PROYECTO GRADO UMSA

1

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESUNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO

CONVENIO CARRERA DE ELECTRICIDADFACULTAD TÉCNICA

U.M.S.A. – U.T.O.

PROYECTO DE GRADO

PROYECTO DE INSTALACIÓN ELECTRICA EILUMINACION

“ESTADIO FACULTAD TÉCNICA”UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO

Director de Carrera: LIC. EDUARDO QUINTEROS RODRIGUEZTutor: ING. ROLANDO SALINAS SAAVEDRAPostulante: EGR. VICTOR HINOJOSA CRUZ

La Paz – Bolivia

2011

2

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRESUNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO

CONVENIO CARRERA DE ELECTRICIDADFACULTAD TÉCNICAU.M.S.A. – U.T.O.

PROYECTO DE GRADO

INSTALACIÓN ELECTRICA E ILUMINACION“ESTADIO FACULTAD TÉCNICA”

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO

PRESENTADO POR: VICTOR HINOJOSA CRUZ

PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR EL TITULO A NIVELLICENCIATURA EN ELECTRICIDAD.

La Paz – Bolivia

2011

3

DEDICATORIA

A todos los PROFESIONALES, EGRESADOS Y ESTUDIANTES de la carrera deELECTRICIDAD INDUSTRIAL de la FACULTAD TECNICA de la UNIVERSIDADTECNICA DE ORURO

4

AGRADECIMIENTOS

A DIOS: Por la vida.

A MIS PADRES: Por inculcalrme valores morales importantes

A LOS DOCENTES: Por compartir sus conocimientos y tolerancia

A MI ESPOSA Y MIS HIJOS: Por el permanente apoyo

A MIS HERMANOS: Por la valiosa colaboración recibida

A MIS COMPAÑEROS: Por haber compartido gratos e ingratos momentos,

:

Víctor Hinojosa Cruz

5

INDICE

CAPITULO I ANTECEDENTES GENERALES

1.1. Introducción 1

1.2. Descripción de la problemática 2

1.3. Objetivos del proyecto 2

1.4. Objetivos específicos 2

1.5. Metas 3

1.6. Tamaño y capacidad 3

1.7. Ubicación y localización 4

CAPITULO II CONCEPTOS Y DEFINICIONES


2.2. Luminotecnia 5

2.2.1. El color 6

2.2.2. La luz 7

2.2.3. Propiedades de la luz 7

2.2.3.1. Velocidad finita 7

2.2.3.2. La refracción. 8

2.2.3-3. Propagación y difracción 9

2.2.3.4. Interferencia 10

2.2.3.5. La reflexión y dispersión 10

2.2.3.6. La transmisión 12

2.2.3.7. La absorción 12

2.2.3.8. Polarización 13

2.2.3.9. Efectos químicos 13

2.2.4. La visión 14

2.2.5. Factores que influyen en la visión. 14

2.2.6. El efecto Purkinge 15

2.3. Magnitudes y unidades luminosas 15

2.4. Iluminación de interiores 16

2.4.1.El deslumbramiento 17

2.4.1.1. Deslumbramiento distractor 18

2.4.1.2. Deslumbramiento incomodo 18

6

2.4.1.3.-Deslumbramiento incapacitante 19

2.4.1.4.-Deslumbramiento cegador o reflejado 19

2.4.1. Lámparas y luminarias 19

2.4.2. La apariencia en color 20

2.4.3. Sistemas de alumbrado 21

2.4.4. Métodos de alumbrado 22

2.4.5. Niveles de iluminación recomendados 23

2.4.6. Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento 25

2.5. Iluminación de exteriores 25

2.5.1. Uniformidad media de iluminación 26

2.5.2. Niveles de iluminación 27

2.5.3. Deslumbramiento 28

2.5.4. Fuente de luz 30

2.5.4.1.- Lámparas de mercurio de alta presión 30

2.5.4.2.- Características fotométricas. 31

. 2.5.4.3.- Características eléctricas 31

2.5.4.4.- Características y tipos comerciales 31

2.5.4.5.- Aplicaciones. 31

2.5.4.6.- Lámpara de sodio de alta presión 32

2.5.4.7.- Características fotometricas 32

2.5.4.8- Características eléctricas.

2.5.4.9.- Tipos comerciales y aplicaciones 33

2.5.4.10.- Lámparas de halogenuros metálicos 33

2.5.4.11.- Características fotométricas 33

2.5.4.12.- Características eléctricas 33

2.5.5. Sistema de alumbrado 36

2.5.6. Calculo por el método punto por punto 38

7

CAPITULO III INGENIERIA DEL PROYECTO


3.2. Descripción del sistema 39

3.2.1.- Suministro de energia. 39

3.3. Calculo del alumbrado de interiores

3.3.1 Calculo por método de los lúmenes 40

3.3.2 Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo 41

3.3.3 Determinar el nivel de iluminancia media Em 41

3.3.4 Escoger el tipo de lámpara 41

3.3.5 Escoger el sistema de alumbrado 41

3.3.6 Determinar la altura de suspensión de las luminarias 41

3.3.7 Calcular el índice del local k 42

3.3.8 Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo 42

3.3.9 Determinar el factor de utilización (η, CU) 43

3.3.10 Determinar el factor de mantenimiento fm 43

3.3.11 Cálculo del flujo luminoso total 43

3.3.12 Cálculo del número de luminarias 44

3.3.13 Emplazamiento de las luminarias 44

3.3.14 Comprobación de los resultados 44

3.4 Cálculo de iluminación del campo deportivo 51

3.4.1 Dimensiones del campo de deportivo 51

3.4.2 Nivel de iluminación 52

3.4.3 Elección de los proyectores 52

3.4.4 Cálculo del número de proyectores por método del flujo

luminoso o de los lúmenes 52

3.4.5 Disposición de las columnas o torres 53

3.4.6 Determinación y disposición de las fuentes de luz 54

3.4.7 Altura de montaje del panel de luminarias 56

3.4.8 Apuntamiento de las luminarias 56

3.4.8.1 Cobertura de iluminación al área efectiva por el método

del 50% Imax 56

3.4.8.2 Determinación de la posición Luminaria – Objetivo 57

8

3.4.8.3 Aplicación con curvas fotométricas 61

3.4.8.4 Calculo de la iluminancia en los extremos de los ángulos 65

3.4.8.5 Posición de los puntos de la iluminancia al 50%

I max en el eje de coordenadas 66

3.4.9.- iluminación de toda el área de estudio utilizando software 68

3.5. Calculo de tomacorrientes 70

3.6. Calculo de circuito de fuerza 73

3.6.1. Previsión de duchas 73

3.7. Potencias bombas eléctricas suministro de agua potable y riego 74

3.8. Determinación de la potencia instalada. 75

3.8.1. Potencia instalada en iluminación, tomacorriente y fuerza. 75

3.8.2 Potencia instalada en iluminación del campo deportivo 76

3.8.3 Potencia instalada en fuerza motriz 77

3.9. Determinación de la demanda maxima 78

3.9.1 Demanda maxima en iluminación toma corriente y fuerza 78

3.9.2 Demanda maxima en iluminación del campo deportivo 81

3.9.3 Demanda máxima fuerza motriz 81

3.10. Potencia de reserva para el tablero electrónico 83

3.11. Determinación del transformador de potencia 83

3.11.1 Transformador de potencia para la instalación de interiores 83

3.11.2 Transformador de potencia para iluminación del campo deportivo 84

3.12 Centros de carga 84

3.12.1 Centro de carga del sistema de la instalación de interiores 85

3.12.2 Centro de carga del sistema de iluminación del campo deportivo 87

3.13 Determinación del factor de potencia de la instalación 87

3.14 Cálculo y dimensionamiento de los conductores 89

3.14.1 Sección del conductor y ducto de los circuitos derivados

en iluminación, tomas y fuerza 94

3.14.2 Sección de conductor de la luminaria para la iluminación

del campo deportivo

3.14.3 Sección del conductor y ducto de los motores 95

3.14.4 Sección de conductores y ducto de los alimentadores secundarios 96

3.14.5 Sección de conductor y ducto del alimentador transformador

9

a tablero principal 97

3.14.6 Sección de conductor y ducto de la acometida principal 99

3.14.7 Dimensionamiento del conductor neutro y de protección 100

3.14.8 Dimensionamiento de barras Cu de distribución para tableros 101

3.15. Cálculo y dimensionamiento de las protecciones 103

3.15.1 Determinación de las impedancias directa, inversa y

Homopolar 103

3.15.1.1 Calculo de las impedancia directa 103

3.15.1.2 Cálculo de las impedancia inversa 107

3.15.1.3 Calculo de las impedancia homopolar 108

3.15.1.4 Calculo de la impedancia en los conductores 109

3.15.2 Calculo de Corrientes de cortocircuito 112

3.15.2.1 Corriente de cortocircuito tripolar 112

3.15.2.2 Corrientes de cortocircuito bipolar 112

3.15.2.3 Corrientes de cortocircuito unipolar a tierra 113

3.15.2.4 Calculo de las corrientes de cortocircuito 113

3.15.3 Selección de dispositivos de protección 118

3.15.3.1 Protecciones de los circuitos ilumin. Tomacorr. y fuerza 119

3.15.3.2 Dispositivos de protección de los circuitos de distribución

Secundaria 120

3.15.3.3. Dispositivos de protección y maniobra para los motores 121

3.15.3.4.Protección del alimentador principal del grupo de motores 125

3.15.3.5. Protección de la luminaria del campo deportivo 127

3.15.3.6. Protección de los circuitos de distrib. secundaria 6 lumin. 128

3.15.3.7. Protección de los circuitos de distrib. secundaria (torres) 130

3.15.3.8. Protección de los alimentadores principales T1 y T2 132

3.15.4. Selectividad de los dispositivos de protección 135

1.15.5Coordinacion de la protección de la instalalcion 140

3.16. Elección de los dispositivos de protección de media tensión y

estructuras contra descargas atmosféricas 146

3.16.1 Selección del fusible de media tensión 146

3.16.2 Protección contra sobretensiones. 146

3.16.2.1. Calculo de pararrayo tipo distribuidor o de línea. 147

10

3.16.2.2. Protec. de las estructuras contra descargas atmosféricas 150

3.17 Elección de los dispositivos de medición 154

3.17.1 Dimensionamiento del transformador de corriente 154

3.18 Instalación telefónica 158

3.18.1 Numero de líneas asignadas 158

CAPITULO IV ESTUDIO ECONOMICO

4.1.- Introducción 160

4.2.- Análisis de costo unitario 160

4.3. presupuesto general. 161

CAPITULO V GRUPO ELECTROGENO


5.2 Descripción general 162

CAPITULO VI CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. Conclusiones 165

6.2. Recomendaciones 167

CAPITULO VII BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS

7.1. Bibliografia 168

Anexos A

Anexos B

Anexos C

11

CAPITULO I ANTECEDENTES GENERALES

1.1 INTRODUCCION

En el marco de la necesidad de dotar a la comunidad universitaria de la FACULTAD TECNICA de

la UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO, escenarios deportivos, se elabora el PROYECTO DE

INSTALACIONES ELÉCTRICAS E ILUMINACION ESTADIO FACULTAD TÉCNICA, ante el

crecimiento de la población estudiantil, para la practica deportiva.

Por otro lado este proyecto contempla la iluminación del escenario deportivo de fútbol para la

práctica nocturna de este deporte, ya que en la actualidad no reúne condiciones acuerdo a normas y

reglamentos exigidos de la disciplina.

De manera que la necesidad de realizar una obra de la magnitud de este proyecto de iluminación

eléctricas, acorde siempre con la modernidad actual de las casas superiores de estudio de las

ciudades capitales y ciudades grandes de nuestro país, que permitirá gozar a los estudiantes del

turno diurno y vespertino y a la ciudadanía de eventos deportivos ínter facultativos,

departamentales y nacionales.

El proyecto del complejo deportivo, en su primera fase se basa más propiamente en obras de

construcción civil de las diferentes tribunas, que constituye como obras civiles, podemos señalar la

construcción zapatas, columnas, graderías, camarines, casetas de transmisión, palco, el plantado del

gramado verde de la cancha de fútbol, etc.

En su segunda fase es el de implementar toda la instalación eléctrica en todos sus ítems, como ser

la instalación eléctrica en todos los ambientes, instalar los circuitos de tomas, iluminación, la

iluminación del campo deportivo y Sistema de riego.

12

1.2.- DESCRIPCION DE LA PROBLEMATICA.-

La Facultad Técnica cuenta con una infraestructura deportiva de un campo de fútbol, que no tiene un

proyecto de iluminación e instalaciones eléctricas.

1.3.-OBJETIVO GENERAL

El objetivo del presente es de contar con un campo deportivo que coadyuve al mejoramiento de la

práctica del futbol y por tanto mejorar la calidad de vida, el proyecto cuenta con el estudio técnico,

diseño e implementación de la INSTALACION ELÉCTRICA E ILUMINACION DEL ESTADIO

DE LA FACULTAD TÉCNICA DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO.

1.4.- OBJETIVOS ESPECIFICOS.-

– Realizar el estudio luminotécnico del campo deportivo, con el uso paquetes

computacionales, todo esto aplicado al Estadio en referencia.

– Realizar instalaciones eléctricas de los diferentes ambientes que se encuentran dentro del

estadio con el fin de ofrecer un ambiente adecuado para práctica de actividades académicas,

sociales, culturales y deportivas

– Realizar instalaciones eléctricas de los ambientes para las diferentes disciplinas .de acuerdo

a las exigencias variarán según el tipo de disciplina (recreo, entrenamiento o competición) y

el nivel de actividad (amateur, profesional o retransmisión por televisión).

– Permitir a los estudiantes de tener una información más acerca de proyectos de instalación

eléctrica de un campo deportivo.

– Brindar a los estudiantes y público en general, un campo deportivo de futbol, las diferentes

disciplinas, que sean cómodos, confortables, que coadyuven en el mejoramiento de la salud.

13

Realizar el cálculo y diseño de la iluminación de la cancha de fútbol.

Calcular y diseñar el alumbrado de interiores.

Calcular y diseñar la instalación de tomacorrientes.

Calcular y diseñar de sistemas de potencia.

Calcular y seleccionar dispositivos de protección.

Realizar los sistemas de comunicación.

Realizar las especificaciones técnicas de equipos instrumentos y materiales,

1.5.- METAS.-

Contar con el diseño de las instalaciones eléctricas e iluminación del campo deportivo de fútbol con

una potencia de 320 KVA y que tiene una capacidad 6000 personas y los ambientes de las diferentes

disciplinas, de manera que sea confortable a la comunidad universitaria de la institución y publico en

general.

1 .6.- TAMAÑO Y CAPACIDAD

De las consideraciones y cálculos realizados en los sistemas de potencia, en el capitulo

correspondiente, nos dá una idea cabal del tamaño del proyecto que se traduce en demanda de

energía eléctrica. Considerando la capacidad y la magnitud del Estadio.

14

1.7.- UBICACIÓN Y LOCALIZACIÓN

Altura sobre del nivel del mar : 3709 m.s.n.m.

Ubicación astronómica : Latitud 17o 58’ Sud, Longitud 67o 06’ Oeste.

Temperatura Media anual : 10 oC

Área de terreno : 40000m2

Área de construcción : 10000 m2

La localización del proyecto en observación el área de terreno construido del campo deportivo, esta

en el departamento de Oruro más propiamente en la ciudad de Oruro calle Potosí 351 entre las

calles santa Cruz y Beni, (zona norte).

La zona es estratégica por lo favorable del terreno para la construcción y el plantado del césped.

También situado en una zona norte de la ciudad en una principal avenida, donde se tiene acceso a la

proximidad de las líneas de distribución de media tensión 6.9 KV administrada por la EMPRESA

DE LUZ Y FUERZA ELÉCTRICA DE ORURO (ELFEO S.A.).

15

CAPITULO II

CONCEPTOS Y DEFINICIONES

2.1 INTRODUCCIÓN

Es importante el conocimiento de conceptos y definiciones luminotécnicos de iluminación de

interiores y exteriores. que son necesarias de acuerdo al lugar y la infraestructura del proyecto.

Los procedimientos para diseñar sistemas de iluminación se basan en conceptos tradicionales, pero su

aplicación puede ser muy compleja. Los conceptos son ciencia, pero la aplicación correcta es un arte,

ya que cada instalación es única en su localización, tipo luminaria, etc.

El uso de las leyes de la electricidad son la base del trabajo del presente proyecto, serán las que

definan en ultima instancia los parámetros de protección, control, automatización, etc.

2.2 LUMINOTECNIA

El diseñador que aborda la resolución de un problema de iluminación, sea este el diseño de luminarias

o su correcta aplicación, debe acotar el campo de consideraciones para no divagar en un universo de

infinitas soluciones o propuestas, la mayoría de las cuales probablemente no se adecuen a los

resultados deseados. Por tal motivo, es importante sistematizar los elementos de juicio y los criterios

de selección que fundamentan las decisiones de diseño. Se trata de uno de los rasgos distintivos del

diseño.

Como principales aspectos para una iluminación deben considerarse los siguientes conceptos:

16

2.2.1 Color Al hablar del color hay que distinguir entre el fenómeno físico donde intervienen la luz y

la visión (sensibilidad y contraste) y el fenómeno sensorial. Como fenómeno físico comentaremos,

además, los sistemas de especificación y la realización de mezclas. Recordemos brevemente que la luz

blanca del sol está formada por la unión de los colores del arco iris, cada uno con su correspondiente

longitud de onda. Fig. 2.1 Los colores van del violeta (380 nm) hasta el rojo (770 nm) y su

distribución espectral.

FIG. 2.1 Longitud de onda

TABLA 2.1 Longitud de onda de los colores

Color Longitud de onda (nm)Violeta 380-436Azul 436-495Verde 495-566Amarillo 566-589Naranja 589-627Rojo 627-770

Manual de iluminación: Edison

17

2.2.2 La luz

La luz (del latín lux, lucis) es la clase de energía electromagnética radiante que puede ser percibida por

el ojo humano. En un sentido más amplio, el término luz incluye el rango entero de radiación

conocido como el espectro electromagnético.

La ciencia que estudia las principales formas de producir luz, así como su control y aplicaciones, se

denomina óptica. Que llega a nuestros ojos y nos permite ver, es un pequeño conjunto de radiaciones

electromagnéticas de longitudes de onda comprendidas entre los 380 nm y los 770 nm.

2.2.3 Propiedades de la luz.

Principales características, efectos y propiedades de la luz

o Velocidad finita

o Refracción

o Propagación y difracción

o Interferencia

o Reflexión y dispersión

o transmisión

o Absorción

o . Polarización

o Efectos químicos

2.2.3.1.-Velocidad finita

La línea amarilla muestra el tiempo que tarda la luz en recorrer el espacio entre la Tierra y la Luna,

alrededor de 1,2 segundos.

Se ha demostrado teórica y experimentalmente que la luz tiene una velocidad finita. La primera

medición con éxito fue hecha por el astrónomo danés Ole Roemer en 1676 y desde entonces

18

numerosos experimentos han mejorado la precisión con la que se conoce el dato. Actualmente el valor

exacto aceptado para la velocidad de la luz en el vacío es de 299.792.458 m/s.1

La velocidad de la luz al propagarse a través de la materia es menor que a través del vacío y depende

de las propiedades dieléctricas del medio y de la energía de la luz. La relación entre la velocidad de la

luz en el vacío y en un medio se denomina índice de refracción del medio:

2.2.3.2.- La refracción

Se produce cuando un rayo de luz es desviado de su trayectoria al atravesar una superficie de

separación entre medios diferentes según la ley de la refracción. Esto se debe a que la velocidad de

propagación de la luz en cada uno de ellos es diferente.

FIG. 2.2 Refracción de luz

La refracción es el cambio brusco de dirección que sufre la luz al cambiar de medio. Este fenómeno

se debe al hecho de que la luz se propaga a diferentes velocidades según el medio por el que viaja. El

cambio de dirección es mayor, cuanto mayor es el cambio de velocidad, ya que la luz prefiere recorrer

las mayores distancias en su desplazamiento por el medio que vaya más rápido. Fig. 2.2 La ley de

Snell relaciona el cambio de ángulo con el cambio de velocidad por medio de los índices de refracción

de los medios.

Como la refracción depende de la energía de la luz, cuando se hace pasar luz blanca o policromática a

través de un medio no paralelo, como un prisma, se produce la separación de la luz en sus diferentes

19

componentes (colores) según su energía, en un fenómeno denominado dispersión refractiva. Si el

medio es paralelo, la luz se vuelve a recomponer al salir de él.

Ejemplos muy comunes de la refracción son la ruptura aparente que se ve en un lápiz al introducirlo

en agua o el arco iris.

2.2.3.3.- Propagación y difracción

Una de las propiedades de la luz más evidentes a

simple vista es que se propaga en línea recta. Lo

podemos ver, por ejemplo, en la propagación de

un rayo de luz a través de ambientes polvorientos

o de atmósferas saturadas. La óptica geométrica

parte de esta premisa para predecir la posición de

la luz, en un determinado momento, a lo largo de FIG. 2.3 Propagación y difracción

su transmisión. (Sombra de una canica)

De la propagación de la luz y su encuentro con objetos surgen las sombras. Si interponemos un cuerpo

opaco en el camino de la luz y a continuación una pantalla, obtendremos sobre ella la sombra del

cuerpo. Si el origen de la luz o foco se encuentra lejos del cuerpo, de tal forma que, relativamente, sea

más pequeño que el cuerpo, se producirá una sombra definida. Si se acerca el foco al cuerpo surgirá

una sombra en la que se distinguen una región más clara denominada penumbra y otra más oscura

denominada umbra.

Sin embargo, la luz no siempre se propaga en línea recta. Cuando la luz atraviesa un obstáculo

puntiagudo o una abertura estrecha, el rayo se curva ligeramente. Este fenómeno, denominado

difracción, es el responsable de que al mirar a través de un agujero muy pequeño todo se vea

distorsionado o de que los telescopios y microscopios tengan un número de aumentos máximo.

20

2.2.3.4.- Interferencia

La forma más sencilla de estudiar el fenómeno de la

interferencia es con el denominado Experimento de

Young que consiste en hacer incidir luz monocromática

(de un solo color) en una pantalla que tiene rendija muy

estrecha. La luz difractada que sale de dicha rendija se FIG. 2.4 Interferencia

vuelve a hacer incidir en otra pantalla con una doble rendija. La luz procedente de las dos rendijas se

combina en una tercera pantalla produciendo bandas alternativas claras y oscuras.

El fenómeno de las interferencias se puede ver también de forma natural en las manchas de aceite

sobre los charcos de agua o en la cara con información de los discos compactos; Fig. 2.4 ambos tienen

una superficie que, cuando se ilumina con luz blanca, la difracta, produciéndose una cancelación por

interferencias, en función del ángulo de incidencia de la luz, de cada uno de los colores que contiene,

permitiendo verlos separados, como en un arco iris.

2.2.3.5.-La reflexión y dispersión

Al incidir la luz en un cuerpo, la materia de la que está constituido retiene unos instantes su energía y

a continuación la reemite en todas las direcciones. Este fenómeno es denominado reflexión.

Sin embargo, en superficies ópticamente lisas, debido a interferencias destructivas, la mayor parte de

la radiación se pierde, excepto la que se propaga con el mismo ángulo que incidió. Ejemplos simples

de este efecto son los espejos, los metales pulidos o el agua de un río (que tiene el fondo oscuro).

La luz también se refleja por medio del fenómeno denominado reflexión interna total, que se produce

cuando un rayo de luz, intenta salir de un medio en que su velocidad es más lenta a otro más rápido,

21

con un determinado ángulo. Se produce una refracción de tal modo que no es capaz de atravesar la

superficie entre ambos medios reflejándose completamente. Esta reflexión es la responsable de los

destellos en un diamante tallado.

Cuando la luz es reflejada difusa e irregularmente, el proceso se denomina dispersión. Gracias a este

fenómeno podemos seguir la trayectoria de la luz en ambientes polvorientos o en atmósferas

saturadas. El color azul del cielo se debe a la luz del sol dispersada por la atmósfera. El color blanco

de las nubes o el de la leche también se debe a la dispersión de la luz por el agua o por el calcio que

contienen respectivamente

FIG. 2.5 Tipos de reflexiones de luz

Es un fenómeno que se produce cuando la luz choca contra la superficie de separación de dos medios diferentes

(ya sean gases como la atmósfera, líquidos como el agua o sólidos) y está regida por la ley de la reflexión. La

dirección en que sale reflejada la luz viene determinada por el tipo de superficie. Si es una superficie brillante o

pulida se produce la reflexión regular en que toda la luz sale en una única dirección. Si la superficie es mate y la

luz sale desperdigada en todas direcciones se llama reflexión difusa. Y, por último, está el caso intermedio,

reflexión mixta, en que predomina una dirección sobre las demás. Esto se da en superficies metálicas sin pulir,

barnices, papel brillante, etc.

22

2.2.3.6.-La transmisión

Se puede considerar una doble refracción. Si pensamos en un cristal; la luz sufre una primera

refracción al pasar del aire al vidrio, sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de nuevo al aire.

Si después de este proceso el rayo de luz no es desviado de su trayectoria se dice que la transmisión es

regular como pasa en los vidrios transparentes.

FIG. 2.6 Tipos de transmisión de luz

2.2.3.7.- La absorción

es un proceso muy ligado al color. El ojo humano sólo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un

pequeño intervalo del espectro electromagnético. Fig. 2.7 Son los colores que mezclados forman la luz

blanca. Su distribución espectral aproximada es:

FIG. 2.7 Absorción

23

2.2.3.8.- Polarización

El fenómeno de la polarización Fig. 2.8 se observa en unos cristales

determinados que individualmente son transparentes. Sin embargo, si se

colocan dos en serie, paralelos entre sí y con uno girado un determinado

ángulo con respecto al otro, la luz no puede atravesarlos. Si se va rotando

uno de los cristales, la luz empieza a atravesarlos alcanzándose la máxima FIG.2.8 Polarización

Intensidad cuando se ha rotado el cristal 90º respecto al ángulo de total oscuridad

.También se puede obtener luz polarizada a través de la reflexión de la luz. La luz reflejada está

parcial o totalmente polarizada dependiendo del ángulo de incidencia. El ángulo que provoca una

polarización total se llama ángulo de Brewster.

Muchas gafas de sol y filtros para cámaras incluyen cristales polarizadores para eliminar reflejos

molestos

2.2.3.9.-Efectos químicos

Algunas sustancias al absorber luz, sufren cambios químicos; utilizan la energía que la luz les

transfiere para alcanzar los niveles energéticos necesarios para reaccionar, para obtener una

conformación estructural más adecuada para llevar a cabo una reacción o para romper algún enlace de

su estructura (fotólisis).

La fotosíntesis en las plantas, que generan azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz; la

síntesis de vitamina D en la piel; la ruptura de dihalógenos con luz en las reacciones radicalarias o el

proceso de visión en el ojo, producido por la isomerización del retinol con la luz, son ejemplos de

reacciones fotoquímicas. El área de la química encargada del estudio de estos fenómenos es la

fotoquímica

24

2.2.4 La visión. E1 ojo humano es un órgano sensitivo muy complejo que recibe la luz procedente de

los objetos, la enfoca sobre la retina formando una imagen y la transforma en información

comprensible para el cerebro. Fig. 2.9 FIG.2.9 La vision

La existencia de dos ojos nos permite una visión

panorámica y binocular del mundo circundante y la

capacidad del cerebro para combinar ambas imágenes

produce una visión tridimensional o estereoscópica

imágenes produce una visión tridimensional o

estereoscópica.

Fisiología. Una descripción física de los componentes

del ojo: la córnea, la retina, el cristalino, etc.

2.2.5.- Factores que influyen en la visión. Tamaño,

agudeza visual, contraste y tiempo son factores que FIG. 2.10 Factores influyentes en la vision

determinan la nitidez y el tiempo de respuesta del ojo ante un entorno cambiante. FIG. 2.10

Los factores externos que influyen sobre la formación de una buena imagen en la retina pueden dividirse en dos

clases: los subjetivos y los objetivos . Los primeros dependen del propio individuo como su salud visual

(depende de la edad y del deterioro de la vista), el nivel de atención en lo que mira, si está en reposo o en

movimiento o la comodidad visual (nivel de iluminación y deslumbramiento). Mientras que los segundos

dependen de lo que estemos mirando, del objeto visual. Son los factores objetivos y son el tamaño, la agudeza

visual, el contraste y el tiempo.

25

2.2.6.- El Efecto Purkinje

En el siglo XIX el investigador Johannes Purkinje,

se dio cuenta que si uno mira por un buen rato el

paisaje nocturno bañado por la luz de la Luna llena

de a poco éste se va poniendo azul. Este efecto

recibe el nombre de "desplazamiento Purkinje" o

"desplazamiento azul" y se puede apreciar con FIG. 2.11 El efecto Purkinge.

Bastante nitidez en zonas oscuras que se encuentren alejadas de las grandes e iluminadas ciudades.

La respuesta fisiológica de este efecto podría estar en la distribución y características de los "conos" y

"bastones" existentes en la retina de nuestros ojos. Los conos nos permiten ver los colores y los finos

detalles, pero funcionan sólo con una alta intensidad luminosa. Sin embargo, a medida que el Sol se

oculta y comienza a transitar por los "tres tipos de crepúsculo", de a poco los bastones comienzan a

activarse permitiéndonos alcanzar un nivel aceptable de visión nocturna. Los bastones son mil veces

más sensibles que los conos aunque no son capaces de percibir los colores; y esto explicaría en parte

del porqué vemos "todo gris" bajo la luz de la Luna llena. Pese a lo anterior, la explicación fisiológica

del "desplazamiento azul" sería que la luz de la Luna llena excita de tal manera a los bastones hasta el

punto que ellos son capaces de interaccionar con los conos sólo en el rango azul del espectro.

2.3 MAGNITUDES Y UNIDADES LUMINOSAS. La luz, al igual que las ondas de radio, los rayos

X o los gamma es una forma de energía. No toda la luz emitida por una fuente llega al ojo y produce

sensación luminosa, ni toda la energía que consume, por ejemplo, una bombilla se convierte en luz.

Todo esto se ha de evaluar de alguna manera en al siguiente tabla para ello definiremos nuevas

magnitudes:

26

2.4ILU

MINACI

ÓNDEINTERI

ORES

La

det

er

mi

nac

ión

de

los

niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener en

cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre

valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual...). El

usuario estándar no existe y por tanto, una misma instalación puede producir diferentes impresiones a

distintas personas. En estas sensaciones influirán muchos factores como los estéticos, los psicológicos,

el nivel de iluminación.

Como principales aspectos a considerar trataremos:

TABLA 2.2 MAGNITUDES LUMINOSAS

MAGNITUD SIMBOLO DEFINICION UNIDAD FORMULA

Flujo

LuminosoΦ

Potencia o caudal de energía luminosa emitida

por una fuente de luz visible.

LUMEN

[ Lm ]Φ

Cantidad

de LuzQ

Producto de flujo luminoso por su duración.

Flujo luminoso emitido por una fuente de luz.

LUMEN.

SEGUNDO

[ Lm . s ]

Q = Φ.t

Intensidad

LuminosaI

Cociente del flujo luminoso que partiendo de

una superficie luminosa se propaga en un

elemento de ángulo sólido

CANDELA

[ Cd ] ω

Angulo

SólidoΩ

Espacio limitado en una esfera por una zona de

su superficie y los radios que van en su

perímetro

ESTEREOR

RADIAN

[ str ]

ω

Iluminación E Cantidad de luz proyectada sobre una superficieLUX

[ lx ] S

Luminancia L

Intensidad luminosa de una superficie en una

dirección dada por unidad de área proyectada

de la superficie

CAND/Mt2

[ cd/m2 ] cosSL

Eficacia

LuminosaΗ

Relación entre flujo el luminoso emitido por

una fuente de luz y el flujo energético

correspondiente

LUMEN /

VATIO

[ Lm/W ]W

Luminotecnia, iluminación de interiores y exteriores. Javier García Fernández

27

El deslumbramiento

Lámparas y luminarias

El color

Sistemas de alumbrado

Métodos de alumbrado

Niveles de iluminación

Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento

2.4.1 El deslumbramiento

Distorsión o reducción en la habilidad para ver los objetos Significativos, debido a una mala

distribución de luminarias, existen distintos tipos de deslumbramientos

Las lentes de transición, en especial si se combinan con un tratamiento antirreflejante (AR), reducen el

deslumbramiento distractor, incómodo e incapacitante. Además, pueden mejorar la calidad global de

la visión y reducir el estrés ocular y la vista cansada.

En condiciones extremas, recomendamos utilizar gafas de sol polarizadas que bloqueen el 100% de la

radiación ultravioleta y ayuden a reducir el deslumbramiento cegador. También se puede considerar la

posibilidad de utilizar gafas de sol especializadas.

Qué es el "deslumbramiento"

El deslumbramiento se puede describir como "brillo extremo" debido al exceso de luz visible. El

deslumbramiento puede ser distractor e incluso peligroso y se puede dar de día o de noche de distintas

formas. El deslumbramiento puede causar malestar que resulte en estrés ocular y la vista cansada. En

casos extremos, puede incluso provocar ceguera temporal.

2.4.1.1.- Deslumbramiento distractor

28

El deslumbramiento distractor lo

pueden provocar los faros de los

coches o las farolas de noche.

También puede ser algo tan simple

como el reflejo de las gafas hacia

fuera, que impide que los demás

puedan verle los ojos. Fig. 2.12

FIG. 2.12 Deslumbramiento distractor De igual forma, puede también estar

causado por el reflejo en las gafas de lo que está detrás, como el reflejo en el campo de visión de tus

propios ojos o de los objetos que están detrás de ti. Este tipo de deslumbramiento puede provocar vista

cansada, molestias y distracción

2.4.1.2.- Deslumbramiento incómodo

El deslumbramiento puede estar

provocado por condiciones

cotidianas de iluminación a la luz del

sol. Según la sensibilidad al sol de

cada uno, este deslumbramiento

puede resultar incómodo con

independencia del tiempo o de la

FIG. 2.13 Deslumbramiento incomodo hora del día. Se puede presentar con

cualquier nivel o intensidad de luz, o cuando se pase de una condición de iluminación a otra. El

deslumbramiento incómodo causa a menudo molestias y vista cansada.

