispositivo al que se le suministra corriente alterna en el
estator y al rotor por inducción o acción de transformador desde el estator.
Relé: Es un dispositivo (que puede ser eléctrico, mecánico, neumático, entre
otros), accionado por una variación en las características de funcionamiento de otros
dispositivos (eléctricos, mecánicos, entre otros) en el mismo circuito eléctrico o en
otro u otros distintos.
Relé contra Mínima Tensión: Llamado también protección contra subtensión, es
un relé de protección que actúa sobre un contacto de apertura, por efecto de una
disminución o falla de tensión.
123
Relé térmico de Sobrecarga: Relés de protección que actúan sobre un contacto de
apertura, por efecto de elevación de la temperatura, cuando la corriente de la línea es
superior a la admisible (corriente de sobrecarga).
Terminal: Elemento de empalme usado para garantizar la unión de un conductor a
un equipo eléctrico evitando así el punto de calentamiento y sulfatación de lo
contactos.
Transformador: Dispositivo estático destinado a transferir energía eléctrica de un
circuito a otro mediante enlaces de flujos magnéticos, disminuyendo y elevando
niveles de tensión y corriente.
Calas calibradas: también se denominan Bloques o calas patrón, son unos bloques
prismáticos de gran dureza, en los que dos de sus caras están completamente paralelas
y la distancia entre ambas determina una medida con gran exactitud. Se emplean
como referencia de medida, patrones para calibrar y medir ranuras.
Junta de estanqueidad: Se denomina junta mecánica, junta de estanqueidad o
empaquetadura a unos componentes de material adaptable que sirve para sellar bien
la unión de las caras mecanizadas de los elementos de cierre de las cajas de
transmisiones y genéricamente en cualquier elemento hidráulico y/o neumático, que
llevan lubricante en su interior. Estas evitan que haya fuga de lubricante, o fluido a
estanqueizar, hacia el exterior por algún pequeño defecto en el mecanizado y de las
zonas de cierre u otros mecanismos que tengan presión interna como motores de
explosión o compresores.
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Con el desarrollo del presente trabajo de investigación, bajo la modalidad de
proyecto factible, aplicado a los talleres de mantenimiento de la estación ferroviaria
Barquisimeto, se logró el diseño de una instalación eléctrica óptima, la cual fue
aplicada en el taller Nº 1 del IFE, mediante cálculos eléctricos, mediciones y un
estudio de carga eléctrica detallado de cada una de las áreas, se pudo determinar, en la
red de baja tensión, la potencia y la corriente a consumir, el estudio se realizó
respetando las normas establecidas en el Código Eléctrico Nacional, y Ley Orgánica
del Servicio Eléctrico para determinar el diámetro de la tubería, el calibre de los
conductores y las distintas protecciones eléctricas de los diferentes circuitos tanto de
alumbrado como tomacorrientes
El diagnóstico que se realizó en dicha área, permitió conocer las necesidades de
carga del sistema eléctrico, el cual se encuentra sobrecargado debido a que no fueron
considerados los aumentos de las cargas eléctricas en las ampliaciones o anexos
realizados, esto contribuye a la existencia de fallas en el servicio eléctrico por la mala
distribución de las cargas eléctricas en los sub-tableros para las maquinarias trifásicas
y las bombas, entre otros.
125
Se debe ser cuidadoso a la hora de realizar una instalación y distribución de
circuitos eléctricos, así como también en la elección de protecciones adecuadas ya
qué se debe manejar muy bien los parámetros de cálculo de instalaciones eléctricas.
Un estudio de carga es preciso para obtener las protecciones que el sistema eléctrico
requiere y el calibre adecuado del conductor y el diámetro de las tuberías calculadas
para evitar desperfectos en la distribución de los diferentes elementos que integran
cualquier circuito eléctrico.
La grúa aérea que posee el taller 2 de mantenimiento es un equipo eléctrico
diversificado, ya que comprende varios motores individuales para una sola máquina,
de los cuales cada uno de está destinado a accionar un solo elemento de la misma.
Esta grúa actualmente trabaja en forma parcial, ya que el interruptor de mando del
mecanismo de elevación auxiliar de 30 toneladas presento daños considerables en sus
contactos.
Los dos principales elementos de un equipo eléctrico son: El sistema de potencia y
el sistema de control. En la grúa Aérea el sistema de control eléctrico es el que
presenta fallas debido a que sus componentes han llegado al final de su vida útil, la
cual pudo haber sido más larga de habérsele realizado un mantenimiento adecuado a
lo largo de todo su periodo de funcionamiento; no siendo este el caso de las máquinas
eléctricas que constituyen el sistema de potencia están funcionando sin que se les
realice un mantenimiento adecuado pero su vida útil se esta viendo afectada.
La acumulación de polvo, mugre y aceite en la grúa, produce el deterioro del
aislamiento de los motores debido a que el calor producido normalmente de la
máquina en movimiento no se evacua por completo y el calor excesivo hace que el
126
aislamiento se destruya con el tiempo, ya que éste esta diseñado para soportar una
determinada temperatura.
Entre las recomendaciones que se pueden dar a la empresa con respecto al
presente proyecto se tienen:
Realizar el mantenimiento preventivo y correctivo de los motores y equipos
eléctricos del grupo de máquinas y herramientas, prestando interés a la conservación
de las máquinas o motores eléctricos mediante revisiones periódicas, ya que un motor
eléctrico bien montado y conservado tiene una vida útil ilimitada.
