CONTRUCCIONES 3 04 02 fadu - Apuntes 1 a 4 PDF

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Dirección técnica de obra UT4 UD2

Profesores: Arq. Antonio Bizzotto Arq. Carlos Risso Pedagogo: Mag. Marcelo I. Dorfsman

FADU (Facultad de Arquitectura Diseño y Urbanismo) - UBAnet S.A.

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Curso de dirección técnica de obra Unidad Temática 4: Las instalaciones complementarias y el final de obra Unidad Didáctica 2: Instalaciones eléctricas

Introducción La ejecución de las instalaciones eléctricas está reglamentada por la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA). El reglamento establece las condiciones mínimas que deberán cumplir las instalaciones para preservar la seguridad de las personas y los bienes. Rige para todas las instalaciones de inmuebles destinados a vivienda, comercio, oficinas o locales con funciones similares, e incluye cuestiones a tomar en cuenta cuando su uso es temporario o provisorio. Existen instalaciones específicas (procesos industriales, alumbrado público, sistemas de comunicaciones, etc.), así como instalaciones de Media y Alta Tensión. Estas últimas no serán desarrolladas en este curso, ya que no se incluyen dentro de nuestras incumbencias como DO. Al finalizar esta unidad, usted podrá contar con los elementos necesarios para conducir y supervisar el proceso de instalación eléctrica de la obra. a) Datos Generales a tener en cuenta basado en el Reglamento de la Asociación Electrotécnica Argentina - AEA Para comenzar con el desarrollo de la unidad, es importante que usted tenga a mano algunos datos de importancia. La compañía generadora entrega la tensión de dos maneras diferentes, de acuerdo con su potencia: Media Tensión

35-15-10-6-5-3,2

Kv

Baja Tensión

1000-380-220

v

Nos encontramos, a su vez, con dos tipos de tensiones: Tensiones alternas, dentro de las cuales encontramos: 1

Monofásicas (generalmente, pequeñas instalaciones o domiciliarias). Formada por una fase cualquiera del sistema trifásico y el conductor neutro. El valor es de 220V conexionado en paralelo.

2

Trifásicas (grandes instalaciones). Formada por las tres fases y el neutro simultáneamente, obteniéndose una tensión de 380V. El sistema de conexionado es en estrella o en triángulo.

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Tensiones continuas: 1

Para conseguir una tensión continua es necesario una conversión previa de la tensión alterna. Actualmente, este tipo de tensión queda relegada al transporte ferroviario.

b) ¿Cómo procederemos en esta Unidad? De cada instalación tomaremos algunos temas relevantes. Analizaremos cómo ejecutarlos y describiremos los controles y procedimientos que debemos ejercer como directores de obra. Estos ejemplos transparentarán una metodología de análisis a seguir con cualquier otra tarea significativa que se nos presente en el futuro. Cada instalación complementaria que se realiza en la obra, de acuerdo con los conocimientos del proyectista y con su especificidad, puede requerir la colaboración de asesores especializados. Su función consistirá en diseñar los planos y pliegos de esa instalación, procurando en todo momento integrarlos a la totalidad de la obra. De ninguna manera debemos aceptar que se los considere como tareas aisladas.

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1 Instalación de baja tensión 380/220V de tensión La instalación eléctrica se distribuye a través de centros, brazos y tomacorrientes. El esquema de conexión que mostraremos a continuación indica una línea de alimentación trifásica. Con derivaciones a diferentes tableros trifásicos o monofásicos, este esquema responde a la necesidad de balancear las cargas de consumo en sus diferentes formas (motores, iluminación y otros) para lograr el equilibrio en cada una de las fases. Conceptualmente, la generación, transmisión y distribución de la energía eléctrica es trifásica hasta el punto de consumo. (para nosotros la acometida al edificio) 1) Esquema básico de conexión En el siguiente gráfico, usted podrá apreciar dos tipos de instalaciones, una instalación individual y una múltiple. Las instalaciones deben ajustarse a alguno de ellos. Esquema General Instalación individual

Instalación múltiple Red de distribución

Línea de alimentación

Protección de alimentación

Línea de alimentación

Medidor de energía (Las características serán definidas por la empresa prestatoria del servicio)

Línea principal Tablero prinicipal (T.P.) Línea seccional Tablero seccional (TSi) Tablero seccional (TSij) Línea de circuitos

1.a) Puesta a tierra En todos los casos, deberá efectuarse la conexión a tierra de todas las masas de la instalación. Ésta será eléctricamente continua y tendrá la capacidad de soportar la corriente máxima de cortocircuito. La toma de tierra está formada por el conjunto de dispositivos que permiten vincular con la tierra el conductor de protección. Se debe tener en cuenta que la descarga efectiva a tierra se realiza generalmente a través de una jabalina de hierro bañada en cobre u otro dispositivo permitido (ver figura 1).