2.4.1.3.-Deslumbramiento incapacitante

29

Este tipo de deslumbramiento resulta de

una luz excesiva e intensa y se puede

producir cuando se mira directamente al

sol. El deslumbramiento incapacitante

puede bloquear la vista debido a que la

luz intensa reduce significativamente el

FIG. 2.14 Deslumbramiento incapacitante

contraste de la imagen en la retina. Los efectos latentes se pueden prolongar más allá del tiempo de

exposición.

2.4.1.4.-Deslumbramiento cegador o reflejado

Este deslumbramiento proviene de la luz

que se refleja en superficies lisas y

brillantes, como el agua, la arena o la

nieve, y puede ser lo suficientemente

intenso como para bloquear la vista. La

luz reflejada se polariza y requiere por

tanto lentes polarizadas para

FIG. 2.15 Deslumbramiento cegador o reflejado reducirla de forma óptima.

2.4.1 Lámparas y luminarias

Las lámparas empleadas en iluminación de interiores abarcan casi todos los tipos existentes en el

mercado (incandescentes, fluorescentes, etc.). Las lámparas escogidas, por lo tanto, serán aquellas

cuyas características (fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y

30

mantenimiento, etc.) mejor se adapte a las necesidades y características de cada instalación (nivel de

iluminación, dimensiones del local, ámbito de uso, potencia de la instalación...)

La elección de las luminarias está condicionada por la lámpara utilizada y el entorno de trabajo de

esta. Hay muchos tipos de luminarias y sería difícil hacer una clasificación exhaustiva.

Las luminarias para lámparas incandescentes tienen su ámbito de aplicación básico en la iluminación

doméstica. Por lo tanto, predomina la estética sobre la eficiencia luminosa.

Lámparas fluorescentes. Se utilizan mucho en oficinas, comercios, centros educativos, almacenes,

industrias con techos bajos, etc. por su economía y eficiencia luminosa.

Luminarias para lámparas de descarga a alta presión. Estas se utilizan principalmente para colgar a

gran altura (industrias y grandes naves con techos altos) o en iluminación de pabellones deportivos,

aunque también hay modelos para pequeñas alturas. En el primer caso se utilizan las luminarias

intensivas y los proyectores y en el segundo las extensivas.

2.4.2 La apariencia en color

La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color

correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que

tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen

un tono blanco rojizo.

El valor de la iluminancia determinará conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas el

aspecto final.

31

El rendimiento en color de las lámparas es un medida de la calidad de reproducción de los colores.

Se mide con el Índice de Rendimiento del Color (IRC o Ra) que compara la reproducción de una

muestra normalizada de colores iluminada con una lámpara con la misma muestra iluminada con una

fuente de luz de referencia. Mientras más alto sea este valor mejor será la reproducción del color,

aunque a costa de sacrificar la eficiencia y consumo energéticos.

2.4.3 Sistemas de alumbrado.

Cuando una lámpara se enciende, el flujo emitido puede llegar a los objetos de la sala directamente o

indirectamente por reflexión en paredes y techo. La cantidad de luz que llega directa o indirectamente

determina los diferentes sistemas de iluminación con sus ventajas e inconvenientes.

FIG. 2.16 Sistemas de alumbrado

La iluminación directa se produce cuando todo el flujo de las lámparas va dirigido hacia el suelo. y el

que ofrece mayor deslumbramiento y rendimiento luminoso..

32

En la iluminación semidirecta la mayor parte del flujo luminoso se dirige hacia el suelo y el resto es

reflejado en techo y paredes. En este caso, las sombras son más suaves y el deslumbramiento menor

que el anterior.

Iluminación general difusa. Si el flujo se reparte al cincuenta por ciento entre procedencia directa e

indirecta hablamos de Cuando la mayor parte del flujo proviene del techo y paredes tenemos la

iluminación semi-indirecta. Debido a esto, las pérdidas de flujo por absorción son elevadas y los

consumos de potencia eléctrica también, produce muy pocos deslumbramientos y con sombras suaves

que dan relieve a los objetos.

Iluminación indirecta. Cuando casi toda la luz va al techo. Es la más parecida a la luz natural pero es

una solución muy cara puesto que las pérdidas por absorción son muy elevadas.

2.4.4 Los métodos de alumbrado

Nos indican cómo se reparte la luz en las zonas iluminadas. Según el grado de uniformidad deseado,

distinguiremos tres casos: alumbrado general, alumbrado general localizado y alumbrado localizado.

El alumbrado general proporciona una iluminación uniforme sobre toda el área iluminada. Es un

método de iluminación muy extendido y se usa habitualmente en oficinas, centros de enseñanza,

fábricas, comercios, etc. Se consigue distribuyendo las luminarias de forma regular por todo el techo

del local

El alumbrado general localizado proporciona una distribución no uniforme de la luz de manera que

esta se concentra sobre las áreas de trabajo. El resto del local, formado principalmente por las zonas de

paso se ilumina con una luz más tenue. Se consiguen así importantes ahorros energéticos puesto que la

luz se concentra allá donde hace falta.

33

El alumbrado localizado cuando necesitamos una iluminación suplementaria cerca de la tarea visual

para realizar un trabajo concreto. El ejemplo típico serían las lámparas de escritorio.

2.4.5 Niveles de iluminación recomendados

Los niveles de iluminación recomendados para un local dependen de las actividades que se vayan a

realizar en él. En general podemos distinguir entre tareas con requerimientos luminosos mínimos,

normales o exigentes.

El nivel de iluminación ó iluminancia de una superficie es la relación entre el flujo luminoso que

recibe la superficie y su área se simboliza por la letra E, y su unidad es el lux (lx).

A

E lux (lx)

Donde E es el nivel de iluminación en lux (lx), es el flujo de la lámpara en lúmenes (lm), y A es el

área de la superficie en metros cuadrados.

Según el Sistema Internacional (SI), el lux se define como la iluminancia de una superficie que recibe

un flujo luminoso de un lumen, uniformemente repartido sobre un metro cuadrado de la superficie (1

lux = 1 lm / 1 m 2 ).

Los niveles de iluminación son el punto de partida para el cálculo de alumbrado y vienen tabulados,

según las normas de electrotecnia y tecnología de edificación, en función de la tarea a realizar.

Intensidad luminosa

La intensidad luminosa es la densidad de luz dentro de un pequeño ángulo sólido, en una dirección

determinada.

La intensidad luminosa de una fuente en una determinada dirección es igual a la relación entre el flujo

ruinoso contenido en un ángulo sólido cualquiera cuyo eje coincide con la dirección considerada y el

34

valor de dicho ángulo sólido expresado en estereorradianes. Su símbolo es I, su unidad es la candela

(cd) que tiene por expresión.

I

TABLA 2.3 Niveles de iluminancia recomendada para interiores

Iluminancia media en servicio(lux)TAREAS Y CLASES DE LOCAL

Mínimo Recomendado ÓptimoZONAS GENERALES DE EDIFICIOS

Zonas de circulación, pasillos 50 100 150Escaleras, escaleras móviles, roperos, lavabos,almacenes y archivos

100 150 200

Centros docentes

Aulas, laboratorios 300 400 500

Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750

OficinasOficinas normales, mecanografiado, salas deproceso de datos, salas de conferencias 400 500 750

Grandes oficinas, salas de delineación,CAD/CAM/CAE 500 750 1000

Comercios

Comercio tradicional 300 500 750Grandes superficies, supermercados, salones demuestras 500 750 1000

Industria (en general)

Trabajos con requerimientos visuales limitados 200 300 500

Trabajos con requerimientos visuales normales 500 750 1000

Trabajos con requerimientos visuales especiales 1000 1500 2000

Viviendas

Dormitorios 100 150 200

Cuartos de aseo 100 150 200

Cuartos de estar 200 300 500

Cocinas 100 150 200

Cuartos de trabajo o estudio 300 500 750

Luminotecnia, iluminación de interiores y exteriores. Javier García Fernández

35

2.4.6 Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento El paso del tiempo provoca sobre las

instalaciones de alumbrado una disminución progresiva en los niveles de iluminancia. Las causas de

este problema se manifiestan de dos maneras. Por un lado tenemos el ensuciamiento de lámparas,

luminarias y superficies donde se va depositando el polvo. Y por otro tenemos la depreciación del

flujo de las lámparas.

En el primer caso la solución pasa por una limpieza periódica de lámparas y luminarias. Y en el

segundo por establecer un programa de sustitución de las lámparas. Aunque a menudo se recurre a

esperar a que fallen para cambiarlas, es recomendable hacer la sustitución por grupos o de toda la

instalación a la vez según un programa de mantenimiento.

2.5 ILUMINACIÓN DE EXTERIORES

El alumbrado exterior es, sin duda, una de las aplicaciones más habituales e importantes de la

iluminación. La posibilidad de realizar actividades más allá de los límites naturales ha abierto un

abanico infinito de posibilidades desde iluminar calles y vías de comunicación hasta aplicaciones

artísticas, de recreo, industriales, campos deportivos, etc.

No obstante, es recomendable tener nociones de algunos de ellos para comprender mejor la mecánica

de cálculo. Así tras estudiar algunos conceptos previos de iluminación, veremos soluciones prácticas

de alumbrado de vías y los niveles de iluminación recomendados.

La iluminancia indica la cantidad de luz que llega a una superficie y se define como el flujo luminoso

recibido por unidad de superficie:

(2.1)

Si la expresamos en función de la intensidad luminosa nos queda como:

36

Donde I es la intensidad recibida por el punto P en la dirección definida por el par de ángulos (C, ) y

h la altura del foco luminoso. Si el punto está iluminado por más de una lámpara, la iluminancia total

recibida es entonces:

(2.2)

Criterio de calidad. Para determinar si una instalación es adecuada y cumple con todos los requisitos

de seguridad y visibilidad necesarios se establecen una serie de parámetros que sirven como criterios

de calidad. Son la luminancia media (Lm, LAV), los coeficientes de uniformidad (EMED), el

deslumbramiento

Uniformidad media de iluminación

Niveles de iluminación

Deslumbramiento

Fuente de luz

Sistemas de alumbrado

2.5.1 Uniformidad media de iluminación.

Para obtener, la igualdad de iluminación media, un buen grado de uniformidad de la iluminación, es

preferible aumentar el número de luminarias Como criterios de calidad y evaluación de la uniformidad

de la iluminación en áreas se analizan el rendimiento visual en términos del coeficiente global de

uniformidad EMED y la comodidad visual mediante el coeficiente longitudinal de uniformidad.

MIN

MAXMED E

EE (2.3)

2.5.2 Niveles de iluminación

37

Los siguientes niveles de iluminación están basados en las publicaciones de la Sociedad de Ingeniería

(IES) presentan los mínimos luxes promedio recomendados para la tarea en cualquier momento.

Debido a que la eficiencia de una luminaria se deprecia por el uso, la instalación de iluminación debe

diseñarse y la luminaria debe elegirse bajo la base de un nivel mantenido de iluminación, más que por

niveles iniciales.

TABLA 2.4 Niveles de iluminación requeridos en actividades deportivas

Nivel Luminoso[ LUX ]LOCAL Ambiente

Min. Max.Competición 300 500BALONCESTO

(basketball) Entrenamiento 100 200

Competición 300 500BILLAR

Entrenamiento 100 200

Campeonatos 5.000 7.500

Profesional 2.000 2.500BOXEO

Aficionados (amateur) 1.000 1.500

1º División o Internacionales 700 1.500

2º División 300 500FUTBOL(Soccer)

Entrenamientos 100 200

Competición 300 400FRONTON


En los "Tees" 100 150GOLF

a 180 mts. de los "Tees" 50 75

Campeonato (en la superficie delagua) 100 200

NATACIONCampeonato (bajo el agua) 700 1.000

Campeonato 200 300

Club 150 200TENIS


[email protected]

38

Para campos deportivos de Estadios la iluminación horizontal media deberá estar en relación directa

con la distancia de observación existente desde el espectador más distante hasta el centro del campo.

Los niveles recomendados de iluminancia, de acuerdo con la distancia, se han indicado. Si el

alumbrado debe servir para retrasmisión de TV en color o para reportajes filmados, deben tomarse los

niveles indicados.

2.5.3 Deslumbramiento.

Se llama deslumbramiento molesto a aquella sensación desagradable que sufrimos cuando la luz que

llega a nuestros ojos es demasiado intensa. Este fenómeno se evalúa de acuerdo a una escala numérica,

obtenida de estudios estadísticos, que va del deslumbramiento insoportable al inapreciable.

El deslumbramiento perturbador se produce por la aparición de un velo luminoso que provoca una

visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, que desaparece al cesar su causa. No obstante, este

fenómeno no lleva necesariamente asociado una sensación incómoda como el deslumbramiento

molesto.

En la mayoría de los deportes los jugadores deben dirigirse frecuentemente su mirada hacia arriba. La

supresión total del deslumbramiento es por consiguiente bastante difícil. Sin embargo, el

deslumbramiento puede reducirse a un mínimo con las siguientes medidas

- Apantallado las fuentes de luz.

- Montando las fuentes de luz a la altura adecuada.

- Controlando el haz con luminarias que poseen una óptica bien diseñada y reduciendo el flujo

disperso.

39

- Las fuentes de alta intensidad lumínica serán cuidadosamente agrupadas y dispuestas de tal

suerte que el numero de superficies luminosas visibles desde una dirección dada sea el

mínimo.

Altura de montaje y deslumbramiento. Conforme disminuye la altura de montaje aumenta el peligro

de deslumbramiento y la longitud de las sombras proyectada por los jugadores. Por otra parte, el costo

de las columnas se reduce al disminuir la altura de montaje, produciendo además, una mejor

iluminación vertical.

Las columnas altas no solamente son caras, sino que dan una relación menos favorable entre la

iluminación horizontal y la vertical. Las ventajas de las columnas altas son la reducción del

deslumbramiento y sombras mas cortas.

FIG. 2.4 La altura de montaje debe aumentarse conformeCrezca de distancia entre las torres y el centro del campo.

Cualquiera que sea el tipo de proyector elegido, es conveniente que el ángulo formado por el plano

horizontal y el eje principal del proyector situado en el punto mas bajo del panel sea, por lo menos de

25 grados. (Manual de alumbrado Philips)

40

2.5.4 Fuente de luz

a) Las lámparas son los aparatos encargados de generar la luz. En la actualidad, en alumbrado

público se utilizan las lámparas de descarga frente a las lámparas incandescentes por sus mejores

prestaciones y mayor ahorro energético y económico. Concretamente, se emplean las lámparas de

vapor de mercurio a alta presión y las de vapor de sodio a baja y alta presión. En instalaciones de

competición, se usan lámparas de halogenuros metálicos por sus altas prestaciones. Pero en otros

casos puede bastar con lámparas halógenas o de mercurio y sodio a alta presión; más baratas

2.5.4.1.- Lámparas de mercurio de alta presión

Para bajos niveles de iluminación se justifica, por su economía y costo inicial, la selección de

lámparas de cuarzo-yodo. Para niveles de iluminancia superior a 300 lux deben utilizarse lámparas

vapor de mercurio de alta presión con halogenuros. Estas lámpara tienen una gran eficacia luminosa y

su alta temperatura de color las hace

especialmente apta para la retrasmisión por

TV. Si la eficacia luminosa fuera la única

decisiva, las lámparas de sodio de alta presión

serian una solución más atractiva,

económicamente, pero su temperatura de color

las hace poco aptas para este tipo de

alumbrado. FIG. 2.5 Lámparas de mercurio de alta presión

El principio de las lámparas de descarga, se basan en que a mayor presión se obtiene mayor longitud de onda y

mayor potencia en la figura anterior se indican los principales componentes de estas lámparas.

41

2.5.4.2.- Características fotométricas.

1.- Temperatura de color. Varia de 3000 ºK a 4500 ºK para luz blanca neutro y luz blanca día, con

índices de reproducción cromático del orden de 40 (nivel 3, Ra = 40 a 69) con predominio del azul

según los tipos y fabricantes.

2.- Flujo luminoso. Similar al de las lámparas fluorescentes con la con la gran ventaja de que se

pueden obtener grandes cantidades de luz por lámpara.

3.- Depreciación luminosa. Es similar ala de las lámparas fluorescentes a lo largo de su larga vida,

que suele ser de 6000 – 9000 horas.

2.5.4.3.- Características eléctricas.

Son lámparas de impedancia negativa que necesitan una reactancia en serie, No tienen cebador porque

el arco se produce entre el electrodo principal y el auxiliar de encendido que se encuentran próximos

entre si, en el interior de la ampolla. El arco inicial ioniza el argon, que hace disminuir gradualmente

la resistencia de la atmosfera circundante hasta que se establece la descarga entre los electrodos

principales. Este proceso dura unos cinco minutos donde se aprecia que en este tiempo la intensidad es

dos veces la nominal (encendido no inmediato).

2.5.4.4.- Características y tipos comerciales.

Se fabrican menos gamas de potencias y de elevado valor.

2.5.4.5.- Aplicaciones

Se utilizan para alumbrado de exteriores e interiores en naves industriales de elevada altura de

montaje; también para tareas de poca precisión y sin necesidad de distinguir colores.

42

2.5.4.6.- Lámparas de sodio de alta presión

La luz se produce por la descarga eléctrica a través del metal de sodio (principalmente) y de mercurio

junto con un gas noble (xenón o argon),

vaporizados a alta presión que aumenta la

longitud de onda. Los gases que acompañan al

socio aumentan las radiaciones del espectro con

cierta continuidad, que permiten distinguir todos

los tipos de colores de la radiación visible.

Los elementos que constituyen se indican en la

siguiente figura.

2.5.4.7.- Características fotométricas. FIG. 2.6 Lámparas de sodio de alta presión

Son la siguientes: temperatura de color d el orden de 2100 ºK, con un índice de reproducción

cromática que corresponde a los valores inferiores del nivel 3 Ra = 40 a 69; elevado rendimiento

luminoso comprendido entre 100 y 140 lm/W.

2.5.4.8.- Características eléctricas.

Para producir el encendido con vapor de sodio a alta presión se necesitan tensiones del orden de 4 Kv.

Por lo que se utilizan reactancias (autotransformadores elevadores). Es necesario mejorar el factor de

potencia.

El reencendido se produce en un minuto si se parte del estado caliente.

43

2.5.4.9.- Tipos comerciales y aplicaciones

Su elevado rendimiento luminoso y los tonos de luz aceptables hacen que aumenten sus aplicaciones

más exigentes de alumbrado exterior y de interior en naves industriales con elevadas alturas de

2.5.4.10.- Lamparas de halogenuros metálicos.

.Son lámparas de vapor de mercurio a alta

presión que además contienen halogenuros de

tierras raras, como el disprosio (Dy),

holomio(Ho) y el Tulio (Tu). Con ello se

consigue aumentar considerablemente la

eficacia ruinosa y aproximar el color al de la luz

diurna solar, Se utilizan diversas combinaciones

de halogenuros (sodio, yodo, ozono)a los que se

añade scandio, talio, indio, litio, etc.

Tienen una constitución similar a las de vapor

de mercurio, como indica en la figura. FIG. 2.7 Lamparas de halogenuros metálicos

2.5.4.11.- Características fotométricas.

Su temperatura de color es del orden de 6000 ºK; la luz día va acompañada de un índice de

reproducción cromático muy bueno, aproximadamente del 98 % nivel 1 Ra = 85 a 100. También se

obtienen otros tonos de luz blanca, neutra y luz blanca calida.

2.5.4.12.- Características eléctricas

Necesitan reactancia y cegador con mejor del factor de potencia. El encendido tarda unos minutos y el

reencendido puede ser inmediato, según los tipos y fabricantes.

44

Se utilizan en alumbrado de interiores y exteriores, donde se requiere calidad y cantidad de luz con

elevadas alturas de montaje, son las más profusamente utilizadas en la actualidad.

b) Las luminarias, en instalaciones exteriores, se disponen normalmente en torres colocadas en los

laterales, en las esquinas del campo o en una combinación de ambas. En el primer caso se emplean

proyectores rectangulares cuya proyección sobre el terreno tiene forma trapezoidal obteniendo como

valor añadido un buen modelado de los cuerpos. En el segundo caso se emplean los circulares que dan

una proyección en forma elíptica.

FIG. 2.8 Formas de proyectores.

Un proyector es una luminaria que concentra la luz en un determinado ángulo sólido mediante un

sistema óptico (espejos o lentes), para conseguir una intensidad luminosa elevada en dicha zona. Las

lámparas empleadas son muy variadas dependiendo del uso al que este destinado el aparato.

FIG. 2.6 Dispersión o apertura del haz

Los proyectores se clasifican según la apertura o dispersión del haz de luz que se define como el

ángulo comprendido entre las dos direcciones en que la intensidad luminosa cae un determinado

porcentaje (usualmente el 10% o el 50%) del valor máximo que hay en el centro del haz donde la

intensidad es máxima.

45

TABLA 2.5 Tipos de apertura del haz de luz

Tipo abertura Apertura del hazen grados (50% Imax)

Pequeña <20Mediana entre 20 y 40Grande >40Manual de luminotecnia: Edison

TABLA 2.6 Clases de apertura del haz de luz

Clase Apertura del hazen grados (10% Imax)

1 10-182 18-293 29-464 46-705 70-100

Manual de luminotecnia: Edison

La forma de la distribución del haz de luz depende del tipo de proyector. Así, en los proyectores

circulares puede ser cónico o cónico ligeramente asimétrico, obteniéndose una proyección elíptica

sobre las superficies iluminadas. Mientras, en los rectangulares suele ser simétrica en los planos

horizontal y vertical; aunque en este último plano también puede ser asimétrica y la proyección

obtenida tiene entonces forma trapezoidal.

FIG. 2.9 Formas de distribución del haz

46

Para la denominación de un proyector basta indicar los ángulos de abertura en sus planos de simetría

(vertical y horizontal normalmente). Por ejemplo, 10º/40º indica un proyector que tiene en el plano

vertical 5º a cada lado del eje central y 20º en cada lado en el plano horizontal.

FIG. 2.10 Angulo de simetría en vertical y horizontal

Finalmente, la eficacia del haz es la relación entre los lúmenes contenidos dentro de la abertura del

haz (lúmenes del haz) y los lúmenes de la lámpara en tanto por ciento.

(2.4)

2.5.5 Sistema de alumbrado

Hay dos sistemas, básicamente distintos para la disposición de los proyectores en estadios de fútbol.

- Iluminación de las 4 esquinas

- Iluminación lateral.

a). Iluminación de las 4 esquinas.- En este sistema, las fuentes de luz se colocan en cuatro columnas

o torres situadas en las cuatro esquinas del estadio. La iluminación desde las cuatro esquinas se usa en

estadios grandes donde, por cualquier razón no se pueden colocar los reflectores con la disposición

lateral. Este tipo de iluminación puede, sin embargo; proporcionar una insuficiente iluminancia

vertical en las zonas medias cercanas a las bandas laterales del campo, por lo que puede surgir la

necesidad de una iluminación complementaria en estas zonas.

47

FIG. 2.11 Sistemas de iluminación para estadios desde las cuatroEsquinas con indicación de emplazamiento de los postes

b). Iluminación lateral.- Con esta disposición, las fuentes de luz se colocan bien en torres, o bien en

filas paralelas a las bandas longitudinales del campo. La disposición lateral es preferible, por que con

ella se logra buena uniformidad de la iluminación vertical. Si las dimensiones de las gradas son

pequeñas, se recomienda la disposición lateral, en columnas, con la que se puede lograr una

uniformidad aceptable, aun con columnas o torres de una altura relativamente baja, esta solución

reduce también el costo de la instalación a un mínimo. Las columnas deben colarse detrás de las

tribunas, pero lo más cerca posible del terreno de juego. Normalmente la tribunas de gran altura,

provista de marquesina, dificultan la iluminación lateral desde torres. En este caso, las luminarias

pueden colocarse en filas, en la misma marquesina, con esta disposición se consiguen una mejor

uniformidad y la eliminación de las sombras. Por otra parte, la ausencia de torres caras y muchas

veces antiestéticas, hace que la instalación sea más económica y atractiva.

FIG. 2.12 Iluminación lateral para estadios con disposicionesde las fuentes de luz a) en cuatro esquinas; b) en filas continuas

48

2.5.6 Cálculo por el método punto por punto

El método llamado punto por punto es conceptualmente muy simple pero requiere una

cantidad de cálculos tal, que se llega a dudar que alguna vez este métodos se aplico en

métodos manuales, sin embargo lo utilizamos.

El método es reconocido por ser aplicado en iluminación exterior, no tiene en cuenta

reflexiones de paredes siendo esa la razón por la cual se aplica en áreas abiertas, exteriores,

los resultados se dan generalmente en forma grafica, curvas isolux, curvas isocandelas

(iluminancia) en el plano iluminado.

Consideraremos que la iluminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos

fuentes: una componente directa, producida por la luz que llega al plano de trabajo

directamente de las luminarias.

(2.4)

(2.5)

FIG. 2.13 Componentes de la iluminancia en un punto

Para utilizar el método del punto por punto necesitamos conocer previamente las características

fotométricas de las lámparas y luminarias empleadas, la disposición de las mismas. Una vez conocidos

todos estos elementos podemos empezar a calcular las iluminancias. Mientras más puntos calculemos

más información tendremos sobre la distribución de la luz. Esto es particularmente importante si

trazamos los diagramas isolux o diagramas isocandela de la instalación.

49

CAPITULO III

INGENIERIA DEL PROYECTO

3.1 INTRODUCCIÓN

En este capitulo se realizaran los cálculos y dimensionamiento de todos los factores y componentes

que comprende este tipo de proyecto, como ser, instalación de interiores e instalación de exteriores

campo deportivo según dimensiones Fig: 3.2 (anexo A1 y A2).

3.2 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

El sistema eléctrico estará conformado por una serie de elementos que componen desde la

alimentación hasta una recepción o carga de energía eléctrica. La alimentación o suministro y de

distribución esta a cargo de una compañía ó empresa de electricidad que proporción continuamente del

flujo de energía hasta llegar al consumidor.

Para el presente proyecto, por la magnitud de construcción y por la aplicación que se le designe como

es un campo deportivo. Conviene realizar estudios de la INSTALACIÓN ELECTRICA E

ILUMINACION DEL ESTADIO DE LA FACULTAD TÉCNICA U.T.O.

3.2.1 SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA

La energía eléctrica suministrada a la ciudad de Oruro es realizada por la Empresa Luz y Fuerza

Eléctrica de ORURO SOCIEDAD ANONIMA (E.L.F.E.O.S.A.) La empresa es encargada de la

distribución por lo que el suministro de energía eléctrica al Nuevo ESTADIO DE LA FACULTAD

TÉCNICA bajo las siguientes condiciones:

50

Tensión de alimentación 6,9 [KV].

Frecuencia de red 50 [Hz].

Potencia de Cortocircuito en 6,9 KV Subestación. 81,47 [MVA]

Sistema de suministro Radial.

Tensión de suministro en baja tensión en vació 400/231 [V].

Cable de la línea aérea distribución primaria aluminio-acero 1/0 AWG

Como existen dos grupos de consumidores en el sistema, Entonces nuestro sistema estará formado por

dos transformadores que alimentan a las dichas cargas.

En el dimensionamiento de los equipos intervienen varios factores, que dependen tanto de las

característica de carga como de las condiciones de operación del sistema, estos factores en general

son: tensión nominal frecuencia nominal, factor de potencia temperatura de ambiente tipo de

instalación, etc.

3.3 CALCULO DEL ALUMBRADO DE INTERIORES

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es bastante

sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general usando el método

de los lúmenes.

3.3.1 Calculo por método de los lúmenes

La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local

iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza mucho en la

iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como ocurre en la mayoría de

los casos. El proceso a seguir se puede explicar mediante los siguientes pasos:

51

3.3.2 Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo.

Las dimensiones de los locales se reflejan en los planos del anexo A2 y la planilla de cálculos (la

altura del suelo a la superficie de la mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.

3.3.3 Determinar el nivel de iluminancia media Em.

Este valor depende del tipo de actividad a realizar en el local y podemos encontrarlos en las normas y

recomendaciones de la TABLA 3.1

TABLA Nº 3.1 Nivel de iluminación media

AMBIENTES NIVEL DE ILUMINACIÓN (Lux)

Vestuarios ambientes de aseo 100 – 200

Oficinas 300 – 500

Servicios auxiliares 300 – 400

Zonas circulaciones pasillo 50 – 100

3.3.4 Escoger el tipo de lámpara

Los mas usuales fluorescentes que se adecua de acuerdo con el tipo de actividad a realizar.

- Para ambientes específicos y pasillos, luminaria Fluorescentes

3.3.5 Escoger el sistema de alumbrado

Que mejor se adapte a nuestras necesidades y las luminarias correspondientes, estos ya sean directos,

indirectos, semidirecto, difusos. Para Fluorescentes el alumbrado con difusor.

3.3.6 Determinar la altura de suspensión de las luminarias

según el sistema de iluminación escogido Lo más alto posible en locales de altura normal (oficinas,

viviendas, aulas, etc.), y en locales con iluminación directa, semi-directa y difusa viene dada por la

siguiente expresión:.

Mínimo 0,85h`32h (3.1)

Medio h = h` - 0,85 (3.2)

Optimo 0,85h`54

h (3.3)

52

h: altura entre el plano de trabajo y las luminariasº

h': altura del local

3.3.7 Calcular el índice del local k

A partir de la geometría de este. En el caso del método europeo se calcula en Iluminación directa,

semidirecta, directa-indirecta y general difusa viene dada por la siguiente expresión:

b)h.(aa.b

k

(3.4)

Donde k es un número comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores mayores

de 10 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un número mayor en los

cálculos es despreciable. Las dimensiones del local a y b están expresadas en metros en los Planos del

anexo A2

3.3.8 Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo.

Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies

y acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.

TABLA Nº 3.2 Coeficiente de reflexión

COLOR Factor dereflexión (ρ)

Blanco o muy claro 0.7Claro 0.5TechoMedio 0.3Claro 0.5Medio 0.3ParedesOscuro 0.1Claro 0.3Suelo

Oscuro 0.1Luminotecnia, iluminación de interiores yexteriores. Javier García Fernández

Cabe recalcar que los índices son para superficies claras, como en nuestro caso se trata de locales con

afluencia de circulación de público lógicamente todas las superficies serán de color claro En su

defecto podemos tomar los siguientes valores:

53

- Techo ρ= 0,7

- Paredes ρ= 0,5

- Piso ρ= 0,1

3.3.9 Determinar el factor de utilización (η, CU)

A partir del índice del local y los factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los

suministran los fabricantes. En las tablas 3,3 (especificaciones técnicas), para el caso de luminarias

fluorescentes encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los

coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura directa

será necesario interpolar.

.TABLA 3.3. Indice del local según el valor calculadoINDICE DEL RELACION DEL LOCALLOCAL k VALOR PUNTO CENTRAL

J menos de 0,7 0,6I 0,7 a0,9 0,8

H 0,9 a 1,12 1G 1,12 a 1,38 1,25F 1,38 a 1,75 1,5E 1,75 a 2,25 2D 2,25 a 2,75 2,5C 2,75 a 3,50 3B 3,50 a 4,50 4A Más de 4,50 5

Tecnología eléctrica Castejon

3.3.10 Determinar el factor de mantenimiento fm

Conservación de la instalación. Este coeficiente dependerá del grado de suciedad ambiental y de la

frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes

valores:

Bajo estas consideraciones adoptaremos un valor intermedio según la TABLA 3.4 el

coeficiente del factor de mantenimiento será fm = 0,68

3.3.11 Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

mT η.f

E.SΦ [Lúmenes] (3.5)

54

- ΦT es el flujo luminoso total.

- E es la iluminancia media deseada de la TABLA 3.1

- S es la superficie del plano de trabajo del párrafo 3.3.6

- ηes el factor de utilización de TABLA 3.3, 3.4 y 3.5

- fm = 0,75 es el factor de mantenimiento del párrafo 3.3.10

3.3.12 Cálculo del número de luminarias.

L

T

n.ΦΦN (3.6)

- N = es el número de luminarias.

- ΦT = es el flujo luminoso total de la ecuación 3.5

- ΦL = 3350 [Lm] es el flujo luminoso de una lámpara fluorescente

- n = 2 es el número de lámparas por luminaria en fluorescente.

- n = 1 es el número de lámparas en incandescente.

3.3.13 Emplazamiento de las luminarias

Una vez calculado el número mínimo de lámparas y luminarias procederemos a distribuirlas sobre la

planta del local. En los locales de planta rectangular las luminarias se reparten de forma uniforme en

filas paralelas a los ejes de simetría del local según las fórmulas:

filasNºa

A [m]ColumnasNº

bB [m]

El emplazamiento de las luminarias en los locales de nuestro trabajo se muestra en los planos delanexo A3.

3.3.14 Comprobación de los resultados

Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media

obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

tablasmL

m ES

.f.n.ΦE [Lux] (3.7)

55

Todos estos pasos están plasmados en una planilla de cálculos siguiendo desde las dimensiones del

local, elección de la lámpara, altura de suspensión, factores de influencia, comprobación del resultado

mediante la ecuación (3.7).

TABLA 3.4 Valores del factor de utilización en función del índice del local K de la reflexión de techos y paredes y del tipo de luminaria.

56

CALCULO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS INTERIORES

Ambiente: RESTAURANTE

Ancho A = 6,20 m, Largo L = 15,34m. Altura h = 3 m.

Se determina el Área del ambiente

S = A * L = 6,20 m * 15,34m = 95,11 2m

Determinamos el nivel de iluminación según la tabla 3,1

FLUJO LUMINOSO: E = 300 lux

Determinamos el factor de mantenimiento de la tabla 3.4 utilizamos el tipo de lámpara; luminaria

industrial abierto

68,0mF

Calculamos el índice del local K.

)*(*)85,03(*

LALA

K

)34,15*20,6(*)85,03(

34,15*20,6

= 2,053

Corresponde a la letra E en la tabla 3,3.

Considerando que el techo y las paredes son de color claro corresponde

Techo 75 %

Paredes 50 %

Por lo tanto el Factor de Utilización que corresponde es :

63,0uF

Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

muT f*f

S*EΦ

0,68*0,6395,11*300

= 63689 [Lúmenes] (3.5)




57

- Fu es el factor de utilización de TABLA 3.3

- fm 0,68 es el factor de mantenimiento del párrafo 3.3.10


L

T

n.ΦΦ

N 3250*2

63689 = 9,8 (3.6)

Consideramos redondear a 10 luminarias

- N es el número de luminarias.

