REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO LARA
INFORME DE PASANTÍA PROFESIONAL REALIZADO EN EL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE), ÁREA DE MANTENIMIENTO, DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD, ESTACIÓN BARQUISIMETO ESTADO LARA.
AUTOR: BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN TUTOR ACADÉMICO: ING. MORENO LUIS ENRIQUE TUTOR INDUSTRIAL: TÉC. HERNÁNDEZ LISANDRO
Barquisimeto, marzo de 2013
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA UNEFA NÚCLEO LARA.
DISEÑO DE INSTALACIONES INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y ELABORACIÓN DE PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE PU ENTE DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE) ESTACIÓN BARQUISIMETO.
Trabajo presentado como requisito parcial Para optar al Título de
Ingeniero Electricista
AUTOR: BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN TUTOR ACADÉMICO: ING. MORENO LUIS ENRIQUE
Barquisimeto, marzo de 2013
ÍNDICE
LISTA DE TABLAS O CUADROS .................................................................. ........... ................................................................ ......... iii LISTA DE GRÁFICOS O ILUSTRACIONES .................................................. ........................................................... ......... iv APROBACIÓN DEL DE L TUTOR................................................ ...................................................................................... ...................................... v APROBACIÓN DEL JURADO EXAMINADOR ...................................................... vi RESUMEN................................................... .......................................................................................................... ............................................................... ........ vii INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ ........................................................................... ............................. 1 MARCO ORGANIZACIONAL ................................................................................... ......................................................................... .......... 3 RESEÑA HISTÓRICA ............................................................................................. ................................................................ ............................. 3 MISIÓN .................................................... ........................................................................................................... ................................................................. .......... 4 VISIÓN ..................................................................................................................... 5 Objetivos: .................................................................................................................. 5 ESTRUCTURA ORGANIZATIVA ......................................................................... ............................................ ............................. 6 ACTIVIDADES REALIZADAS ..................................................... .................................................................................. ............................. 7 ACTIVIDADES Y TAREAS RELACIONADAS CON LA EJECUCIÓN EJ ECUCIÓN DEL PROYECTO ............................................. .................................................................................................... ............................................................... ........ 12 CRONOGRÁMA DE ACTIVIDADES POR SEMANA ....................................... ...................................... . 15 CAPITULO I................................................ ....................................................................................................... ............................................................... ........ 16 EL PROBLEMA ......................................................................................................... ....................................................................................... .................. 16 Planteamiento del Problema ................................................ .................................................................................... .................................... 16 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................... 20 Objetivo General ...................................................... .................................................................................................. ............................................ 20 Objetivos Específicos .......................................................................................... 20 JUSTIFICACIÓN ........................................................ .................................................................................................... ............................................ 22 ALCANCE .............................................................................................................. ............................................................................................ .................. 26 LIMITACIONES ................................................ .................................................................................................... ...................................................... 27 CAPITULO II ............................................................................................................. ................................................................ ............................................. 17 MARCO REFERENCIAL REFERENC IAL ....................................................... .......................................................................................... ................................... 17
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Antecedentes de la investigación............................................................................. 17 BASES TEÓRICAS ................................................................................................ 34 BASES LEGALES .................................................................................................. 52 CAPÍTULO III .......................................................................................... .................. 29 MARCO METODOLÓGICO ..................................................................................... 29 Naturaleza de la investigación ................................................................................. 29 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN...................................................................... 57 ÁREAS DE APLICACIÓN .................................................................................... 58 POBLACIÓN Y MUESTRA .................................................................................. 59 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS .................. 59 FASES DEL PROYECTO ...................................................................................... 62 Fase 1: Estudio Diagnóstico ................................................................................ 62 Fase 2: Estudio de Factibilidad ............................................................................ 65 Fase 3: Diseño ...................................................................................................... 69 CAPITULO IV ............................................................................................................ 74 FORMULACIÓN DE LAS PROPUESTAS ........................................................... 74 PROPUESTA 1: Diseño de Instalaciones Eléctricas en el taller 1 ...................... 74 PROPUESTA 2: ................................................................................................ 104 CAPÍTULO V ........................................................................................................... 124 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................... 124 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 128 REFERENCIAS ELECTRÓNICAS ......................................................................... 131 ABREVIATURAS UTILIZADAS ........................................................................... 132
GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................................ 134 ANEXOS .................................................................................................................. 136
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LISTA DE TABLAS O CUADROS Cuadro 1: Actividades y tareas realizadas Cuadro 2: Cronograma de actividades Cuadro 3: Conductores y calibres Cuadro 4: Interruptores termomagnéticos Cuadro 5: Diámetro y longitud de tubería.
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LISTA DE GRÁFICOS O ILUSTRACIONES Figura 1: Organigrama Instituto de Ferrocarriles del Estado Figura 2: Organigrama Área de trabajo de mantenimiento Figura 3: Circuito, caída de tensión Figura 4: Diagrama fasorial caída de tensión Figura 5: Puesta a tierra Figura 6: Motor de CA Figura 7: Contactor Electromagnético
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LAS FUERZAS ARMADAS BOLIVARIANA
APROBACIÓN DEL TUTOR
En mi condición de Tutor del trabajo de grado titulado: DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y ELABORACIÓN DE PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE) ESTACIÓN BARQUISIMETO.
Presentado por la bachiller, BASTIDAS OCANTO, LEYDY HAYALLYN C.I.: V- 16.404.843 para optar al grado académico de: Ingeniero eletricista, considero que ha cumplido con los requisitos exigidos por esta universidad y reúne lós méritos suficientes para ser sometido a evaluación por parte del jurado examinador que se designe.