La finalidad es lograr la mayor dispersión posible; por ello es recomendable lograr la mayor profundidad de hincado del dispositivo y, de ser posible, una zona con buen tenor de humedad. La variable principal del valor de puesta a tierra es directamente proporcional a la resistividad del terreno. Recordemos que la resistividad es una propiedad inherente a cada material, pues depende de su estructura atómica y molecular. Figura 1.

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La resistividad del terreno es el factor fundamental que determina cuál será la resistencia de la puesta a tierra. Cada tipo de suelo posee un valor promedio, que varía ampliamente bajo la influencia de la humedad y de la temperatura. Ambas son variables fundamentales para medir la resistividad en cada punto de puesta a tierra. A continuación, le mostramos algunos valores típicos de resistividad en suelos. Suelo

Resistividad (ohm - cm)

Suelo de superficie, greda, etc.

100 a 5.000

Arcilla

200 a 10.000

Arena y grava

5.000 a 100.000

Piedra caliza de superficie

10.000 a 1.000.000

Piedra caliza

500 a 400.000

Esquisto o pizarra

500 a 10.000

Piedra arenisca

2.000 a 200.000

Granito, basalto

100.000

toda la instalación y estará conectado a todos los tomas de ésta. Las tareas de control del DO son: 1

Verificar toma a tierra con material adecuado, incluyendo tapa de acceso. (Ver figura 2 - página 6) (Ver figura 3).

2

Controlar la conexión con cable de cobre, mínimo 2,5 mm.

3

Controlar la existencia de empalmes reglamentarios.

4

Verificar el funcionamiento, es decir, la efectividad de la resistencia.

En la tabla que sigue podemos observar cómo varía la resistividad para dos tipos de suelos, según su contenido de humedad. Cantidad de humedad

Resistividad (ohm - cm)

(% en peso)

Suelo superficial Arcilla arenosa

1

1000 x 106

1000 x 106

2,5

250.000

150.000

5

165.000

43.000

10

53.000

18.500

15

19.000

10.500

20

12.000

6.300

30

6.400

4.200

Podemos observar que los valores de la resistividad son muy variables y que deben ser analizados en cada punto en particular. El valor de la resistencia se calcula del siguiente modo: valor de resistividad de la tierra por la longitud de la jabalina dividido la superficie de contacto de ésta con la tierra. Se expresa en ohms. El mínimo valor requerido de resistencia de la puesta a tierra es de 5 ohms. Este valor se mide con un megóhmetro. El conductor de protección de cobre aislado recorrerá

Figura 3 - Caja de inspección jabalina.

La Historia de la Garza y el Toro "Bajo las ramas de un frondoso árbol, se resguardaban de la lluvia una Garza y un Toro...de repente cayó un poderoso rayo y la Garza, horrorizada, vio cómo el Toro se desplomaba a su lado arrojando humo por todo el cuerpo....." ¿Por qué murió el Toro y la Garza no..?. Al caer el rayo sobre el árbol, su inmensa corriente se dispersó rápidamente por todo el terreno circundante, electrizándolo a diferentes voltajes, desde millones de voltios al pie del árbol hasta unos pocos en los potreros vecinos. El Toro, por estar parado en sus cuatro patas, recibió cuatro niveles de voltaje diferentes (uno en cada pata), lo cual permitió que parte de la corriente del rayo circulara a través de su cuerpo. La Garza, por haber estado parada en una pata, recibió el mismo voltaje en todo el cuerpo y, por lo tanto, al igual que las golondrinas posadas en los cables de alta tensión, la corriente no pudo circular a través de ella. Una buena instalación eléctrica debe ser como la Garza: "puesta a tierra" en un solo punto.

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Figura 2 - Puesta a tierra esquema.

Finalizada la lectura, le recomendamos realizar la Actividad Nº 1 en la versión interactiva.

2

Controlar que las partes que tienen tensión estén debidamente protegidas con tapas o cubiertas.