- ΦT es el flujo luminoso total de la ecuación 3.5



Finalmente nos queda comprobar la validez de los resultados, si la iluminancia media obtenida es

igual o superior a la recomendada en las tablas

tablasmL

m ES

.f.N´n.ΦE

tablasE

37,030,68*0,63*3350*2*20 = 301 [Lux] (3.7)

De acuerdo a recomendaciones el flujo luminoso se comprueba que es mayor a lo recomendado por la norma.

Ambiente: SALA DE CONFERENCIAS.

Ancho A = 9,12 m, Largo L = 6,2 m. Altura h = 3 m.

Se determina el Área del ambiente

S = A * L = 9,12 m * 6,2 = 56,7 2m

Determinamos el nivel de iluminación según la tabla 3,1

FLUJO LUMINOSO; E = 500 lux

Determinamos el factor de mantenimiento de la tabla 3.4 utilizamos el tipo de lámpara; luminaria

industrial abierto

580,Fm

Calculamos el índice del local K.

58

)LA(*),(L*AK

8503 ),,(*),(,*,

2061298503206129

= 1,4267

Corresponde a la letra F en la tabla 3,3.

Considerando que el techo y las paredes son de color claro corresponde

Techo 75 %

Paredes 50 %

Por lo tanto el Factor de Utilización que corresponde es :

580,u

Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

mT η.f

E.SΦ

0,58*0,5856,7*500

= 28350 [Lúmenes] (3.5)




- ηes el factor de utilización de TABLA 3.3

- fm = 0,58 es el factor de mantenimiento del párrafo 3.3.10


L

T

n.ΦΦ

N 3250*2

83382,35 = 12,82 (3.6)

Consideramos redondear a 12 luminarias

- N es el número de luminarias.

- ΦT es el flujo luminoso total de la ecuación 3.5



Finalmente nos queda comprobar la validez de los resultados, si la iluminancia media obtenida es

igual o superior a la recomendada en las tablas.

59

tablasmL

m ES

.f.n.ΦE

tablasE

56,760,58*0,58*3350*2*12,82

= 509,0687 [Lux](3.7)

De acuerdo a recomendaciones el flujo luminoso se comprueba que es mayor a lo recomendado por las normas.

LUMINACION

DIMENSIONES AREA NIVEL SISTEMA DE TIPO DEALT.LUZ INDICE

FAC.UTIL.

FLUJOTOTAL

FLUJOLAMP. Nº LUMIN. Nº LUMIN. PRUEBA

PREFERENCIA a (m) b (m) h (m) S (m2) LUX ALUMBRADO LUMINARIA h (m) local K Fu LUMENES LUMENES CALCULADO Adoptado LUX

PUESTOTRASFORMAC. 6,12 6,2 3 37,6 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,43 0,58 8652,4 3250 1,3 2 136

SALA DE TABLEROS 6,02 6,2 3 37,0 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,41 0,58 8511,0 3250 1,3 2 138

RESTAURANTE 15,34 6,2 3 94,3 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 2,04 0,63 59899,0 3250 9,2 10 295

COCINA 2,91 6,2 3 17,9 200 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,92 0,51 9357,6 3250 1,4 2 252

BAÑO DAMAS 9,12 6,2 3 56,1 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,71 0,58 12893,8 3250 2,0 2 91

BAÑO CABALLEROS 12,13 6,2 3 74,6 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,90 0,63 15788,3 3250 2,4 3 112

INGRESO CAMP DEP 12,28 6,2 3 75,5 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,91 0,63 15983,5 3250 2,5 3 111

BOLETERIAS 2,86 6,2 3 17,6 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,91 0,51 13795,3 3250 2,1 2 256

SALA DE CONFERENC. 9,22 6,2 3 56,7 500 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 65175,9 3250 10,0 12 543

COMEDOR UNIV. 24,61 6,2 3 151,4 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 2,29 0,68 89030,3 3250 13,7 14 278

COCINA 9,17 6,2 3 56,4 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,71 0,58 12964,5 3250 2,0 3 136

DEPOSITO 3,01 6,2 3 18,5 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,94 0,51 4839,6 3250 0,7 1 122

PLANTA ALTA

CASETA 1 2 2,1 2 4,2 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILU X 1,4 0,76 0,47 1185,8 3250 0,2 1 91

CASETA 2 2 2,1 2 4,2 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 1,4 0,76 0,47 1185,8 3250 0,2 1 91







PASILLO 1 0,8 9,7 2 7,7 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 1,4 0,55 0,47 2190,1 3250 0,3 1 91

PASILLO 2 0,85 3 2 2,5 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 1,4 0,49 0,47 711,3 3250 0,1 1 91

CURVA OESTE

ADMINISTRACION 3,85 2,7 3 10,2 200 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,73 0,47 5810,5 3250 0,9 1 203

VESTUARIO 1 7,9 2,7 3 21,0 200 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,93 0,51 10987,7 3250 1,7 2 215

BAÑO 1 3,71 2,7 3 9,9 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,72 0,47 2799,6 3250 0,4 1 200

BAÑO 2 3,84 2,7 3 10,2 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,73 0,47 2897,7 3250 0,4 1 200


VESTUARIO ARBITROS 3,85 2,7 3 10,2 200 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,73 0,47 5810,5 3250 0,9 1 267


BAÑO 3 4 2,7 3 10,6 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,74 0,47 3018,4 3250 0,5 1 200

BAÑO 4 4 2,7 3 10,6 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,74 0,47 3018,4 3250 0,5 1 200


TIENDA 1 4,88 3,9 3 18,8 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,00 0,51 14735,7 3250 2,3 2 240




BAÑO VARONES 4,1 3,8 3 15,4 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,91 0,51 4019,6 3250 0,6 1 217

BOLETERIA 2,5 3,9 3 9,6 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,70 0,47 8191,5 3250 1,3 2 432

PASILLO 1,2 4 3 4,8 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,43 0,38 1701,1 3250 0,3 1 173

ENTRADA OESTE 3,63 7,9 3 28,7 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,16 0,51 7497,3 3250 1,2 2 157







60

ANCHO LARGO ALTURA AREA NIVEL SISTEMA DE TIPO DEALT.URALUZ INDICE

FACTORUTILID.

FLUJOTOTAL

FLUJOTOTAL

Nº DELUMENES

Nº DELUMENES PRUEBA

RECTA GENERAL a (m) b (m) h (m)S(m2) LUX ALUMBRADO LUMINARIA h (m) local K fu LUMENES LUMENES CALCULADO ADOPTAD LUX

BOXEO 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

ESGRIMA 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

AJEDRES 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 8 360

GIMNASIA 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270


PASILLO 2,95 6,3 3 18,5 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,93 0,51 4835,7 3250 0,7 1 145

INGRESO CAMPO 12,2 6,2 3 75,8 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,91 0,63 16047,8 3250 2,5 3 110

PASILLO 2,95 3,2 3 9,3 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,71 0,47 2644,5 3250 0,4 1 133



TENIS DE MESA 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 8 360

LUCHA LIBRE 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

FISICULTURISMO 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

KARATE 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

PRIMEROS AUXILIOS 9,19 6,2 3 57,0 300 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,72 0,58 39295,2 3250 6,0 6 270

PLANTA ALTA



CASETA 3 2 2,1 2 4,2 100 IND. ABIERO L 36 /12 LUMILUX 1,4 0,76 0,47 1185,8 3250 0,18 1 91






PASILLO 1 0,8 9,7 2 7,7 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 1,4 0,55 0,47 2190,1 3250 0,34 1 91

PASILLO 2 0,85 3 2 2,5 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 1,4 0,49 0,47 711,3 3250 0,11 1 91

CURVA ESTE

OFICINA 1 3,94 6,2 3 24,4 400 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,12 0,55 23687,8 3250 3,64 4 398






PASILLO 3,94 3 3 11,6 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 0,78 0,47 3297,3 3250 0,51 1 133


ENTRADA 12,1 6,2 3 75,2 100 IND. ABIERO L 36/12 LUMILUX 2,2 1,91 0,63 15916,6 3250 2,45 3 111







61

3.4 CALCULO DE ILUMINACIÓN DEL CAMPO DEPORTIVO

El objetivo de iluminar instalaciones deportivas ya sean interiores o exteriores es ofrecer un ambiente

adecuado para la práctica y disfrute de actividades deportivas por parte de jugadores y público.

Lógicamente, las exigencias variarán según el tipo de instalación (recreo, entrenamiento o

competición) y el nivel de actividad (amateur, profesional o retransmisión por televisión).

Iluminar este tipo de instalaciones no es fácil, pues hay que asegurarse de que los jugadores y demás

objetos en movimiento sean perfectamente visibles independientemente de su tamaño, posición en el

campo, velocidad y trayectoria. Por ello es importante tanto el valor de la iluminancia horizontal como

la vertical, aunque en la práctica esta última sólo se tiene en cuenta en las retransmisiones televisivas

donde es necesario un buen modelado que destaque las formas de los cuerpos.

3.4.1 Dimensiones campo de fútbol

La Iluminación de instalaciones deportivas (campo deportivo de fútbol). El diseño del estadio tiene

una capacidad de aproximadamente 6,000 espectadores (anexo A1).

60

105

FIG. 3.2 Dimensiones campo de fútbol

62

El área efectiva a iluminar

S = Largo * Ancho = 105 * 60 = 6300[m2]

S = 6300 [m2]

3.4.2 Nivel de iluminación

Recomendado y más adecuado para garantizar una correcta iluminación, Iluminancia media horizontal

según la TABLA 2.4

Em = 500 Lux

3.4.3 Elección de los proyectores.

Una regla a tener en cuenta es que mientras más lejos

los coloquemos de la zona a iluminar, más estrecha

será la apertura del haz. Será necesario que cumpla

con lo estipulado en el párrafo 2.5.4, los datos son

extraídos de la línea LITHONIA procedencia

Norteamericana. Anexo A5.

TABLA 3.7 Datos de la luminaria TSP 1500M GP24 W

Potencia230 V

FlujoLum

Intensidadmáxima Eficacia F.P. IARR/In tARR

Angulo del haz deapertura

[W] [Lm] Imax [cd] η% cos fARR [min] 50% Imax 10% Imax

1500 150000 615000 69,5 0,97 1,66 2 - 5 18º H 12ºV 43ºH 38ºV

Elaboración propia

3.4.4 Calculo del número de proyectores por método del flujo luminoso o de los lúmenes

El cálculo del número de proyectores necesarios es muy sencillo y se realiza con el método de los

lúmenes.

lmCUxFC

SxEmT (3.8)

- De § 3.4.2 Em = 500 [Lux].

63

- De § 3.4.1 S = 6300 [m2]

- CU = 0,6 coeficiente de utilización del haz que varían entre 0,6 a 0,9.

- FC = 0,7 factor de mantenimiento que varia 0,65 a 0,80.

lm0,7*0,66300*500

T

T = 7500000 [lm]

b) Calculo del numero de proyectores Nº Luminarias

*º

L

TN

Luminarias (3.9)

- De TABLA 3.7 L = 150000 [lm] flujo luminoso de un proyector.

- De TABLA 3.7 η = 0,695 eficacia del proyector.

695.0*1500007500000ºN = 71.94 Luminarias calculados

Nº = 72 Luminarias Asumidos

3.4.5 Disposición de las columnas o torres

La disposición lateral es preferible por que con ella se logra una buena uniformidad de la iluminación

horizontal y vertical. Si las dimensiones de las tribunas son relativamente bajas, se recomienda la

disposición lateral en 4 cuatro torres o columnas, con la que se puede lograr una uniformidad

aceptable, aun con columnas o torres de una altura relativamente baja; esta solución también reduce el

costo de la instalación a un mínimo. (Anexo A6).

Las torres deben colocarse detrás de las tribunas, pero lo más cerca posible del terreno de juego.

Distancia D entre columnas o torres viene dada por las recomendaciones del manual de alumbrado

Philips, estos varían de 50-60 metros. Por las características de diseño arquitectónico las torres se

adecuan a una distancia:

- De § 2.5.5 b) D = 52,5 [m] Separación entre torres o columnas.

64

- DX Posición de la torre en el eje “x” de las coordenadas.

DX = D/2 [m] = 52,5/2 [m] (3.10)

DX = 26,25 [m]

- Dy Posición de la torre en el eje “y” de las coordenadas

De § 2.5.3 Dy = 38 [m]

(0,0)

Torre3

(26.25, -38)( -26.25, -38)

Torre4

Torre2

(26.25, 38)( -26.25, 38)

Torre1

FIG. 3.3 Posición de las columnas o torres

3.4.6 Determinación y disposición de las fuentes de luz

La disposición de luminarias estará agrupada básicamente en paneles y por el número de torres

dispuestos alrededor de las tribunas. Como el grupo de luminarias o panel están ubicados en torres, la

distribución de luminarias estará formada por filas y columnas, como las áreas de campos deportivos

son rectangulares, los paneles tendrán la forma cuadrática o rectangular.

65

Tomando como referencia el eje vertical de la torre, es formando dos grupos de luminarias. Dentro el

grupo estarán dispuestos en filas (F) y columnas (C) de modo que formen una matriz F x C (Ver. Fig.

3.4)

Luminarias por Torre =ToLumNº

(3.11)

- Numero de Torres To = 4

- De 3.9 Nº Lum = 72

Luminarias por Torre =4

72= 18 Luminarias por Torre = 18 Luminarias

Como nuestra área de iluminación es rectangular, la forma del panel de luminarias será rectangular

o cuadrática como se muestra en la FIG.3.4. Anexo A7

Filas = 3

Columnas = 6

xe

3

2

1FIL AS

65432

1

COL UMNA

FIG. 3.4 Disposición panel de luminarias

- he, xe en [m] espacio de separación entre luminarias, se determina conociendo las dimensiones de la

luminaria como se muestra en la FIG.3.4.

66

3.4.7 Altura de montaje del panel de luminarias

Cualesquiera que sea el tipo de proyector elegido, es conveniente que el ángulo formado por el plano

horizontal y el eje principal del proyector situado en el punto mas bajo del panel sea, por lo menos de

25 grados.

Calculo de la altura de montaje del proyector mas bajo del panel h en [m].

h = Dy x tagα[m] (3.12)

- Del § 3.4.5 Dy = 38 [m]

- Del § 2.5.3 y FIG.2.5 α= 25o

h = 38 * tag 25º [m] = 17.72 [m]

h =18 [m] asumidos

3.4.8 Apuntamiento de las luminarias

Dentro de un campo deportivo de fútbol hay dos importantes zona de iluminación, uno la zona

principal central con un mayor nivel de iluminación por la transitabilidad y la concurrencia de

los deportistas, otra, la zona de las esquinas que tiene un nivel de iluminación menor a la

anterior. En primera instancia, para la orientación de los proyectores en forma correcta se

deben incorporar transportadores de medición que varíen en grados (-90º hasta 90º), para

las direcciones horizontal y vertical (Anexo A8, A9, y A10).

3.4.8.1 Cobertura de iluminación al área efectiva por el método del 50% Imax.

Los puntos de emplazamiento estarán ubicados en forma lineal a los ejes principales (x,y) del

plano en dirección longitudinal, esto con el objeto de iluminar la zona central o principal como

muestra la figura 3.5. Con la apertura del 50% de la dispersión del haz de luz y los puntos

encontrados horizontal (–x1, +x1) y vertical (–y1, +y1), se podrá cubrir toda la región al contorno

de los ejes en referencia, de igual manera para zona de las esquinas se sigue el mismo

procedimiento que la anterior cubriendo el contorno del eje “y”. Como se observa en la

FIG.3.5 en el cuadrante en su parte central superior queda un vació, para ello se hace

exactamente los mismos pasos que para zona principal, con la diferencia que los ejes de

referencia se ubicarán en la parte media del vació y los puntos extremos del 50% de dispersión

del haz luz llegaran a cubrir dicha zona llamándolo zona de complemento.

67

Para las diferentes zonas se deben realizar los siguientes pasos:

- Posición luminaria - Objetivo

- Contar con una curva fotométrica de la luminaria elegido.

- Encontrar los extremos de los ángulos de apertura del haz de luz con el 50% Imax.

- Determinar los valores de iluminancia en los puntos indicados.

- Determinar la posición de los extremos en los ejes (x. y).

FIG. 3.5 Zonas cubiertas con el 50% I max la abertura del haz luz

3.4.8.2 Determinación de la posición Luminaria – Objetivo

a) Diagrama de vectores en el espacio. Trazando un plano con ejes cartesianos (x, y) y

haciendo coincidir el origen (0,0) con el centro del campo de juego se obtiene cuatro

cuadrantes (I, II, III y IV), el eje “x” coincide con el eje longitudinal del campo y el eje “y”

coincide con el eje transversal del campo, como se ve en las FIG.3.5 y FIG.3.6.

Entonces para determinar las posiciones luminaria-objetivo se toma como referencia el

cuadrante I del plano, a la cual también estará destinada una fuente de luz o un panel de

luminarias que corresponde TORRE 2 de la FIG.3.3 con posición ya definida, posteriormente

elegir una luminaria del panel apuntando a un punto dentro el área a iluminar (Anexos A7)

68

FIG. 3.6 Diagrama de vectores en el espacio Luminaria - Objetivo

Coordenadas posición de la luminaria x, y, h.

Coordenadas punto de emplazamiento x0, y0, z0.

- De la FIG. 3.4 Luminaria elegido Fil. 1, Col. 1.

- Del eje de coordenada, punto de elección P0 (0,0).

- Determinar la altura de la luminaria elegido hLum en [m]

hLum = h + 2.he [m] (3.13)

- De 3.12 h = 18 [m].

- De la FIG. 3.4 he = 0.8 [m]

hLum = 18 + (2 * 0.8) [m]

hLum = 19,6 [m]

69

- Posición de la luminaria en el eje x entre el origen y la luminaria elegida x en [m] según la FIG.

3.4 se tiene la siguiente expresión

x = Dx -2xe - xe/2 [m]

- De 3.10 Dx = 26,25 [m].

- De la FIG. 3.4 xe = 0.8 [m]

x = 26,25 - (2 * 0.8 – 0.8/2) [m]

x = 24,25[m]

TABLA 3.8 Posición luminaria y objetivo

Posición luminariaPosición del Objetivo centro

del campo deportivo

hLum X y x o yo zo

[m] [m] [m] [m] [m] [m]

19,6 24,25 38 0 0 0

Elaboración propia

b) Calculo de la distancia Fuente luminoso – Objetivo. Conocidos los valores de las posiciones según

la TABLA 3.8, se determina la distancia entre luminaria – objetivo a través de la expresión:

2Lum

21

21 hyxd (3.14)

222 6,193825,24d (m)

d = 49.16 [m]

c) Calculo de los ángulos de orientación ºH y ºV de la luminaria

70

FIG. 3.7 Diagrama de vectores en el plano Luminaria - Objetivo

Vector entre los puntos P0 y P r, x1 , y1

01 xxx (3.15)

01 yyy (3.16)

21

21 yxr 22 3825,42r = 45,08 (3.17)

FIG. 3.8 Vista lateral Luminaria - Objetivo

71

De la FIG. 3.7 determinar el ángulo de orientación Horizontal de la luminaria: ºH

1

11tanHyxo

3825,24tan 1 =32,54 (3.18)

De la FIG. 3.8 determinar el ángulo de orientación Vertical de la luminaria: ºV

hr

tanV 1o

19.645,08

tan 1 = 66,50 (3.19)

Los resultados se tabulan en la tabla siguiente

TABLA 3.9 Cálculo de distancias y ángulos de orientación

Distancia entre luminaria-objetivo Orientación

x1 y1 H D r ºH ºV

[m] [m] [m] [m] [m] [º] [º]

24,25 38 19,6 49,16 45,08 32,54 66,50

Elaboración propia

3.4.8.3 Aplicación con curvas fotométricas

a) Curva de intensidad luminosa de la luminaria elegida. Una vez ya definidos los puntos, la

distancia de la luminaria hacia el objetivo y los ángulos de orientación, necesariamente debemos

contar con una curva fotométrica que es proporcionado por los fabricantes, en este caso el fabricante

nos proporciona los datos fotométricos de intensidad luminosa ó isocandela en forma de matriz. En el

siguiente cuadro nos muestra claramente los datos de intensidades luminosas en sus diferentes

ángulos, la curva C va de 0º a 90º y el ángulo de apertura del haz γ comprende de -90º a 90º.

72

TABLA 3.10 Matriz de intensidad luminosa de la luminaria TSP 1500M GP24W LITHONIA

γ\C 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

-90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-85 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-75 0 15 3 26 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-70 322 830 199 279 276 96 135 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-65 11929 11378 10187 8950 7379 4753 2652 1279 514 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-60 13817 13643 13275 12899 12650 11688 10118 7852 3937 1743 500 0 0 0 0 0 0 0 0-55 15383 15294 14933 14288 14022 13471 12131 10982 9220 6568 2402 1039 0 0 0 0 0 0 0

-50 17225 17246 16857 16273 15175 14576 13569 12350 10831 9251 6419 2990 332 7 0 0 0 0 0-45 19897 19423 19051 18355 17686 16589 14909 13372 11780 10417 8828 5383 2194 29 0 0 0 0 0

-40 22476 22371 21727 20706 19787 18488 16805 14609 12836 11340 9449 7215 4031 13 0 0 0 0 0

-37.5 23858 23743 23139 22142 20920 19398 17724 15387 13569 11648 9822 7883 4891 337 0 0 0 0 0-35 25884 25504 24823 23738 22330 20504 18671 16269 14192 12097 10209 8470 5597 1024 0 0 0 0 0

-32.5 28095 27594 26775 25360 23437 21636 19461 17087 14806 12601 10649 8850 6051 1683 0 0 0 0 0-30 31273 30329 28914 27158 24924 22660 20284 17819 15356 12812 10925 9003 6429 2290 1 0 0 0 0

-27.5 34175 33693 32007 29474 26607 23821 21186 18496 15750 13266 11221 9111 6783 2800 10 0 0 0 0-25 38458 37549 35298 32160 28631 25269 22129 19202 16379 13907 11543 9380 7085 3245 20 0 0 0 0

-22.5 42972 42071 39301 35249 30802 26768 23165 19991 17042 14306 11836 9687 7341 3717 33 0 0 0 0-20 49926 48353 44107 38895 33124 28295 24352 20728 17596 14571 12076 9827 7601 4187 36 0 0 0 0

-17.5 58125 55714 50559 43349 35873 30000 25173 21306 17779 14764 12251 9876 7784 4596 38 0 0 0 0-15 68487 65226 57486 48365 39122 31729 25946 21774 18120 15208 12484 10060 7915 4851 40 0 0 0 0

-12.5 82765 77626 66630 54288 42547 33709 26999 22253 18559 15477 12832 10246 7971 5051 29 0 0 0 0

-10 100543 94016 78270 61092 45836 35549 28026 22916 18823 15589 12987 10436 8004 5313 16 0 0 0 0-7.5 125599 115445 93269 69326 49450 36863 28759 23155 18842 15577 13018 10553 8149 5571 1 0 0 0 0

-5 154385 140552 110836 78794 53841 38351 29179 23390 18957 15691 12983 10579 8267 5717 29 0 0 0 0-2.5 184414 168517 130633 89504 57704 39960 29464 23760 19016 15930 12992 10722 8336 5693 60 0 0 0 0

0 206015 188076 145565 98333 61878 40922 30029 23558 18768 16304 13034 10893 8382 5619 92 0 0 0 02.5 208917 189527 147564 100632 63035 41292 29979 23515 18806 16043 12846 10788 8370 5693 76 0 0 0 0

5 189803 171816 135831 94686 61700 40786 29824 23703 18982 15995 12811 10699 8335 5717 60 0 0 0 07.5 158668 144564 117844 85547 57324 39649 29623 23562 19095 16052 12969 10699 8242 5633 49 0 0 0 0

10 126612 116375 98268 74807 52792 38020 29087 23155 18995 15899 12988 10624 8127 5470 106 0 0 0 0

12.5 102109 94765 81822 64628 48184 35985 28204 22774 18711 15632 12901 10487 8068 5226 159 0 0 0 015 83640 78520 69142 56479 43661 33941 27169 22105 18465 15328 12672 10368 7958 4819 196 0 0 0 0

17.5 69501 66762 59387 49681 39876 32093 26165 21653 18163 15057 12559 10251 7867 4377 136 0 0 0 020 59690 57084 51896 44425 36680 30272 25145 21175 17831 14966 12473 10108 7742 4033 81 0 0 0 0

22.5 51492 49593 45709 40162 33846 28519 24350 20587 17455 14749 12264 9870 7342 3669 33 0 0 0 025 44399 43351 40447 36363 31411 27017 23326 19848 16917 14377 11993 9627 6904 3231 20 0 0 0 0

27.5 38919 37951 35982 32748 29070 25637 22388 19394 16435 13747 11677 9407 6667 2708 10 0 0 0 030 34543 33919 32371 29781 26821 24249 21470 18604 15990 13219 11364 9198 6467 2154 1 0 0 0 0

32.5 31595 30752 29307 27494 25001 22769 20428 17876 15450 13034 11153 8986 6140 1608 0 0 0 0 035 28786 27910 26746 25345 23503 21319 19534 17235 14909 12720 10757 8673 5664 1025 0 0 0 0 0

37.5 26207 25887 24967 23572 22234 20240 18636 16336 14324 12376 10402 8090 4942 380 0 0 0 0 0

40 24410 24067 23321 22177 20734 19358 17634 15630 13672 11968 10191 7340 4035 30 0 0 0 0 045 21601 21003 20536 19500 18571 17401 15844 14042 12705 11063 9518 5588 2165 1 0 0 0 0 0

50 18561 18263 18014 17456 16557 15544 14242 12953 11542 9798 6707 3221 324 0 0 0 0 0 055 16535 16122 16052 15325 14864 14151 13033 11589 9959 7312 2326 1152 0 0 0 0 0 0 0

60 14831 14596 14044 13730 13233 12521 10946 8729 4070 2031 411 0 0 0 0 0 0 0 065 12712 12681 11115 9687 7796 5165 2832 1276 527 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0

70 322 988 377 396 280 223 33 50 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 075 0 0 0 92 16 21 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 085 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

γ = Angulo de apertura del haz luminosoC = Curva isocandela para los diferentes ángulos* 50% .Imax** 10% .Imax

Iluminacion de LITHONIA sport ligthing TSP

73

Es conveniente que esta matriz sea representada por curvas, para su mejor entendimiento es convertir

en forma grafica, en la siguiente figura se ve todas las curvas que intervienen el sistema fotométrico

FIG. 3.9 Curvas de intensidades luminosas

Imax = 615000 [cd] valor máximo de Intensidad Luminosa de la curva isocandela. TABLA 3.7

50%.Imax = 0,5.Imax [cd] (3.20)

50%.Imax = 104458,5[cd]

10%.Imax = 0,1.Imax [cd] (3.21)

10%.Imax =10445,85 [cd]

Una vez conocido los valores (50% y 10%).Imax se debe trasladar a la TABLA 3.7 matriz curva

isocandela, como los resultados llegan a un lugar intermedio se debe aplicar una interpolación entre

los extremos (por semejanza de triángulos), según la expresión 3.22 así determinando los extremos de

los ángulos de apertura (-ºHL, +ºHL) y (-ºVL y +ºVL), mostrados en al TABLA 3.8 (Anexo a7)

)I-(II-I

C-CCC 0

01

(I0)(I1)(I0)(I) (3.22)

74

- C(I) valor del ángulo medio a calcular curva de intensidad luminosa en [º].

- C(I0) valor del ángulo menor, conocido curva intensidad luminosa en [º] de TABLA 3.7.

- C(I1) valor del ángulo mayor, conocido curva intensidad luminosa en [º] de TABLA 3.7.

- I valor medio conocido Intensidad luminosa en [cd]. De las expresiones 3.20 y 3.21

- I0 valor menor conocido, Intensidad luminosa en [cd]. de TABLA 3.7.

- I1 valor mayor conocido, Intensidad luminosa en [cd]. de TABLA 3.7.

TABLA 3.11 Calculo de los ángulos de apertura delhaz luminoso en HL y VL

Intensidadluminosa [cd] Imax (50%).Imax (10%).Imax

I [cd] 208917 104458.5 104458.5

Angulo apertura 2,5 18º H 12ºV

2,5 - HL +HL - VL +VL - HL +HL - VL +VLExtremo delángulo C(I) en [º] 2,5 -14,59 14,59 - 9,61 12,26

Elaboración propia

FIG. 3.10 Forma de distribución del haz de luz en lospuntos del 50% Imax, vista en el espacio

75

3.4.8.4 Calculo de la iluminancia en los extremos de los ángulos.

Con los ángulos encontrados en HL y VL se podrá determinar el nivel de iluminación en los puntos

indicados en la TABLA 3.11. Como el movimiento rotacional de la luminaria será vertical, entonces el

haz luminoso estará en forma trasversal al área del campo de iluminación, donde el ángulo vertical ºV

será la variante y el ángulo horizontal ºH se mantendrá constante. En cada punto debemos aplicar la

ecuación de iluminancia horizontal EH.

De (2.4) 2Lum

3

H hαI.cos

E [lux]

- De 3.13 altura luminaria 1-1 hLum = 19,6 [m].

- De TABLA 3.10 Intensidad luminosa I en [cd]

- De la FIG.3.10 Angulo direccional de la intensidad luminosa α= ºV +VL en [º]

- De TABLA 3.11 ángulo de apertura del haz HL y VL [º]

- De TABLA 3.10 ángulo de orientación Vertical ºV = 66,50 [º]

- Angulo de orientación horizontal sin rotación ºH = 0 [º]

Los resultados se tabulan en el siguiente cuadro

TABLA 3.12 Cálculo de iluminancia en los extremos de los ángulos deapertura

Intensidad luminosa [cd] I

I [cd] 206015 104458.5 104458.5

Posición - Horizontal Vertical

Angulo de orientación ºV [º] 66,50 66,50 66,50 66,50 66,50

Extremo del ángulo en VL [º] 0 0 0 - 9,61 12,26

α= ºV +VL [º] 66,50 66,50 66,50 56,89 78,76

hLum [m] 19,6 19,6 19,6 19,6 19,6

Iluminancia EH [lux] 34,00 -17,24 17,24 2,01 44,32

Elaboración propia

76

3.4.8.5 Posición de los puntos de la iluminancia al 50%Imax en el eje de coordenadas.

La determinación de los puntos en el eje de las coordenadas nos permitirá encontrar la posición de la

iluminancia en el área a iluminar, los puntos tendrán dos extremos en la línea horizontal (–x1, +x1) y

vertical (–y1, +y1) además de un punto medio o máximo P0

FIG. 3.11 Distribución del haz de luz en los puntos horizontalesCon triángulos vista en el plano x,y

Calculo del punto medio máximo P0

- De la Fig. posición del P0

x0 = 0

y0 = 0

Calculo de los puntos extremos “x”

- Del triangulo Δ P0PXP determinar la distancia xd xd = r .tan(+HL). [m]

- De la Fig.3.9 determinar r r = hLum .tanα. [m]

- Del ΔP0P1PX encontrar x1 x1 = xd.cos(ºH). [m]

77

Finalmente reemplazando tenemos

x1 = hLum .tanα.tan(+H L).cos(ºH) [m] 3.23


- De TABLA 3.8 ángulo de orientación horizontal ºH = 32,54 [º]

- De TABLA 3.11extremo del ángulo de apertura +HL =14,59 [º]

- De TABLA 3.12 ángulo direccional de I α= 66,5 [º]

- Las coordenadas en el eje “x”

x1 = 9,89 [m]

Por simetría - x1 = 9,89 [m]

Calculo de los puntos extremos “y”

FIG. 3.12 Distribución del haz en los puntos verticales

Finalmente reemplazando tenemos

y1 = r - hLum * tan (ºV-VL) [m] (3.24)

78


- De TABLA 3.8 ángulo de orientación horizontal ºV = 66,5 [º]

- De TABLA 3.11 extremo del ángulo de apertura VL = - 9,61 [º]

- De TABLA 3.12 extremo del ángulo de apertura r = 45,08 [m]

Las coordenadas en el eje “y”

y1 = 18,10 [m]

- De TABLA 3.11 extremo del ángulo de apertura VL = 12,26 [º]

- y1 = 34,17 [m]

3.4.9 Iluminación de toda el área en estudio, utilizando un software.

La primera etapa esta dada, es de cubrir todo el cuadrante en referencia y por simetría la

ubicación de las torres llegamos a cubrir los 4 cuadrantes. Un criterio importante que hay tener

en cuenta a cerca de las fuentes de luz es el siguiente, las luminarias ubicadas en la parte

superior estarán direccionadas hacia los ejes principales o zonas alejadas y las inferiores

estarán dirigidas hacia las zonas de complemento o cercanas, así teniendo cuidado y evitando

el cruce de las líneas de acción de la intensidad luminosa. (Anexos A10, A11 y 12).

Si bien las posiciones de los puntos emplazados no es esta definidas, entonces se deben

recurrir Los parámetros de calidad que se acostumbran a utilizar son la iluminancia media

(Em) recomendada y la uniformidad media (E min / Emax), los valores Emax se encontraran en el

punto de origen, y la Emin estará en el extremo del eje “x”, por la complejidad de hacer varios

recálculos para la ubicación de la posición de los puntos se recurrirá a un computador.

- Iluminancia media (Em) recomendada es de 500 [lux]

- Uniformidad media (Emin / Emax), varían 1:3 1:2 1:1,5

79

El computador nos permite encontrar los puntos de emplazamiento de todas las fuentes luminosas Así

pues, podemos agrupar los métodos en: Método de los lúmenes o del factor de utilización. Métodos

numéricos. El método punto por puntos

Para determinar con exactitud la posición de los puntos de emplazamiento de las luminarias

hacia el campo deportivo se ha recurrido a las informaciones proporcionado por el fabricante,

como son los catálogos y software. La línea de luminarias LITHONIA con el software Visual

versión 2,5 es el que nos ha permitido calcular la posición de apuntamiento de las luminarias,

además de mostrarnos el nivel de iluminación y la uniformidad a lo largo de toda el área en

cuestión. En el siguiente cuadro se muestra la posición de ubicación y el punto de

apuntamiento para todas las luminarias que intervienen en el sistema de iluminación.

