Elaboración de Proyectos de Ingeniería-Parte 1

Diferencias entre Diseñar, calcular y revisar

El Ingeniero Diseñador tiene la habilidad de calcular y revisar. De hecho el diseño eléctrico es un Arte, que se aprende con la experiencia.  Definir  en un Plano de una Edificación, Planta industrial o desarrollo urbanístico,  la ubicación de equipos eléctricos, ruteos de bancadas  o tuberías  de electricidad, mallas de tierra,  etc. es toda una  aventura que no se puede realizar en solitario cuando se es novato. Es necesaria la consulta a los que saben. Los novatos que se aventuran a diseñar en solitario terminan trabajando el Doble o triple.

El Ingeniero Calculista no necesariamente tienen  la habilidad de diseñar o revisar . Es común que  los Diseñadores  realicen cálculos eléctricos. Pero cuando el tiempo apremia los Diseñadores se apoyan en Calculistas que manejan muy bien programas como el ETAP o el  DIALUX, y estos le van entregando resultados al Diseñador que va plasmando en el  Proyecto de ingeniería , como cantidad de Luminarias, diámetro de conductores, etc. El Calculista es un Potencial Diseñador ya que trabaja en paralelo con la  ingeniería en pleno desarrollo.

El Ingeniero Revisor no necesariamente tiene la habilidad de diseñar y calcular. El  Revisor no necesariamente tiene  la habilidad de diseñar o de realizar cálculos, pero como ha visto tantos planos y Documentos tiene la habilidad detectar las incongruencias  de un proyecto ya que posee conocimiento de Normas y criterios de diseño. Lo ideal es que el Revisor  haya tenido experiencia previa en el Diseño y cálculos de proyectos.

Elaboración de Proyectos de Ingeniería-Parte 2

Diferencias entre Diseñar a 120V, 60Hz y 230V, 50Hz

Como sabemos no todos los Países tienen la misma frecuencia eléctrica (Hz). Veamos ejemplos en siguiente tabla:

Cuando realizamos un Proyecto Eléctrico simple en 120V (Fase+Neutro), 60Hz, usualmente utilizamos Normas Norteamericanas como ANSI (American National Standards Institute) Y  Cuando realizamos un Proyecto eléctrico simple 230V (Fase+ Neutro), 50Hz, usualmente utilizamos Normas Europeas como CENELEC u IEC ( International Electrotechnical commission). (Hay otras Normas como CEN que es el Comite Europeo de Normalización)

En la realización de un proyecto eléctrico simple 120V, 60Hz, se suele utilizar cables  con nomenclatura  norteamericana  indicados con la referencia AWG (American Wire Gauge) de 600V, calibres #12AWG, #10AWG, #8AWG, #6AWG, # 4AWG, #1/0AWG, #2/0AWG, etc, tipo THW (por ejemplo), y en la realización de un proyecto eléctrico simple 230V, 50Hz, utilizamos cables del tipo 0,6/1,1kV, calibres 1x1,5mm2, 1x2,5mm2, 1x4mm2,1x6mm2, 1x10mm2 etc, tipo RV-K o RZ1-K (por ejemplo).

Una equivalencia sería la siguiente:

Entre los errores más comunes a la hora de ejecutar un Proyecto eléctrico es el  de aplicar Normas CELENEC/IEC en países con tensión simple en 120V (Fase+Neutro), 60Hz, o viceversa: ejecutar un Proyecto eléctrico aplicando Normas ANSI en países con tensión simple en 230V (Fase+Neutro), 50Hz.

Veamos, según las Normas CELENEC/IEC, la caída de tensión típica  para un circuito de iluminación es del 6%;  en cambio según las Normas ANSI, la caída de tensión típica para  un circuito de iluminación es del 3%.

Es lógico que para 230V la Caída de tensión sea el doble  que para 120V,  ya que 230V es el doble o casi de 120V

Se han visto  diseños de ingeniería en Países con  tensión simple en 120V (Fase+Neutro), 60Hz  ejecutados con  Normas europeas CELENEC/IEC, donde los circuitos de fuerza e iluminación quedan sub dimensionados, ya que al diseñar, por ejemplo, un circuito de Iluminación de 120V, con una caída de tensión del 6%, los circuitos quedan diseñados con un diámetro menor si se hubiesen realizados los cálculos con el 3% de caída de tensión como debe ser. ( En el caso contrario, los cables quedarían sobre dimensionados).