Los tableros eléctricos deben ser ubicados en un lugar seco, ambiente normal y de fácil acceso, alejados de instalaciones de agua, gas, teléfonos o depósitos de combustibles. Es importante, desde la perspectiva de una conexión eléctrica, que los tableros principales y seccionales se ubiquen en sus respectivos baricentros de carga.

3

Verificar la facilidad de acceso a los dispositivos de maniobra (llaves termomagnéticas, barras, otros).

4

Comprobar que los dispositivos de maniobra estén montados sobre soportes (nunca tomados del fondo o de los laterales del tablero).

Las tareas de control del DO son:

5

Verificar que los tableros que tengan más de dos circuitos de salida cuenten con juego de barras, que permitan la conexión o remoción de cada uno de los elementos de maniobra.

1.b) Tableros

1

Verificar que el tablero sea de material metálico o plástico, no inflamable, no higroscópico.

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6

Controlar que las barras de los tableros estén identificadas según el Código de Colores.

7

Comprobar que los tableros no se utilicen como caja de paso o empalme de otros circuitos.

8

Verificar la correcta fijación de los conductores dentro del tablero, con una terminación de empalme adecuada al borne que va a conectar.

9

Verificar la placa colectora de puesta a tierra (en la cual se reunirán todos los conductores de protección de los circuitos y la puesta a tierra del tablero).

10 Controlar la identificación del Fabricante Responsable (para tableros prearmados) o del Montador Responsable (para los ejecutados in situ). 11 Verificar que todos los equipos, aparatos de señalización, medición, maniobra y protección instalados en un tablero estén identificados con inscripciones para conocimiento de los usuarios.

2 Verificar la utilización de cables aprobados para usos especiales (locales húmedos, mojados o pulverulentos). 3 Verificar la no utilización de cables prohibidos (cordones flexibles o conductores macizos -un solo alambre-) en líneas de instalación eléctrica. En caso de encontrar este tipo de cables en una instalación pre-existente, deben ser reemplazados de inmediato. 4 Verificar que la intensidad de la corriente no caliente el conductor más allá de lo especificado para cada tipo de cable. Ante cualquier duda, consulte las tablas específicas. 5 Verificar que la intensidad de la corriente no provoque caídas de tensión superiores a las especificadas. Ante cualquier duda, consulte las tablas específicas. Controlar que se respeten las secciones mínimas para propiedad horizontal. Esta será de 1,5 mm2. Para el resto de los edificios se calculan a partir de la carga estimada. Es de uso y costumbre usar el mínimo de 1,5 mm2 para toda las instalaciones. 6 Controlar el uso de empalmes reglamentarios. Recomendación: Cuando la carga supera los 5 ampers, las conexiones deben realizarse a través de conectores y terminales.

1.d) Elementos de protección y maniobra Tableros eléctricos.

1.c) Conductores Los conductores de tensión deberán ser aprobados, con la inscripción expresa de este carácter.

1.e) Interruptores

Las tareas de control del DO son: 1

Los elementos de maniobra (seccionadores) son aquellos que permiten establecer, conducir o interrumpir la corriente para la cual han sido diseñados. Los de protección (interruptores termagnéticos), por su parte, permiten detectar condiciones anormales definidas (cortocircuitos, sobrecargas, falla a tierra, etc.).

Verificar la utilización de cables aprobados para usos generales, según su aplicación: fijos en cañerías, sobre bandejas perforadas, enterrados o aéreos.

Los interruptores son elementos que tienen un diseño tal que la velocidad de apertura de sus polos no depende de la velocidad de accionamiento del operador.

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En cambio, el que le mostramos a continuación es de nueva generación y de difícil reparación.

Encontramos diferentes tipos: Interruptores Monopolares: también denominados interruptores de efecto (llave de un punto, de combinación, etc.) Interruptores Bi y Tripolares: son aquellos en los que los polos accionan simultáneamente. Interruptores Tetrapolares: son aquellos en los que el polo neutro se conecta con anterioridad a las fases y se interrumpe con posterioridad a ellas.

1.f) Fusibles Se trata de un elemento de protección. Su capacidad de ruptura debe ser igual o mayor a la calculada para su punto de utilización de la tensión de servicio. Estos elementos son encapsulados y deben ser desechados luego de su fusión o entrada en corto. Es usual ver en instalaciones viejas fusibles con reparaciones caseras, con hilos conductores de distinto tipo, que no garantizan o donde se desconoce totalmente la cantidad de Ampers que protegen o dejan pasar por ellos.

1.g) Interruptor con fusibles

Usted puede apreciarlos en las siguientes imágenes:

1.h) Interruptor termomágnetico

Figura 6.