Como se ha propuesto en principio los niveles de iluminación para diferentes zonas, con

mayor nivel de iluminación para la parte central con respecto a las zonas de las esquinas, en el

software Visual 2,5 nos determina esos niveles de iluminación pero en valores de lux.

En el anexo A10 y A11 se ve el nivel aporte de cada una de la lámparas de iluminación del

campo deportivo claramente se distingue máximo y mínimo valor de lux y el valor de la

uniformidad media recomendada.

80

3.5 CALCULO DE TOMACORRIENTES.

Según la norma boliviana NB 777 en todo circuito destinado a tomacorrientes deberá adoptarse 200

VA por toma (para efectos de calculo el factor de potencia deberá adoptarse 0,95), en caso de tomas

dobles, triples instaladas en una misma caja, la potencia y cantidad deberá computarse como una

simple la potencia total instalada por circuito de tomacorrientes deberá ser como máximo 3400 VA El

número mínimo de tomacorrientes se determinara de acuerdo a los siguientes criterios:

- Local o dependencia de área igual o inferior a 10 m2 1 tomacorriente.

En ambientes de área superior a 10 m2 el número mayor a partir de las siguientes alternativas.

- Una toma por cada 10 m2.

- Una toma por cada 5m de perímetro.

En oficinas y tiendas comerciales con área de hasta 40 m2, el número mínimo de tomacorrientes

deberá ser mayor a partir de las siguientes alternativas

- Una toma por cada 5m o fracción en área de su perímetro

- Una toma por cada 8 m2o o fracción de área distribuida lo mas uniforme

Numero mínimo de tomacorrientes

TABLA 3.14 DESCRIPCIÓNÁrea por cada

20 m2

Sala de espectáculos 1

Banco 4

Peluquería salón belleza 4

Iglesia 1

Clubes 2

Juzgado y audiencias 3

Hospitales 3

Hoteles 4

Habitación de hospedaje 3

Restaurantes 2

Escuelas 2

NB 777 Pág. 11

En la tabla 3.15 se muestra todo el resumen de cálculo de tomacorrientes considerando todo lo expuesto

anteriormente y las dimensiones de los ambientes son extraídas del planos en el Anexo A2.

81

TABLA 3.15 CALCULO TOMACORRIENTES

TOMACORRIENTES

DIMENSIONES AREA SEGÚN AREA Nº PUNTOS

AMBIENTE a (m) b (m) S (m2) CALCULADO TOMAS

1 PUESTO TRASFORMACION 6,12 6,15 uso especifico 2

2 SALA DE TABLEROS 6,02 6,15 uso especifico 2

3 RESTAURANTE 15,34 6,15 94,3 9,43 8

4 COCINA 6,15 6,15 37,8 3,78 2

5 BAÑO DAMAS 9,12 6,15 uso especifico 2

6 BAÑO CABALLEROS 12,13 6,15 uso especifico 2

7 INGRESO CAMP DEP 12,28 6,15 uso especifico

8 BOLETERIAS 2,86 6,15 17,6 1,76 1

9 SALA DE CONFERENCIAS 9,22 6,15 56,7 5,67 6

10 COMEDOR UNIV. 24,61 6,15 151,4 15,14 12

11 COCINA 9,17 6,15 56,4 5,64 6

12 DEPOSITO 3,01 6,15 18,5 1,85 1

PLANTA ALTA

1 CASETA 1 2 2,09 4,2 0,42 1 2

2 CASETA 2 2 2,09 4,2 0,42 1 2

3 CASETA 3 2 2,09 4,2 0,42 1 2

4 CASETA 4 2 2,09 4,2 0,42 1 2

5 CASETA 5 2 2,09 4,2 0,42 1 2

6 CASETA 6 2 2,09 4,2 0,42 1 2

7 CASETA 7 2 2,09 4,2 0,42 1 2

8 CASETA 8 2 2,09 4,2 0,42 1 2

9 PASILLO 1 0,8 9,65 7,7 0,77 1 2

10 PASILLO 2 0,85 2,95 2,5 0,25 1 2

CURVA OESTE

1 ADMINISTRACION 3,75 2,66 10,0 1,00 1 2

2 VESTUARIO 1 7,9 2,66 21,0 2,10 2 2

3 BAÑO 1 3,71 2,66 9,9 0,99 1 2

4 BAÑO 2 3,84 2,66 10,2 1,02 1 2

5 VESTUARIO 2 7,9 2,66 21,0 2,10 2 2

6 VESTUARIO ARBITROS 3,85 2,66 10,2 1,02 1 2

7 VESTUARIO 3 7,9 2,66 21,0 2,10 2 2

8 BAÑO 3 4 2,66 10,6 1,06 1 2

9 BAÑO 4 4 2,66 10,6 1,06 1 2

10 VESTUARIO 4 9,81 2,66 26,1 2,61 3 2

11 TIENDA 1 4,88 3,85 18,8 1,88 2 2

12 TIENDA 2 4,72 3,85 18,2 1,82 2 2

13 TIENDA 3 4,52 3,85 17,4 1,74 2 2

14 TIENDA 4 4,32 3,85 16,6 1,66 2 2

15 BAÑO VARONES 4,1 3,75 15,4 1,54 2 2

16 BOLETERIA 2,5 3,85 9,6 0,96 1 2

17 PASILLO 1,2 4,04 uso especifico 0

18 ENTRADA OESTE 3,63 7,9 uso especifico 0

19 BAÑO DAMAS 3,28 3,85 12,6 1,26 1 2

20 TIENDA 5 3,08 3,85 11,9 1,19 1 2

21 TIENDA 6 2,88 3,85 11,1 1,11 1 2

82

22 TIENDA 7 2,67 3,85 10,3 1,03 1 2

23 TIENDA 8 2,46 3,85 9,5 0,95 1 2

24 TIENDA 9 2,22 3,85 8,5 0,85 1 2

RECTA GENERAL

1 BOXEO 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

2 ESGRIMA 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

3 AJEDRES 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

4 GIMNASIA 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

5 BAÑO DAMAS 3,05 6,2 18,9 1,89 2 2

6 PASILLO 2,95 6,27 18,5 1,85 2 2

7 INGRESO CAMPO 12,23 6,2 uso especifico

8 PASILLO 2,95 3,16 uso especifico

9 BOLETERIA 2,95 3,16 9,3 0,93 1 1

10 BAÑO CABALLEROS 9,19 6,2 57,0 5,70 6 4

11 TENIS DE MESA 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

12 LUCHA LIBRE 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

13 FISICULTIRISMO 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

14 KARATE 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

15 PRIMEROS AUXILIOS 9,19 6,2 57,0 5,70 6 6

PLANTA ALTA

1 CASETA 1 2 2,09 4,2 0,42 1 2

2 CASETA 2 2 2,09 4,2 0,42 1 2

3 CASETA 3 2 2,09 4,2 0,42 1 2

4 CASETA 4 2 2,09 4,2 0,42 1 2

5 CASETA 5 2 2,09 4,2 0,42 1 2

6 CASETA 6 2 2,09 4,2 0,42 1 2

7 CASETA 7 2 2,09 4,2 0,42 1 2

8 CASETA 8 2 2,09 4,2 0,42 1 2

9 PASILLO 1 0,8 9,65 7,7 0,77 1 2

10 PASILLO 2 0,85 2,95 2,5 0,25 1 2

CURVA ESTE

1 OFICINA 1 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

2 OFICINA 2 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

3 OFICINA 3 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

4 OFICINA 4 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

5 OFICINA 5 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

6 BAÑO DAMAS 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

7 PASILLO 3,94 2,95 uso especifico

8 BOLETERIA 3,94 3,1 12,2 1,22 1 2

9 ENTRADA 7,9 6,2 uso especifico

10 BAÑO CABALLEROS 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

11 OFICINA 6 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

12 OFICINA 7 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

13 OFICINA 8 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

83

14 OFICINA 9 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

15 OFICINA 10 3,94 6,2 24,4 2,44 2 2

Diagrama unifilar anexo A13.

3. 6 CALCULO CIRCUITO DE FUERZA

Todos los equipos o aparatos con potencia mayores a 2000W se consideraran como ligados a tomas de

uso especifico y potencia instalada será la suma de las potencias nominales de los aparatos. Los

circuitos que alimentan cocinas eléctricas, calentadores, secadores de ropa, aire acondicionado,

ventiladores, etc. Estas cargas deben alimentarse con circuitos derivados independientes desde el

tablero de distribución, donde se encuentra el elemento de protección del circuito.

TABLA 3.16 Consumo de los equipos más usuales

ELECTRODOMÉSTICOS POTENCIA(W)

Heladera 400 – 800Acondicionador de aire 1200 – 6000Microondas 800 – 1500Cafeteras 500 – 1200Computadores personales 200 – 600Motores grandes (más de 1/2 hp) 1000 por HPMotores medianos (1/2 hp) 450 – 600Motores pequeños (1/4 hp) 300 – 400Planchas de ropa 600 – 1200Maquina de lavar 2200 – 3500Calentador de agua 1500 – 2200Secadora 1500 – 2200Secadores de cabello 250 – 1200Ventiladores 50 – 200Duchas 3000 – 5000Electroguia.com e Instalaciones eléctricas interiores debaja tensión SIB

3.6.1 Previsión de duchas

En toda tipo de vestuario ó camarines están previstos de baños y duchas, los usuarios que hagan uso

debe tener toda comodidad y ambiente, siempre precautelando la salud de los deportistas, entonces el

agua existente en estas regiones tienen una temperatura moderada por lo que en algunas oportunidades

no es necesario el calentamiento, pero en toda instalación siempre debe estar prevista una ducha

eléctrica, para la cual adoptamos una potencias de 4500 W. con un circuito independiente.

84

- Según planos arquitectónicos se instalaran duchas eléctricas en los siguientes vestuarios:

TABLA 3.17 Numero de duchas en vestuarios

AMBIENTE Numero de duchas prevista conP = 4500 W

Baños Vestuarios Deportistas 1 2




Elaboración propia

3.7 POTENCIA DE LA BOMBA ELECTRICA PARA EL SUMINISTRO DE AGUA

POTABLE Y SISTEMA DE RIEGO

El gramado verde (césped) del estadio, según diseño hidráulico tendrá un sistema de riego por

aspersión, que esta constituido por 4 columnas de a 5 aspersores, con una bomba hidráulica impulsado

por un motor eléctrico de las siguientes características.

TABLA 3.18 Datos del motor de la bomba de riegoPotencia Tensión Corriente fp Rendimiento Rotación Frecuencia IA/ In tARR

[CV] [KW] [V] [A] cosφ [%] [rpm] [Hz] fARR [seg]11 7,5 400 14,2 0,85 95 2850 50 6 5

Elaboración propia

Para el suministro de agua potable se lo realiza a un tanque bajo tierra ubicado el sector norte

colindante a la recta de general a través de la empresa Servicio Local de acueductos (SeLA).

Para uso de los baños, duchas se cuenta con un tanque de elevación en el sector de recta general en la

zona norte. Para realizar la elevación del líquido se cuenta con una bomba hidráulica impulsado por un

motor eléctrico de las siguientes características.

TABLA 3.19 Datos del motor de la bomba de agua

Potencia Tensión Corriente fp Rendimiento Rotación Frecuencia IA/ In tARR

[CV] [KW] [V] [A] cosφ [%] [rpm] [Hz] fARR [Seg]

85

7,5 5,5 400 10,62 0,85 0,95 2850 50 6 4

Elaboración propia

3.8 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA INSTALADA

La determinación de potencia instalada total del proyecto se lo obtiene de la sumatoria de todos los

equipos o aparatos con potencias nominales que estén ligados a los diferentes circuitos de iluminación,

tomacorrientes, tomacorrientes especiales, fuerza y fuerza motriz más la potencia del tablero

electrónico.

3.8.1 Potencia instalada en iluminación, tomacorrientes y fuerza

La determinación de la potencia instalada en iluminación esta en función del cálculo lumínico,

además tomando en cuenta las potencias adicionales que se tienen en las reactancias o balastos.

TABLA 3.20 Potencia de luminaria y reactancia de fluorescente

Potencia Nominal [W] 15 20 25 30 36 40 65

Potencia Reactancia [W] 8 9 9 9 9 10 10

Potencia total Luminaria [W] 23 29 34 39 45 50 75

Iluminación de interiores Vittorio Re

- Para la potencia de lámpara fluorescente se atribuirán 2 * 50 =100 [W] por punto.

En instalaciones de departamentos domicilios, etc., la potencia total instalada por circuito de

iluminación no deberá exceder de 2500VA.

Para la determinación de potencia instalada en tomacorrientes se atribuirá a cada toma una potencia

de 200 VA. Para efectos de cálculo de cantidad como potencia, las toma dobles o triples instaladas en

una misma caja, deben computarse como una sola.

Todos los equipos ó aparatos con potencias mayores a 2000W se consideran como ligados a tomas

específicos y la potencia instalada será la suma de las potencias nominales de las duchas, aire

acondicionado y ventiladores. Para el cálculo se considera los siguientes aspectos.

86

- Potencia nominal asignado a cada carga. PN, SN.

- Factor de potencia cos φpropio de cada equipo o artefacto Fp

- Potencia instalada por numero de puntos instalados PI, SI.

PI = Nº puntos x PN [W] (3.29)

- Potencia instalada total en iluminación, tomas y fuerza PIT

PIT =ΣPI [KW] (3.30)

En la TABLA 3.21 se muestra las potencias en iluminación, tomacorriente y duchas, asignadas para cada local

TABLA 3.21 Cálculo de la potencia instalada total en interiores

Nº Factor potenciaPotenciasnominales

Potenciainstalada

Potencia instaladatotal

Puntos Fp PP SP PI SI PI T SI TBLOQUE TIPO DE CARGA Instalados Cosφ [W] [VA] [W] [VA] [KW] [KVA]

PREFERENCIA Iluminación Fluor. 56 0,9 100 111 5600 6222PLANTA BAJA Tomacorrientes 44 0,95 200 211 8800 9263 14,40 15,49

PREFERENCIA Iluminación Fluor. 10 0,9 100 111 1000 1111PLANTA ALTA Tomacorrientes 20 0,95 200 211 4000 4211 5,00 5,32

CURVA OESTE Iluminación Fluor. 40 0,9 100 111 4000 4444PLANTA BAJA Tomacorrientes 44 0,95 200 211 8800 9263

Duchas 8 1 4500 4500 36000 36000 48,80 49,71GENERAL Iluminación Fluor. 66 0,9 100 111 6600 7333PLANTA BAJA Tomacorrientes 63 0,95 200 211 12600 13263 19,20 20,60GENERAL Iluminación Fluor. 10 0,9 100 111 1000 1111PLANTA ALTA Tomacorrientes 20 0,95 200 211 4000 4211 5,00 5,32

CURVA ESTE Iluminación Fluor. 27 0,9 100 111 2700 3000PLANTA BAJA Tomacorrientes 26 0,95 200 211 5200 5474 7,90 8,47POTENCIA INSTALADA TOTAL 100,30 104,91

3.8.2 Potencia instalada en iluminación del campo deportivo

A partir de los cálculos luminotécnicos y la elección de los elementos de iluminación, se

determina la potencia instalada total de todo el sistema de iluminación del campo deportivo.

Según Anexo 13

- Potencia de la luminaria PLum en [VA]

cosPP

P BalLaLum

[VA] (3.31)

- De TABLA 3.7 Potencia de la lámpara PLa = 1500 [W]

- De TABLA 3.7 Potencia del balasto PBal = 112 [W].

87

- TABLA 3.7 Alto factor de potencia cosφ= 0,97.

- De 3.11 Nº de proyectores por torre NºTor = 18 proyectores

- De 3.9 Nº total de proyectores Nº = 72 proyectores

97,01121500PLum

= 1662 [VA] =1,662 [KVA]

Potencia por Torre (3.11)

PTor = NºLTor * PLum = 18 * 1,662 [KVA] (3.32)

PTor = 29,016 = 30 [KVA]

Potencia total de iluminación del campo deportivo (3.9)

PT = Nº. PLum = 72 * 1662 [KVA] (3.33)

PT = 119,66 = 120 [KVA]

3.8.3 Potencia instalada en fuerza motriz

Son la sumatoria de todas las potencias nominales de los motores de las bombas convertidas en

unidades de KW, como son el sistema de riego más los sistemas bombas de agua.

Potencia eléctrica del motor se calcula por la siguiente expresión:

MEC

M

PP [KW] (3.34)

- De TABLA 3.18 Potencia mecánica del motor PMEC1 = 7,5 [KW], η= 0,95

- De TABLA 3.19 Potencia mecánica del motor PMEC2 = 5,5 [KW], η= 0,95

95,07,5PM = 7,9 [KW]

95,05,5PM = 5,8 [KW]

Potencia instalada total en fuerza motriz

88

PTM = PM1 + 2.PM2 [KW] (3.35)

PTM = 7,9 + (2 * 5,8) = 19,5 [KW]

3.9 DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA MÁXIMA

La demanda máxima total de una instalación, también se la determinará de acuerdo a las

recomendaciones de la norma boliviana NB 777 de IBNORCA (Instituto Boliviano de Normalización

y Calidad). Para ello se consideraran los siguientes aspectos:

- Tipo de instalación.

- Nivel de consumo.

Dentro el tipo de instalación se establece la siguiente clasificación:

- Domiciliario.

- Edificio destinado principalmente a viviendas.

- Edificios comerciales o de oficinas.

o Edificios públicos.

o Industriales.

o Provisionales.

El nivel de consumo se establece de acuerdo a los aparatos o equipos instalados en el tipo de

instalación correspondiente, estos niveles de consumo son:

- Nivel de consumo mínimo, previsión de demanda máxima 3000 [VA].

- Nivel de consumo medio, previsto de demanda máxima 7000 [VA]. .

- Nivel de consumo Elevado., gran consumo previsto demanda máxima mayor a 7000 [VA] y en

algunos casos a determinar transformador de potencia.

Para nuestro proyecto se establece según lo indicado en los párrafos anteriores.

o Tipo de instalación. Edificio público e industrial.o Nivel de consumo. Consumo elevado con transformador a determinar.

89

3.9.1 Demanda máxima en iluminación, toma corrientes y fuerza.

Para la demanda máxima en iluminación de instalaciones en edificios públicos e instalaciones

especiales, corresponden los siguientes factores de demanda (fd), para ello se utiliza el siguiente

cuadro.

TABLA 3.22 Factor de demanda en iluminación en edificios públicos

Tipo de local Potencia a la cual es aplicado elfactor de demanda (w)

Factor dedemanda (fd)

Sala de espectáculos Total vatios 100%Bancos Total vatios 100%Peluquería y salón de belleza Total vatios 100%Iglesias Total vatios 100%Clubes Total vatios 100%Juzgado y Audiencias Total vatios 100%

50.000 o menor 40%Hospitales

Sobre 50.000 20%20.000 ó menor 50%

HotelesPróximos 80.000 40%

Habitación de hospedaje Total vatios 100%Restaurantes Total vatios 100%Escuelas Total vatios 100%

Diseño y construcción de instalaciones eléctricas en baja tensión NB777 (Prefacio 4)

Para la demanda máxima en tomacorrientes en instalaciones de edificios públicos e instalaciones especiales,

corresponden los siguientes factores de demanda (fd), para ello se podría utilizar el siguiente

TABLA 3.23 Factor de demanda en tomas en edificios públicos

Tipo de local Potencia a la cual es aplicado el factorde demanda (w)

Factor de demanda(fd)

Sala de espectáculos Total vatios 20%Bancos Total vatios 70%

Peluquería y salón de belleza Total vatios 80%Iglesias Total vatios 20%

Clubes Total vatios 30%Juzgado y Audiencias Total vatios 40%

50.000 o menor 40%Hospitales

Sobre 50.000 20%

20.000 ó menor 50%Próximos 80.000 40%Hoteles

Exceso sobre 100.000 30%

90

10.000 ó menos 100%

Próximos 40.000 35%Habitación de hospedajeExceso de 50.000 25%

Restaurantes Total vatios 30%Escuelas Total vatios 20%

Diseño y construcción de instalaciones eléctricas en baja tensión NB777 (Prefacio 4)

Para la demanda máxima en fuerza en instalaciones de edificios públicos e instalaciones especiales,

la potencia instalada de fuerza se afectará de los siguientes factores de la demanda.

TABLA 3.24 Factor de demanda en fuerza

Nº de equipos Factor de demanda

2 ó menos 100%3 a 5 75%

6 ó más 50%Diseño y construcción de instalaciones eléctricas en baja tensión NB777 (Prefacio 4)

Cálculo de Demanda máxima DMAX en iluminación, tomas y fuerza

DMAX = Fd x PI [W] (3.36)

- De TABLA 3.21 Potencia instalada PI,

- De TABLA 3.22, 3.23 y 3.24 factor de demanda Fd

Demanda máxima total DMAXT, es la suma de las demandas en iluminación, tomas y fuerza.

DMAXT =ΣDMAX [KW] (3.37)

En la siguiente TABLA 3.25 se muestra las demandas máximas en iluminación, tomacorriente; duchas,

asignadas para cada local agrupándolas en bloques.

TABLA 3.24 Cálculo de la Demanda máxima Total de interioresPotenciainstalada

Potenciaaparente Factor

Demandamáxima

Demandamáxima total

PI SI fd DMAX DMAXT

BLOQUETIPO DECARGA [W] [VA] [%] [W] [VA] [KW] [KVA]

PREFERENCIAIluminaciónFluor. 5600 6222 100 5600 6222

PLANTA BAJA Tomacorrientes 8800 9684 40 3520 3874 9,12 10,10

PREFERENCIAIluminaciónFluor. 1000 1111 100 1000 1111

PLANTA ALTA Tomacorrientes 4000 4211 40 1600 1684 2,60 2,80

CURVA OESTEIluminaciónFluor. 4000 4444 100 4000 4444

PLANTA BAJA Tomacorrientes 11000 11579 40 8800 4632Duchas 36000 36000 75 27000 27000 39,80 36,08

91

GENERALIluminaciónFluor. 6600 7333 100 6600 7333


GENERALIluminaciónFluor. 1000 1111 100 1000 1111

PLANTA ALTA Tomacorrientes 4000 4211 40 1600 1684 2,60 2,80

CURVA ESTEIluminaciónFluor. 2700 5222 100 2700 5222


ILUM- AUXILIARIluminaciongraderia 16000 16000 100 16000 16000 16 16

POTENCIA INSTALADA TOTAL 86,54 89,75

3.9.2 Demanda máxima de iluminación del campo deportivo

Para la demanda máxima (DMAXI) en instalaciones de escenarios deportivos u otro tipo de

instalaciones especiales, se ajustara a determinaciones y criterios del proyectista. Se

recomienda tomar el 100% del factor de demanda Fd, por el funcionamiento total de los

equipos.

- De (3.33) potencia total de iluminación del campo deportivo PT = 120 [KVA].

- La Demanda máxima al 100% será la misma.

DMAXI = 120 KVA]

3.9.3 Demanda máxima fuerza motriz

Para determinar la demanda máxima total de la instalación de fuerza motriz DMAXM, inicialmente

se debe determinar la demanda de cada uno de los motores, es decir, afectar a la potencia nominal por

el factor de uso (fu) ó factor de utilización. Este factor se obtiene por los datos en la siguiente tabla.

TABLA 3.26 Factor de uso (fu) para diferentes potencias

POTENCIA DE MOTORES KW Fu

Motores de 3 /4 a 2,5 HP 0,75 - 2 0,70

Motores de 3 a 15 HP 2,2 - 11 0,83

Motores de 20 a 40 HP 15 - 30 0,85

Motores mayores de 40 HP mas 30 0,87

Instalaciones eléctricas industriales Mamede Filho pag.18

92

Posteriormente se determina la demanda máxima total motriz (DMAXM), Para ello es determinante el

factor de simultaneidad Fs, Este factor solo es aplicado cuando existan potencias nominales iguales.

En el siguiente cuadro nos muestra los valores de Fs asignados a las diferentes potencias nominales.

TABLA 3.27 Factor de simultaneidad (Fs) para varios motores iguales

Numero de motoresPOTENCIA DEMOTORES 1 2 4 5 8 10 15 20

HP KW Fs Fs Fs Fs Fs Fs Fs Fs

3 /4 - 2,5 0,75 - 2 1 0,85 0,8 0,75 0,7 0,6 0,55 0,5

3 - 15 2,2 - 11 1 0,85 0,8 0,75 0,75 0,7 0,65 0,55

20 - 40 15 - 30 1 0,8 0,8 0,8 0,75 0,65 0,6 0,6

> 40 Mayor 30 1 0,9 0,8 0,7 0,7 0,65 0,65 0,65

Instalaciones eléctricas industriales Mamede Filho Pág.18

Para el cálculo DMAX se considera la siguiente expresión:

DMAX = Fu x PM [KW] (3.38)

- De (3.34) potencia del motor PM,

- De TABLA 3.26 Factor de uso Fu.

- Demanda máxima total motriz DMAXM, es la suma de las demandas afectados por el Fs.

DMAXM = ΣFs * DMAX [KW] (3.39)

- De TABLA 3.27 Factor de simultaneidad Fs, en nuestro caso existe dos potencias, entonces es

aplicado este factor Fs = 1

TABLA 3.28 Cálculo de la demanda máxima motrizPotencia

PMFact. Pot Factores DMAXM

[KW] cos φ Fu Fs [KW] [KVA]

7,9 0,85 0,83 1 6,57 7,72

93

5,8 0,85 0,83 1 4,82 5,67Demanda máxima total motriz 11,39 13,39

Elaboración propia

3.10 POTENCIA PARA EL TABLERO ELECTRONICO

En el proyecto no contempla un tablero electrónico, pero podemos prever para fines posteriores la

reserva de una potencia de un tablero electrónico asumiendo una potencia. Según informaciones en las

páginas Web en los diferentes escenarios deportivos de Bolivia y Sudamérica las potencias oscilan

entre 10 a 25 KVA.

Para nuestro trabajo adoptaremos 20 KVA potencia de reserva para tablero electrónico

3.11 DETERMINACIÓN DEL TRANSFORMADOR DE POTENCIA.-

3.11.1 Transformador de potencia para la instalación de interiores

El transformador se determinara en función de las demandas máximas de la instalación, donde se

contemplan todo lo referente a la instalación de interiores más la demanda máxima motriz además

considerando la reserva para el tablero electrónico Considerando siempre el porcentaje de seguridad.

TABLA 3.29 Cálculo de la demanda máxima total de la

instalación de interiores del EstadioDemandamáxima

Tipo de demanda [KW] [KVA]

Demanda máxima total interiores de TABLA 3.25 86,14 89,75Demanda máxima total motriz de TABLA 3.28 11,39 13,39Tablero electrónico del párrafo 3.10 19 20Demanda máxima total 116,53 123,14Elaboración propia

Para el cálculo del transformador se considera los siguientes aspectos:

94

PTR1 = DMAXTS [KVA] (3.40)

- De TABLA 3.29 Demanda máxima total DMAXTS = 123 ,14 [KVA]

- Potencia del transformador normalizado.

PTR1 = 125 [KVA]

3.11.2 Transformador de potencia para la iluminación del campo deportivo

El transformador se determinara en función de la demanda máxima de instalación,

considerando siempre el porcentaje de seguridad. Obviamente podremos analizar la opción de

contar con uno o dos transformadores, la posibilidad de tener acceso a la red de media tensión

se encuentran muy cercanos contiguos a las calles adyacentes del proyecto.

Para el cálculo del transformador de Torres se considera los siguientes aspectos:

De (3.40) PTR2 = DMAXTS [KVA]

- Del § 3.9.2 Demanda máxima total DMAXI = 120 [KVA]

- Potencia del transformador normalizado para la iluminación del campo deportivo.

PTR2 = 125 [KVA]

3.12 CENTROS DE CARGA

a) Dividir las cargas en bloques. La finalidad de dividir las cargas por bloque en edificios residencia,

multifamiliares, hoteles, hospitales, industrias, es independizar en grupos o sectores que permitan la

independencia al uso y lugar destinado. También esta en función de la potencia instalada que nos

permite obtener la división y subdivisión en bloques, esto con el objeto de tener una confiabilidad en

la instalación de imprevistos que se pueden presentar. Dependiendo de la magnitud y tamaño de la

carga en una instalación la división de cargas en bloques se manifiesta en tableros y circuitos. Por

95

ejemplo un edificio esta dividido por plantas y esto a su vez en departamentos, entonces

correspondería a un bloque por planta y la subdivisión de bloques a los departamentos.

b) Tableros.-Están constituidos por cajas o gabinetes que contienen los dispositivos de conexión,

comando, medición, protección, alarma y señalización, con sus soportes correspondientes Los

tableros que tengan más de dos circuitos deberán contar con un juego de barras que permita efectuar el

conexionado o remoción de cada uno de los elementos de maniobra sin interferir con los restantes. Las

masas de los instrumentos, relevadores, medidores y transformadores de medición instalados en

tableros deberán estar puestas a tierra

c). Localizar los tableros principales y secundarios. El tablero de distribución principal y

secundario debe estar localizado en un lugar de fácil acceso y lo más próximo al centro de carga del

sector o bloque correspondiente, donde estarán concentrados los circuitos de iluminación, tomas,

fuerza, etc. Además los elementos de protección de dichos circuitos. Los locales en donde estén

instalados no se destinarán al almacenamiento de combustible ni a elementos de fácil inflamabilidad.

d) Circuitos. Los circuitos de iluminación, tomas y fuerza también corresponden a la subdivisión de

los bloques, para formar un circuito tomamos los siguientes criterios.

3.12.1 Centro de carga del sistema de la instalación de interiores

Para determinar el centro de carga se toma como referencia el centro del campo deportivo como puntode origen de los ejes cartesianos para fines de cálculo, las coordenadas x, y vienen dada por lassiguientes ecuaciones:

n321

nn332211

P....PPPPx....PxPxPx

x

[m] (3.41)

n321

nn332211

P....PPPPy....PyPyPy

y

[m] (3.42)

96

- De TABLA 3.21 Potencia de la carga P en [KW]

- Coordenadas del centro de cargas x, y en [m] del plano.(fig. 3.13)

A partir del plano se tiene la siguiente tabla que nos muestra las potencias y distancias de las cargas

que intervienen en la instalación de interiores

TABLA 3.30 Calculo del centros de cargaPotencia Coordenadas

Tablero P [KW] x [m] Y [m] x.P [KW.m] y.P [KW.m]

TA 19,8 4,73 -35,25 93,654 -697,95

TB 25,5 -60,48 -16,35 -1542,24 -416,925

TC 25,5 -60,48 16,35 -1542,24 416,925

TD 24 9,38 35,31 225,12 847,44

TE 14,7 60,8 0 893,76 0ELABORACIONPROPIA 109,5 -1871,946 149,49

x = -17,95 [m] y = 1,36 [m]

Fig. 3.13 ubicación del centro de carga

Una vez determinado el centro de carga, se denota que el punto se encuentra en una zona de difícil

accesibilidad, entonces se debe trasladar el punto a un lugar de fácil acceso para maniobra y

97

protección, pero sin alejarnos mucho de las coordenadas del centro de carga calculado como se

demuestra en lo fig. 3.13

La ubicación del transformador estará en función de la proximidad de la línea de media tensión que se

encuentra en el vértice lado sud - oeste del grafico anterior y la ubicación del centro de carga

localizado, la distancia entre el centro de carga y el transformador es de 30 metros.

3.12.2 Centro de carga del sistema de iluminación del campo deportivo

El sistema de iluminación del campo deportivo tienen cargas de igual magnitud en los cuatro puntos

que están ubicados en las torres, si tomamos también como referencia el centro del campo deportivo

entonces las distancias en x, y [m] para cada punto estarán simétricamente ubicados, aplicando las

expresiones 3.41 y 3.42 el centro de cargas se tendría exactamente en el punto del centro del campo

deportivo. Entonces se abre varias posibilidades de trasladar el centro de carga hacia un lugar de fácil

acceso, a fin de evitar gastos innecesarios en su instalación, el centro de cargas de la iluminación del

campo deportivo esta ubicados juntamente con la instalación de interiores esto con el fin de tener una

sola sala de tableros. Similarmente sucede con la ubicación del trasformador, existiendo una sola

subestación.

3.13 DETERMINACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA DE LA INSTALACIÓN

En al etapa de proyecto de cualquier instalación eléctrica es difícil precisar el valor del factor de

potencia debido a la falta de conocimiento exacto de los datos de funcionamiento de la instalación.

Sin embargo en presente proyecto calcularemos el factor de potencia en función a las demandas

máximas obtenidas en el punto correspondiente.

KVAKW

AparentePotenciaActivaPotencia

cosfp (3.44)

- De TABLA 3.30 Demanda máxima potencia activa en [KW]

- De TABLA 3.30 Demanda máxima potencia aparente en [KVA]

98

TABLA 3.32 Calculo del factor de potencia en lainstalación de interiores

Demanda máxima Factor potencia

BLOQUE [KW] [KVA] fpA 19,8 21,23 0,93B 25,5 26,01 0,98C 25,5 26,01 0,98D 24 25,71 0,93E 14,7 15,72 0,94

TOTAL 109,5 114,68 0,95Elaboración propia

El factor de potencia en la instalación de interiores será:

fp = 0,95

El factor de potencia en la iluminación del campo deportivo.

La instalación del total de las luminarias tendrán una potencia activa y reactiva, también un factor de

potencia, para ello se requiere el dato factor de potencia de una luminaria, según la TABLA 3.7 el

cosφ= 0,97, el mismo valor será para todo el sistema, como la demanda máxima es la misma que la

potencia instalada entonces el factor de potencia de todo el sistema

fp = 0,97

99

3.14 CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTORES

Un conductor es aquel que transporta energía eléctrica a cargas requeridas. El calculo y

dimensionamiento de conductores consiste en la selección del material y el aislante, así como la

sección del conductor que transporta una carga y la caída permisible, el dimensionamiento se efectúa

de acuerdo con los siguientes criterios.

- Factor de corrección a la capacidad de transporte.

- Dimensionamiento por la pérdida de voltaje

a) Factor de corrección a la capacidad de transporte La sección nominal de un conductor debe

seleccionarse en forma preliminar y tomando posteriormente todos los factores de corrección que sean

pertinentes. Los factores que se consideran son los siguientes.

- Corriente admisible por sección de conductor [A].

- Factor de Corrección por temperatura Ft.

