Presenta: Marcos Campos Nava UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO Instituto de Ciencias Básicas e Ingenierías Asignatura: Eléctrica II CÁLCULOS EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS Marzo de 2012 Presenta: Marcos Campos Nava

Introducción La determinación de las características de cada uno de los componentes de las instalaciones eléctricas residenciales forma parte del proyecto de las mismas. A partir de estos cálculos se obtienen tales características, pero también se tiene información necesaria para evaluar la cantidad de material necesaria por emplear, la elaboración de presupuestos y las disposiciones regalmentarias más importantes.

¿Como iniciar un proyecto de Instalación eléctrica? * Nueve pasos a considerar para lograr la mejor instalación eléctrica posible:

1.- Empezar, no deteniéndose en los costos. Por el contrario considérese todas las partes del proyecto, desde las más importantes, como la acometida del servicio, transformadores de tensión, tableros, hasta los detalles más pequeños, como la salida para un contacto de servicio o un alumbrado para un jardín, etc., pensando solamente en lograr resolver todas las necesidades. Desde luego esto no significa que la parte económica no sea importante, pero no es el momento de detenerse en este análisis.

2.- Recopilar la información con datos de toda la gente involucrada En orden de importancia la información se obtendrá de: La gente de producción, son los que conocen mejor sus necesidades. La gente de mantenimiento, son los que conocen mejor los problemas. La gente de seguridad, por los requisitos adicionales. La gente de servicios auxiliares, para adecuar convenientemente todo el funcionamiento. La alta gerencia y los financieros, su recomendación será invertir lo menos posible, ¡cuidado! Sus decisiones son determinantes, por tanto hay que hacer notar, lo poco que representa hacer la mejor instalación, contra la pérdida que representa la fábrica parada por deficiencias en la instalación eléctrica.

3.- Obtener los datos de necesidades con la mayor precisión posible. Generalmente esta estimación sólo puede completarse cuando ya es urgente empezar la construcción, muy importante es pensar en el factor de utilización, por tanto, se requiere consultar con gente de experiencia e informarse exhaustivamente al respecto, para obtener una estimación lo más exactamente posible.

4.- Estudiar las fuentes de abastecimiento. Analizar posibilidades y requisitos, abastecerse del servicio público, propio o combinado, ¿en qué tensión o tensiones?

5.- Colóquese en la posibilidad de observar con amplitud el funcionamiento de todo el proyecto Las instalaciones a fin de cuenta aunque están formadas de partes, funcionan como una sola instalación, por eso es muy importante observar el funcionamiento como un conjunto, comprobando flexibilidad y continuidad de servicio, para lo cual es importante contar con un proyecto. Auxiliarse para estos análisis de diagramas unifilares, sobre un papel los cambios son más baratos. Estudiar la operación y simular fallas, siniestros y catástrofes. ¿Qué sucede al fallar algún elemento de la instalación o al ocurrir algún imprevisto? La experiencia indica que mientras más y más se estudie y revise el funcionamiento, más económica y mejor será.

6.- Instalar pensando en futuras ampliaciones o modificaciones Aunque les juren y perjuren que las instalaciones jamás crecerán, no existe instalación en el mundo en que esto no haya ocurrido, siempre han crecido. Pensar en un crecimiento razonable. Buscar una flexibilidad que permita soluciones sencillas para los cambios que nunca faltan. Siempre será menor el costo de las instalaciones preparadas para crecer, cuando este se presenta, que las modificaciones que hay que hacer para realizarlo cuando no se ha previsto. Mucho ayudará estudiar estas posibilidades en un diagrama unifilar.

7.- Planear para máxima protección y seguridad. Debe tenerse muchísimo cuidado en la seguridad, considerando que la electricidad forma parte integral de casi todo, ¿pensar que puede hacerse hoy día sin electricidad? Prácticamente todo mundo tiene que ver con ella y por lo tanto debemos pensar que los avisos que dicen “SÓLO PERSONAL AUTORIZADO” no son garantía de seguridad. Cualquiera puede cometer un error.

Tres ideas fundamentales pueden ayudarnos a construir una instalación segura: Usar siempre y solamente las protecciones de los circuitos y los interruptores adecuados. Que la instalación se haga de tal forma que no sea necesario trabajar en circuitos energizados. Que todas las partes vivas estén siempre encerradas en cubiertas metálicas aterrizadas.

8.- Seleccionar elementos de fácil adquisición y poco mantenimiento Diseñar para bajo costo de mantenimiento, evitar al máximo el incluir elementos de fabricación especial. Recordar que los costos de mantenimiento inciden en los costos de producción. Tres reglas básicas: Pensar en flexibilidad de operación, por ejemplo, poder dar servicio a una parte sin tener que dejar fuera a otra. Dejar espacio suficiente alrededor de los equipos a mantener para tener facilidad de acceso. Usar los materiales más comunes, fáciles de cambiar y de mayor facilidad para su adquisición.

9.- Cumplir con las normas oficiales que intervienen Cumplir con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005, es el aspecto más importante en una instalación eléctrica, ya que su cumplimiento proporciona bases muy importantes para su seguridad, además de la necesidad del dictamen de cumplimiento de la NOM, para poder energizarlas.