Dicho lo anterior, es recomendable que los ingenieros con una cultura de diseño CELENEC/IEC (tipo europea) y que vayan a realizar Proyectos de Ingeniería en un Pais con tensión simple en 120V (Fase+Neutro), 60Hz, se estudien las Normas que apliquen al País , que usualmente son las Normas ANSI americanas.

Otro error que  cometen  los diseñadores con cultura CELENEC/IEC, en Países con tensión simple en 120V (Fase+Neutro), 60Hz es por ejemplo, no utilizar los cables Normalizados en esos Paises,  por ejemplo, realizan un proyecto utilizando cables del tipo 0,6/1,1kV, calibres 1x1,5mm2, 1x2,5mm2, 1x4mm2,1x6mm2, 1x10mm2 etc, tipo RV-K o RZ1-K (por ejemplo), cuando se deberían utilizar cables de 600V, calibres #12AWG, #10AWG, #8AWG, #6AWG, # 4AWG, #1/0AWG, #2/0AWG, etc, tipo THW (por ejemplo), de acuerdo a las Normas ANSI.

A lo hora de la construcción hay que importar todos los materiales ya que cada país tiene su propia idiosincrasia y cultura en cuanto a la utilización de materiales. Esto trae como consecuencia encarecimiento de la Obra así como mantener un stock de materiales importados. 

Algunos Proyectos que se realizan en Europa para Países de Suramérica con tensión simple en 120V (Fase+Neutro)  60Hz, vienen ya ejecutados con tensión simple en 230V (Fase+Neutro), 50Hz, por lo que el País receptor del Proyecto se ve obligado a  colocar “generadores de emergencia” 230V, 50Hz, como suplidor continuo de energía, lo cual implica tener Diesel almacenado para trabajo continuo las 24 horas en caso por ejemplo de una Fabrica.

Por lo anteriormente explicado es recomendable que los ingenieros de diseño que realicen proyectos fuera de su formación profesional-cultural, estudien y se familiaricen con las Normas y Criterios que rigen  en  otros Países.

Más adelante hablaremos sobre las diferencias y similitudes en cuanto a la Simbología Eléctrica y vocabulario Técnico entre las Normas Europeas y Americanas.

Elaboración de Proyectos de Ingeniería - Parte 3

Características de un buen Diseño de instalaciones eléctricas

Se ha notado que cuando una Compañía de Ingeniería de la Construcción va a realizar una Oferta para determinada Obra, se encuentra que en algunos casos que tanto los Planos como los Cómputos métricos no están completos o entendibles  por lo que los Estimadores de Costos o Gerentes de ofertas tiene que estar “adivinando” o realizando “cómputos extras” para poder completar la Oferta cuando falta en los Planos algún detalle de instalación.

El otro caso es cuando ya en plena ejecución de Obra, los Planos “no estás claros” en su presentación y tanto el ingeniero residente como en ingeniero inspector de Obra tienen que estar resolviendo en sitio mediante un  “Memo de Instrucción de Campo”, la resolución de una instalación “no entendible” en particular.

Lo anterior trae como consecuencia, la alteración del Presupuesto Original Ofertado por un Cliente, por lo que va creciendo lo que llaman las  “Partidas de Obras extras”.

Para que lo anterior no ocurra o disminuir su incidencia, de deberán tomar algunas consideraciones en la etapa de Proyecto, a nivel de Planos y cómputos métricos (que son los Documentos que “mas se miran”, tanto para Ofertar como para Construir.)

Para que un diseño de instalaciones eléctricas sea lo más entendible posible, deberemos considerar lo siguiente:

-          Poseer un amplio conocimiento de Normas eléctricas Nacionales como Internacionales

-          Ser lo más preciso en la elaboración de los cálculos. 

-          Elaborar todos los Planos de “Detalles de instalación” necesarios de tal manera que  no  queden  dudas para la Construcción.