- Factor de corrección por el número de conductores Fa.

El dimensionamiento de un conductor, estará en función de la corriente de circulación que son

calculados de las demandas máximas previstas de toda la instalación,

b) Calculo de corriente en sistemas monofásicos. La determinación de las corrientes de circulación

en cargas monofásicas, solo servirá para los circuitos derivados en iluminación, tomas y fuerza según

la expresión dada.

100

cosUPI

F1 [A] (3.44)

c) Calculo de corriente en sistemas trifásicos. La determinación de las corrientes de circulación en

cargas trifásicas, solo servirá para los circuitos de fuerza motriz y alimentadores según la expresión

siguiente.

cos.U3PIL

3 [A] (3.45)

- I = Corriente calculado en función de la potencia [A].

- P = Potencia activa en [W]

- UF = Tensión nominal de fase en [V].

- UL = Tensión nominal de línea en [V].

- Cosφ = Factor de potencia.

En la tabla se muestra los valores normalizados de las secciones de conductores para diferentes

corrientes.

TABLA 3.32 Conductor de cobre para TW-600V-70º C Con ρ= 1/57 [Ωmm2/m].CORRIENTE MAXIMA

CALIBREMETRICO

SECCIÓNAPROX.

CALIBRE DIAMETROAPROX.

AISLANTEESPESOR

DIAMETROTOTAL 3 COND EN

DUCTO1 CONDEN AIRE

mm2 mm2 AWG-MCM mm mm mm A A1.5 1.31 16 1.46 0.8 2.26 10 152.5 2.08 14 1.85 0.8 2.85 15 204 3.30 12 2.33 0.8 3.13 20 256 5.26 10 2.93 0.8 3.73 30 4010 8.35 8 3.87 1.2 5.07 40 5516 13.38 6 4.68 1.6 6.23 55 8025 21.14 4 5.88 1.6 7.48 70 10535 33.54 2 7.41 1.6 9.01 95 14050 53.31 1/0 9.45 2.0 11.45 125 19570 67.70 2/0 10.65 2.0 12.65 145 22580 85.24 3/0 11.95 2.0 13.95 165 26095 107.18 4/0 13.40 2.0 15.40 195 300

120 126.94 250 14.65 2.4 17.03 215 340150 152.39 300 16.03 2.4 18.43 240 375170 177.29 350 17.29 2.4 19.69 260 415185 202.54 400 18.48 2.4 20.88 300 475210 227.83 450 19.69 2.4 22.00 335 535240 252.89 500 20.65 2.4 23.05 370 595270 279.28 550 21.70 2.8 24.50 410 655300 303.18 600 22.61 2.8 25.45 445 710

101

Linea Pirelli – Brasil (Gismart)

d) Pero tenemos que tener muy en cuenta dos factor de corrección, uno el factor de corrección por

temperatura (Ft), es el dato que esta en función de la temperatura del medio ambiente donde se

realiza la instalación, otro el factor de corrección por agrupamiento (Fa), este factor esta en función

de la disposición y agrupamiento de conductores. Con el dato de la corriente afectada por los factores

corrección mencionado, se normaliza con la TABLA3.32, así encontrando la sección del conductor

adecuado.

]A[F*F

IIta

k (3.46)

e) El siguiente cuadro nos muestra el sistema de instalación en función del número de conductores

agrupados.

TABLA 3.33 Sistema de instalación

Descripción Esquema Descripción Esquema1.- Conductores Aisladosdentro de protectores enmontaje especial

8.- Conductores unipolareso multipolares fijadas enparedes.

2.-Conductores Aisladosdentro de tubos protectoresembutidos en pared y piso

9.- Conductores unipolareso multipolares en canaleta(abierta o cerrada).

3.- Conductores aisladosdentro de tubos protectoresen canaleta abierta enventanilla

10.- Conductores unipolareso multipolares en bandejas.

4.- Conductores unipolares omultipolares en conductos.

11.- Conductores unipolaresmultipolares suspendidos encable mensajero.

5.- Conductores aislados encanales (abiertas o cerradas).

12.- Conductores aisladosinstalados sobre aisladores.

6.- Conductores aislados ensoldadura o rodones.

13.- Conductores aisladosen líneas aéreas.

7.- Conductores unipolares omultipolares en espacios deconstrucción de fosos.

102

f) El siguiente cuadro nos muestra los factores de corrección por agrupamiento en función del

número de conductores agrupados.

TABLA 3.34 Factor de corrección por agrupamientode mas 3 conductores

Cantidad de conductores Factor de corrección4 a 6 0.87 a 24 0.725 a 42 0.6

Sobre 42 0.5Instalaciones eléctricas interiores en BT NB 777

La siguiente tabla nos muestra los factores de corrección por temperatura, se refiere al medio ambiente

donde se realiza la instalación.

TABLA 3.35 Factor de corrección portemperatura ambiente diferente de 30 ºC

TIPO DE AISLACIÓNTEMPERATURAAMBIENTE ºC PVC/70 ºC EPR ó XLPE

10 1.22 1.1515 1.17 1.1220 1.12 1.0825 1.07 1.0435 0.93 0.9840 0.87 0.9645 0.79 0.9450 0.71 0.9255 0.61 0.8760 0.50 0.84

Instalaciones eléctricas interiores en BT NB 777

g) Dimensionamiento por la pérdida de voltaje ó caída de tensión. Al circular una corriente a

través de los conductores, se produce en ellos una caída de tensión, debido a la resistencia, sección y

longitud del conductor. En toda longitud de los alimentadores de energía eléctrica para cargas de

iluminación y tomacorrientes, la magnitud de la caída de tensión no deberá exceder de 5 % (2 % para

alimentadores y 3 % para circuitos derivados).

h) Caída de tensión en sistemas monofásico. Las caídas de tensión que alimentan cargas eléctricas,

monofásicas pueden ser obtenidas usando las siguientes expresión.

100*Sc.U

2.p.L.P100*

Sc.Us2.p.L.I.co

%ΔU 2FF

1

[%] (3.47)

103

i) Caída de tensión en sistemas trifásico. Para los alimentadores trifásicos de 3 hilos la caída de

tensión se calcula mediante la ecuación.

100*Sc.Up.L.P

100*Sc.U

.p.L.I.cos3%ΔU 2

LL3

[%] (3.48)

- ΔU = Caída de tensión en porcentaje [%]

- UF = Tensión nominal de fase en [V].

- UL = Tensión nominal de línea en [V].

- L = Longitud del conductor en metros [m].

- I = Corriente que circula por el conductor [A].

- Sc = Sección de conductor en [mm2].

- Ρ = Resistividad del conductor [Ωmm2/m].

j) Selección de la sección de ductos

Según normas técnicas establecidas podemos decir que un conductor esta íntimamente ligado a la

capacidad térmica de su aislamiento, del tipo de canalización y de la cantidad de conductores que van

en el mismo ducto. Entonces el número de conductores dentro de un ducto tiene que limitarse, de

manera que se garantice la cantidad de aire necesario para que los conductores se mantengan a

temperaturas moderadas, además de facilitar el montaje y desmontaje sin dañar el conductor o su

aislamiento. Esto se logra estableciendo un Factor de Relleno KR que relaciona entre la sección de

ductos y conductores, es decir, la sección de conductores debe ocupara aproximadamente un 60% de

la sección del ducto.

R

SCD K

NS (3.49)

- Numero de conductores NS C.

- Sección de ductos SD en pulgadas.

- Factor de relleno se adopta KR = 0.6

- Con este criterio se muestra a continuación la siguiente tabla.

TABLA 3.36 Numero de conductores por ducto con factor admisible del 60%

NUMERO DE CONDUCTORES POR TUBO DE TIPOS A, B, CSec

5/8” 3/4” 1” 1 1/4" 1 1/2” 2” 2 1/2” 3” 3 1/2” 4” 5”

104

AWG A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C

14 5 2 3 9 3 6 10 5 15 25 9 17 42 15 30

12 4 1 3 6 2 5 8 4 11 19 7 13 32 12 23 42 16 30 67 16 48

10 2 1 2 3 2 3 5 3 6 10 6 9 18 10 16 23 13 20 37 22 32 61

8 1 1 1 2 1 2 4 2 3 6 4 6 10 8 11 13 10 15 21 17 24 35 28

6 1 1 1 3 2 2 4 3 5 7 5 8 9 7 11 14 12 17 23 19 29

4 1 1 2 1 1 3 2 3 5 3 6 6 5 8 10 8 13 17 13 21 24

2 1 1 1 2 1 2 3 3 4 4 3 5 7 6 9 12 10 15 17 14

1/0 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 5 5 5 8 9 8 13 13 12 18

2/0 1 1 1 1 2 2 3 2 2 3 4 4 6 7 6 10 10 9 14 17

3/0 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 6 5 8 8 7 11 14 13

4/0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 4 4 6 6 6 8 10 10 14

250 1 1 1 2 2 2 4 4 5 6 8 8 11 11

300 1 1 1 2 1 3 3 4 5 6 6 8 8 9

350 1 1 2 2 3 3 4 5 5 6 7 10

400 1 2 2 3 3 4 3 4 5 8

450 1 1 2 2 3 2 2 3 5

A = Temperatura 60ºC (Policloruro de Vinilo PVC)

B = Termoplástico 70ºC con capa (Polietileno Termoplástico)

C = Termofijo 90ºC (Polietileno Reticuldo)

3.14.1 Sección del conductor y ducto de los circuitos derivados en iluminación, tomas y fuerza

En instalaciones interiores de departamentos, casas destinados a viviendas o comerciales La norma

NB 777 en al texto “Diseño y construcción de instalaciones eléctricas interiores en baja tensión”

capitulo 3 indica la utilización como mínimo de sección equivalente para los diferentes circuitos:

- Circuito de iluminación Nº 14 AWG o 2,5 mm2.

- Circuito de tomacorrientes Nº 12 AWG o 4 mm2.

- Circuito de fuerza Nº 10 AWG o 6 mm2.

La caída de tensión en toda la longitud de los circuitos derivados no debe exceder el 3 %, del

voltaje nominal de alimentación

- Circuito iluminación. Sección de ducto SD = 5/8” [plg] PVC.

- Circuito Tomacorriente Sección de ducto SD = 3/4” [plg] PVC.

- Circuito Fuerza Sección de ducto SD = 3/4” – 1” [plg] PVC.

3.14.2 Sección de conductor de la luminaria para la iluminación del campo deportivo

Calculo de la Corriente de la luminaria ILum según la expresión.

105

De (3.44) AcosU

PI

F

LumLum

0,97*220

1612 = 7,55 [A]

- De § 3.8.2 Potencia de luminaria PLum = 1612 [W]

- De § 3.2.1 Tensión monofásica de fase UF = 220 [V].

- De TABLA 3.7 Factor de potencia cosφ= 0,97

- De TABLA 3.34 Factor de corrección por agrupamiento Fa = 0,60

- De TABLA 3.35 Factor de corrección por temperatura Ft = 1,22

De (3.46) AFt*Fa

II LumKLum A

1,22*0,607,55

IkLum = 10,31 [A]

- Normalizando la Corriente tenemos 15[A] según TABLA 3.32. Corresponde

SCLum = 2,08[mm2]

- Comprobación de la SCLum mediante la caída de tensión ΔU en [%].

De (3.47) %100*.US

cos.L.I2.ΔU

FCLum

Lum

- De § 3.4.7 altura del conductor luminaria – tablero L = 18 [m].

- De TABLA 3.32 resistividad del conductor de cobre ρ= 1/57 [Ωmm2/m].

100*220*2,08

0,97*7,55*18*.571*2.

ΔU = 1,1006 %

- Al no exceder el 3% de caída de tensión señalado, la sección de conductor corresponde 2,08

[mm2] para efectos de calculo.

SCLum =2,08 [mm2] ó # 14 [AWG]

3.14.3 Sección del conductor y ducto de los motores

Para el cálculo de la corriente de los motores INM se tiene:

- De TABLA 3.28 demanda máxima del motor DMAX en [KW]

- De § 3.2.1. Tensión trifásica de línea UL = 400 [V].

106

- De TABLA 3.18 y 3.19 Factor de potencia del circuito cos φ= 0,85



De (3.45) Acos.U3

DI

L

MAXNM

A

0,85*400*.36570 = 11,15

De (3.46) A.Ft.*Fa

II NM

KM A1,22*0,80

11,15 =11,43

- De TABLA 3.32 Sección de conductor adoptado, Sc = 2,08 en [mm2].

- Longitud del conductor del circuito L= 10 [m].

- De TABLA 3.32 Resistividad del conductor de cobre ρ= 1/57 [Ω.mm2/m].

- Cálculo de la caída de tensión ΔU en [%].

De (3.48) %x100Sc.U

.cos.L.I.3ΔU

L

KM 100*

400*2,08

0,80*.11,70*.10*571

*.3 = 2,84[%]

- Al no exceder el porcentaje de caída de tensión señalado, la sección de conductor corresponde al

calculado este a su vez normalizado

TABLA 3.37 Calculo de la sección de conductores para circuito de motoresy elección de la sección de ductos del tipo B

Corriente 3Ø con

380 VCalibre Ducto

DMAXT FpINmot

C

NM

KI

SecciónCond.

Long.L ΔU<3

AWG-MCM

MétricoIEC SD

Circuito

[KW] cosφ [A] [A] [mm2] [m] % Nº [mm2] [Plg]

CM1 6,57 0,85 11,42 13,10 2,80 10 0,71 14 2.5 5/8

CM2 4,82 0,85 8,18 8,38 1,31 10 0,83 16 1,5 5/4

Elaboración propia

3.14.4 Sección de conductores y ducto de los alimentadores secundarios.

Calculo de la corriente trifásica según la expresión:

De (3.45) Acos.U3

DI

L

MAXT

0,96*400*.3

15880 = 24,68 [A]

- De TABLA 3.38 Demanda máxima por bloque TA DMAXT = 15,88[KW]

107

- De TABLA 3.38 Factor de potencia del bloque cosφ= 0,95

- De § 3.2 Tensión Trifásica de línea UL = 400 [V].



De (3.46) AFt.*Fa

IIK A

1,22*0,8024,68

= 25,28

- De Anexo A16 Longitud del conductor del circuito L en [m].

De (3.48) %100*Sc.U

cos*I*L*3ΔUL

K * 100*400*13,38

0,93*25,28*9455571

*3 ,* = 1,9

[A]

- Al no exceder el porcentaje de caída de tensión señalado, la sección de conductor corresponde al

calculado este a su vez normalizado.

SCLum = 5,26 [mm2] ó # 10 [AWG]

- De TABLA 3.36 Sección de ductos SD del tipo B.

TABLA 3.38 Calculo de la sección de conductores para alimentadores secundarios con

Ft = 1.22, Fa = 0.8, ρ= 1/57 [Ω.mm2/m] y selección de la sección de ductos del tipo BCircuito Corriente trifasica Sección SecciónAlimen. 380 V SC nueva Calibre Ducto

AWG MétricoDMAXT Fp I IK L ΔU<2 ΔU<2 MCM IEC SD

[KW] cosφ [A] [mm2] [m] [mm2 ] [%] Nº [mm2] [Plg.]

INSTALACIÓN DE INTERIORES

TA 15,88 0,93 24,68 25,28 5,26 55,94 1,9 10 6 1 '

TB 19,90 0,98 29,34 30,07 8,35 30,44 0,8 8 10 1 '

TC 19,90 0,98 29,34 30,07 8,35 58,93 1,6 13,35 0,95 6 16 1 1/4'

TD 20,16 0,91 32,01 32,80 8,35 142,2 3,9 21,14 1,59 4 25 1 1/2'

TE 12,70 0,95 19,32 19,79 5,26 140,1 3,8 13,38 1,49 6 16 1 1/4'

Motriz 11,39 0,85 19,36 19,84 5,26 142,2 3,5 13,38 1,52 6 16 1 1/4'

INSTALACIÓN DEL CAMPO DEPORTIVO

T1 30 0,97 44,69 45,79 13,38 98,25 2,5 21,14 1,53 4 25 1 1/4'

T2 30 0,97 44,69 45,79 13,38 150,3 3,8 33,54 1,48 2 35 1 1/2'

T3 30 0,97 44,69 45,79 13,38 78,25 2,0 21,33 1,21 4 25 1 1/4'

T4 30 0,97 44,69 45,79 13,38 30,25 0,8 6 16 1'

Elaboración propia

108

3.14.5 Sección de conductor y ducto del alimentador transformador a tablero principal.

Calculo de la sección de conductor SCTR1 del transformador T1 – tablero principal

- Corriente Trifásica del transformador 1 según la expresión:

- De (3.45) Potencia nominal del transformador STR1 = 125 [KVA]

- De § 3.2.1.Tensión Trifásica de línea lado secundario UL = 400 [V].

0,96*400*3

125*1000ITR1 = 187,94 [A]



- De (3,45) Corriente trifasica IKTR1 = A,*,

,221800

94187= 192,56[A]

Normalizando este valor la sección de conductor corresponde según la TABLA 3.32

SCTR1 = 107,18 [mm2] para fines de calculo

Comprobando la SCTR1 por la caída de tensión de acuerdo a la expresión con L = 30 [m]

De (3.48) %100*U*S

cos*I*L*p*3ΔULCTR1

KTR1

%100*400*107,18

0,96*192.56*30*)571(*3

ΔU = 0,00393[%]

- ΔU al no debe exceder el 2 %, la sección de conductor será el calculado

SCTR1 = 107,18 [mm2] ó 4/0 AWG

- De TABLA 3.36 Sección de ductos SD del tipo B. SD1 = 3”

Calculo de la sección de conductor SCTR2 del transformador T2 – tablero principal

- Corriente Trifásica del transformador 2 según la expresión:

109

- De (3.45) Potencia nominal del transformador STR1 = 125 [KVA]

- De § 3.2 Tensión Trifásica de línea lado secundario UL = 400 [V].

0,96*400*3125*1000

ITR1 = 187,94 [A]



IKTR1 = A,*,

,221800

94187= 192,56[A]

Normalizando este valor la sección de conductor corresponde según la TABLA 3.32

SCTR1 = 107,18 [mm2] para fines de calculo

Comprobando la SCTR1 por la caída de tensión de acuerdo a la expresión con L = 30 [m]

De (3.48) %100*U*S

cos*I*L*p*3ΔULCTR1

KTR1

%100*400*107,18

0,96*192,56*30*)571(*3

ΔU = 0,00393 [%]

- ΔU al no debe exceder el 2 %, la sección de conductor será el calculado

SCTR1 = 107,18 [mm2] ó 4/0 AWG

- De TABLA 3.36 Sección de ductos SD del tipo B. SD1 = 3”

3.14.6 Sección de conductor y ducto de la acometida principal

- Corriente Trifásica total del circuito según la expresión en [A]

De (3.50)L

TT U

SI

*3

- De (3.40) Potencia nominal de los transformadores ST1 + ST2 = 250 [KVA]

- De § 3.2 Tensión Trifásica de línea lado primario UL = 6,9 [KV].

110

963250

,*IT = 20,92 [A]



De (3.40)Fa.Ft.

IIK [A] A

1,22.*0,820,92

= 21,45 [A]

Normalizando IK según TABLA 3.32 IKN = 30 [A] corresponde una sección de conductor:

SCA = 10 AWG o 6 mm2

- La sección del ducto correspondiente para el conductor de la acometida SD = 1.

El cable que liga desde el poste de acometida a los transformadores que se encuentran en la

subestación será un CABLE SUBTERRANEO TRIFILAR DE COBRE de 10 a 15 KV (XLPE o

similar)

3.14.7 Dimensionamiento del conductor neutro y de protección

Las instalaciones eléctricas deben someterse a exigencias de seguridad muy estrictas, en este aspecto

reviste particular importancia la protección contra los contactos directos e indirectos. Para la

protección contra los contactos indirectos, se tiene diferentes configuraciones de las redes de corriente

trifásica, en el presente trabajo adoptaremos de acuerdo a la SIB de Cbba. en sus pags. IT 10-1 El

sistema de aterramiento TN-C donde los conductores neutros y de protección están combinados en un

solo conductor y por ende ser el más económico.

Según la norma francesa NF-C15-100 para el dimensionamiento del conductor neutro nos proporciona

una tabla practica que permite dimensionar la sección mínima del conductor neutro que esta en

función de la sección de los conductores de fase, tal como se muestra en la tabla 3.39

TABLA 3.39 Sección mínima del conductor neutro

CONDUCTOR FASE AWG - MCM CONDUCTOR NEUTROAWG - MCM

S≤2 S1 2

1/0 2

111

2/0 14/0 1/0250 2/0350 2/0400 4/0500 250

Instalaciones eléctricas industriales de Joao Mamede Filho Cap. 2

En base a la TABLA 3.39 seleccionaremos la sección del conductor neutro, para las diferentes

secciones conductor de fase de nuestra instalación.

TABLA 3.40 - A Selección del conductor neutro de losalimentadores principal y secundario

CONDUCTOR FASE CONDUCTOR NEUTROCIRCUITO

AWG - MCM mm2 AWG - MCM mm2

TA 10 6 12 4TB 8 10 10 6TC 6 16 8 10TD 4 25 6 8TE 6 16 8 10

Motriz 6 16 8 10T1 4 25 6 16T2 2 35 4 25T3 4 25 6 16T4 6 16 8 10

TP1 4/0 95 1/0 50TP2 4/0 95 1/0 50

Elaboración propia

3.14.8 Dimensionamiento de barras Cu de distribución para tableros

La siguiente tabla nos muestra las dimensiones de barras de cobre para circuitos de distribución para

los diferentes valores nominales de corriente.

TABLA 3.40 B Dimensiones de las barras de Cu para diferentes corrientes

Dimensiones Corriente Dimensiones CorrientePulgadas Milímetros [A] Pulgadas Milímetros [A]

1/2"x1/16" 12,7x1,59 96 1 ½"x1/4" 38,1x6,35 544

112

3/4"x1/16" 19,0x1,59 128 2"x1/4" 50,8x6,35 7001"x1/16" 25,4x1,59 176 2 ½"x1/4" 63,5x6,35 850

1/2"x1/8" 12,7x3,18 144 2 ¾"x1/4" 70,2x6,35 10003/4"x1/8" 19,0x3,18 208 3 ½"x1/4" 88,9x6,35 1130

1"x1/8" 25,4x3,18 250 4"x1/4" 101,6x6,35 12501 1/2"x1/8" 38,1x3,18 370 1"x1/2" 25,4x12,70 600

1"x3/16" 25,4x4,77 340 2"x1/2" 50,8x12,70 10101 1/2"x3/16" 38,1x4,77 460 3"x1/2" 76,2x12,70 1425

2"x3/16" 50,8x4,77 595 4"x1/2" 101,6x12,70 18101"x1/4" 25,4x6,35 400

Instalaciones eléctricas industriales Joao Mamede Fhilo pag. 295

Selección de barras Cu de distribución en tableros secundarios, necesariamente se deben conocer

las corrientes totales en los tableros y afectar un 20-25% de dichas corrientes.

- De TABLA 3.38 corriente total en los tableros IT en [A]

IB = 1,25 .IT

- Normalizando IB de TABLA 3.41 dimensiones de la barra de Cu en [pulgadas]

TABLA 3.41 Selección de barras de distribución en tableros secundariosCorriente Dimensiones

Tablero [A] 1,25*IT [A] PulgadasInstalación interiores

TA 24,68 30,85 1/2"x1/16"TB 29,34 36,68 1/2"x1/16"TC 29,34 36,68 1/2"x1/16"TD 32,01 40,01 1/2"x1/16"TE 19,32 24,15 1/2"x1/16"

T-Motriz 19,36 24,20 1/2"x1/16"Instalación del campo deportivo

T1 44,69 55,86 1/2"x1/16"T2 44,69 55,86 1/2"x1/16"T3 44,69 55,86 1/2"x1/16"T4 44,69 55,86 1/2"x1/16"

Para los tableros principales se tomar las corrientes de los transformadores:

Selección de barras de Cu para tablero principal TP1

- De (3.45) corriente para el tablero principal ITR2 = 107,54 [A]

- De TABLA 3.40 A Dimensiones de la barra de Cu en [pulgadas]

113

Dimensión barra TP2 = 3/4" * 1/16” = 19,05 * 1.59 mm

Selección de barras de Cu para tablero principal TP2

- De (3.45) corriente para el tablero principal ITR1 = 107,54 [A]

- De TABLA 3.41 dimensiones de la barra de Cu en [pulgadas]

Dimensión barra TP1 = 3/4" x 1/16” ” = 19,05 * 1.59 mm

3.15 CÁLCULO Y DIMENSIONAMIENTO DE LAS PROTECCIONES

Toda instalación eléctrica debe estar provista de una serie de protecciones que la hagan segura, tanto

desde el punto de vista de sus conductores y aparatos eléctricos conectados, como de los bienes y las

personas que van a relacionarse con ella.

Para proteger nuestra instalación contra sobrecargas y cortocircuitos, se debe efectuar los

siguientes pasos:

a) Determinar la impedancia directa, inversa y homopolar de los circuitos

b) Efectuar el cálculo de las corrientes de cortocircuito.

c) Selección de los dispositivos de protección.

3.15.1 Determinación de las impedancias directa, inversa y homopolar.

Para calcular las corrientes simétricas y asimétricas de los diferentes tipos de cortocircuito, es

necesario conocer los valores de impedancia de los diferentes aparatos y equipos en servicio.

Esos valores pueden ser determinados, partiendo de los datos característicos de los equipos

indicados por los fabricantes. Las tablas y los diagramas dan información sobre los valores

medidos de los datos característicos sobre las resistencias y las reactancias inductivas de los

aparatos en servicio.

114

Para el cálculo de las corrientes de cortocircuito existen varios métodos como ser método

unitario, método de las impedancias. En el presente proyecto se adoptara el método de las

impedancias.

3.15.1.1 Calculo de la impedancia directa.

Calculo de impedancia directa en la red QZ1 .

.ZMVA.S

KV1,1.U

Q

22NOS

Q1 (3.58)

- De § 3.2.1. Potencia de cortocircuito de la red SQ” = 81,47 [MVA].

- De § 3.2.1. Tensión primaria de servicio UNOS = 6,9 [KV].

.MVA81,47.

KV1,1.(6,9) 22

Q1Z

Z1Q = 0,6428 [Ω]

Cálculo de la Impedancia ZQ , si se considera QQ X*,R 10 de la red viene dada por lassiguientes expresiones:

21

211 QQQ XRZ [Ω]= 2

12

110 QQ X)X*.( =1.005* QX (3.59)

Ω.1.005

ZX 1Q

1Q Ω.1.0050,6428X1Q = 0,6396 (3.60)

R1Q =0,1*X1Q [Ω] R1Q = 0,1* 0,6396 [Ω]= 0,0640 (3.61)

Z1Q = (0,0640 +j 0, 6396) [Ω]

Calculo de la impedancia directa en la línea principal de distribución

Z1L = L(r`+ jx`) [Ω] (3.62)

- De § 3.2 Línea aérea principal de sección S = 50 [mm2] Aluminio con núcleo de acero,

longitud L = 0,950 Km.

- De tablas 1.3/6 Anexo B1 r`= 0,5946 [Ω/Km] y Figura 1.3/12 Anexo B 18 x` = 0,349 [Ω/Km]

Z1L = 0,950*(0, 5946 +j 0,349) [Ω]

Z1L = (0,5649 + j0,3315) [Ω]

115

Calculo de la impedancia directa en la acometida aérea Z1LA

De (3.62) Z1LA = L(r`+ jx`) [Ω]

- De § 3.2 Línea aérea acometida de sección S = 25[mm2] Aluminio con núcleo de acero,

longitud L = 100 m.

- De tablas 1.3/6 Anexo B1. r`=1,2027 [Ω/Km] y figura 1.3/12 Anexo B18 x` = 0,372 [Ω/Km]

- Z1LA = 0,1*(1,2027+ j0,377) [Ω]

Z1LA = (0,12027+ j 0,0372) [Ω]

Calculo de la impedancia directa de la acometida subterránea Z1LS

De (3.62) Z1LS = L(R+ jX) [Ω]

- De § 3.14.6 Sección conductor de Cu acometida SCA = 25 [mm2] con longitud L = 30 m.

- De TABLA 3.44 LSR1 = 0,870 [Ω/Km] y LSX1 = 0,102 [Ω/Km]

Z1LS =0,03(0,870+ j0,102) [Ω]

Z1LS = (0,0261+ j 0,00306) [Ω]

Calculo de la impedancia directa equivalente de la red externa Z1α

Z1α= Z1Q + Z1L + Z1LA + Z1LS [Ω] (3.63)

Z1Q = (0,0640 +j 0, 6396) [Ω]

Z1L = (0,5649 + j 0,3315) [Ω

Z1LA = (0,12027+ j 0,0372) [Ω

Z1LS = (0,0261 + j 0,00306) [Ω]

Z1α = (0,7762 + j 1,0114) [Ω]

Calculo de la Impedancia directa Z1αreferida al lado de baja tensión del transformador.

2

NOS

NUS1α1α U

UZZ

[Ω] (3.64)

- De § 3.2 Tensión primaria de servicio UNUS = 0,4 [KV].

- De § 3.2 Tensión primaria de servicio UNOS = 6,9 [KV].

116

2

1α 6,90,41,0114)j0,7762Z

( [Ω]

Z 1α= (0,0026+ j0,0034) [Ω]

Cálculo de la impedancia directa de los transformadores para determinar la impedancia se

deben basar en los datos que proporcionan en la TABLA 3.42

TABLA 3.42 Valores característicos del transformador trifásico de alta tensión Tensión superiornominal UNUS = 3000 a 24000 V, tensión de cortocircuito uK = 4% Según DIN 42500

SN en [KVA] 50 75 100 125 160 200 250 315 400 500 630u r en % 2,1 1,89 1,75 1,64 1,47 1,42 1,30 1,24 1,15 1,10 1,03

231 Yy0 -400 Yz5 Dy5UNUS en [V]535 Yy0

Instalaciones eléctricas Spitta V1

Para el cálculo Impedancia directa de los transformadores Z`1T se toman las siguientesexpresiones:

Transformador de 125 KVA

Z`1T = ( TR+j TX) (3.65)

- Calculo de la caída porcentual de tensión inductiva uX

2r

2KX uuu [%] 22

X 1,644u [%] = 3,65 [%] (3.66)

- Calculo de la resistencia ohmica R`T en [Ω]

T

NUS2

rT 100%.S

.UuR [Ω]0100%.12500

400*1,64R2

T [Ω] = 0,0209(3.67)

- Calculo de la reactancia inductiva X`T en [Ω]

T

NUS2

XT 100%.S

.UuX [Ω]

125000*100%400*3,65

X2

T [Ω] = 0,0467 [Ω] A

117

En el siguiente cuadro se detalla paso a paso los cálculos para determinar la impedancia

directa de los transformadores

TABLA 3.43 Cálculo de la impedancia de los transformadores T1y T2

DESCRIPCION Unid. TransformadorT1

TransformadorT2

De § 3.11 Potencia nominal del transformador calculado ST [KVA] 125 125

De TABLA 3.45 Potencia nominal del transformador fines decalculo SN

[KVA] 125 125

De TABLA 3.45 Tipo de conexión Yz5 Yz5

De § 3.2 Tensión nominal primario UNOS [KV] 6,9 6,9

De TABLA 3.45 Tensión nominal secundario UNUS [KV] 0,4 0,4

De TABLA 3.45 Tensión porcentual de cortocircuito uK % 4 4

De TABLA 3.45 Caída porcentual de tensión resistiva u r % 1,64 1,64

De ec.(3.66) Calculo de la caída porcentual de tensión inductivauX

% 3,65 3,65

De ec.(3.67) Resistencia ohmica R`T [Ω] 0,0209 0,0209

De ec.(3.68) Reactancia inductiva X`T [Ω] 0,0467 0,0467

Impedancia sec (+) Z`1T = ( TR+j TX) [Ω] 0,0209 + j0,0467 0,0209 + j0,0467

Elaboración propia

3.15.1.2 Cálculo de las impedancias inversa.

Z2 = Z1 (3.69)

118

Como indica la expresión 3.96 la impedancia inversa es igual a la impedancia directa para

poder continuar con los cálculos tomaremos los valores desde las impedancias Z´1αreferidas al

lado de baja tensión del transformador. Como indica la expresión 3.69

- Impedancia inversa Z´2αreferida al lado de baja tensión del transformador.

De (3.69) Z´2α = Z´1α

Z 1α= (0,0026+ j0,0034) [Ω]

- Cálculo de la impedancia inversa de los transformadores.

De (3.69) Z´2T = Z´1T

Transformador 1

Z`2T1 = (0,0209 + j0,0467) [Ω]

Transformador 2

Z`2T2 = (0,0209 + j0,0467) [Ω]

3.15.1.3 Calculo de las impedancias homopolares

Para las corrientes de cortocircuito monopolar a tierra no es necesaria la realización de

cálculos de impedancias homopolar para la red externa, solo a partir del transformador de

conexión estrella Zig-zag con neutro Yz5.

Cálculo de la impedancia homopolar del transformador Para los transformadores de grupo

de conexión YZ5 (conexión Y-Z de 150º) el valor de impedancia homopolar comprende según

las mediciones efectuadas, con margen de:

Z`0T = (R`0T1 + j X`0T.X 1T1) [Ω] (3.70)

R`0T ≈R`1T (3.71)

X`0T ≈(0.93 a 1,0) X`1T (3.72)

- De (3.72) Adoptamos el valor X`0T = 0,96

119

- De TABLA 3.43 R`1T, X`1T

Transformador T1

De (3.70) Z`0T1 = (R`0T1 + j 0,96 * X`1T1) [Ω]

Z`0T1 = (0,0209 + j 0,96 * 0,0467) [Ω]

Z`0T1 = (0,0209 + j0,0448) [Ω]

Transformador 2

De (3.70) Z`0T1 = (R`0T1 + j 0,96 * X`1T1) [Ω]

Z`0T1 = (0,0209 + j 0,96 * 0,0467) [Ω]

Z`0T1 = (0,0209 + j0,0448) [Ω]

3.15.1.4 Calculo de la impedancia en los conductores.

La siguiente tabla nos muestra los valores de las impedancias directa, inversa y homopolar de las

diferentes secciones de conductores

TABLA 3.44 Conductor de cobre para TW-600V-70ºCImpedancia directa Impedancia homopolar

Z1 = Z2CALIBREMETRICO CALIBRE

R1 = R2 X1 = X2 R0 X0

Mm2 AWG-MCM [Ω/Km] [Ω/Km] [Ω/Km] [Ω/Km]1.5 16 14.5 0.130 - -2.5 14 8.87 0.121 - -4 12 5.52 0.120 - -6 10 3.69 0.116 3,868 2,88610 8 2.19 0.109 2,368 2,81916 6 1.38 0.103 1,558 2,77425 4 0.870 0.102 1,048 2,72935 2 0.628 0.0986 0,806 2,68050 1/0 0.464 0.0951 0,642 2,62670 2/0 0.322 0.0918 0,500 2,60580 3/0 0.298 0.0916 0,476 2,58195 4/0 0.233 0.0914 0,411 2,558

120 250 0.193 0.0899 0,371 2,536150 300 0.151 0.0889 0,329 2,517170 350 0.145 0.0888 0,323 2,498185 400 0.123 0.0887 0,301 2,484210 450 0.105 0.0879 0,277 2,475240 500 0.0952 0.0875 0,273 2,464270 550 0.0814 0.0873 0,259 2,451300 600 0.0781 0.0872 0,256 2,443

Línea Pirelli – Brasil (Gismart)

120

Cálculo de la impedancia directa, inversa y homopolar de los conductores que ligan con

los tableros.