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica El punto de partida es el plano arquitectónico de la planta en donse muestren todas las áreas de que consta la la casa-habitación a escala o acotadas, es decir, se debe indicar el número de recámaras y su disposición, sala comedor, pasillos, cocina, baños, cochera, patio áreas de jardines, psicina, etc. La determinación de las necesidades de cada una de las áreas que constituyen una casa habitación se puede hacer sobre la base de las necesidades típicas de tipo eléctrico que se deben satisfacer.

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica

Valores de consumo a 127 corriente monofásica

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica De los requerimientos generales como los indicados anteriormente se puede hacer una estimación general de la carga. Debe tomarse en cuenta que estos requerimientos pueden representar el mínimo, ya que siempre hay qu recordar que una buena instalción eléctrica debe prevenir la posibilidad de carga adicional para requerimentos usales como los mencionados, o bien para cargas especiales como sistemas de aire acondicionado y otros.

1. Determinación de los requisitos para una Instalación eléctrica En el plano de la casa habitación se debe indicar el lugar de cada uno de los elementos que formarán la instalación electrica residencial y a apartir de esto se hace el llamdo proyecto o cálculo de instalación.

Requerimientos eléctricos en áreas de una casa habitación

S3= Apagador sencillo S= Apagador sencillo Representación de los requerimientos eléctricos en áreas de una casa habitación

2. Cálculo de Carga

2. Cálculo de Carga (Criterio 1)‏ v v Obtener la potencia total instalada en la vivienda

2. Cálculo de Carga (Criterio 1)‏

2. Cálculo de Carga (Criterio 1)‏

2. Cálculo de Carga (Criterio 2)‏ Una buena instalación puede requerir una mayor capacidad en los circuitos. La carga que se calcule debe representar toda la carga necesaria para alumbrado, aplicaciones diversas, es decir, contactos y otras cargas como bomba agua, aire acondicionado, secadoras de ropa, etc.

2.1 Carga de alumbrado (Criterio 2)‏ De acuerdo a la norma de especificaciones técnicas para instalaciones eléctricas, la carga por alumbrado se puede calcular sobre la base de 20 watts m² de área ocupada. El área del piso se calcula de las dimensiones de la casa, edificio o espacio que se considere y por el número de pisos tratándose de casas de más de un piso o edificios con varios pisos de departamentos, por lo general las áreas externas, cochera (garage) así como parte de esta densidad de carga.

2.1 Carga de alumbrado (Criterio 2)‏ El valor de 20 watts/m² se basa en condiciones medias de carga y para factor de protección del 100%, por lo que pueden existir casos en que este valor pueda ser excedido y en los que habrá que dimensionar la instalación para que opere en forma segura y eficiente usando conductores de mayor capacidad de conducción de corriente.

2.1 Carga de alumbrado (Criterio 2)‏ Ejemplo: Para determinar los requerimientos de una instalación residencial típica, supóngase que las dimensiones externas de una casa de una planta son 8 x 18 metros, estas dimensiones se consideran como finales, es decir, sin amplificaciones. Calcular el número de circuitos necesarios para alimentar las cargas a 127 volts.

2.1 Carga de alumbrado (Criterio 2)‏ Para fines prácticos se puede considerar 23 A . Como la corriente por circuito es 15 A, el número de circuitos es: 23 1.53 = 15 Es decir, 2 circuitos y los conductores pueden ser del número 14 AWG.

3. Circuitos Derivadores y Alimentadores

Circuito Derivado El circuito derivado en una instalación eléctrica se define como el conjunto de conductores y demás elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desde los últimos dispositivos de protección contra sobre-corriente en donde termina el circuito alimentador, hasta las salidas de las cargas.

Circuito Derivado Circuito derivado individual Tensión Máxima Se clasifican x Capacidad de su dispositivo de protección Vs sobre corriente Pueden ser de: 15, 20, 30, 40 y 50 Amperes. Cuando las cargas son mayores de 50 A se deben alimentar con C.D. individuales. Tensión Máxima No mas 150 V Circuito derivado No debe ser mayor que la capacidad nominal del propio circuito. Carga Máxima C.D. De 15 y 20 A en cualquier tipo de local C.D. De 30 A para locales que no sean casas habitación Usos C.D. De 40 a 50 A instalaciones pesadas. Los C.D. Individuales pueden alimentar cualquier carga en cualquier tipo de local y las cargas mayores de 50A

Circuito Derivado Como una idea de la carga para una casa habitación, se pueden estimar las siguientes cargas para cada una de las áreas. Considerando un alumbrado normal y los servicios necesarios. Sala: de 1000 a 2000 Watts Comedor: de 500 a 1000 watts Recámaras; de 500 a 1000 watss Cocina: de 1000 a 2500 watts Exteriores y jardín: 1000 a 1500 watts

Referencias: Becerril, D. (2005). Instalaciones Eléctricas prácticas Turrubiates, V. (2009). Instalaciones Eléctricas. BUAP