Revisar periódicamente las instalaciones y canalizaciones eléctricas para
garantizar la seguridad y calidad de servicio, reemplazando los equipos eléctricos que
han llegado al final de su vida útil, colocando la protección a los equipos eléctricos
que se encuentran a la intemperie debido a que no han sido diseñados para funcionar
bajo estas condiciones, así como también desmontar los tableros y equipos eléctricos
que en este momento no realizan función alguna.
Se recomienda la realización de un sub-tablero para las bombas realizando un
troncal para el mejor manejo y funcionamiento del sistema eléctrico de estas
Realizar la codificación y señalización de los tableros y de los elementos eléctricos
que lo integran, obteniendo seguridad del personal que labora en las instalaciones y la
confiabilidad del suministro de la energía eléctrica en las áreas de los talleres.
127
Establecer una red en anillo tanto en alta como en baja tensión para futuras
ampliaciones en las subestaciones transformadoras y en la configuración de la red,
obteniendo así suficiente reserva para equipos eléctricos y la máxima seguridad
posible en el suministro de la energía eléctrica, ya que el sistema de distribución
utilizado mediante múltiples redes radiales en los talleres de mantenimiento no es
aconsejable en instalaciones industriales e gran perímetro, puesto que si se corta o si
ocurre una avería a la entrada de una distribución quedaran fuera de servicio los
receptores o equipos eléctricos conectados a ellas, por estar su acometida alimentada
por solo un lado.
Se debe de realizar un estudio de carga a toda la estación, con el fin de determinar
si la potencia contratada con CORPOELEC es la ideal, de no serlo ajustarla a la
realidad. Además se debe determinar el factor de potencia total de la misma con el fin
de verificar si se requiere una corrección del mismo. Se debe cambiar el banco de
transformación principal, adecuándolo a la demanda actual y futuras ampliaciones.
128
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132
ABREVIATURAS UTILIZADAS
A: Amper
AC: corriente alterna.
Am: Amper metro
CC: corriente contínua.
CEN: código Electrico Nacional
CD: Capacidad de distribución.
F1, F2: Factor 1 y Factor 2
HP: Caballos de Fuerza
IFE: Instituto Ferrocarriles del Estado
I: corriente
= Corriente de diseño
Corriente de fase
: Corriente nominal
kW: Kilo vatios
ITM: Interruptor Termo Magnético.
L: Longitud en metros
M: metros
MCM: Mil circular mil
MOP: Ministerio de Obras Públicas.
133
S: Potencia Aparente
ST: Potencia aparente total
THW: (Temperature-Humidity-Weather, temperatura, humedad, clima). Tipo de
cable que sirven para uso a alta temperatura (expuestos al sol) o en lugares con
alto nivel de humedad ambiente.
TP: Tablero Principal
TS: Tablero Secundario
V: Voltios, voltaje.
VA: Voltio amperio
W: Vatios
Ø : Diámetro de tubería.
3F: Trifásico.
4H: Cuatro hilos.
Hz: Unidad de frecuencia.
134
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Locomotoras: Se denomina locomotora al material rodante con motor que se
utiliza para dar tracción a los trenes, siendo, por tanto, una parte fundamental de éste.
Material rodante: se llama material rodante a todos los tipos de vehículos dotados
de ruedas capaces de circular sobre una vía férrea, considerándolos como vehículo
aislado.
Material Tractivo: Es el conjunto de unidades con tracción propia que sirven para
remolcar vagones de carga y coches de pasajeros y/o el traslado de personal de
supervisión. Está conformado por locomotoras, auto vagones, autocarriles y autovías.
Plataforma: Una plataforma es un tablero horizontal, descubierto y elevado sobre
el suelo, donde se colocan personas o cosas.
Tolva: dispositivo similar a un embudo de gran tamaño destinado al depósito y
canalización de materiales granulares o pulverizados, entre otros. Se monta sobre un
chasis que permite el transporte. Son muy utilizadas en agricultura, en construcción
de vías férreas y en instalaciones industriales.
135
Vagones: Un vagón (anglicismo de wagon) es un vehículo diseñado para ser
arrastrado por animales de carga u otros ingenios mecánicos creados por el hombre,
como las locomotoras.
Truck: Es un conjunto de dos o tres pares de ruedas, según modelo, montadas
sobre sendos ejes próximos, paralelos y solidarios entre sí, que se utilizan en ambos
extremos de los vehículos de gran longitud destinados a circular sobre rieles.
Zapatas: elemento que utilizan las antiguas locomotoras como sistema de frenado.
Grandes zapatas que presionan contra la superficie de las ruedas motrices.
136
ANEXOS
Anexo 1
137
Anexo 2
Equipos Eléctricos de la grúa puente
Máquinas Eléctricas
138
139
140
141
142
Anexo 3
143
Anexo 4
144
Plano Eléctrico de la Grúa Puente
145
Diagrama unifilar de la estación Barquisimeto
146
Planos del área de mantenimiento
147
Entrada principal al taller 2
Banco de transformación exclusivo de la grúa puente
148
Banco de transformación del taller 1 a sustituirse.
Acometida al nuevo banco de transformación del taller 1
149
Vista interior del taller 1
Banco de transformación nuevo a instalarse al taller 1
150
Unidad de aire comprimido taller 1
Cubículos del taller 1
151
Fosa de trabajo, taller 1
Torno, taller 2
152
Grúa puente
Grupo de motores de la grúa puente
153
154
![Isaac, leydy [reparado]](https://static.fdocuments.ec/doc/165x107/55c1defcbb61eb86518b47cd/isaac-leydy-reparado.jpg)