- De TABLA 3.44 Impedancia directa R1 y X1 en [Ω/Km]

De (3.62) Z1L = L (R1 + jX1) [Ω]

- De § 3.14.4 Sección del conductor Sc en [AWG-MCM].

- De planos Longitud del conductor que liga a los tableros L en [Km]

- De TABLA 3.44 Impedancia inversa R2 y X2 en [Ω/Km]

De (3.69) Z2L = Z1L

- De TABLA 3.44 Impedancia homopolar R0 y X0 en [Ω/Km]

TABLA 3.45 Cálculo de las impedancias directa, inversa y homopolarde los conductores que ligan a los tableros

Calibre Longitud Z1 = Z2

Impedancia línea Z1L

= Z2L Z0 Impedancia línea Z0L

AWG L R1 = R2 X1 = X2 L*R L*X R0 X0 L*R0 L*X0

TRAMO MCM [m] [Ω/Km] [Ω/Km] [Ω] [Ω] [Ω/Km] [Ω/Km] [Ω] [Ω]

INSTALACIÓN DE INTERIORESZLP2 4/0 30 0,2330 0,0914 0,0070 0,0027 0,4110 2,5580 0,0123 0,0767

ZLA 10 55,94 3,6900 0,1160 0,2064 0,0065 3,8680 2,8860 0,2164 0,1614

ZLB 8 30,44 2,1900 0,1090 0,0667 0,0033 2,3680 2,8190 0,0721 0,0858ZLC 6 58,93 1,3800 0,1030 0,0813 0,0061 1,5580 2,7740 0,0918 0,1635ZLD 4 142,20 0,8700 0,1020 0,1237 0,0145 1,0480 2,7290 0,1490 0,3881

ZLE 6 149,70 1,3800 0,1030 0,2066 0,0154 1,5580 2,7740 0,2332 0,4153Zmot 6 142,20 1,3800 0,1030 0,1962 0,0146 1,5580 2,7740 0,2215 0,3945

Zm1 12 150,00 5,5200 0,1200 0,8280 0,0180Zm2 14 145,00 8,8700 0,1210 1,2862 0,0175

INSTALACIÓN DEL CAMPO DEPORTIVO

ZLP1 350 30 0,2330 0,0914 0,0070 0,0027 0,4110 2,5580 0,0123 0,0767

ZL1 4 98,25 0,8700 0,1020 0,0855 0,0100 1,0480 2,7290 0,1030 0,2681ZL2 2 150,70 0,6280 0,0986 0,0946 0,0149 0,8060 2,6800 0,1215 0,4039ZL3 4 78,25 0,8700 0,1020 0,0681 0,0080 1,0480 2,7290 0,0820 0,2135

ZL4 6 30,25 1,3800 0,1030 0,0417 0,0031 1,5580 2,7740 0,0471 0,0839Zlum 14 20,00 8,8700 0,1210 0,1774 0,0024

Elaboración propia

122

3.15.2 CALCULO DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO

Corriente de cortocircuito es la corriente que fluye por el punto defectuoso mientras dura alcanza

generalmente valores varias veces superiores a las intensidades nominales, Según la directriz VDE

0102, en los sistemas trifásicos se distinguen esencialmente cinco clases de defectos, que se

representan y designan. Pero daremos más énfasis a tres defectos las cuales se presentan con mayor

frecuencia las cuales mencionamos a continuación.

Corriente de cortocircuito tripolar.

Corriente de cortocircuito bipolar sin contacto a tierra.

Corriente de cortocircuito unipolar a tierra.

3.15.2.1 Corriente de cortocircuito tripolar

Los tipos de defectos se pueden subdividir en cortocircuitos simétricos y asimétricos. entre estos el

cortocircuito tripolar que es la más fácil de comprender y calcular. Es decir, representa para la red una

carga simétrica. Las tres tensiones de las tres fases en el punto de falla son nulas, entonces la corriente

alterna de cortocircuito se distribuye simétricamente entre los tres conductores. Se cumple por tanto.

1Equ

N3φk

"

.Z3

1,1.UI [KA] (3.75)

- I"K3Ø Corriente de cortocircuito tripolar en [KA]

- UN Tensión nominal lado de baja en [KV].

- Z1Equ Impedancia equivalente directa en [Ω]

3.15.2.2 Corrientes de cortocircuito bipolar

El cortocircuito bipolar sin contacto a tierra representa para la red una carga asimétrica. En

estos casos, las tensiones en los puntos de falla no se anulan, además, se establece en el punto

de falla corrientes alternas iniciales de cortocircuito, cuya intensidad es menor que en el caso

de cortocircuito tripolar, se cumple por tanto.

2Equ1Equ

N2φk

"

ZZC.U

I

[KA] (3.76)

123

- I"K2Ø Corriente de cortocircuito bipolar en [KA]


- Z2Equ Impedancia inversa equivalente en [Ω]

3.15.2.3 Corrientes de cortocircuito unipolar a tierra

Entre los cortocircuitos asimétricos es éste el de mayor importancia. Este tipo de falla se presenta con

frecuencia en redes de alta y baja tensión con puesta a tierra es decir, el punto estrella directamente

puesto a tierra. En algunos casos especiales, la intensidad de corriente de cortocircuito unipolar a tierra

puede ser superior a la corriente de cortocircuito tripolar por Tanto se cumple.

Equ0Equ21Equ

N1φk

"

Z.U3C.

IZZ

[KA] (3.77)

- I"K1Ø Corriente de cortocircuito unipolar a tierra en [KA]


- Z0Equ Impedancia homopolar equivalente en [Ω]

3.15.2.4 Calculo de las corrientes de cortocircuito

Calculo de las corrientes de cortocircuito tripolar I"K3Ø

De (3.75)1eq

N3φk

"

.Z3

1,1.UI

- De § 3.2.1. Tensión nominal en lado de baja tensión UN = 0.4 [KV].

- Impedancia directa equivalente fuente - punto de falla Z1eq [Ω].

Z1equ = Z´1α + Z1T + Z1L [Ω] (3.78)

- De (3.64) Impedancia directa equivalente referida al lado de baja Z´1α.

Z´1α= (0,0058+ j0,00548) [Ω]

Z1T = (0,1470 + j0,372)

- De TABLA 3.46 Impedancia directa de transformador Z1T en [Ω].

- De TABLA 3.46 Impedancia directa hasta el línea al punto de falla Z1L en [Ω].

124

1eq2

1eq2

1eq XRZ [Ω] (3.79)

- Resistencia ohmica directa equivalente R1equ en [Ω].

- Resistencia inductiva directa equivalente X 1equ en [Ω].

Calculo de las corrientes de cortocircuito bipolar sin contacto a tierra I"K2Ø

De (3.76)2eq1eq

N2φk

"

Z1,1.U

IZ

[KA]

- Impedancia inversa equivalente fuente - punto de falla Z2eq [Ω].

De (3.69) Z1equ = Z2equ [Ω]

Calculo de las corrientes de cortocircuito unipolar con contacto a tierra I"K1Ø

De (3.77)0eq2eq1eq

N1φk

"

ZZ.U31,1.

I

Z

[KA]

- Impedancia homopolar equivalente desde el transformador Yz5 con neutro puesta a tierra

hasta el punto de falla Z0eq [Ω].

De (3.70) Z0equ = Z0T + Z0L [Ω]

- De § 3.15.1.3 Impedancia homopolar del transformador Z0T en [Ω].

- De TABLA 3.44 Impedancia homopolar de línea hasta el punto de falla Z0L en [Ω].

De (3.79) 0eq2

0eq2

0equ XRZ [Ω]

- Resistencia ohmica homopolar equivalente R0equ en [Ω].

- Resistencia inductiva homopolar equivalente X0equ en [Ω].

ANALISIS FALLA EN EL PUNTO DESPUES DEL TRANSFORMADOR FT1

De: (3.63) Z1α= Z1Q + Z1L + Z1LA + Z1LS [Ω]

125

Z´1α= (0,0026+ j0,0034) [Ω]

De (3.69) Z´2T = Z´1T

Transformador 1

Z`2T1 = (0,0209 + j0,0467) [Ω]

Determinar el valor de la impedancia equivalente

EquivR1 = R1α+ R2T1 = 0,0026 +0,0209 = 0,0235

EquivX1 = X1α+ X2T1 = j0,0034 + j0,0467 = 0,0501

EquivZ1 = 21

21 EquivEquiv XR = 22 0501002350 ,, = 0,05533

Aplicando la formula determinar el valor de corriente de corto circuito trifasico

Determinar el valor de corriente de corto circuito bifásico

2Equ1Equ

N2φk

"

ZZC.U

I

Determinar el valor de la impedancia equivalente

R’k = EquivR1 + EquivR1 = 0,0235 + 0,0235= 0,0470

X’k= EquivX1 + EquivX1 = 0,0501 + 0,0501 = 0,1002

Z’k = 22 )k´X()kR( + = 22 1002004700 ,, = 0,1106

1000*Z´kC.UI N

2φk" =

1000011060400*1,1*,

= 3,9783 [KA] (3.76)

Determinar el valor de corriente de corto circuito monofásico

kZ´ = 0,0468 +0,01002

1Equ

N3φk

"

.Z31,1.U

I =0,05533*3

1,1.400I 3φk

" = 4,591 [KA] (3.75)

126

EquivZ0 = 0,0209 + j0,0448

equivR0 = R´k + R0equ = 0,0470 + j0,0209 = 0,0677

equivX 0 = X´k + X0equ = 0,01002 + j0,0448 = 0,145

EquivZ0 = 20

20 equivequiv XR + = 22 0145006770 ,, = 0,16

De (3.77)0eq2eq1eq

N1φk

"

ZZ.U31,1.

I

Z

=16011060

.40031,1.,,

= 2,812[KA]

TABLA 3.46 Cálculo de las Corrientes de Cortocircuitopara todo el sistema de la instalación eléctrica

Impedancia equivalente Impedancia equivalenteImpedancia equivalentesecuencia directa

CorrienteCo. Co.trifásica

CorrienteCo. Co.bifásica Z K = Z1eq + Z2eq + Z0eq

CorrienteCo.Co.

monofásico

R1eq X1eq Z1eq I”K3Ø R´k X´k Z´k I”K2Ø R0eq X0eq Z0eq I”K1Ø

Punto de falla [Ω] [Ω] [Ω] [KA] [Ω] [Ω] [Ω] [KA] [Ω] [Ω] [Ω] [KA]

Instalación DE INTERIORES

FT1 0,0235 0,0501 0,0553 4,5908 0,0470 0,1002 0,1107 3,9756 0,1147 0,2452 0,2707 2,8120

FTD1 0,0305 0,0525 0,0607 4,1820 0,0610 0,1051 0,1215 3,6216 0,1270 0,3222 0,3463 2,1979

FA 0,2369 0,0590 0,2441 1,0406 0,4738 0,1181 0,4883 0,9011 0,3434 0,4825 0,5922 1,2868

FB 0,0972 0,0558 0,1121 2,2664 0,1944 0,1117 0,2242 1,9627 0,1991 0,4080 0,4540 1,6786

FC 0,1118 0,0586 0,1262 2,0124 0,2236 0,1173 0,2525 1,7428 0,2188 0,4857 0,5327 1,4306

FD 0,1542 0,0671 0,1682 1,5106 0,3084 0,1343 0,3363 1,3082 0,2760 0,7167 0,7680 0,9923

FE 0,2371 0,0679 0,2466 1,0300 0,4742 0,1359 0,4933 0,8920 0,3602 0,7377 0,8209 0,9283

FF 0,2267 0,0671 0,2364 1,0745 0,4534 0,1343 0,4728 0,9305 0,3485 0,7167 0,7969 0,9563

Instalación CAMPO DEPORTIVO

FT2 0,0235 0,0501 0,0553 4,5908 0,0470 0,1002 0,1107 3,9756 0,1147 0,2452 0,2707 2,8152

FTD2 0,0279 0,0528 0,0597 4,2540 0,0558 0,1056 0,1194 3,6840 0,1270 0,3222 0,3463 2,2005

F1 0,1134 0,0628 0,1296 1,9598 0,2268 0,1256 0,2593 1,6972 0,2300 0,5903 0,6335 1,2029

F2 0,1225 0,0677 0,1400 1,8151 0,2450 0,1354 0,2799 1,5718 0,2485 0,7261 0,7674 0,9930

F3 0,0960 0,0608 0,1136 2,2356 0,1920 0,1216 0,2273 1,9360 0,2090 0,3436 0,4021 1,8951

F4 0,0696 0,0559 0,0893 2,8458 0,1392 0,1118 0,1785 2,4645 0,1741 0,4061 0,4418 1,7248

FL 0,2053 0,0552 0,2126 1,1950 0,4106 0,1104 0,4252 1,0348

Elaboracion propia

127

INST

ALA

CIO

NEL

EC

TRIC

AES

TA

DIO

FAC

ULT

AD

TE

CN

ICA

UTO

3.

128

15.3 SELECCIÓN DE DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Existen varios tipos de protecciones que pueden hacer que una instalación eléctrica esté

completamente resguardada ante cualquier falla o anormalidad de funcionamiento; pero hay tres que

deben utilizarse en cualquier clase de instalación de baja tensión:

1) Protecciones contra cortocircuitos: Fusibles e interruptores termo magnéticos.

2) Protecciones contra sobrecargas: Fusibles, relés térmicos e interruptores termomagnéticos.

3) Protecciones contra contactos accidentales y fallas a tierra: Puesta a tierra e interruptores

diferenciales.

Para la selección de los dispositivos existen tres criterios de protección que son:

a) Protección contra sobre carga.

b) Protección contra corto circuitos.

c) Protección de la aislación del conductor.

a) Criterio de protección contra sobre carga, como en estos circuitos no existen motores. el criterio

de selección de los disyuntores es que “su capacidad nominal de conducción admita una

sobrecarga máxima de 10 a 15 % de la capacidad de conducción del conductor”

Matemáticamente se expresa mediante la condición I.

IAR ≤(1.1 - 1.15) IN (I)

IAR = Corriente de ajuste del interruptor termo magnético.

IN = Corriente nominal del conductor de distribución.

b) Criterio de protección contra corto circuitos, en virtud de que las corrientes de corto circuito en

todos los tableros de distribución primaria y secundaria deben ser menores a la capacidad de ruptura

de los interruptores termomagnéticos elegidos, entonces debe cumplir la condición II:

ICC ≤IRI (II)

ICC Corriente de corto circuito en el punto de falla (calculados en cada barra de tableros).

IRI Corriente de ruptura del interruptor termomagnético (dato de selección del dispositivo).

129

c) Criterio de protección de la aislación del conductor, en primera instancia se verifica el tiempo

máximo que el conductor puede soportar una corriente de corto circuito sin dañar su aislación, tiene

que cumplir la condición III.

TS C > TD I (III)

- TSC Tiempo máximo que soporta un conductor sometido a una corriente de corto circuito sin

dañar su aislamiento

- TDI Tiempo de disparó del interruptor termomagnético.

A través de la curva del Anexo B17 tipo de conductor se obtiene el tiempo TSC, ingresado con los

valores de sección del conductor y la corriente de corto circuito en el punto de falla, considerando

siempre que la frecuencia de red es de 50 Hz que equivale a 1 segundo

3.15.3.1 Protecciones de los circuitos iluminación, tomacorrientes y fuerza

En los circuitos de iluminación se usa los conductores de calibres normalizados Nº 14 AWG

respectivamente que tienen la capacidad de conducción de acuerdo con la TABLA 3.32 de 15

amperios, por lo que el interruptor termomagnético monofásico elegido será de 16 amperios.

En todos los circuitos de tomacorrientes se usa el conductor de calibre normalizada No 12 AWG que

tiene una capacidad de conducción de acuerdo con la TABLA 3.32 de 20 amperios, por lo que el

interruptor termomagnético monofásico elegido será de 20 amperios.

En circuitos de fuerza se usa el conductor de calibre normalizado No 12 y 10 AWG que tiene una

capacidad de conducción de acuerdo con la TABLA 3.32 de 20 y 30 amperios, por lo que el

interruptor termomagnético monofásico elegido será de 20 y 30 amperios respectivamente.

130

3.15.3.2 DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA.

3.15.3.Para la selección se deben aplicar los tres criterios importantes (Anexo A13)

Criterio de protección contra sobre cargaDe (I) IAIT ≤(1,1 – 1,15) IND

- Corriente del interruptor termomagnético. IIT = 1,15 IND

- De TABLA 3.38 Corriente nominal del circuito de distribución TA. IND = 24,68[A]

- IIT =1,15 * 24,68 = 28,38[A]

- De Anexo B3 Corriente nominal interruptor termomagnetico TEDG INIT [A]

INIT = 32 [A]

Interruptor termomagnético seleccionado de Anexo B2 y B3 para el circuito de distribución TA.

Tipo TED 160

Térmico regulable 25,5 - 32 [A]

Magnético fijo 320 [A]

Corriente de ajuste IAIT = 29 [A]

Corriente de ruptura IRI = 10 [KA]

Criterio de protección contra corto circuitos:

De (II) I´´K3Ø ≤IRI

- Corriente de ruptura del interruptor termomagnético seleccionado IRI = 10 [KA]

- De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto A I´´K3Ø = 1,0406 [KA]

1,0406 ≤10

Condición satisfecha

Criterio de protección de la aislación del conductor tiempo máximo que soporta a la corriente de

cortocircuito

De (III) TS C > TD I

- NVA Número de veces ajustado del interruptor.

De (3.83)AIT

3"

VA II

N

131

De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto FA I´´K3Ø = 1,0406 [KA]

- Corriente de ajuste del interruptor termomagnético seleccionado IAIT = 29 [A]

29

61040N VA

,35,88

De Anexo B13 con NVA a curva tiempo de disparó del interruptor termomagnético TD I.

TD I = 0,015 [seg]

De Anexo B17 Calculo de Tiempo máximo que soporta un conductor TSC con la curva (I´´K3Ø ) Vs (Sc)

De TABLA 3.38 Sección de conductor del circuito TA Sc = 6 [mm2] 10 AWG

De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto A I´´K3Ø = 1,0406 [KA]

TS C = 16 [Ciclos] o 0,2667 [seg]

De (III) 0,6667 ≥0,015

3.15.3.3 Dispositivos de protección maniobra para los motores

Cálculo de fusibles para el motor 7,5 KW se consideran los siguientes aspectos:

- Calcular la corriente nominal del fusible IF

IF = 1,25. INMot [A]

- De TABLA 3.37 corriente nominal del motor INMot = 11,42[A]

IF = 1,25 * 11,42 = 14,27[A]

De Anexo B7 Normalizando este resultado a un valor comercial del fusible NH.

- INF = 20 [A].

Determinación tiempo de disparo en sobre carga se toma la siguiente relación

IARR = fARR. INMot (3.85)

- De TABLA 3.18 factor de arranque fARR = 6

IARR = 6 * 11,42 = 70,32 [A]

- De Anexo B4 Trasladando este valor a curvas NH se tiene el tiempo tDT en [seg.]

132

tDT = 10 [seg]

- De TABLA 3.17 tiempo de arranque del motor tARR = 5 [seg].

De (IV) tDT > tARR

10 > 5


Elección del contactor de potencia y relé térmico para el motor de 7,5 [KW]

- De TABLA 3.37 corriente nominal del motor INMot = 11,42 [A]

- De Anexo B5 Normalizando este resultado a un valor comercial del contactor 3TF INK

INK = 16 [A].

Contactor de potencia seleccionado de Anexo B5 para el motor de 7,5 [KW].

Tipo 3TF42-22-OA Contactos 2NA + 2NC

Con relé térmico incorporado corresponde

Tipo 3UA52 00

Corriente nominal del relé INR = 25 [A]

Corriente regulable 10 – 16 [A]

- Calcular la corriente de ajuste del relé térmico seleccionado IAR

IAR = 1,25. INMot [A]


IAR =1,25*11,42 = 14,27 [A] = 15 [A].

Determinación tiempo de disparo térmico se toma la siguiente relación NVD

De (3.84)AR

ARRVD I

IN veces

- De TABLA 3.18 Intensidad de arranque del motor fARR = 6

IARR= fARR. INMot = 6 *11,42 = 70,44

1570.44N VD = 4,693

De Anexo B6 trasladando NVD a curvas 3UA52 se tiene el tiempo de disparo tDT en [seg]

tDT = 15 [seg]

133


De (IV) tDT > tARR

15 > 5Condición satisfecha

Cálculo de fusibles para el motor 5,5 KW se consideran los siguientes aspectos:

- Calcular la corriente nominal del fusible IF

De (3.82) IF 1,25. INMot [A]

- De TABLA 3.37 corriente nominal del motor INMot = 8,18[A]

IF = 1,25 * 8,18 = 10,76[A]

De Anexo B7 Normalizando este resultado a un valor comercial del fusible NH.

INF = 16 [A].

Determinación tiempo de disparo en sobre carga se toma la siguiente relación

IARR= fARR. INMot (3.85)

- De TABLA 3.18 factor de arranque fARR = 6

IARR = 6 * 8,18 = 49,08 [A]

- De Anexo B4 Trasladando este valor a curvas NH se tiene el tiempo tDT en [seg]

tDT = 6[seg]


De (IV) tDT > tARR


TABLA 3.47 Selección de fusibles para los motores y tiempo de disparo en sobre carga

Motor[KW]

INM

[A]INF=1,25INM

[A]INF

[A]Fusible

NH fARRIARR = fARR.INM

[A]tARR

[seg]tDT

[seg]

tDT>tARR

7,5 11, 42 14, 67 20 3NA1014 6 70,32 6 1,5 10-5

5,5 8,18 12,3 16 3NA1013 5 51,66 5 3 6-4

Elaboración propia

134

Determinación tiempo de disparo magnético tDM se toma la I´´K3Ø

- De TABLA 3.46 Corriente de cortocircuito tripolar en el punto Mo I´´K3Ø = 1,1268 [KA]

- Trasladando I´´K3Ø a curvas NH se tiene el tiempo de disparo magnético tDM en [seg]

Tdm = 0,001 [seg]

ELECCIÓN DEL CONTACTOR Y RELÉ TÉRMICO PARA EL MOTOR DE 5,5 [KW]


- De Anexo B5 Normalizando este resultado a un valor comercial del contactor.

INK = 12 [A].

Contactor de potencia seleccionado Anexo B5 para el motor de 5,5 [KW].

Tipo 3TF40 22-0A Contactos 2NA + 2NC

Con relé térmico incorporado corresponde

Tipo 3UA50 00

Corriente nominal del relé INR = 9 [A]

Corriente regulable 8 – 12,5 [A]

- Calcular la corriente de ajuste del relé térmico IAR

IAR = 1,25. INMot [A]


IAR = 1,25* 8,18 = 10,22 [A]

IAR = 12 [A].


De (3.84)AR

ARRVD I

IN veces

IARR= fARR. INMot = 6 * 8,18 = 49,08

De TABLA 3.19 Intensidad de arranque del motor IARR = 49,08 [A]

1249,08

N VD = 4,09

135

- De Anexo B6 trasladando NVD a curvas 3UA50 se tiene el tiempo de disparo tDT en [seg]

tDT = 18[seg]


De (IV) tDT > tARR


3.15.3.4 PROTECCIÓN DEL ALIMENTADOR PRINCIPAL DEL GRUPO DE MOTORES.

Criterio de la corriente de sobre carga condición que debe cumplir:

De (I) IAR ≤IIT

IIT =1,25.INMAY + ΣINMEN

- De TABLA 3.37 Corriente nominal del motor de potencia mayor. INMAY = 11,42 [A]

- De TABLA 3.37 Corriente nominal del motor de potencia menor. INMEN = 8,18 [A]

IT =1,25 *11,42 + (11,42 +8,18) = 33,87 [A]

- Normalizando este valor IITN = 40 [A]

Interruptor termomagnético seleccionado de Anexo B2 Y B3 para el circuito secundario de

motores

ESTÁNDAR Tipo TEDG 160/200 A

Térmico regulable 32 - 40 [A]

Corriente de ajuste IAR = 34 [A]


Poder de interrupción 10 [KA]


De (3.84)AR

ARRVD I

IN veces

- De TABLA 3.18 y 3.19 Intensidad de arranque del motor mas desfavorable INMAY [A]

IARR = 6,3 * INMAY +Σ(INMAY + INMEN)

IARR = 6,3 * 11,42 + (11,42 +8,18) = 91,54 [A]

136

3591,54N VD = 2,61

De Anexo B13 trasladando NVD a curvas se tiene el tiempo de disparo térmico tDT en [seg]

tDT = 30 [seg]

- De TABLA 3.18 tiempo de arranque del motor mayor tARR = 6 [seg].

De (IV) tDT > tARR

30 seg. > 6 seg.


Criterio de protección de cortocircuito condición que debe cumplir:

De (II) IRI ≥I”k3Ø

- Corriente de ruptura del interruptor termomagnético seleccionado IRI = 10 [KA].

- De TABLA 3.46 Corriente de cortocircuito trifásico en el punto TD1 I”k3Ø = 4,1820 [KA]

De (II) 10 ≥4,18


Criterio protección de conductor condición que debe cumplir:



De (3.83)AR

3"

VA II

N

De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto TD1 I´´K3Ø = 4,1820 [KA]

- Corriente de ajuste del interruptor termomagnético seleccionado IAR = 35 [A]

3504182N VA, = 119,42

- De Anexo B13 con NVA ingresar a curva tiempo de disparó del interruptor termomagnético TD I

TD I = 0,015 [seg]

De Anexo B17 calculo de Tiempo máximo que soporta un conductor TS C con la curva (I´´K3Ø ) Vs (Sc)

137

De TABLA 3.38 Sección de conductor del circuito Motriz Sc = 6 [mm2].

De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto TD1 I´´K3Ø = 4,1820 [KA]

TS C = 1 [Ciclo] o 0,0167 [seg]

De (III) 0,0167 ≥0,015


TABLA 3.48 Selección del dispositivo de protección para los circuitos de distribución secundariaCriterio protección de sobre carga IAR ≤(1.1 - 1.15) IN

Corriente Interruptor termomagnético

Criterio proteccCorr. Co. Co. IRI

≥I”k3Ø

Criterio protección conductor XLPETS C > TD I

Cir.SecciónsegúnIEC

IN 1.15*IN

Tipo StandardTEDG160/200 Térmico

regulable

Magnéticofijo

Ajuste IAR IRI I”k3Ø NVA TSC TDI

[mm2] [A] [A] INIT [A] [A] [A] [A] [KA] [KA] veces ciclo [seg] [seg]

TA 6 24,68 28,38 32 25,5-32 630 29 10 1,0881 37,5 16 0,2667 0,015

TB 10 29,34 33,75 40 32-40 630 34 10 2,5422 74,8 8 0,1333 0,015

TC 16 29,34 33,75 40 32-40 630 34 10 2,2239 65,4 16 0,2666 0,015

TD 25 32,01 36,82 40 32-40 630 37 10 1,6232 43,9 100 1,6667 0,015

TE 16 19,32 22,22 25 20-25 630 23 10 1,0777 46,9 100 1,6667 0,015

TGM 16 35,02 40,27 40 32-40 630 35 10 1,1268 32,2 60 1,6667 0,015

Elaboración propia

3.15.3.5 PROTECCIÓN DE LA LUMINARIA DEL CAMPO DEPORTIVO Anexo A14

Selección del interruptor termomagnético se consideran los siguientes aspectos:

- Calcular la corriente del interruptor termomagnético IIT

IIT = 1,25. ILum [A] (3.82)

- De § 3.14.2 corriente de la luminaria ILum = 7,55 [A]

IIT = 1,25*.7,55 = 9,43 [A]

- Normalizando este resultado a un valor comercial interruptor termomagnético INIT

INIT = 15 [A]

Interruptor termomagnético seleccionado de Anexo B8 para la luminaria del campo deportivo.

Tipo TQC1220WL

Tipo de carga Resistivo/inductivo

Térmico fijo INIT = 15 [A]

Corriente de ruptura 3 [KA]

138

Determinación tiempo de disparo magnético tDM se toma la siguiente relación NDM

NDM =NIT

K3´´

II

(3.83)

- De TABLA 3.44 Corriente de cortocircuito tripolar en el punto 3 I´´K3Ø = 2,2356 [KA]

NDM =15

62235,= 149,04

- Trasladando NDM a curva TQC 15-50 Anexo B9 y B10 se tiene el tiempo de disparomagnético tDM en [seg]

tDM = 0,015 [seg]


NIT

ARRVD I

IN , (3.84)

De TABLA 3.7 el factor de arranque es 66,1arrf

arrLUMARR fII * = 7,55 * 1,66 = 12,53 [A]

- La Intensidad de arranque de la luminaria IARR = 12,53 [A]

783,016

12,53N VD = 0,8

- Trasladando NVD a curva TQC 15-50 se tiene el tiempo de disparo térmico tDT en [seg]

tDT = No intercepta en la curva (zona térmica)

- De TABLA 3.7 tiempo de arranque de la luminaria tARR = 3 [min].

tDT > tARR (IV)


3.15.3.6 PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA 6 LUMINARIAS

- Corriente nominal del grupo formado de 6 luminarias. ING en [A]

De (3.45)L

LumNG

.U3

P*6I [A]

- De (3.31) Potencia de la luminaria PLum = 1662 [VA]

139

- De § 3.2 Tensión de línea UL = 400 [V]

400*3

1662*6I NG 14,39 [A]


ESTÁNDAR Tipo TEL 63


Corriente de ajuste IAR = 15[A]


Poder de interrupción IRI = 70 [KA]




- De TABLA 3.46 corriente de cortocircuito trifásico en el punto F1 I”k3Ø = 1,9598 [KA]

De (II) 70 ≥1,9598





De (3.83)AR

3"

VA II

N

- De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto F1 I´´K3Ø = 1,9598 [KA]

- Corriente de ajuste del interruptor termomagnético seleccionado IAR = 18[A]

1881959

N VA

, = 108,87

- Con NVA se ingresa a curva tiempo de disparó del interruptor termomagnético TD I

TD I = 0,015 [seg]

140

De Anexo B17 calculo de Tiempo máximo que soporta un conductor TSC con la curva (I´´K3Ø) Vs (Sc)

- De TABLA 3.38 Sección de conductor del circuito T1 Sc = 25 [mm2].

- De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto F1 I´´K3Ø = 1,9598 [KA]

TS C = 60 Ciclos o 1[seg]

De (III) 1 ≥0,015

ELECCIÓN DEL CONTACTOR DE POTENCIA PARA GRUPO CONFORMADO DE 6 LUMINARIAS

- De (3.45) corriente nominal del grupo de 6 luminarias ING = 14,84 [A]

IIT = 1,25. ILum [A]

IIT = 1,25 * 14,84 [A] = 18,55 = 19[A]

- De Anexo B5 Normalizando IITN = 20 [A]

Contactor de potencia seleccionado para el grupo de 6 luminarias.

Tipo 3TF43 11-0A Contactos 1NA + 2NC

3.15.3.7 PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS DE DISTRIBUCIÓN SECUNDARIA (TORRES)


De (I) IAR ≤IIT

- Corriente de ajuste del relé térmico IAR [A].

- Elección del interruptor termomagnético IIT en [A].

IIT = 1,25 * ING + ΣING (3.86)

- Corriente nominal del grupo formado de 6 luminarias. ING en [A]

De (3.45)L

LumNG

.U3

P*6I [A]

- De (3.31) Potencia de la luminaria PLum = 1662 [VA]

- De § 3.2 Tensión de línea UL = 400 [V]

141

400*3

1662*6I NG 14,84 [A]

IIT = 1,25 * ING + 2 * ING = 1,25 * 14,84 + 2 * 14,84

IIT = 47,33 = [A]


Interruptor termomagnético seleccionado de Anexo B2 y B3 para los 4 circuitos secundarios de

torres

STANDAR

Tipo TEDG 160/200


Corriente de ajuste IAR = 48 [A]






- De TABLA 3.46 corriente de cortocircuito trifásico en el punto FTD2 I”k3Ø = 4,2540 [KA]

De (II) 10 ≥4,254





De (3.83)AR

3"

VA II

N

- De TABLA 3.46Corriente de corto circuito trifásico en el punto TD1 I´´K3Ø =4,2540 [KA]

142

- Corriente de ajuste del interruptor termomagnético seleccionado IAR = 48[A]

484254

N VA = 88,62

- Con NVA se ingresa a curva anexo B2 tiempo de disparó del interruptor termomagnético TD I

TD I = 0,015 [seg]


- De TABLA 3.38 Sección de conductor del circuito T1 Sc = 25 [mm2].