En La ciudad de Barquisimeto a los ___ dias del mes de marzo de 2013. Firma _____________________________ Ing. MORENO GUALDRÓN LUIS ENRIQUE CI: 2.476.544
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APROBACIÓN DEL JURADO EXAMINADOR Señor coordinador de la Carrera de Ingeniería Eléctrica, mediante la presente comunicación hago de su conocimiento que hemos evaluado el Informe Final de Pasantías Industrial, presentado por la Bachiller LEYDY HAYALLYN BASTIDAS OCANTO CI. V- 16.404.843
Así mismo Le hacemos saber que El Informe fue:
APROBADO_________________
REPROBADO________________
JURADOS EXAMINADORES
1. _____________________C.I:________________FIRMA:____________ 2. _____________________C.I:________________FIRMA:____________ 3. _____________________C.I:________________FIRMA:____________
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DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS DEL TALLER UNO Y ELABORACIÓN DE PLAN DE MANTENIMIENTO A LA GRÚA PUENTE DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO DEL INSTITUTO FERROCARRILES DEL ESTADO (IFE) ESTACIÓN BARQUISIMETO.
RESUMEN El presente informe de pasantías, se encuentra enmarcado dentro de la modalidad de proyecto factible, apoyado en investigación documental y de campo, tiene por objetivo principal el diseño de instalaciones eléctricas del taller uno y elaboración de plan de mantenimiento a la grúa puente del área de mantenimiento del IFE Estación Barquisimeto. Para dar cumplimiento a dicho objetivo se realizaron diversos estudios que demostraron la necesidad de implementar dichos diseños dentro del área, con el fin de mejorar y hacer más eficaz el mantenimiento de locomotoras, y material rodante, entre otros. El presente trabajo se basa en la aplicación de metodología de investigación para dar cumplimiento a las actividades asignadas, consta de diversas fases que están en correspondencia con los objetivos específicos del trabajo. Finalmente se elabora una propuesta a aplicar, especificando el criterio y recomendaciones a seguir, para su implementación.
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INTRODUCCIÓN
El área de mantenimiento de la Estación Barquisimeto, cuenta con dos galpones en los cuales se realizan actividades relacionadas con el mantenimiento de locomotoras. El banco de transformadores con que se alimenta al galpón 1 data de los años 50, se encuentra en funcionamiento, pero se requiere del cambio de este por un nuevo banco de transformadores y cambiar todo el sistema eléctrico del taller, se quiere que el nuevo sistema eléctrico a instalar se diseñe con suficiente reserva para futuro aumento de carga, es por ello que durante la realización del entrenamiento industrial en esta empresa una de las actividades desarrolladas fue el diseño de una nueva instalación eléctrica que cumpla con dichos requerimientos. Otra actividad importante realizada durante el entrenamiento fue la realización de un plan de mantenimiento a la grúa puente ubicada en el segundo galpón.
Este informe de pasantías se efectúo en el Instituto Ferroviario del Estado y se desarrollo en la sección de mantenimiento del mismo los proyectos asignados por el tutor empresarial fueron:
El diseño de las instalaciones eléctricas para el taller Nº 1, y la sustitución del banco de transformadores que lo alimenta. Cuyo propósito general es adecuar la acometida del taller y las derivaciones para cada carga instalada, dejando reserva a la nueva carga a instalar con la posible ampliación del galpón, o con la dotación de equipos nuevos al mismo.
El desarrollo de un plan de mantenimiento para la Grúa Puente del taller Nº2, cuyo objetivo es elaborar un instructivo sistemático que describa detalladamente los pasos a seguir para realizar el Mantenimiento eléctrico de la Grúa Puente marca MAN.
Este trabajo de investigación esta estructurado por capítulos, el capitulo I denominado el problema se describen las razones que llevaron a seleccionar el diseño del las instalaciones eléctricas del taller y la elaboración del plan de mantenimiento de la grúa, como objetivos para ser abordados y buscarles solución en este proyecto. En el se describen los objetivos del trabajo, la justificación y alcance de los mismos así como también las limitaciones que se encontraron durante el desarrollo del mismo.
En el capítulo II se presenta el marco referencial en donde se describen los antecedentes del problema por medio de estudios anteriores realizados relacionados con el proyecto planteado, también se describen las bases teóricas y legales que se consideran necesarias para que el lector tenga un buen entendimiento del trabajo y que sirvan como sustento de la investigación. En el capítulo III, Marco Metodológico se explica la naturaleza de la investigación desarrollada, la cual es proyecto factible basado en investigación documental y de campo pues esta diseñado para solucionar un problema práctico, se utilizaron instrumentos tales como la entrevista y la observación para recolectar la información, y se dividió en fases la investigación con el fin de alcanzar los objetivos propuestos.
En el capítulo IV, se formulan las propuestas en base a los resultados obtenidos en el desarrollo de la investigación, y en el capítulo V se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegaron con la realización del proyecto.
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MARCO ORGANIZACIONAL
RESEÑA HISTÓRICA
El más antiguo proyecto del ferrocarril se remonta al año 1834 y fue presentado por el Sr. Stevenson a unos comerciales en Londres, Sr. Harrings Graham y el Sr. Powels que pensaba construir una vía férrea que uniera Caracas con el Litoral haciendo uso de una máquina arrastrada por caballos, idea rechazada por el gobierno de entonces El 29 de Enero de 1946 se decreto la creación de del Instituto Autónomo Administración de Ferrocarriles del Estado (I.A.A.F.E) que tendría a cargo la conservación, administración, explotación y desarrollo de los ferrocarriles nacionales.
En el año 1950 el Congreso Nacional de Vialidad = Ministerio de Obras Publicas (M.O.P.) estudio y elaboró el primer proyecto de una red Ferroviaria Nacional Integrada, y se concreta con la puesta en marcha en 1959 de tramo Puerto Cabello Barquisimeto con 173
Km. de longitud y con una trocha (ancho de vía).
Internacional de 1435 mm. En el año 1981 mediante la ley del Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado se denota el decreto N’ 154 del 29 de Enero de 1946, por el cual se creó el I.A.A.F.E y con el mismo carácter se transforma en I.A.F.E.
En el año 1983 se pone en marcha el tramo Yaritagua-Acarigua con una longitud de 67 km. y que se interconecta con el tramo puerto Cabello Barquisimeto. El Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado ha desarrollado un plan ferroviario nacional que contempla una red primaria de aproximadamente 2860 km. para ser desarrollada en el periodo 1996-2020, conformada por: Sistema Ferroviario de la Región Central, Sur Oriental, Sur Occidental y Centro Occidental.