Es la combinación en un solo conjunto de los elementos anteriormente detallados. Debe poseer un enclavamiento tal que para acceder a los fusibles debe seccionarse la alimentación previamente.

Es un elemento de maniobra y protección cuya capacidad de ruptura a la tensión de servicio deberá ser igual o mayor a la corriente de cortocircuito en su punto de utilización. Posee dos protecciones: una térmica y otra magnética. La primera consiste en un bimetal que está calculado para que le circule, como máximo, la corriente que figura en el frente del interruptor (como en las figuras que se adjuntan). En caso de superar esa corriente, debido a una mayor carga a la calculada, el térmico actuará y la palanca quedará horizontal. Para restablecer la llave, es necesario bajarla y luego volver a subirla. En caso de existir un cortocircuito (se juntan el vivo y el neutro) actúa la parte magnética, dejando la palanca totalmente baja.

Figura 4.

Figura 5.

Observando el interruptor se puede saber la causa de interrupción de la energía.

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Este interruptor protege a la instalación.

1.k) Otros Los motores de corriente alterna (mono o trifásicos) deben tener, como mínimo, un protector de corriente para evitar su recalentamiento frente a variaciones de tensión. También, es recomendable que posean un dispositivo de maniobra y protección que permita el arranque y detención del motor mediante el cierre o apertura de las fases o polos en forma simultánea y la protección de la línea de alimentación.

Puede ser monopolar bipolar o tripolar.

Los motores trifásicos de más de 0.75 KW, además de lo detallado anteriormente, deben utilizar un dispositivo de protección que interrumpa el circuito de alimentación cuando falte una fase. 2) Instalación Interruptor monopolar.

Para que una instalación eléctrica sea instalada en forma correcta, debe cumplir con una serie de requisitos.

Interruptor bipolar.

Control y procedimiento general:

1.i) Disyuntor automático diferencial Este dispositivo de protección funciona automáticamente en el momento en que la corriente de pérdida supera el valor de 0,04 Amper, o bien, cuando la misma excede un valor determinado de ajuste. El disyuntor protege a las personas. La colocación de disyuntores en construcciones de cierta antigüedad, sin cambiar los conductores y verificar todos los artefactos de iluminación, no es recomendable, dado que una pequeña pérdida (bastante frecuente en instalaciones viejas) dejará sin energía a toda la construcción.

1

Las instalaciones eléctricas deben ejecutarse a partir de un proyecto que constará en planos y memoria técnica.

2

Todos los elementos de la instalación deben ser aprobados por el IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales) y estar colocados de forma tal que permitan su verificación y mantenimiento.

3

Las uniones de conductores de secciones de hasta 2,5 mm2 pueden efectuarse intercalando y retorciendo las hebras.

4

Las uniones de conductores mayores de 2,5 mm2 deben ejecutarse con conexiones especiales.

5

Deben verificarse los tipos de canalización de los conductores:

Disyuntor automático diferencial.

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Aislados en cañería embutidas o a la vista. Enterrados directamente o en conductos.

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Preensamblados en líneas aéreas exteriores.

2

Diámetro mínimo de los caños. El diámetro interno de los caños se determinará en función de la sección y cantidad de los conductores según la Tabla 7.1 del Reglamento de la AEA.

Bandeja portacable. Blindobarras. Específicamente, desarrollaremos los dos primeros tipos de canalización, puesto que son los más utilizados en obra.

3

Colocación de caños y cajas. Los caños se unirán entre sí con piezas (empalmes) que den continuidad a la cañería y no disminuyan su sección. (Ver figura 7).

2.a) Instalaciones con conductores aislados en cañerías

La unión entre caño y caja se ejecutará con conectores. (Ver figura 8).

Tareas de control y procedimiento del DO: 1

Cuando haya más de tres curvas entre dos bocas, o más de 15 m. en horizontal ó 12 m. en vertical, se deberá colocar una caja de paso fácilmente accesible.

Agrupamiento de conductores en un mismo caño. Los conductores de una misma línea deben estar aislados en conjunto y no individualmente.

Las curvas en los caños deben ser menores o hasta 90º. (Ver figura 9).

Las líneas seccionales deben alojarse en caños independientes. Las líneas de alumbrado y tomacorrientes (usos generales) podrán alojarse en una misma cañería. Las líneas de conexión fijas y/o especiales deben colocarse en cañería independiente.

Figura 7.

En un mismo...