- De TABLA 3.46 Corriente de corto circuito trifásico en el punto TD2 I´´K3Ø = 4,2540 [KA]

TS C = 16 Ciclos ó 0,2667[seg]

De (III) 0,2667 ≥0,015

Condición satisfechaTABLA 3.49 Selección del dispositivo de protección para los circuitos de distribución secundaria (TORRES)

Criterio protección de sobre carga IAR ≤(1.1 - 1.15) IN

Corriente Interruptor termomagnético

Criterio proteccCorr. Co. Co. IRI

≥I”k3ØCriterio protección conductor XLPE

TS C > TD I

Cir. Sección según IEC

IN 1.15*INTipo StandardTEDG160/200

Térmicoregulable

Magnéticofijo

AjusteIAR

IRI I”k3Ø NVA TSC TDI

[mm2] [A] [A] INIT [A] [A] [A] [A] [KA] [KA] veces ciclo [seg] [seg]

T1 25 44,69 51,39 50 40 - 50 630 47 10 2,122 45,15 60 1 0,015

T2 35 44,69 51,39 50 40 - 50 630 47 10 1,9534 41,56 100 1,666 0,015

T3 25 44,69 51,39 50 40 - 50 630 47 10 2,4564 52,26 30 0,5 0,015

T416

44,69 51,39 50 40 - 50 630 47 10 3,2335 68,8 8 0,133 0,015

TL 2,5 15 17,25 20 16-20 200 18 16 1,2436 69,09 8 0,133 0,015

Elaboración propia

3.15.3.8 PROTECCIÓN DE LOS ALIMENTADORES PRINCIPALES T1

De (3.55) AU*3

S*1000I

L

TNT

De § 3.11.1 Potencia Nominal del transformador ST1 = 125 [KVA].

De § 3.2 Tensión de línea UL = 400[V]

143

A400*3

125*1000INT = 180,42 [A].


De (II) IAR ≤1,1* IT1

- Corriente de ajuste del relé térmico IAR [A].

- Elección del interruptor termomagnético IIT en [A]

IIT1 = 1,1* IT1 [A] (3.86)

IIT1 = 1,1 *180,42 = 198,46 [A] 200 [A]

- Normalizando B11, IIT1 a un comercial

IITN = 250 [A]

INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO SELECCIONADO de Anexo B11 para alimentador principal T1

INTERRUPTOR SELECTIVO

Tipo TFK 250

Térmico regulable 200- 250 [A] Ajuste IAR = 200 [A]

Magnético regulable 1100 - 2500 [A] Ajuste IAM = 2000 [A]



De (III) IRI ≥I”k3Ø


- De TABLA 3.46 Corriente de cortocircuito trifásico en el punto T2 I”k3Ø = 4,5908[KA]

De (III) 30 ≥4,5908



De (IV) TS C > TD I


144

De (3.83)AR

1K"

VA II

N

- De TABLA 3.46 corriente de corto circuito monofásico punto mas critico T2 I´´K1Ø = 2,8152 [KA]

- Corriente de ajuste del interruptor termomagnético seleccionado IAR = 200 [A]

20022815

N VA

, = 14,08

De Anexo B16 E trasladando NVA a curva se obtiene tiempo de disparó del interruptor TD I

TD I = 0,035 [seg]


- De TABLA 3.50 Sección de conductor XLPE del circuito TA Sc = 107,18 [mm2].

- De TABLA 3.46 corriente corto circuito monofásico punto mas critico T2 I´´K1Ø = 2,8152 [KA]

I´´K1Ø = 2,8152 [KA]

TS C = mayor a 60 [Ciclos] o mayor a 1 [seg]

De (IV) Mayor a 1 [seg] ≥0,035 [seg]


TABLA 3.50 Selección del dispositivo de protección de los circuitos principalesCriterio protección de sobre carga IAR ≤(1.1 - 1.15) INT

Corriente Interruptor Selectivo TKMS 1250

Criterio proteccCorr. Co. Co.

IRI ≥I”k3Ø

Criterio protección del conductorTS C > TD I

ST

Secciónsegún

IEC

INT 1,10*INT IITN

TermicoRegulable

MagnéticoRegulable

AjusteIAR

AjusteIARM IRI I”k3Ø NVA

TSC

KVA [mm2] [A] [A] [A] [A] [A] [A] [A] [KA] [KA] veces ciclo [seg]

125 107,18 180,42 198,46 200 200 – 250 1100- 2500 200 2000 30 2,81 13 > 60 > 2

125 107,18 180,42 198,46 200 200 – 250 1100- 2500 200 2000 30 2,81 13 > 60 > 2

Elaboracion propia

(Ver Anexo A 15)

145

3.15.4. SELECTIVIDAD DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCION

La Protección de redes, tiene por finalidad el detectar de forma selectiva los defectos y separar las

partes de la red averiadas, además de limitar las sobreintensidades y lo efectos de los arcos eléctricos.

Cuando se disponen varios dispositivos de protección en serie, generalmente se requiere que estos

sean selectivos. La protección de la red se considera selectiva si solamente se desconecta el dispositivo

de protección más próximo al punto de defecto por delante del mismo.

Selectividad de interruptores termomagnéticos en serie. La elaboración del escalonamiento, debe

representar las características de disparo en forma logarítmica doble con escalas según DIN 43655 ó

CEI 269, de forma análoga la representación debe considerarse lo siguiente.

a). Las características de disparo no deben cortarse ni tocarse, para conseguir una buena selectividad.

b). En casos de disparos mecánicos de sobre intensidad (a) de retardo dependiente de la intensidad

(térmica), tendrá las valides las características representadas en catálogos de los fabricantes en estado

frío. Cuando se alcanza la temperatura de servicio se reduce los tiempos de apertura hasta un 25%.

FIG. 3.13 Selectividad de interruptores termomagnéticos en serie

146

c).Tiempos de escalonamiento, los valores son distribuidos en función de la intensidad de corriente y

de tiempo, en sentido opuesto a la energía, comenzando con los menores, correspondientes a los

disyuntores de los receptores.

d). En el caso de los disparadores de cortocircuitos (n, z, zn) la tolerancia de los márgenes de

dispersión pueden ser, según VDE 0660 ± 20% de la intensidad de ajuste.

IARM2 ≥1,20. IARM1 (3.87)

f). Los tiempos de escalonamiento en lado de baja tensión es realiza cuando están formados en serie ó

cascada varios disyuntores de protección con disparadores electromagnéticos, el escalonamiento es

realizado de la forma indicada en la figura (3.14) un intervalo de 0.15 segundos aproximadamente.

FIG. 3.14 Selectividad Fusible NH e interruptores termomagnéticos en serie

TDM3 ≥TDM2+ 150 [ms] (3.88)

- TDM3 Tiempo de disparo del interruptor mas próximo a la fuente

- TDM2 Tiempo de disparo del interruptor 2.

Selectividad entre interruptor de potencia y fusible postconectado. En la región de sobrecarga,

existe selectividad si la característica del fusible no toca con su banda de dispersión superior la curva

del disparo a, a plena carga. Debe considerarse la reducción de los tiempos de disparo en estado

caliente, que puede de hasta un 25% en caso de dispositivos de extinción al paso por cero de la

corriente. En caso de las corrientes de cortocircuito, que alcancen o sobre pasen la intensidad de

147

repuesta “n”, solo existirá selectividad, si el fusible que desconecta limita la intensidad de tal manera,

que la intensidad de paso no alcance la intensidad de respuesta del disparador, esto solo esperable en

el caso de los fusibles cuya intensidad nominal sea muy baja en comparación con la intensidad

permanente nominal.

Existirá una forma segura de selectividad, si se utilizan interruptores de potencia con disparadores “z,

cuyo tiempo de retardo tz este ajustado a un valor tan alto, que resulte una distancia de seguridad ta ≥

100 ms entre ambas características.

Para nuestro trabajo realizaremos la selectividad en los casos más críticos que se presentan en la

instalación de interiores como la iluminación del campo deportivo.

Verificación del escalonamiento selectivo de los interruptores termomagnéticos TED 160,

TFK 90 y TFK 250

En las curvas de sobre carga (a) de los interruptores termomagnéticos en serie, como se muestra en la

fig. 3.14, se demuestra claramente las características de disparo no se cortan ni tocan en ningún lugar,

asi consiguiendo una buena selectividad

En la curva de disparo magnético se consideran las siguientes condiciones:

- De la Fig. 3.13 n: magnético fijo del TED-160 IARM1 = 250 [A], TDM1 = 15 [ms]

- De la Fig. 3.13 n: Ajuste magnético del TFK 90 IARM2 = 630 [A], TDM2 = 25 [ms]

- De la Fig. 3:13 z: Ajuste magnético del TFK- 250 IARM3 = 1000 [A], TDM3 = 80 [ms]

- De (3.87) 630 [A] ≥1,20 * 250 [A]

630 [A] ≥300 [A] Condición satisfecha

- De (3.87) 1000 [A]≥1,20 * 630 [A]


Para la selectividad de tiempos de disparos magnéticos deben cumplir las siguientes condiciones:

148

- De (3.88) TDM3 + tz [ms] ≥TDM2 + 150 [ms]

80 + 100 [ms]25 ≥+ 150 [ms]

180 [ms] ≥175 [ms] Condición satisfecha

Verificación del escalonamiento selectivo fusible y los interruptores termomagnéticos TFK 90 y

TFK 250 de la FIG. 3.14

En las curvas de sobre carga (a) del fusible y los interruptores termomagnéticos en serie, como se

muestra en la fig. 3.14 se demuestra claramente las características de disparo no se cortan ni tocan en

ningún lugar, así consiguiendo una buena selectividad

- De la Fig. 3.13 n: magnético fijo TEDG160/200 IARM2 = 630 [A], TDM2 = 25 [ms]

- De la Fig. 3.13 z: Ajuste magnético del TKMS-1250 IARM3 = 1000 [A], TDM3 = 80 [ms]

- De (3.87) 1000 [A] ≥1,20. 630 [A]


Para la selectividad de tiempos de disparos de los interruptores según .a condición:

- De (3.88) TDM3 + tz [ms] ≥TDM2+ 150 [ms]

80 + 100 [ms] ≥25 + 150 [ms]

180 [ms] ≥175 [ms] Condición satisfecha

La selectividad efectuada con los dispositivos seleccionados para nuestra instalación eléctrica nos

garantiza seguridad y una buena protección para los elementos que intervienen la instalación.

151

3.15.5 COORDINACION DE LA PROTECCION DE LA INSTALACIÓN

La coordinación de protección tiene por objeto restringir las interrupciones por fallas permanentes a la

sección del circuito más pequeño y por el menor tiempo posible logrando de este modo la máxima

continuidad.

Existen dos principios básicos que deben tomarse en cuenta en la coordinación de dispositivos de

protección.

- El dispositivo mas cercano debe eliminar una falla permanente o transitoria antes

que el dispositivo de respaldo adyacente al lado de alimentación interrumpa el

circuito en forma definitiva.

- Las interrupciones del servicio por fallas permanentes deben ser restringidas a

una sección del circuito lo más pequeña y por el menor tiempo posible.

El desarrollo del estudio de coordinación consta principalmente:

1. El calculo de cortocircuitos en los puntos donde se tienen los dispositivos de protección

instalados.

2. La tabulación Tiempo-Corriente de las curvas características de los dispositivos de protección

y sus ajustes correspondientes.

3. Graficar los valores tabulados de las curvas características para determinar una correcta

coordinación entre los dispositivos de protección.

4. Conclusiones de las graficas.

Además debemos determinar las corrientes de los transformadores según la expresión siguiente:

L

TRTR U*3

SI [A] (3.109)

152

- el § 3.11 Potencia de los transformadores STR1 = 125 [KVA]

STR2 = 125 [KVA]

- Del § 3.2 Tensión trifásica de línea primaria UL = 6,9 [KV].

- Corriente nominal de transformador ITR en [A]

Reemplazando valores se tiene:

ITR1963

125,

= 10,47 [A] ITR2 = 10,47 [A]

Normalizando este resultado del fusible a ITR1 = 15 [A]

Con los resultados obtenidos y de acuerdo con la TABLA 3.51 debemos adoptar el siguiente hilo

fusible IFTR y el tipo protección para los trasformadores.

TABLA 3.51. Selección de hilos fusibles tipo h y k destinados aprotección de transformadores trifásicos de distribución

Pot. Trafo.[KVA]

3,8 [KV] 6,9 [KV] 13,2 [KV] 25 [KV]

25 6 K 3 H 1 H 1 H30 6 K 3 H 1 H 1 H45 8 K 5 H 3 H 2 H50 8 K 6 H 3 H 2 H75 12 K 8 H 5 H 3 H100 15 K 10 K 6 K 5 H

112,5 20 K 10 K 6 K 5 H150 25 K 15 K 8 K 6 K200 30 K 20 K 10 K 6 K225 40 K 20 K 10 K 6 K250 40 K 25 K 12 K 8 K300 50 K 30 K 15 K 8 K400 65 K 40 K 20 K 10 K500 80 K 50 K 25 K 12 K600 100 K 65 K 30 K 15 K

Catalogo de productos de Industria Hitachi.

Fusible para Transformador 1 IFTR1 = 15 [A] tipo K

Fusible para Transformador 2 IFTR2 = 15 [A] tipo K

153

CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LOS HILOS FUSIBLES TIPO K

Tomando la curva de 15 K amperes y realizando la tabulacion en los puntos criticos se

obtiene los datos siguientes

154

TABLA 3.52. Valores Tiempo-Corriente de hilo fusible tipo K

Tiempo MaximoCorriente [A]En 6.9 Kv

Relacion DeTransformacion Corriente

300 38 18,16 690,070 43 18,16 780,8

8 60 18,16 1089,50,25 130 18,16 2360,5

0,025 800 18,16 14526,3

Con los datos de la tabla 3.52 el resultado es que la curva llega a tocar a la curva térmica

del interruptor termomagnético del transformador por lo tanto se considera el fusible de

20K. obteniendo la tabulación de los mismos y realizando el trazado de la curva también

llega a tocar la curva térmica del transformador por lo tanto recurrimos a utilizar el fusible

tipo 25K con los cuales se obtiene los siguientes datos

TABLA 3,.53 Valores Tiempo-Corriente de hilo fusible Tipo KTIEMPO CORRIENTE REL. TRANS CORRIENTE

300 60 18,16 1089,570 70 18,16 1271,1

8 90 18,16 1634,20,25 290 18,16 5265,8

0,025 1050 18,16 19065,8

Con los datos de la tabla 3.53se realiza la curva, el mismo que cumple las condiciones de no

tocarse ni cortarse por lo tanto la coordinación es efectiva, segun se muestra en la pagina

siguiente.

155

CORRIENTE

TIEM

PO(S

EG)

corriente en amperes x 10 en 0,400 Kv

ESTUDIO DE COORDINACION TIEMPO - CORRIENTE CURVAS CARACTERISTICAS

156

3.16 ELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN DE MEDIA TENSIÓN Y

ESTRUCTURAS CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS

La elección de los dispositivos de media tensión se lo realizara en función de la capacidad del o de los

transformadores, Lo que normalmente se hace en nuestro medio es colocarle una protección contra

cortocircuitos mediante un seccionador fusible y contra sobre tensiones como son los pararrayos.

3.16.1 Selección del fusible de media tensión.

La función básica del fusible es interrumpir cualquier falla de sobrecorrientes que afecte al

transformador a fin de evitar los efectos electrodinámicos y térmicos, mencionados cuando es

sometido a corrientes de cortocircuito. los hilos fusibles se determinan de acuerdo con los valores

orientativos que se muestra la TABLA 3.51

3.16.2 Protección contra sobretensiones

Se denomina sobretensión a toda tensión, función del tiempo, que supera el valor de cresta de la

tensión más elevada. Las sobretensiones que pueden producirse en sistemas de media tensión pueden

ser:

- De origen interno en el propio sistema debido a la maniobra de interruptores y/o cortocircuitos

fase-tierra, estos en redes con neutro aislado o conectado a tierra a través de una impedancia.

- De origen externo al sistema, debidas a causas atmosféricas, sobretensiones electrostáticas y

rayos, los impactos de rayo generan sobre los cables una onda de corriente, de amplitud fuerte,

que se propaga sobre la red creando una sobre tensión de alta energía. Durante la descarga del

rayo se generan inducciones y acoplamientos en líneas de transmisión eléctrico y de

comunicación.

157

Contra sobretensiones se protegen generalmente mediante pararrayos dispositivos que disipen

tensiones de alta energía.

El objetivo del pararrayo es excitar la descarga y capturar el impacto del rayo, en un 100 % de los

casos y garantizar la protección a las personas, seres vivos e instalaciones.

Las consecuencias que presentan las sobretensiones en los sistemas eléctricos, por distintas causas se

pueden producir colapsos de la aislación y en consecuencia daños y/o pérdida del servicio, como

también pueden tener en la destrucción de material, envejecimiento prematuro de los componentes

electrónicos sensibles, disfunción de los equipos conectados a la red con peligro de incendio.

Para el presente trabajo se deben proteger contra sobretensiones fundamentalmente:

- El transformador de la subestación mediante un pararrayo tipo distribuidor.

- Las estructuras de las torres de iluminación mediante pararrayo tipo Franklin.

3.16.2.1 Calculo del pararrayo tipo distribuidor o de línea.

Se deben tomar en cuenta para el dimensionamiento de pararrayos las siguientes características, que

son.

- Tensión nominal del pararrayo.

- Corriente nominal de descarga.

a) Determinación de la tensión nominal del pararrayo. Para determinar la tensión nominal del

pararrayo, en primera instancia se debe conocer si el sistema es aterrado o aislado. En nuestro

proyecto, el tipo de conexión del transformador es Estrella-Zig zag con neutro conectado a

tierra.

158

TABLA 3.54 Características de protección de los pararrayos de línea

Máxima tensión residual descarga cononda de 8 x 20 μ.seg [KV] CrestaTensión

Nominal[KV]

Máxima tensiónDisruptiva de

impulso sobre frentede onda [KV] 1,5 KV 5 KV 10 KV 20 KV

3 16 8 10 11,5 12,56 29 16 20 22,5 259 41 24 29 33 3710 45 26 32 36 4112 54 32 39 44 5015 65 40 49 55 6218 76 48 59 66 7421 86 56 68 76 8624 93 65 77 87 101

Catálogos de productos de industria HITACHI S.A.

De acuerdo con la norma CEI para redes trifásicas cuyos neutros están solidamente conectado a tierra

se deben utilizar pararrayos cuya tensión nominal sea 80% de la tensión de linea, en cambio cuando un

sistema esta aislado de tierra se deben utilizar pararrayos cuya tensión sea el 100 % de la tensión de

línea.

Como nuestro sistema en el lado de alta, la conexión es estrella sin neutro, se toma la recomendación,

utilizar pararrayos cuya tensión sea el 100 % de la tensión de línea.

UPY = UNL * 100/100 (3.110)

- De TABLA 3.5.2 Tensión nominal del pararrayo UPY en [KV].

- Del § 3.2 Tensión de línea primario UNL = 6,9 [KV].

UPY = 6,9 [KV].

Normalizando el valor obtenido según la TABLA 3.54 obtendremos un valor comercial, entonces la

tensión nominal del pararrayo UNPY será:

UNPY = 9 [KV].

159

b) Determinación de la Corriente nominal de descarga del pararrayo.

TABLA 3.55 Recomendación practica para elección de la corrienteNominal de descarga del pararrayo.

Corrientenominal dedescarga

Suministrablepara rangos de

tensiónAplicación

1 KA 4,5 a 36 KVPararrayos para proteger equipos muy sensiblescomo: Maquinas rotativas, redes eléctricasoscilaciones en lado 1rio ó 2rio de trafos.

0,28 a 0,56 KV Pararrayos para líneas aéreas de baja tensión

1,2 a 36 KV Pararrayos para líneas aéreas de media tensión.5 KA

1,2 a 24 KVPararrayos en instalaciones interiores unidas alíneas aéreas mediante líneas.

7,2 a 36 KVPararrayos en líneas aéreas de media tensióntendidas en zonas tormentosas ocasionalmente,en líneas con postes de madera para protección.10 KA

42 KV En líneas aéreas de media tensión.

10 KA 12 a 500 KVPararrayos para líneas aéreas de media tensión yalta tensión encapsuladas y aisladas por SF6 paraalta tensión, de uso en interiores o la intemperie.

Aparatos de protección contra sobretesiones de la Siemens

De acuerdo a las recomendaciones de la TABLA 3.55 se adopta la siguiente corriente de descarga del

pararrayo INPY

INPY = 5 [KA].

Aplicados para pararrayos de líneas aéreas de media tensión.

c) Determinación de la sección del conductor de conexión a tierra de los pararrayos.

La sección del conductor de conexión a tierra de los pararrayos no debe ser inferior a los siguientes

valores:

- Para conductores de cobre según la ecuación.

SCT = 24 +0,4 UNPY [mm2] (3.111)

- Para conductores de aluminio según la ecuación.

160

SCT = 40 +0,6 UNPY [mm2] (3.112)

- De (3.110) Tensión nominal del pararrayo UNPY = 9 [KV].

- De (3.111) Sección de conductor de cobre Cu a tierra SCT en [mm2].

SCT = 24 +0,4 * 9 = 27,6 [mm2]

Llevando este valor a TABLA 3.32, esta sección corresponde

SNCT = 35,0 [mm2] ó # 2 [AWG]

3.16.2.2 Protección de las estructuras contra descargas atmosféricas

Para la protección de estructuras de las torres de iluminación necesariamente se deben conocer

algunos conceptos y criterios para el cálculo de los pararrayos contra descargas atmosféricas.

a) Las descargas atmosféricas Pueden causar grandes diferencias de potencial en sistemas eléctricos

distribuidos fuera de edificios o de estructuras protegidas. A consecuencia de ello, pueden circular

grandes corrientes en las canalizaciones metálicas, y entre conductores que conectan dos zonas

aisladas. Pero, aún sin la descarga, una nube cargada electrostáticamente crea diferencias de potencial

en la tierra directamente debajo de ella. Un sistema de protección contra descargas, llamado de

pararrayos, se debe conocer los siguientes datos:

Valores de referencia del rayo

- Tensión entre nube y un objeto a tierra......................1. a 1.000. kV.

- Intensidades de descarga ..............................................5 a 300 KA

- di/dt....…....................................…….………...7.5kA/s a 500kA/s

- Frecuencia..............................................................1 K Hz a 1 M Hz.

- Tiempo................................10 Microsegundos a 100. Milisegundos.

- Temperatura superior a.........................27.000 grados Centígrados.

- Propagación..............................................340 metros por segundo.

- tierra...............................................................................10 kV.

161

b) Principios de funcionamiento de algunos pararrayos (Atrae-rayos).

Los pararrayos tipo Franklin o Pararrayos con dispositivo de Cebado (PDC), basan su principio de

funcionamiento en la ionización pasiva o activa del aire, para excitar la llamada del rayo y crear un

camino que le facilite la descarga en la punta del pararrayos pasando su energía por un cable a una

toma de tierra eléctrica.

Los pararrayos tienen las siguientes características de funcionamiento

- Se destacan por ser electrodos acabados en una o varias puntas.

- Están instalados en la parte más alta de la instalación y conectados a tierra.

- Durante la descarga del rayo se generan corrientes de Alta Tensión por el conductor eléctrico de

tierra, siendo peligroso estar cerca del pararrayos en ese momento.

c) Método de cálculo para la zona de protección (método francés)

En Francia, coexisten dos estándares para protección contra descargas atmosféricas, la NFC 17-100

(1997), IEC 1024-1 (1990) UNE 21-188 que está basada en la caja de Faraday, y, la NFC 17-102

(1995) sobre puntas iniciadoras.

Por construcción, las puntas son las que inician la descarga hacia arriba unos cuantos microsegundos

(Delta T) antes de la descarga principal, La obtención de este valor Δt permite establecer una

correlación entre el tiempo, la velocidad de propagación y, en consecuencia, la distancia de impacto

ΔL a radio de la zona de protección para cada modelo de pararrayos. El efecto se traduce en una zona

de protección de forma parabólica alrededor de la punta, de radio Rp.

162

FIG. 3.16 Radio de la zona protección de edificios contra descargas atmosféricas

Rp se determina a través de la expresión siguiente:

ΔL)ΔL(2Dh)-h(2DRp [m] (3.112)

- Rp Radio de la zona protección en [m].

- h > 2 [m] altura sobre la estructura a proteger en [m].

- D Nivel ó altura de protección requerida [m].

- ΔL distancia de impacto antes de la descarga principal. [m].

De acuerdo con la peligrosidad de una descarga sobre la estructura a proteger, el estándar preveé tres

tipos de protección, para las diferentes distancia de impacto antes de la descarga principal ΔL

TABLA 3.56. Niveles de protección para edificios o estructuras

Nivel de protección D Nivel I Nivel II Nivel III

Altura de la estructura mas elmaterial de protección [m] < 23 23 - 45 46 - 60

278 g/m Cu, 141g/m Al 558 g/m Cu, 283 g/m AlConductor principalpeso/calibre 29 mm2 Cu, 50 mm2 Al 58 mm2 Cu, 97 mm2 Al

Terminal conector diámetro 9,5 mm Cu, 12,7 mm Al 12,7 mm Cu, 15,9 mm Al

Estándar NFAP-780

163

Para determinar ΔL se deben conocer la capacidad de atracción de la descarga atmosférica según a la

fabricación del producto proveniente, según Ingesco PDC con puntas Franklin tiene los siguientes

modelos:

TABLA 3.57 Modelos Pararrayos Ingesco PDC con puntas Franklin

Modelo PDC 3,1 3,3 4,3 5,3 6,3

Distancia deimpacto ΔL [m] 5 25 35 43 50

Productos pararrayos Ingesco

d) Calculo del radio de protección para la estructura de las torres de iluminación.

De (3.112) ΔL)ΔL(2Dh)-h(2DRp [m]

- De TABLA 3.56 Nivel ó altura de protección corresponde al nivel II.

D = HT + h [m]

- De la Fig.3.41 altura sobre la estructura a proteger h = 4 [m]

- De (3.13) altura de la luminaria mas alta hLum = HT = 19,6 [m]

D = 19,6 + 4 [m] = 23,6 [m]

- De TABLA 3.55 tipo del pararrayo PDC con puntas franklin. Modelo 3,3

- De TABLA 3.55 distancia de impacto antes de la descarga principal. ΔL = 25 [m]

)2519,6*25(219,6)-23,6*19,6(2Rp = 46,32 [m]

- Según TABLA 3.54 para el nivel II corresponde una sección de conductor de 58 mm2 Cu

- De TABLA 3.32 Normalizando a un valor comercial tenemos:

Scp = 70 mm2 ó 2/0 AWG

El radio de protección Rp calculado para una altura máxima de la luminaria o la estructura de la torre,

indica que se encuentra dentro del radio de acción, además llegan a cubrir la infraestructura del estadio

y en consecuencia queda garantizada la protección contra descargas atmosféricas.

164

3.17 ELECCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN

El sistema de medición para fines de facturación en el presente proyecto estará compuesto por los

siguientes Instrumentos:

- Medidor de energía activa, reactiva, demanda.

Por lo general los medidores de energía se diseñan hasta 100 A y 500 V, para valores mayores se

recurre a la utilización de los transformadores de medición, para nuestro sistema al tener corrientes

elevadas se recurrirán a transformador de corriente en lado de baja tensión.

3.17.1 Dimensionamiento del transformador de corriente Para dimensionar se deben

considerar los siguientes aspectos

a) Clase de precisión en transformadores de corriente Según la norma ANSI la clase de precisión

de los trasformadores de medición como el error admisible en porcentaje que el trasformador puede

introducir en la medición.

En la tabla que se muestra las clases de precisión recomendadas, según el uso a que se destina el TC .

TABLA 3.58 Clases de precisión recomendada entransformadores de corriente

CLASE UTILIZACIÓN

Menor a 0,3CT patrónMedición en laboratorioMedición especiales

0,3 Medición de energía eléctrica con fines defacturación al consumidor

0,6 a 1,2

Medición de energía eléctrica sin fines defacturación.Alimentación de instrumentos de control comoser: Amperímetro, Vatímetro, Fasimetro, etc.

Medición de Energía Eléctrica de Solon Medeiros Fhilo pag.. 73.

165

b) Relación de transformación.- La relación nominal del bobinado primario de un

transformador de corriente se selecciona en función a la corriente nominal de la instalación,

además teniendo en cuenta que la corriente nominal secundaria normalizado es de 5 [A].

Las diferentes normas han normalizado los valores de las corrientes primarias, como se

muestra en la tabla siguiente.

TABLA 3.59 Valores normalizados de corriente primaria y relación de transformaciónpara transformadores de corriente

CORRIENTEPRIMARIANOMINAL

RELACIÓNNOMINAL


RELACIÓNNOMINAL


RELACIÓNNOMINAL

5 1 : 1 100 20 : 1 1000 200 : 110 2 : 1 125 25 : 1 1200 250 : 115 3 : 1 150 30 : 1 1500 300 : 120 4 : 1 200 40 : 1 2000 400 : 125 5 : 1 250 50 : 1 2500 500 : 130 6 : 1 300 60 : 1 3000 600 : 140 8 : 1 400 80 : 1 4000 800 : 150 10 : 1 500 100 : 1 5000 1000 : 160 12 : 1 600 120 : 1 6000 1200 : 175 15 : 1 800 150 : 1 8000 1500 : 1

Medición de Energía Eléctrica de Solon Medeiros Fhilo Pag.. 103

c) Carga nominal del TC.- La carga nominal del TC será establecida teniendo en cuenta las

características (en términos de perdidas eléctricas internas) los instrumentos eléctricos que

serán insertados al secundario. Para seleccionar la potencia nominal en los transformadores de

corriente, se dan en la TABLA siguiente

TABLA 3.60 Consumo propio de las bobinas de corriente de algunos instrumentoseléctricos conectados en el TC´s ; 5 A

CONSUMO APROXIMADOINSTRUMENTO

[VA] [W] [VAR]

Medidor de KWH 0.7 a 2.0 0.5 a 1.6 0.4 a 1.5Medidor de KARH 0.7 a 2.0 0.5 a 1.6 0.4 a 1.5Vatímetro 1.0 a 2.5 0.5 a 0.7 0.9 a 2.4Varímetro 1.0 a 2.5 0.5 a 0.7 0.9 a 2.4Amperímetro 1.2 a 3.0 1.0 a 1.5 0.9 a 2.5Fasimetro 2.5 a 3.6 2.2 a 2.6 1.0 a 2.5Relés 8.0 a 15 2.0 a 4.0 8.0 a 14.9Medición de Energía Eléctrica de Solon Medeiros Fhilo Pag.. 103

166

Las cargas nominales para transformadores de corriente obedecen a las especificaciones de

ABNT y ANSI.

TABLA 3.61 cargas nominales para ensayos de TC´sCargas nominales Características a 5 A

DesignaciónABNT

DesignaciónANSI

Potenciaaparente

VA

Factor depotencia

ResistenciaΩ

InductanciamH

ImpedanciaZr [Ω]

C 2,5 B-0,1 2,5 0,90 0,09 0,116 0,1C 5,0 B-0,2 5,0 0,90 0,18 0,232 0,2C 12,5 B-0,5 12,5 0,90 0,45 0,580 0,5C 25 B-1 25 0,50 0,50 2,3 1,0C 50 B-2 50 0,50 1,0 4,6 2,0C 100 B-4 100 0,50 2,0 9,2 4,0C 200 B-8 200 0,50 4,0 18,4 8,0

Medición de Energía Eléctrica de Solon medeiros Fhilo pag.. 73.

Elección del transformador de corriente

Calculo de la clase de exactitud. Como nuestra medición de energía eléctrica es con fines de

facturación, la clase de exactitud según la TABLA 3.58 corresponde.

Clase de precisión es de 0,3

Calculo de la relación de transformación Kc. se debe conocer la corriente primaria de nuestra

instalación de acuerdo al párrafo § 3.15.3.8.

Transformador 1 ITR1 = 200 [A]

Transformador 2 ITR2 = 200 [A]

Normalizando este valor de TABLA 3.57

Transformador 1 ITR1-CT = 200 [A] Kc = 40 : 1

Transformador 2 ITR2-CT = 200 [A] Kc = 40 : 1

167

Calculo de la carga nominal del TC. El consumo de potencia del conductor que liga entre el

CT y el instrumento de medición se calcula a través de la ecuación siguiente:

PCO = 2LR I2 [W] (3.113)

- De TABLA 3.44 Resistencia del conductor 12 AWG R = 5,52 [Ω/Km].

- Del § 3.18.1b) Corriente lado secundario I = 5 [A].

- Longitud de conductor entre TC y instrumento medición L = 10 [m]

PCO = 2*10*5,52* 52 = 2760 [W]

Carga total de los instrumentos que intervienen en el secundario del TC SCT en [VA]

22TC PS Q (3.114)

- De TABLA 3.60 Consumo de las bobinas de los instrumentos de medición que intervienen

en el secundario del TC

TABLA 3.62 Calculo de las cargas que intervienenen el secundario del TC

Instrumento P [W] Q [VAR]Medidor de KWH 1,6 1,5Medidor de KVARH 1,6 1,5

SUB-TOTAL 3,2 3,0Perdidas del conductor 12 AWG 2,76 0

TOTAL 5,96 3,0Elaboración propia

22TC 35,96S = 6,67 [VA]

- Normalizando SCT según la TABLA 3.61

STC = 12,6 [VA]

ABNT C 12,5 ANSI B-0,5

Con la determinación del transformador de corriente nos permite realizar nuestra medición de

energía eléctrica activa y reactiva para fines de facturación.

168

3.18 INSTALACIÓN TELEFÓNICA

Es de importancia la implementación de líneas telefónicas en edificios públicos por tener un carácter

de un medio de comunicación. Para nuestro caso como un Estadio deportivo se deben tomar en cuenta

las siguientes dotaciones a áreas de prioridad como ser: zonas de circulación de personas, cabinas de

transmisión, oficinas, hall, etc.

3.18.1 Numero de líneas asignadas

El sistema que se adopta es el radial simple. Este sistema consta de una caja de distribución telefónica

(CDT), y cajas de distribución secundarias (CDS) de donde se distribuyen las líneas hasta los puntos

finales de los aparatos telefónicos. Por otra parte se usa este sistema por que permite instalar una

mayor cantidad de líneas telefónicas, y se adecua a la distribución de las tomas de teléfono en el

edificio, las cuales se encuentran por sectores, esta distribución se le puede apreciar en el plano

adjunto.

El número de líneas telefónicas para el presente proyecto se resume en la siguiente tabla.