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En el año 1996 se firma un convenio entre Ferrocar y Pequiven para la construcción de la línea Férrea Morón Riecito con una longitud de 97 Km. por un periodo de vigencia de 20 años. En la actualidad está destinado exclusivamente a tráfico de carga minera (roca fosfática) desde las minas de Riecito al complejo petroquímico Morón.
Actualmente está en desarrollo la obra de construcción del tramo Caracas Tuy Medio, con una longitud de 44 km. que continuara con una segunda etapa Tuy Medio Puerto Cabello de 180 Km. De igual por medio de un convenio entre el Instituto Autónomo de Ferrocarriles del Estado y la empresa China Yang Kuang Group Corporation Ltd. esta desarrollándose la rehabilitación de la vía férrea en el tramo Puerto Cabello - Barquisimeto, Yaritagua - Acarigua y la adquisición de nuevas locomotoras y vagones llamados DMUS.
La actividad del Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE) se dirige al ramo ferroviario sin dejar de un lado la parte social en lo referente al desarrollo, como al mejoramiento de la calidad de vida de las personas que son beneficiadas o afectadas como es el caso de las personas que son expropiadas. Esta también encargado de la coordinación con las empresas proveedoras de productos o servicios para de esta forma mantener el sistema ferroviario funcionando de forma optima.
MISIÓN Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE), es el órgano ejecutor y regulador del Sistema de Transporte Ferroviario Nacional, dedicado a su estudio, construcción, ampliación, operación y mantenimiento integral, con vocación de servicio y
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mejoramiento continuo; garantizando que el servicio de transporte de pasajeros y de carga se realice conforme a los estándares internacionales de eficiencia, calidad y seguridad.
VISIÓN Llegar a ser una Institución modelo en la prestación del servicio de transporte ferroviario, tanto público como privado, comprometidos con la integración Nacional y Latinoamericana, ampliamente reconocidos por el uso de tecnología de vanguardia para ofrecer en el tiempo y calidad esperada, un servicio de transporte moderno, rápido, seguro y solidario, contribuyendo con la desconcentración territorial y el desarrollo económico y social del país.
Objetivos:
Diversificar la utilización y aumentar la capacidad del sistema de transporte interregional en su conjunto. Asegurar la movilización de las cargas y pasajeros prevista en los planes del desarrollo del país. Complementar, optimizar y aplicar otros modos de transporte tales como: cabotaje y fluvial, incentivado el desarrollo del sistemas Inter.-modales. Facilitar la explotación del producto no tradicional, especialmente mineros. Estabilizar el costo de trasporte y disminuir la dependería actual del modo de transporte automotor. Fortalecer los intercambios comerciales con el MERCOSUR y la comunidad andina, mediante las conexiones binacionales con Brasil y Colombia.
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ESTRUCTURA ORGANIZATIVA Figura N° 1 Organigrama Instituto de Ferrocarriles del Estado Presidencia
Gerencia General de Operaciones
Gerencia de Comercialización
Investigación y Desarrollo de Mercado
Gerencia de Gestión de Tráfico
Servicios de Circulación Ferroviaria
Planificación e Ingeniería
Tráfico
Logística
Regulación de Tráfico
Mantenimiento
Comercializaci ón de Servicios Ferroviarios Comercializació n de Espacios y Áreas Comerciales
Gerencias
Gerencia de Mantenimiento e Ingeniería
Operativas
Región Central
Región Centro Occidental
Región Occidental
Región Guayana
Región Oriental
Región de los Llanos
Figura N° 2 Organigrama del Área de Trabajo de Mantenimiento rea de Mantenimiento
Instalaciones
Material Rodante
Mantenimiento Sistemas de Telecomunicacion
Taller Central de Reparaciones
Mantenimiento del Sistema Cobro de
Mantenimient o Vehículos Comerciales
Mantenimiento del Sistema Cobro de
Mantenimiento Vehículos no Comerciales
Vía Férrea
Mantenimiento de Infraestructura
Mantenimiento de Sistema de Señalización
Mantenimiento de Superestructura
Electrificación
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ACTIVIDADES REALIZADAS
Las actividades realizadas durante el entrenamiento industrial en la Estación Barquisimeto perteneciente al instituto Ferrocarriles del Estado (IFE), consistieron en llevar a cabo labores de mantenimiento eléctrico de luminarias, verificación de funcionamiento de la acometida eléctrica principal de la estación, reparación, instalación y mantenimiento de aires acondicionados, puntos de tomacorrientes y bombas de agua, en las diferentes áreas que conforman la estación Barquisimeto. Así como también la realización de las actividades relacionadas con la ejecución de los proyectos descritos en el presente informe y que son la base del mismo.
Semanas 1 y 2: La primera semana se dio inicio al periodo de pasantías, se comenzó recibiendo una instrucción acerca de la historia y evolución de la red ferroviaria en Venezuela y el Instituto Ferrocarriles de Estado, además de una introducción a los términos ferroviarios utilizados para describir los elementos y maquinarias que la integran. También se realizaron visitas guiadas por el taller 2, con el fin de observar y conocer las locomotoras y material rodante, se recibió información acerca del funcionamiento de las mismas y sus partes, así como también de las vías por donde se desplazan, entre otros.
Se conocieron las labores de mantenimiento que se le realizan a las maquinarias para su preservación y buen funcionamiento. Así como al personal encargado de realizar cada actividad según su área, se comenzó a interactuar con los mismos ayudándoles a realizar sus actividades con el fin de aprender y desenvolverse mejor a la hora de realizar las trabajos y tareas que se asignasen.
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La segunda semana se asignó el proyecto de sustitución del banco de transformadores del taller 1, y se comenzaron con las inspecciones al estado actual de las instalaciones eléctricas de dicho taller, por medio de una revisión al sistema eléctrico, banco de transformación, tableros eléctricos, puntos de iluminación y tomacorrientes. Se tomaron medidas para determinar las dimensiones y el área del mismo, se realizaron mediciones de corriente en los equipos instalados para ver su consumo y determinar si el conductor que usa su circuito es el adecuado, y se midió la tensión en los diferentes tomas de corriente, tanto los de los cubículos de trabajo como de las fosas, para verificar la caída de tensión.