-          Colocar en todos los Planos, las “Notas” necesarias aclaratorias tal manera que  no  queden  dudas para la Construcción. (Los Planos deben “hablar solos”)

-          Hacer la ”leyenda de Simbología” lo mas amplia posible.

-          Los cómputos métricos no deben ser generales. Deberán realizarse cómputos métricos por Etapas de Construcción o por Sectores o Unidades independientes entre sí.

Elaboración de Proyectos de Ingeniería - Parte 4

¿Qué es el Factor de Potencia?

Es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica.

El Factor de Potencia puede tomar valores entre 0 y 1, lo que significa que:

Si el Factor de Potencia es 0,95 (valor mínimo exigido por  muchas Empresas  dstatales de electricidad ) indica que del total de la energía abastecida  sólo el 95 % de la energía es utilizada mientras que el 5 % restante es energía que se desaprovecha.

En los artefactos tales como lámparas incandescentes o planchas eléctricas, toda la energía que requieren para su funcionamiento se transforma en energía lumínica o energía calórica, en estos casos el Factor de Potencia toma valor 1 (100 % energía activa).

Inconvenientes que ocasiona

En caso que el Factor de Potencia sea inferior a 0,95, implica que los equipos tienen elevados consumos de energía reactiva respecto a la energía activa, produciéndose una circulación excesiva de corriente eléctrica. Además, produce alteraciones en las regulaciones de la calidad técnica del suministro (variaciones de tensión), con lo cual empeora el rendimiento y funcionamiento de los artefactos y quita capacidad suficiente de respuesta de los controles de seguridad como ser interruptores, fusibles, etc.

Conclusión:

Para el uso racional de la energía, es prioritario que valor del Factor de Potencia sea 0,95 -1,00. En la compra de artefactos y maquinarias existen algunas marcas que ya traen compensada esta energía a valores exigibles por la muchas Empresas estatales de Servicio Electrico.

¿Qué es eficiencia de un motor eléctrico?

La eficiencia es la medida de la capacidad de un Motor eléctrico para convertir la potencia eléctrica que toma de la línea de potencia.

Eficiencia=Potencia mecánica Hp/potencia eléctrica Kw

En general los motores convierten el 85% de su energía eléctrica en mecánica y pierde el 15% en el proceso de conversión, lo que representa una eficiencia del 85%. Los motores pueden tener hasta un 90% de eficiencia

DIMENSIONAMIENTO DE CENTRO CONTROL DE MOTORES 480V

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TENSIONES ELECTRICAS DE OPERACION DE QUATAR (Emirato Arabes Unidos):

1. 400 / 420 kV, 50Hz, Fault level : 63kA

2. 220 / 245 kV , 50Hz, Fault level : 40kA

3. 132 / 145 kV , 50Hz, Fault level : 40kA

4. 66 / 72.5 kV , 50Hz , Fault level : 31.5kA

5 33 / 36 kV , 50Hz, , Fault level : 31.5kA

6 22 / 24 kV , 50Hz, Fault level : 31.5kA

7. 11 / 12 kV , 50Hz, Fault level : 40kA

8. 415 / 230 volts, 3 phase 4 wire system

La información fue suministrada por el ingeniero Krishna B KHASANIS
Project Manager at LARSEN & TOUBRO LIMITED QATAR
 

TENSIONES ELECTRICAS DE OPERACION EN BOLIVIA (Sur America)  

En Bolivia las tensiones normalizadas en 50 Hz son:
 Generacion: 10KV, 10.5kV, 11kV 
Transporte: 115kV,230kV
Distribucion media tension: 60kV,34.5kV 24.9 kV, 13.8kV,10 kV
distribucion en Baja: 220V y 380V

La información fue suministrada por el Ingeniero Fernando Maturano Barba de SPIECAPAG

Santa Cruz, Bolivia.

TENSIONES ELECTRICAS DE OPERACION EN COLOMBIA (Sur America)

En relación con los niveles de tensión en colombia,según el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas RETIE, el cual fue actualizado en agosto de 2013, Norma NTC 1340 son:

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