TABLA 3.63 Numero de líneas telefónica

Ambiente Líneas Nº deambientes

Nº delíneas

Cabinas de transmisión 12 12 10Ambientes 4 8 8Entradas principales (publico) 4 8 8Totales 26Elaboracion propia

169

CD

T

CD

CD

CD

CD

Cab

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30Ca

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CD

CD

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de6

Cablemulti

par de 6

170

CAPITULO IV ESTUDIO ECONOMICO

4.1 Introducción

El objetivo de es proyecto es determinar el costo total de la instalación eléctrica. Para lograr un

resultado mas exacto se debe efectuar un análisis de los precios unitarios para cada Ítem, por separado,

diferenciando claramente todos sus componentes, insumos y precios de materiales, determinado el

rendimiento de la mano de obra, maquinaria y equipo, gastos generales; declarando la utilidad prevista

y tomando en cuenta las leyes impositivas.

4.2 Análisis de costo unitario

Para determinar el análisis de precio unitario se debe considerar los siguientes aspectos:

a) Costo de materiales.

- Precio de material puesto en obra incluidos (carga, transporte, manipuleo, seguro de carga, pagos

de internación en retenes, peajes, etc.

- Costo de material cotizado en el mercado local.

b) Costo mano de obra (incluidos los beneficios sociales).

- El precio que se paga por unidad de obra o salario.

- El tiempo de ejecución de la unidad de la obra o RENDIMIENTO

c) Desgaste de herramienta o reposición de equipos.

- Se adopta del 2% al 5% del costo de la mano de obra total.

d) Gastos generales.

- Se adopta del 11% de la suma a), b) y c)

- Gastos administrativos.

- Costos de propuestas y contratos.

171

- Gastos profesionales y especiales.

- Aportes a entidades o costos fijos.

- Riesgos e imprevisto.

e) Utilidad

- Porcentaje que se adopta es del 10% de la suma a), b) y c).

f) Leyes impositivas.

- El impuesto al valor agregado IVA el 13%.

- El impuesto a las transacciones IT el 3%

La suma de a) y b) forman el COSTO DIRECTO, la suma de c) y d) representan el COSTO

INDIRECTO y la suma de ambos integran el COSTO o PRECIO NETO al que se adiciona la

UTILIDAD y los impuestos de ley para así obtener el PRECIO DE APLICACIÓN

El anexo C se demuestra por medio de una planilla el análisis de precios unitarios de todos los ítems

que intervienen en la instalación eléctrica.

4.3 Presupuesto general

El presupuesto general es el resumen de todos los ítems calculados en el anexo C. El total del

presupuesto solo tiene vigencia aproximado de 20 días, debido a las variaciones de precios en los

materiales sobre todo en los conductores de cobre y los materiales metálicos que tiene nuestra

instalación eléctrica.

172

CAPITULO V GRUPO ELECTRÓGENO

5.1 Introducción

Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador eléctrico a través de un motor de

combustión interna.

Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o

cuando son frecuentes los cortes en el suministro eléctrico. Así mismo, la legislación de los

diferentes países pueden obligar a instalar un grupo electrógeno en lugares en los que haya grandes

densidades de personas (centros comerciales, restaurantes, cárceles, edificios administrativos...)

Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en aquellos lugares donde no hay

suministro eléctrico, generalmente son zonas apartadas con pocas infraestructuras y muy poco

habitadas.

Otro caso sería en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que a falta de energía

eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse.

5.2 Descripción general

Un grupo electrógeno consta de las siguientes partes:

Motor. El motor representa la fuente de energía mecánica para que el alternador gire y genere

electricidad. Existe dos tipos de motores: motores de gasolina y de gasoil (diésel).

Generalmente los motores diésel son los más utilizados en los grupos electrógenos por sus

prestaciones mecánicas, ecológicas y económicas.

Regulación del motor. El regulador del motor es un dispositivo mecánico diseñado para

mantener una velocidad constante del motor con relación a los requisitos de carga. La

velocidad del motor está directamente relacionada con la frecuencia de salida del alternador,

por lo que cualquier variación de la velocidad del motor afectará a la frecuencia de la potencia

de salida.

Sistema eléctrico del motor. El sistema eléctrico del motor es de 12 V o 24 V, negativo a masa.

El sistema incluye un motor de arranque eléctrico, una/s batería/s, y los sensores y

dispositivos de alarmas de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un

173

manocontacto de presión de aceite, un termocontacto de temperatura y de un contacto en el

alternador de carga del motor para detectar un fallo de carga en la batería.

Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor puede ser por medio de agua,

aceite o aire. El sistema de refrigeración por aire consiste en un ventilador de gran capacidad

que hace pasar aire frío a lo largo del motor para enfriarlo. El sistema de refrigeración por

agua/aceite consta de un radiador, un ventilador interior para enfriar sus propios

componentes.

Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de una alternador

apantallado, protegido contra salpicaduras, autoexcitado, autorregulado y sin escobillas

acoplado con precisión al motor, aunque también se pueden acoplar alternadores con escobillas

para aquellos grupos cuyo funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia,

forzado a regímenes mayores.

Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están acoplados y montados

sobre una bancada de acero de gran resistencia La bancada incluye un depósito de combustible

con una capacidad mínima de 8 horas de funcionamiento a plena carga.

Aislamiento de la vibración. El grupo electrógeno esta dotado de tacos antivibrantes diseñados

para reducir las vibraciones transmitidas por el grupo motor-alternador. Estos aisladores están

colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro de mando y la bancada.

Silenciador y sistema de escape. El silenciador va instalado al motor para reducir la emisión

de ruido.

Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de

control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo contra posibles

fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control proporciona información

detallada del sistema que está instalado en el grupo electrógeno.

Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, se suministra un interruptor

automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del grupo electrógeno con

control manual. Para grupos electrógenos con control automático se protege el alternador

mediante contactores adecuados para el modelo adecuado y régimen de salida.

Otros accesorios instalables en un grupo electrógeno. Además de lo mencionado

anteriormente, existen otros dispositivos que nos ayudan a controlar y mantener, de forma

automática, el correcto funcionamiento del mismo. Para la regulación automática de la

velocidad del motor se emplean una tarjeta electrónica de control para la señal de entrada

"pick-up" y salida del "actuador". El pick-up es un dispositivo magnético que se instala justo

174

en el engranaje situado en el motor, y éste, a su vez, esta acoplado al engranaje del motor de

arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce una salida de voltaje debido al

movimiento del engranaje que se mueve a través del campo magnético de la punta del pick-up,

por lo tanto, debe haber una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del

motor. El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de carga. Cuando

la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para proporcionar la potencia

requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad disminuye, es decir, el fundamento del

actuador es controlar de forma automática el régimen de velocidad del motor sin aceleraciones

bruscas, generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador se

acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor.

Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y funciona las 24 horas del día es

necesario instalar un mecanismo para restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes

elementos:

Bomba de trasiego. Es un motor eléctrico de 220 VCA en el que va acoplado una bomba que

es la encargada de suministrar el combustible al depósito. Una boya indicadora de nivel

máximo y nivel mínimo. Cuando detecta un nivel muy bajo de combustible en el depósito

activa la bomba de trasiego.

Cuando las condiciones de frío en el ambiente son intensas se dispone de un dispositivo calefactor

denominado resistencia de precaldeo que ayuda al arranque del motor. Los grupos electrógenos

refrigerados por aire suelen emplear un radiador eléctrico, el cual se pone debajo del motor, de tal

manera que mantiene el aceite a una cierta temperatura. En los motores refrigerados por agua la

resistencia de precaldeo va acoplada al circuito

En el caso del proyecto requerimos una potencia de 200 KVA.

175

CAPITULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1 CONCLUSIONES

En general podemos indicar que la elaboración de este proyecto significo de gran medida un

conocimiento en la realización de instalaciones eléctricas para campos deportivos siguiendo aspectos y

procedimientos académicos.

El enfoque que se brinda con este trabajo es de tener dos grandes estudios donde se basan

principalmente en la iluminación de interiores y exteriores. Si bien se tiene una amplia información

sobre iluminación de interiores, en el caso de exteriores específicamente en la iluminación de campos

deportivos de fútbol se tiene una información superficial sobre la metodología de cálculo.

Al referirnos sobre la iluminación del campo deportivo conviene mencionar, la bibliografía existente

solo nos brinda una información limitada, sin tener opción a ampliar el estudio luminotécnico para

poder aplicar al tema en cuestión. La oportunidad de tener una relación muy de cerca con los

dispositivos y datos técnicos de la luminaria se pudo conseguir con el complemento al estudio de

nuestro trabajo. En el párrafo 3.4 se detallan el procedimiento de la forma de emplazamiento de las

luminarias en la superficie del campo deportivo, al tener numerosos puntos y variantes se hace muy

complejo el cálculo manual, pero para conseguir una uniformidad que se requiere para este tipo de

iluminación se recurre a un software de calculo luminotécnico, permitiéndonos respuestas mas rápidas

y veraces a cualquier variación de los puntos de emplazamientos. De esta manera consiguiendo una

iluminación uniforme del campo deportivo, para la realización de eventos deportivos

Por otra parte el proyecto presenta en forma general todos los aspectos de una instalación eléctrica y

estudio económico acorde con los requerimientos de un Estadio apto para todo tipo de

acontecimientos deportivos, al mismo tiempo los aspectos como la seguridad, flexibilidad y

funcionalidad fueron tomadas en cuenta en todo el desarrollo del diseño.

176

En el aspecto de seguridad se refiere más propiamente a todo el sistema de protecciones que interviene

una instalación de esta magnitud como son:

- La protección con interruptores termomagnéticos a los circuitos derivados o receptores,

circuitos alimentadores secundarios y principales, mas el transformador, contra sobre cargas y

cortocircuitos, con una coordinación confiable.

- La protección mediante pararrayos a las estructuras metálicas (torres) líneas de transmisión y

transformador contra descargas atmosféricas.

- La protección con la malla a tierra para personas con contactos metálicos y la disipación de

descargas atmosféricas y cortocircuitos.

Al tener dos tipos de instalaciones por su funcionalidad destinada, necesariamente se ha implementado

dos transformadores de potencia, correspondientes uno al de interiores, el otro exclusivamente a la

iluminación del campo deportivo. Así separando en dos grupos de consumidores que tienen diferentes

comportamientos

Finalmente podemos señalar que el diseño de la instalación eléctrica del Estadio de la FACULTAD

TÉCNICA significa a diferencia de otras instalaciones brindar todo un proyecto con todos los

requerimientos y normas que se exigen en este tipo de recintos para lograr y brindar una buena calidad

de servicio como corresponde a un lugar con la magnitud que tiene

177

6.2 RECOMENDACIONES

El presente trabajo tiene una serie de elementos que pueden ser mejorados, además de ello es flexible

para su implementación futura, para ello recomendamos algunos aspectos muy importantes como ser:

- El nivel de iluminación del campo deportivo tiene la opción de mejorar, de acuerdo con el

requerimiento futuro que se presente, previo un estudio luminotécnico. Para ello se recomienda

implementar el mismo modelo de luminaria utilizada en el proyecto, esto con el objeto de

mantener una uniformizada media de iluminación en toda el área.

- En la parte operativa del encendido y apagado de las luminarias requiere de un personal

técnico calificado o capacitado para esa función, esto con el fin de garantizar una buena

funcionalidad correcta en su operación.

- Asi mismo el mantenimiento de las luminarias tanto correctivo como preventivo requiere de un

técnico especialista en el rubro, que nos determine y garantice su funcionamiento correcto, sin

alterar la variación de su posición.

- La instalación del tablero electrónico debe tener una capacidad menor o igual a la potencia

propuesta en el proyecto párrafo 3.10, de acuerdo a diseño, además de encontrarse dentro el

margen de seguridad de potencia del transformador de interiores.

178

CAPITULO VII BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS

[1] Emilio Carranza castellanos Luminotecnia y sus aplicaciones Editorial Diana Méxicoprimera edición 1981

[2] Vittorio Re Iluminación externa editores Marcobo Boixareu 1979

[3] Barrow William E. Luz, fotométrica y luminotecnia .

[4] Philips Gloeilampenfabrieken Manual del alumbrado

[5] Gilberto Enrique Harper Manual Instalaciones eléctricas residenciales industriales.

[6] Jules Louis Schréder Seminario de alumbrado Schréder Group GIE 1984.

[7] IBNORCA Norma Boliviana NB 777 Diseño y construcción de la instalacioneseléctricas interiores en baja tensión mayo 1997.

[8] SIB Cbba. Reglamento para instalaciones eléctricas interiores de baja tensión Segundaedición 1993.

[9] Eduardo Hernández Goribar Grupo Noriega Editores Calefacción, Aire Acondicionado yRefrigeración Editorial Limusa 1993

[10] Gerhard Brechmann “Tablas de electrotecnia” Editorial Reverte, S.A.1988.

[11] Enríquez Harper Manual de Instalaciones eléctricas Residenciales e industriales

[12] Joao Mamede Filho “Instalaciones eléctricas Industriales” Editorial Libros Técnicos yCientíficos S.A. segunda edición.

[13] Raúl Martín Diseño de subestaciones eléctricas.

[14] Solon Medeiros Fhilo Medición de Energía Eléctrica Editora universitaria de U, F, PE, Recife.

[15] Philips Catalogo de Luminarias.

[16] Moeller, Hiller Electric Catalogo de productos.

179

[17] José Lara Calculo de costos de la Construcción .

[18] Juan Vargas Pinto Proyecto Instalación eléctrica del mercado central Oruro 1996.

[19] McGraw-Hill Indael Manual Técnico de cables de energía Segunda edición 1984.

[20] Spitta Instalaciones eléctricas volumen V1.

[21] Catalogo de contactores de potencia 3TF.

[22] CGE Guía de selección de los interruptores automáticos.

[23] SIEMENS Material eléctrico industrial fusibles y seccionadores fusible.

[24] LITHONIA LIGHTING “Acuaty Brands Company catalogo TSP-MP Rev. 8/03 ©2000

[25] TECNOLOGIA ELECTRICA Castejon-Santamaria Mc Graw-Hill. 1999

180

ANEXOS A

197

ANEXOS B

216

ANEXOS C

217

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA UTO Fecha: octubre. 2011

Codigo……… 1Descripción… PUNTO DE ILUMINACIÓN

Unidad……… PUNTO Cambio:6,97(Bs/$us)

Descripción Und. Rendimiento Unitario Total

1,- MATERIALCable unipolar # 14 AWG Mts. 20,00 17,00 340,00Electroducto PVC 5/8" Mts. 10,00 5,20 52,00Placa Interruptor 10 A Pza. 1,00 18,00 18,00Caja interruptor para placa Pza. 1,00 1,00 1,00Cinta aislante Mts. 1,00 8,00 8,00

Total materiales 419,00

2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 2,00 15,00 30,00Ayudante Hr. 4,00 7,50 30,00

Total Mano de obra 60,00

BENEFICIOS SOCIALES (10%) DE 2 6,00

3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 3,30

Total herramientas y equipos 3,30

Parcial de Rubros 1-2-3 482,30

4.- GASTOS GENERALES (11%): 53,055.- UTILIDADES (10%): 48,23PRECIO UNITARIO: (Bs) 583,58

($us) 83,73

218

Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA UTO

Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 2Descripción… INSTALACIÓN DE LUMINARIA FLUORESCENTE

Unidad……… PUNTO Cambio: 6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALCable unipolar # 14 AWG Mts. 15,00 4,00 60,00Electroducto PVC 5/8" Mts. 7,50 5,20 39,00Luminaria Fluorescente2x40W Pza. 1,00 150,00 150,00Cinta aislante Mts. 1,00 0,50 0,50









($us) 54,30

219


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA. UTO Fecha:octubre -2011

Codigo……… 3Descripción… INSTALACIÓN DE TOMACORRIENTES



1,- MATERIALCable unipolar # 12 AWG Mts. 12,00 5,80 69,60Electroducto PVC 3/4" Mts. 6,00 7,20 43,20Placa tomas 15 A Pza. 1,00 18,00 18,00Caja interruptor para placa Pza. 1,00 1,00 1,00Cinta aislante Mts. 1,00 2,00 2,00

Total materiales 133,802.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 1,00 15,00 15,00Ayudante Hr. 3,00 7,50 22,50





Parcial de Rubros 1-2-3 173,364.- GASTOS GENERALES (11%): 19,075.- UTILIDADES (10%): 17,34PRECIO UNITARIO: (Bs) 209,77

($us) 30,10

220


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA UTO Fecha: octubre-2011

Codigo……… 4Descripción… INSTALACIÓN LINEA TELEFONICA



1,- MATERIALCable bipolar # 2x22 AWG Mts. 14,00 2,50 35,00Electroducto PVC 1/2" Mts. 14,00 1,00 14,00Toma telefonica Pza. 1,00 30,00 30,00Caja plastica para placa Pza. 1,00 1,00 1,00Cinta aislante Mts. 1,00 0,50 0,50









($us) 35,95

221


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA UTO Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 5Descripción… INSTALACIÓN DE DUCHAUnidad……… PUNTO Cambio: 6,97 Bs/$us)


1,- MATERIALCable unipolar # 10 AWG Mts. 30,00 7,80 234,00Cable unipolar # 14 AWG Mts. 15,00 2,53 37,95Electroducto PVC 3/4" Mts. 15,00 7,50 112,50Ducha Lorenzeti 3000W Pza. 1,00 150,00 150,00Diy.Termomagnetico 1P-32A Pza. 1,00 60,00 60,00Tablero de protección Pza. 1,00 45,00 45,00









($us) 120,62

222


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA. UTO Fecha: octubre-2011

Codigo……… 6Descripción… INSTALACIÓN DE CABLE 4x6mm2

Unidad……… METRO Cambio: 6,97(Bs/$us)


1,- MATERIAL

Cable Cu.TW.600V,# 4x6 mm2 Mts. 1,00 38,50 38,50Cinta de fusión Mts. 1,00 2,50 2,50Identificador Pza 2,00 2,50 5,00Cinturon de seguridad Pza 10,00 1,61 16,14


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 1,00 15,00 15,00Tec. Electricista Hr. 1,00 15,00 15,00Ayudante Hr. 1,00 7,50 7,50Ayudante Hr. 1,00 7,50 7,50



3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 2,48Guinche Hr. 0,04 120,00 4,80




($us) 19,86

223


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA. UTO Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 7Descripción… INSTALACIÓN DE ALIMENTADOR (4X10 mm2)

Unidad……… METRO Cambio:6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALCable Cu.TW.600V,# 4x10 mm2 Mts. 1,00 66,46 66,46Electroducto PVC 1 1/2" Mts. 1,00 22,70 22,70


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 0,25 15,00 3,75Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88







($us) 16,85

224


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA. UTO Fecha: Octubre -2011

Codigo……… 8Descripción… INSTALACIÓN DE ALIMENTADOR (4x16 mm2)



1,- MATERIALCable Cu.TW.600V,# 4x16 mm2 Mts. 1,00 92,70 92,70Electroducto PVC 1 1/2" Mts. 1,00 22,70 22,70


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 0,25 15,00 3,75Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Total Mano de obra 11,25

BENEFICIOS SOCIALES (10%) DE 2 1,133.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 0,62




($us) 22,09

225



Codigo……… 9

Descripción…INSTALACIÓN DE ALIMENTADOR(4x25mm2+1x16mm2)



1,- MATERIALCable Cu.TW.750V,# 3x25 mm2 Mts. 1,00 112,50 112,50Cable Cu.TW.750V,# 1x16 mm2 Mts. 1,00 92,60 92,60Electrotubo PVC 1 1/2" Mts. 1,00 22,70 22,70


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 0,25 15,00 3,75Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88







($us) 41,61

226



Codigo……… 10

Descripción…INSTALACIÓN DE ALIMENTADOR (4x35mm2+1x25 mm2)

Unidad……… METRO Cambio:6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALCable Cu.TW.600V,# 3x35 mm2 Mts. 1,00 155,00 155,00Cable Cu.TW.600V,# 1x25 mm2 Mts. 1,00 112,50 112,50Electroducto PVC 1 1/2" Mts. 1,00 34,20 34,20


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 0,25 22,50 5,63Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Ayudante Hr. 0,25 7,50 1,88Total Mano de obra 13,13






($us) 54,78

227



Codigo……… 11

Descripción…INSTALACIÓN DE BOMBA SUMERGIBLE7,5KW



1,- MATERIALBomba sumergible 10KW Mts. 1,00 34850,00 34850,00


2.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 8,00 15,00 120,00Ayudante Hr. 8,00 7,50 60,00Ayudante Hr. 8,00 7,50 60,00Operador Hr. 8,00 12,50 100,00



3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 18,70Transporte (camión y grua) Hr. 1,50 250,00 375,00




($us) 6177,37

228



Codigo……… 12Descripción… INSTALACIÓN DE BOMBA ELECTRICA 5 KW



1,- MATERIALBomba de 5 KW Mts. 1,00 27880,00 27880,00

Total materiales 27880,002.- MANO DE OBRATec. Electricista Hr. 8,00 15,00 120,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00Operador Hr. 8,00 12,50 100,00






($us) 5011,05

229



Codigo……… 13Descripción… TABLERO CONTROL Y PROTECCIÓN BOMBAUnidad……… Cambio:6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALTablero de acero 50x60x30 cm Pza. 1,00 696,96 696,96Fusibles NH 20A Pza. 3,00 55,45 166,35Contactor potencia DIL-10 KW Pza. 1,00 205,85 205,85Rele termico 32 A Pza. 1,00 305,33 305,33Sistema de embarramiento Pza. 4,00 696,96 2787,84Pulsadores Pza. 2,00 112,64 225,28Accesorios Gl. 1,00 219,38 219,38


2.- MANO DE OBRATec. Electrisista Hr. 16,00 15,00 240,00Tec. Electrisista Hr. 16,00 15,00 240,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00







($us) 909,67

230


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA. UTO Fecha:Octubre-2011

Codigo……… 14Descripción… TABLERO CONTROL Y PROTECCIÓN 5KW



1,- MATERIALTablero de acero 50x60x30 cm Pza. 1,00 696,96 696,96Fusibles NH 20A Pza. 3,00 49,28 147,84Contactor potencia DIL-5KW Pza. 1,00 182,34 182,34Rele termico 16 A Pza. 1,00 260,48 260,48Sistema de embarramiento Pza. 4,00 696,96 2787,84Pulsadores Pza. 2,00 112,64 225,28Accesorios Gl. 1,00 215,04 215,04

Total materiales 4515,772.- MANO DE OBRATec. Electrisista Hr. 16,00 15,00 240,00Tec. Electrisista Hr. 16,00 15,00 240,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00






($us) 893,83

231



Codigo……… 15Descripción… INSTALACIÓN DE TABLEROS DISTRIBUCIÓNUnidad……… PUNTO Cambio: 6,97Bs/$us)


1,- MATERIALTablero acero 80x80x25 Pza. 1,00 1584,00 1584,00Interr.Termomagnetico 1P-6A Pza. 9,00 28,16 253,44Interr.Termomagnetico 1P-10A Pza. 8,00 33,79 270,34Interr.Termomagnetico 1P-16A Pza. 3,00 33,79 101,38Interr.Termomagnetico 1P-25A Pza. 15,00 35,90 538,56Sistema de Embarramiento Pza. 1,00 689,92 689,92Riel Tipo DIN 2 mts. Pza. 1,00 47,87 47,87









($us) 638,05

232



Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 16

Descripción…TABLERO PROTECCIÓN MEDICIÓNINTERIOR



1,- MATERIALTablero de acero medición protección100x150x60cm Pza. 1,00 11946,88 11946,88Disy.Termomagnetico 3P-40A Pza. 1,00 594,88 594,88Disy.Termomagnetico 3P-55A Pza. 1,00 594,88 594,88Disy.Termomagnetico 3P-80A Pza. 3,00 619,52 1858,56Disy.Termomagnetico 3P-105A Pza. 1,00 765,29 619,52Medidor trifasico PC Pza. 1,00 4540,80 4540,80CT¨s con Clase 0,3 300/5A Pza. 3,00 352,00 1056,00Soporte para CT· Pza. 3,00 236,50 709,50Barras de Cu. 1 1/4"x1/4” Mts 4,00 492,80 1971,20

Total materiales 23892,222.- MANO DE OBRAIng. Electrisista Hr. 16,00 22,50 360,00Tec. Electrisista Hr. 24,00 15,00 360,00Ayudante Hr. 24,00 7,50 180,00







($us) 4377,65

233



Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 17Descripción… TRANSFORMADOR 125KVAUnidad……… PUNTO Cambio:6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALTransformador 125KVA 6,9KV/400-230V Pza. 1,00 64164,22 64164,22Seccionador Delmar 15A, 15KV Pza. 3,00 800,00 2400,00Barras de Cu 1x1/8” Mts 9,00 380,00 3420,00Grampa conector Burndy 2-2/0AWG Pza. 6,00 15,00 90,00Aislador de 15KV soporte de barra Pza. 6,00 130,00 780,00


2.- MANO DE OBRAIng. Electricista Hr. 12,00 22,50 270,00Tec. Electricista Hr. 16,00 15,00 240,00Ayudante Hr. 24,00 7,50 180,00Ayudante Hr. 24,00 7,50 180,00Operador Hr. 8,00 12,50 100,00Total Mano de obra 970,00






($us) 12573,51

234


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIO FAC. TEC.UTO Fecha:Octubre-2011

Codigo……… 18Descripción… INSTALACIÓN DE ALIMENTADOR



1,- MATERIALCable aislado Cu.12KV XLP 1x3/c 25mm2 Mts. 30,00 230,39 6911,70Cable desnudo Cu.750V 1x35mm2 Mts. 25,00 35,83 895,84Pararrayo tipo distribuidor 9KV, 5KA Pza. 3,00 394,24 1182,72Seccionador 100A , 15KV, NBI 95KV Pza. 3,00 450,56 1351,68Cruceta 3 1/2x4 1/2x7'5" Pza. 1,00 59,40 59,40Tuberia acero galvanizado 3 1/2" 0 Barra 1,00 479,80 479,80Tuberia PVC 3 1/2" 0 Barra 6,00 331,70 1990,20Abrazadera para poste Pza. 3,00 55,11 165,33Aislador soporte de 15KV Pza. 3,00 34,30 102,90Mufla terminal uso interno externo Juego 1,00 1385,35 1385,35RAYCHEM seri HVT de 5 a 35KV (Kit)


2.- MANO DE OBRAIng. Electricista Hr. 20,00 22,50 450,00Tec. Electricista Hr. 32,00 15,00 480,00Tec. Electricista Hr. 32,00 15,00 480,00Ayudante Hr. 32,00 7,50 240,00




Trasporte (Camión y grua) Global 250,00




($us) 2882,89

235



Codigo……… 19

Descripción…INSTALACIÓN DE LUMINARIALITHONIA



1,- MATERIALProyecto Sporlite 1500W Lithonia Pza. 1,00 6336,00 6336,00


2.- MANO DE OBRAIng. Electricista (luminotecnia) Hr. 2,00 50,00 100,00Tec. Electricista Hr. 4 ,00 15,00 60,00Ayudante Hr. 4,00 7,50 30,00Ayudante Hr. 4,00 7,50 30,00







($us) 1150,65

236


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIO FAC. TEC.UTO Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 20Descripción… TABLERO TORRE



1,- MATERIALTablero de acero 100x100x60 cm Pza. 1,00 2112,00 2112,00Int.Termomagnetico 1P-16A Pza. 18,00 30 540,00Contactor potencia DIL-15KW Pza. 3,00 443,52 1330,56Barras de Cu. 1 1/2"x3/16” Mts. 4,00 696,96 2787,84Cable Cu.TW.600V,# 10 mm2 Mts. 20,88 9,57 199,91Accesorios Gl. 1,00 338,52 338,52









($us) 1383,65

237



Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 21Descripción… TABLERO MEDICIÓN PROTECCIÓN TORRESUnidad……… PUNTO Cambio: 6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALTablero de acero medición protección 100x150x60cm Pza. 1,00 8800,00 8800,00Interruptor de potencia 3P-63A Pza. 4,00 760,32 3041,28Interruptor de potencia 3P-250A Pza. 1,00 6019,2 6019,20Medidor trifasico PC Pza. 1,00 4540,80 4540,80CT¨s con Clase 0,3 300/5A Pza. 3,00 281,60 844,80Soporte para CT· Pza. 3,00 236,50 709,50Barras de Cu. 1"1/4 x 1/4” Mts 4,00 422,40 1689,60


2.- MANO DE OBRAIng. Electricista Hr. 16,00 22,50 360,00Tec. Electricista Hr. 24,00 15,00 360,00Ayudante Hr. 24,00 7,50 180,00







($us) 4660,27

238



Codigo……… 22Descripción… INSTALACIÓN DE PARARRAYO FRANKLIN



1,- MATERIALParrayo Franklin Pza. 1,00 366,08 366,08Cable Cu.TW.750V,# 1x25 mm2 Mts. 40,00 38,58 1543,17Terminal para 25 mm2 Mts. 1,00 108,98 108,98Accesorios Gl. 1,00 100,91 100,91









($us) 432,67

239


Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIOFAC.TECNICA UTO Fecha:Octubre-2011

Codigo……… 23Descripción… Ho Ao Torres de iluminación

Unidad……… M3 Cambio:6,97 (Bs/$us)


1,- MATERIALCemento Portland Kg 330,00 0,90 297,00Arena M3 0,54 40,00 21,60Grava M3 0,79 40,00 31,60Fierro Estructural Corrugado Kg 207,00 7,44 1540,08Alambre de amarre Kg 1,60 12,00 19,20Clavos Kg 1,60 10,00 16,00Madera enconfrado P2 62,00 4,00 248,00Agua LT 117,00 0,05 5,85

Total materiales 2179,332.- MANO DE OBRAAyudante Hr. 40,20 7,50 301,50Encofrador Hr. 18,00 10,00 180,00Armador Hr. 12,42 10,00 124,20Albañil Hr. 2,30 10,00 23,00Operador Hr. 0,30 7,99 2,40



3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 34,71Mezcladora Hr. 0,40 16,00 6,40Vibradora Hr. 0,40 16,00 6,40Sierra circular Hr. 2,00 10,00 20,00



($us) 499,61

240



Codigo……… 24Descripción… ESTRUCTURA TORRESUnidad……… KG Cambio:6,97(Bs/$us)

Descripción Unid. Rendimiento Unitario Total

1,- MATERIALLamina de acero 1/8"x1x2m KG. 0,45 50,00 22,50Perno 1/2"x3" Pza. 0,05 15,00 0,75Barra de acero L 1/8"x2"x2"x2m KG. 0,02 25,00 0,50Electrodo KG: 0,03 30,00 0,75

Total materiales 24,502.- MANO DE OBRAIng. Mecánico Hr. 0,04 22,50 0,90Tec. Mecánico Hr. 0,04 15,00 0,60Ayudante Hr. 0,04 7,50 0,30



3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 0,10Soldador de arco Hr. 0,04 10,00 0,40




($us) 4,65

241



Codigo……… 25Descripción… EXCAVACIÓN

Unidad……… M3 Cambio:6,97(Bs/$us)


1,- MATERIALExcavación 0,6x0,5x1mts.

Total materiales 0,002.- MANO DE OBRA



3.- HERRAMIENTAS Y EQUIPOS (5%) 0,00Tractor DG7 medido en banco Hr. 0,04 644,20 25,77



($us) 4,47

242



Fecha: Octubre-2011

Codigo……… 26Descripción… GRUPO GENERADOR 125 KVA



1,- MATERIALGRUPO GENERADOR 200KVA 400V. Pza. 1,00 348500,00 348500,00


2.- MANO DE OBRAIng. Electricista Hr. 8,00 22,50 180,00Tec. Electricista Hr. 16,00 15,00 240,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00Ayudante Hr. 16,00 7,50 120,00Operador Hr. 8,00 12,50 100,00







($us) 60734,67

243

P R E S U P U E S T O G E N E R A L

Proyecto …..INSTALACION ELECTRICA ESTADIO FAC.TÉCNICAUTO Fecha:Octubre-2011

Unidad………PUNTO Cambio:6,97(Bs/$us)

Item Descripción Und. Cantidad Unitario $us Costo Total $us

INSTALACIÓN DE INTERIORES

1 Instalación iluminación Pts. 156,00 83,73 13061,882 luminarias Fluorecs. 2x40W Pts. 203,00 54,30 11022,903 Instalación Tomas Pts. 232,00 30,10 6983,204 Instalación líneas telefonicas Pza. 10,00 35,95 359,505 Instalación duchas 4500W Pza. 8,00 120,62 964,966 Cable Cu.TW.750V,# 4x6 mm2 Mts. 86,00 19,86 1707,967 Cable Cu.TW.750V,# 4x10 mm2 Mts. 31,00 16,85 522,358 Cable Cu.TW.750V,# 4x16 mm2 Mts. 341,20 22,09 7537,119 Cable Cu.TW.750V,# 3x25 mm2+1x16mm2 Mts. 339,00 41,61 14105,7910 Cable Cu.TW.750V.# 3x35 mm2+1x25mm2 Mts. 150,00 54,78 8217,0011 Bomba sumergible 7,5 KW Pza. 1,00 6177,17 6177,1712 Bomba sumergible 5KW Pza. 1,00 5011,05 5011,05

13 Tableros Control protección Bombas7,5KW Pza. 1,00 909,67 909,67

14 Tableros Control protección Bombas 5KW Pza. 1,00 893,83 893,8315 Tableros de distribución Pza. 6,00 638,05 3828,3016 Tablero Medición Protección Pza. 1,00 4377,65 4377,6517 Instalación Transformador 125 KVA Pza. 2,00 12573,51 25147,0218 Instalación Acometida Gl. 1,00 2882,89 2882,89

Sub Total 113710,23

INSTALACIÓN DE ILUMINACIÓN DEL CAMPO DEPORTIVO

19 Instalación Luminarias 1500W Pts. 72,00 1150,65 82846,8020 Tableros de distribución Torres Pza. 4,00 1383,65 5534,6021 Tablero Medición Protección Pza. 1,00 4660,27 4660,2722 Parrayo Franklin Pza. 4,00 432,67 1730,6823 HoAo Torres de iluminación M3. 125,00 499,61 62451,2524 Armadura Estr. Torres de iluminación Kg, 12500,00 4,65 58125,0025 Excavación M3. 350,00 4,47 1564,5026 grupo generador 200 KVA 400V Pza. 1,00 50000,00 50000,00

SubTotal 266913,10

TOTAL 380623,33

Impuestos IVA e IT 16% del TOTAL 60899,73

PRESUPUESTO TOTAL $us 441523,06

PROYECTO GRADO UMSA

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