Semanas 3 y 4: Se observó la instalación de una consola de aire acondicionado tipo Split en el preescolar de la estación, y se recibió instrucción acerca de dicha actividad. Se buscaron los planos eléctricos de taller para verificar el diseño original de sus instalaciones eléctricas y determinar las modificaciones surgidas luego de su instalación. Se reviso material bibliográfico referente a instalaciones eléctricas industriales. Se contabilizó el número de luminarias y tomacorrientes, se clasificaron por tipo y la potencia a la cual trabajan, cada grupo.
Semanas 5 y 6: Se Revisaron las placas características de las maquinarias que dependen de la alimentación eléctrica del taller 1 y registró dicha información. Se comenzó el cálculo de la potencia total demandada por todas estas cargas, para realizar el estudio de carga. Se realizaron labores de mantenimiento a aires acondicionados. Se visito el banco de transformadores principal de la estación con el fin de determinar las causas de la interrupción del fluido eléctrico en toda la estación. Se espero a la compañía eléctrica CORPOELEC para que restituyese el servicio y se observó como se realizó dicho procedimiento.
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Semanas 7 y 8: Se culminó el estudio de carga del taller 1 y se comenzó con el diseño de circuitos ramales y acometida. Se determinaron los
calibres de los
conductores a alimentar cada carga del taller, basándose en las normativas vigentes del código eléctrico Nacional y las bibliografías consultadas. Se determinó la acometida y protecciones a utilizar. Se comenzó el diseñó del tablero principal del taller 1 y se elaboró un plano eléctrico de toda la circuitería que conformaría el taller. Se visito la estación en varias oportunidades para realizar mantenimiento a los aires acondicionados que lo fueron requiriendo.
Semanas 9 y 10: Se realizaron mantenimientos en las luminarias con actividades tales como cambio de tubos fluorescentes, cambio de balastros electrónicos, limpieza de portatubos o conectores de lámparas que estuviesen haciendo mal contacto, esto se realizó por medio de un lijado a las partes metálicas, se corrigieron empalmes flojos o falsos contactos. Se fijaron por medio de ramplús las luminarias que por peso se fueron soltando de su fijación anterior, esto debido a que el techo en donde fueron instaladas es de un concreto bastante duro de taladrar y el ramplús no quedo instalado a la profundidad correcta. Se culminó el diseño del tablero y se hizo entrega del proyecto realizado al taller 1 para su revisión, y entrega a la gerencia, con el fin de proponerlo para su ejecución.
Debido a que durante este periodo ocurrió otra falla en la acometida principal que género la interrupción del servicio eléctrico, se comenzaron a investigar las razones de dicha falla.
Semanas 11 y 12: Se realizó una derivación a un circuito con el fin de alimentar una bomba de agua que se instaló en el techo del área de tráfico de la estación para instalo una bomba de agua de 1 hp, para surtir a un tanque destinado a los baños de
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dicha área. También se visito la grúa puente de dicho taller para realizarle una revisión de sus partes eléctricas, comprobándose que requiere de mantenimiento en todo su sistema eléctrico debido a que presenta mucha contaminación por el polvo y las aves que habitan en ella, en especial en los motores que se ven afectados por dichos agentes contaminantes.
Semanas 13 y 14: Se realiza una inspección general al torno de mayor envergadura del taller 2 con el fin de verificar su correcto funcionamiento de motores y contactores, se determinó que se encuentra en buenas condiciones, pero requiere cambio del sistema de control debido a que los contactores presentan muchas fallas y están obsoletos, los motores se encontraron en buen estado, requieren mantenimiento preventivo. Se le realizó mantenimiento a algunos de los circuitos ramales de la estación, cambio de tamacorrientes, y suiches para el encendido de luminarias. Se inspecciono el aire acondicionado de la sala de descansó de operadores de locomotoras, debido a que se notificó su mal funcionamiento, se revisó y se mandaron a conseguir los condensadores que requerían ser sustituidos.
Se investigó todo lo referente a la grúa puente con el fin de diseñar un plan de mantenimiento para esta. Se determinaron los objetivos específicos de dicho proyecto, y para lograr su cumplimiento se establecieron algunas actividades enmarcadas dentro de cada uno de los objetivos, estas actividades fueron:
a) Para definir el estado actual de la grúa, se consultó el manual del fabricante, se revisaron los datos técnicos, se obtuvo información sobre su funcionamiento y características, se busco registros de fallas de la grúa. Se registró y analizó la información obtenida.
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b) Para la elaboración del plan de mantenimiento preventivo se creó un inventario del equipo a tratar, luego se inspeccionaron para ver su estado actual, luego se consultaron diversos materiales para establecer las frecuencias de mantenimiento y determinar el recurso humano y material necesario para cada actividad, para esto se elaboraron instrucciones técnicas y se programaron las actividades.
Semanas 15 y 16: se trabajo de lleno en la realización de las actividades establecidas anteriormente para alcanzar los objetivos específicos que llevaron a al alcanzar el objetivo general que fue el diseño plan de mantenimiento de la grúa puente. Se realizó un análisis exhaustivo de la información obtenida de diversas fuentes. Se compararon y contrastaron métodos de mantenimiento aplicables, para elegir los que se utilizaran en el plan de mantenimiento.
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ACTIVIDADES Y TAREAS RELACIONADAS CON LA EJECUCIÓN DEL PROYECTO
OBJETIVOS ESPECIFICOS
ACTIVIDADES
RECURSOS
1.1 Realizar una inspección visual del taller. Observar el estado de cableado, luminarias y tomas de corriente. 1.2 Revisión del sistema eléctrico, banco de 1. Diagnosticar la situación actual de las transformación, tableros eléctricos, puntos de instalaciones eléctricas del taller 1 del iluminación y tomacorrientes. área de mantenimiento. 1.3 Medición de voltaje en los tomacorrientes y medición de corriente en la alimentación de las maquinarias encendidas. Medición de las dimensiones del taller 2.1 Contabilizar el número de luminarias y tomacorrientes, determinar el tipo y la potencia a la cual trabajan. 2. Realizar estudio de carga al taller 1
2.2 Revisar las placas características de las maquinarias que dependen de la alimentación eléctrica del taller y registrar dicha información.
Herramientas: Destornilladores Alicates, entre otros. Multímetro digital Cinta métrica, libreta de anotación.
Libreta de anotaciones Computador Calculadora
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2.3 Calcular la potencia total demandada por todas estas cargas. 3.1 Calcular los conductores para circuitos ramales de iluminación.
3. Calcular los conductores eléctricos, por caída de tensión y capacidad de corriente, 3.2 Calcular los conductores para circuitos de y seleccionar las protecciones adecuadas tamacorrientes de uso general. del sistema eléctrico. 3.3 Calcular los conductores para circuitos de tamacorrientes individuales, máquina de soldar trifásica y compresor.
Calculadora Computadora Hojas de papel para anotar
4. Diseñar un tablero principal que 4.1 Balancear las cargas para las fases. agrupe todos los circuitos existentes en el taller, con sus respectivos elementos de 4.2 Realizar un diagrama para ubicar las protección e identificar cada uno según la cargas en el tablero. carga o equipo a la cual pertenezcan.
Calculadora Computadora Hojas de papel para anotar
5.1 Hacer una visita guiada a la grúa puente. 5.2 Realizar una inspección visual de sus 5. Detectar las fallas de mantenimiento
Cámara fotográfica y libreta
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que se presentan la grúa puente del taller partes eléctricas. de anotaciones. 2. 5.3 Entrevistar al tutor industrial acerca de la grúa para recopilar información.
6.1 Ubicar el manual de la grúa materiales que pueda aportar información sobre sus características.
Computadora con conexión a internet.
6. Recopilar información documental 6.2 Investigar por internet para documentarse Fotocopias e impresiones acerca de la grúa puente sobre la misma. 6.3 Procesar dicha información. 7.1 Realizar un análisis exhaustivo de la 7. Diseñar los procedimientos aplicables información obtenida de diversas fuentes. para mejorar el estado de la grúa y 7.2 Comparar y contrastar métodos de mantenimiento aplicables, para elegir los que mantenerla en buenas condiciones. se utilizaran en el plan de mantenimiento.
Computadora con conexión a internet. Fotocopias e impresiones
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CRONOGRÁMA DE ACTIVIDADES POR SEMANA Semanas Actividad1.1 Actividad1.2 Actividad 1.3 Actividad 2.1 Actividad 2.2 Actividad 2.3 Actividad 3.1 Actividad 3.2
Actividad 3.3 Actividad 4.1 Actividad 4.2 Actividad 5.1 Actividad 5.2 Actividad 5.3 Actividad 6.1 Actividad 6.2 Actividad 6.3 Actividad 7.1 Actividad 7.2
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CAPITULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema El Instituto Ferrocarriles del Estado IFE, estación Barquisimeto es una empresa de servicios destinada al transporte de personas y todo tipo de carga a través de las vías férreas. Debido a la necesidad del país de contar con un sistema de transporte masivo, económico y que no sea tan nocivo al ambiente se ha venido desarrollando la red ferroviaria nacional que permitirá transportar grandes volúmenes de carga y pasajeros a menor costo.
Básicamente el IFE es una empresa de transporte, la estación Barquisimeto no se encuentra operativa en la actualidad, por lo que la mayoría de las actividades que allí se realizan son de mantenimiento. El departamento de mantenimiento que fue el área donde se realizo el entrenamiento industrial, tiene como finalidad garantizar la seguridad y confiabilidad operacional de los diferentes equipos que conforman los talleres, las locomotoras y la planta física en general de la estación.
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Las instalaciones de la estación Barquisimeto datan del año 1.959 al igual que los talleres del área de mantenimiento. Se plantea la eliminación del banco de transformación que actualmente se encuentra en funcionamiento en el taller N° 1 del IFE, este consta de tres transformadores que datan de mediado del siglo XX, funcionan con un sistema trifásico a 4,16 k V que recibe de la acometida principal de la estación y lo reduce a 120/208 V que es la tensión utilizada para trabajar en el taller.
En el área de mantenimiento se cuenta un nuevo banco de transformadores destinados a la alimentación eléctrica del taller numero 1, el cual fue instalado recientemente por la compañía eléctrica CORPOELEC, dicho banco transforma una tensión trifásica de 24 kV a 120/208 V, este banco no se encuentra en funcionamiento debido a que se requiere diseñar una nueva acometida y circuitos ramales, para su puesta en servicio; por otra parte, el tablero principal del taller Nº 1 esta subdividido en varios tableros ubicados cerca uno del otro lo que ocupa espacio innecesario, muchos de estos tableros no se utilizan, los circuitos ramales no están agrupados en un solo tablero principal, complicando la maniobra del operador a la apertura de cualquier circuito.
Debido al aumento de la flota de locomotoras y equipos de tracción, se desea modernizar el taller, así como también la incorporación de nuevos equipos y maquinarias dentro del mismo, la ubicación del banco de transformación que funciona actualmente en dicho taller y los tableros eléctricos no es la ideal, esta debe ser reubicada, y la acometida del taller debe ser aumentada para que se pueda ajustar a la nueva capacidad de carga que alimentara, también se deben diseñar los nuevos circuitos que alimentaran a los futuros equipos a instalarse.
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Es por ello que se plantea un rediseño de la acometida del taller número 1 y todos sus circuitos ramales, con el fin de dimensionar los conductores de manera acorde con las carga instalada, a instalarse y la reserva a futuros aumentos de la carga, así como también la unificación de todos los circuitos en un tablero principal con sus respectivos elementos de protección e identificación por circuito o equipo, y la colocación de interruptores auxiliares en los módulos de trabajo que lo requieran por estar ubicados lejos del tablero principal, para los equipos eléctricos que se utilicen en dicho módulo; para mejorar la maniobrabilidad del personal, aumentar la seguridad y cumplir con las normas establecidas en el código eléctrico nacional.
El taller Nº 2 posee una estructura física similar a la del taller Nº1, dispone de cinco líneas de trabajo conformadas de la siguiente manera:
Primera Vía; esta vía constituye el área de trabajo de la unidad de electricidad, en ella se llevan a cabo la mayoría de las labores de mantenimiento correctivo, su construcción cuenta con un sistema de fosas de trabajo. En la segunda vía se encuentra la unidad de Mecánica Diesel. La Tercera y cuarta vía la unidad de mecánica de truck realiza trabajos de montaje y desmontaje de los truck, entre estas vías se encuentra el servicio de grúa aérea, la cual es utilizada para el manejo de piezas pesadas de las locomotoras u otros componentes además de la carga y descarga de contenedores. La quinta Vía forma parte del área de trabajo de la unidad de tornería.
La grúa puente es uno de los elementos primordiales en la realización de mantenimiento a las locomotoras y material rodante, pues se utiliza para el manejo de material y piezas muy pesadas, esta recorre todo el taller por lo que es muy versátil para el trabajo dentro del mismo, además de ser una máquina bastante costosa.
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Esta grúa puente se encuentra operativa, pero luego de inspeccionarla se pudo conocer que requiere de labores de mantenimiento preventivo y correctivo, debido a la alta contaminación que presentan las superficies de la misma así como todos los elementos que la conforman, puede ocasionar daños en sus dispositivos eléctricos especialmente en los motores eléctricos. Por esto se plantea la elaboración de un plan de mantenimiento para evitar que se dañen sus partes por falta de atención a dicha maquinaria.
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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Objetivo General Diseñar las instalaciones eléctricas del taller uno y elaborar un plan de mantenimiento a la grúa puente del área de mantenimiento, estación Barquisimeto perteneciente al instituto ferrocarriles del estado (IFE) ubicada en el estado Lara.
Objetivos Específicos 1. Diagnosticar la situación de las redes eléctricas ubicadas en el taller N°1, por medio de la observación y medición de diferencia de potencial y consumo de las cargas a fin de verificar si el calibre de los conductores que poseen es el adecuado, en cada caso. 2. Realizar un estudio de carga en el taller, con las cargas actuales para el diseño de acometidas, y circuitos ramales acordes con dicha carga y la carga a instalarse a futuro. 3. Calcular los conductores eléctricos, por caída de tensión y capacidad de corriente, y seleccionar las protecciones adecuadas del sistema eléctrico.
4. Diseñar un tablero principal que agrupe todos los circuitos existentes en el taller, con sus respectivos elementos de protección e identificar cada uno según la carga o equipo a la cual pertenezcan.
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5. Detectar las fallas de mantenimiento que se presentan en la grúa puente. 6. Recopilar información documental acerca de la grúa puente y sus características. 7. Investigar los procedimientos aplicables para mejorar el estado de la grúa y mantenerla en buenas condiciones.
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JUSTIFICACIÓN Como se ha venido explicando, el presente trabajo de investigación tiene la finalidad de alcanzar dos objetivos generales, que son el diseño de las instalaciones eléctricas del taller 1 y de un plan de mantenimiento para una grúa puente del taller 2, ambos pertenecientes al área de mantenimiento de la Estación ferroviaria Barquisimeto, se han consultado fuentes bibliográficas referentes a metodología de investigación, con el fin de ver la forma de desarrollar ambos objetivos en esta investigación.
El objetivo general se relaciona con el área temática que se pretende estudiar y con el título de la investigación. Visto desde este punto, este objetivo está estrechamente ligado con el título de la investigación, en donde se identifica, sin entrar en detalles lo que se desea indagar o analizar. Al respecto Balestrini, (2006) comenta: “En una investigación pueden existir dos grandes objetivos generales, no necesariamente tiene que ser uno, debido a que la formulación de los mismos depende de los niveles de análisis y del propósito global que se desea cubrir. Por tanto, se pueden plantear dos grandes objetivos generales, según sea el propósito”.
Según la cita textual anterior, es justificable trabajar con dos objetivos generales para la realización del presente informe de pasantías, debido a que el propósito a cubrir es el mejoramiento de los talleres de la unidad de mantenimiento del IFE.
En el área de mantenimiento se llevan a cabo diferentes procesos, dentro de los principales están las reparaciones, e inspecciones que
aseguran el buen
funcionamiento de las unidades con que se cuenta las cuales son las locomotoras, vagones y material rodante, entre otras. Las locomotoras ingresan al taller para
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equiparse de elemento básicos para su funcionamiento como agua, combustible y lubricantes, la unidad de mantenimiento debe realizar además una inspección de las mismas antes de su equipamiento, esto con el fin de verificar su correcto funcionamiento, en caso de detectar algún desperfecto se debe reportar al jefe de talleres el cual debe determinar las acciones a seguir para su corrección.
La estructura física de la división de mantenimiento se encuentra distribuida en dos talleres donde se llevan a cabo actividades como inspección, ajuste, reconstrucción y reparación del material tractivo y rodante de manera que la misma pueda cumplir con las condiciones de servicio exigidas.
El taller Nº 1, esta conformado por cinco líneas de trabajo, la primera vía esta destinada al equipamiento de las locomotoras con gasoil y agua, estas actividades se realizan cada vez que las locomotoras llegan de viaje y en ocasiones se utiliza para el lavado de plataformas. La segunda vía, generalmente se utiliza como estacionaria de las locomotoras, plataformas, vagones y tolvas. La tercera vía es utilizada por la unidad de Mantenimiento para realizar la inspección general a los equipos, completa el sistema de lubricación de las locomotoras, y el nivel de arena una vez por mes. La cuarta vía constituye el área de trabajo de la unidad de vagones y aire, en ella se realizan actividades como revisión del sistema de frenos, cambio de zapatas, entre otros. Mientras que en la quinta vía tienen sus lugares de trabajo las unidades de soldadura, latonería y pintura, así como también la unidad de ventanas que se encarga de cambiar limpia parabrisas y ventanas rotas.
Este proyecto surge de la necesidad de diseñar una nueva instalación eléctrica al taller 1, cambiar el banco de transformadores que actualmente se utiliza en el taller de mantenimiento numero 1 de la estación ferroviaria Barquisimeto, debido a que trabaja
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a un nivel de tensión que en la actualidad se utiliza muy poco el cual es de 4.16 kilo voltios y se busca la estandarización con respecto a lo que maneja la compañía de suministro eléctrico actualmente, por lo cual le fue solicitado a la antigua compañía ENELBAR la instalación de un nuevo banco de transformadores, el cual ya fue instalado, este banco transforma una tensión trifásica de 24 kV a 120/208 V, el mismo no se encuentra en funcionamiento, con lo cual se esta desperdiciando este recurso, con este proyecto se pondrá en funcionamiento.
Una de las razonas por la cual no se ha puesto en funcionamiento este banco es debido a que se debe rediseñar las redes eléctricas y la acometida principal del taller antes de realizar el cambio de banco, se le deben agregar circuitos ramales a la acometida para iluminación y puntos de tomas de corrientes, tanto de uso general como especial, para tener puntos de conexión para las nuevas maquinarias y equipos a instalarse dentro del mismo.
Con la realización de este proyecto se pretende mejorar el nivel de iluminación dentro del taller el cual contribuirá a que las actividades que se desarrollan dentro de él se realicen con mayor seguridad y comodidad para el personal, también se aumentará la seguridad al dimensionar correctamente los conductores que alimentarán las diversas cargas que se encuentran en el mismo, y al colocar elementos de protección contra sobrecarga y sobrecorriente, lo que protegerá a los circuitos y elementos conectados. Contempla una reserva suficiente para soportar el aumento en la carga que se supone vendrá a futuro.
Este proyecto se basa en las normativas y estándares del Código Eléctrico Nacional, además de que es un trabajo asignado por el tutor empresarial, debido a la
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necesidad observada, la ejecución del mismo dependerá de las decisiones que se tomen por parte de la gerencia del instituto.
La grúa puente del taller 2, no posee un plan de mantenimiento en la actualidad, no se realiza en esta ningún tipo de trabajo relacionado con su mejoramiento y cuidado de sus componentes ni elementos, se determinó que a causa del polvo y suciedad que la cubre puede sufrir daños en los motores, debido a que estos a pesar de que son robustos requieren de labores mínimas de mantenimiento, de no corregirse este problema se generaran daños de mayor envergadura en esta grúa, lo que podría llevarla al cese de sus funciones y salida de funcionamiento, lo cual afectaría en gran medida las labores de mantenimiento a las locomotoras y material rodante que se realizan dentro del taller, que requieren le requieren pues existen piezas muy pesadas que solo se pueden montar y desmontar con dicha grúa.
Se propone la realización de un plan de mantenimiento preventivo, dirigido a garantizar un funcionamiento optimo del sistema eléctrico de la grúa, con lo cual se alargará la vida útil de la misma así como también de las partes eléctricas que la conforman. Lo que a su vez contribuirá a optimizar el mantenimiento de las maquinarias que se reparan e inspeccionan en dicho taller y es la función primordial de la unidad de mantenimiento del instituto.
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ALCANCE El proyecto contempla el estudio previo de los circuitos ramales que estarán en existencia en el taller N°1 del instituto de ferrocarriles del estado (IFE), pues se eliminará un banco de transformación obsoleto y colocará en funcionamiento un nuevo banco de transformación; empezando con la realización de un estudio de carga completo y detallado de las distintas cargas eléctricas conectadas y a conectar, para así determinar el calibre adecuado del cableado, el diámetro de la tubería y las protecciones eléctricas debidamente balanceadas y calculadas en el tablero principal, en base a las normas del Código Eléctrico Nacional, a las indicaciones contenidas en el Manual para Diseño de instalaciones Eléctricas de la Electricidad de Caracas, el Manual de Normas y Criterios de Instalaciones Eléctricas MOP.
El proyecto abarca el diseño y la redistribución de los circuitos eléctricos e instalación de canalizaciones debidamente calculadas que se mencionan a continuación: Sistema de Iluminación. Sistema de Fuerza. Sistemas de Tomacorrientes de usos generales y especiales. La responsabilidad de la correcta ejecución del proyecto, en lo que se refiere a la parte eléctrica será del Departamento encargado del proyecto eléctrico, quienes en todo momento deben velara por el estricto seguimiento y cumplimiento de las normas especificadas según el Código Eléctrico Nacional. El plan de mantenimiento para la grúa puente, esta diseñado especialmente a esta maquinaria, pero puede ser aplicado a otros equipos que trabajen con motores eléctricos y contactores, como el torno eléctrico del taller 2, debido a que este plan se
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basa en el mantenimiento del sistema eléctrico en general, enfocándose en los motores y contactores.
LIMITACIONES Entre las limitaciones que se encontraron a lo largo del desarrollo del proyecto se pueden mencionar las siguientes: No existe información del funcionamiento o recomendaciones del fabricante de la grúa aérea. No existen registros u hojas de vida sobre los mantenimientos realizados a la grúa puente. No existe inventario de los equipos que conforman la grúa puente. No existen planos actualizados de los talleres de mantenimiento requeridos para la elaboración de los diseños. No existen planos actualizados de las instalaciones eléctricas donde se especifique el número y tipo de conductores. No existen planos actualizados de los tableros, los cuales no están codificados ni señalados. No existen registros de las características de los bancos de transformación. No se lleva un registro del tiempo de servicio de los transformadores ni de la carga instalada. No existen instrumentos de clase de precisión para la medición de parámetros de tensión y corriente. No existen registros de los cambios y mantenimiento realizados a las máquinas y herramientas.
CAPITULO II MARCO REFERENCIAL
ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN Con la finalidad de obtener mayor información referente al tema a desarrollar y sustentar el presente trabajo de investigación se consultaron los siguientes documentos, seleccionados por estar basados en temas afines con el que se trata en esta investigación. Estos documentos consultados han brindado aportes que concuerdan con el objetivo a alcanzar con el presente trabajo.
Rodríguez, Wilfredo (2008), en su trabajo de prácticas Profesionales titulado “Diseño de un manual de normas y procedimientos
para la instalación de
equipos con demanda eléctrica en el edificio de ciencias de la Universidad de Oriente, Núcleo Sucre”
cuyo objetivo general fue “Implementar un manual de
normas y procedimientos para la instalación de equipos con demanda eléctrica, edificio de ciencias de la Universidad de Oriente, Núcleo Sucre”, el diseño de esta investigación que es la estrategia que adopta el investigador para responder el problema planteado se clasifica en: Investigación documental, de campo y experimental.
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Esta investigación contó con la población de todo el edificio de cinco pisos en el cual funciona la universidad de oriente. Se utilizaron como técnicas de recolección de datos la observación directa del edificio por medio de visitas al mismo y la revisión documental para el contraste de la información obtenida de la información directa, por medio de la revisión de planos de la distribución eléctrica entre otros documentos que sirvieron de ayuda para dicha investigación.
Los resultados de esta investigación arrojaron que se debe rediseñar la acometida y los circuitos ramales del edificio con la finalidad de que se adecue a la carga instalada actualmente así como también para que tengan suficiente holgura para adaptarse a nuevas cargas que se instalen a futuro, debido a que la acometida actual y los circuitos ramales están instalados con conductores cuyo calibre no es adecuado para la carga conectada y capacidad de corriente mal determinados, cuya protección termo magnética se encuentra en valores muy próximos a la capacidad límite de corriente, lo que ocasiona la caída frecuente del breaker por sobrecalentamiento al sobrecargarse el circuito.
El autor realiza además un plan de normas y procedimientos que se deben seguir a la hora de instalar nuevos equipos eléctricos en el edificio, estos deben hacerse una vez que se hayan solucionado los problemas de tipo técnico, para evitar que el sistema nuevo a instalarse se vuelva a deteriorar por no cumplir con las normas establecidas por el CEN, este plan sigue un orden jerárquico que asegura que a la hora de instalar un equipo nuevo se verifique que el circuito ramal en donde será instalado cumple con la capacidad de corriente requerida por dicho equipo, que no genere desbalances en las fases, entre otros. De esta forma garantizar el éxito de la gestión de servicios eléctricos propuesta en el Edificio de Ciencias de la Universidad de Oriente, núcleo Sucre.
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Este trabajo consultado guarda estrecha relación con el presentado debido a que este se basa en el estudio de carga en un recinto para determinar si cumple con los requerimientos para funcionar de manera segura, y concluye con que se deben rediseñar las instalaciones eléctricas del mismo con el fin de adecuarse a la carga instalada y a futuros aumentos en la misma por la instalación de nuevos equipos, así como la forma en que deben ser instalados estos nuevos equipos para no sobrecargar los circuito, tal como es el caso del presente trabajo de investigación en el cual debe rediseñar la acometida y circuitos ramales del taller Nº 1 del IFE, para cumplir con la carga instalada y la futura que se agregará con la ampliación del mismo.
Por su parte Jiménez, Ángela (2009), en su trabajo de grado titulado: “DISEÑO DEL
SISTEMA
ELÉCTRICO
DEL
ANEXO
AL
EDIFICIO
TRES
YACIMIENTOS DE PDVSA CAMPO ROJO EN PUNTA DE MATA-ESTADO MONAGAS” , tuvo
como objetivo general “Diseñar el Sistema Eléctrico del Anexo al
Edificio Tres Yacimientos de PDVSA ”, dicho trabajo esta clasificado como de modalidad proyecto factible, en el cual no se tomó población ni muestra sino que se baso en la investigación de campo, el autor empleo como instrumento para recolección de datos los planos civiles del edificio al cual se le realizaría el diseño con miras a dar solución a una situación específica de forma práctica basado en el cumplimiento de normativas vigentes como el CEN y la reglamentación de PDVSA.
Este diseño involucró el cálculo de iluminación interior y exterior, usando el método de cavidad zonal y método de punto por punto respectivamente, tomacorrientes, circuitos de fuerza, selección de tableros, cálculo del calibre del conductor por capacidad de corriente, por caída de tensión y por cortocircuito, cálculo de la capacidad del transformador a usar para la alimentación del sistema, diseño de un sistema de puesta a tierra, así como también proyectar las canalizaciones eléctricas deseadas y estimar la carga de reserva que tendrá el sistema a diseñar.
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Todo el diseño fue basado en la necesidad del edificio, dependiendo de las actividades que en este se realicen, y el cumplimiento de normas de seguridad, es por ello que se proyectaron además del sistema eléctrico, protección contra descargas atmosféricas, además de un sistema de respaldo usando UPS (Sistema de Energía Ininterrumpible) que brinde autonomía por un período de tres (3) horas para equipos de computación y estaciones de trabajo, la selección de un sistema de detección y alarma de incendios, esto debido a que PDVSA se rige por normas muy estrictas apoyándose además en estándares internacionales como IEEE, NFPA e IEC y con base en ellos se establecieron los criterios de diseño.
Se seleccionó este trabajo de grado para sustentar la presente investigación debido a que en este se utilizó la misma técnica de recolección de datos y los mismos métodos para el diseño del sistema eléctrico, basados en las normativas vigentes del código eléctrico Nacional, en el diseño se logró el correcto dimensionamiento de los conductores de los circuitos ramales, alimentadores y acometida, considerando su longitud, capacidad de corriente, caída de tensión y capacidad de cortocircuito.
En el mismo orden de ideas Villarroel, Eva (2008) en su proyecto de grado titulado “Manual p ara
el Diseño de Instalaciones Eléctricas Industriales livianas” cuyo
objetivo general fue “Realizar un manual para el diseño de las instalaciones eléctricas industriales, utilizando como caso ejemplo una planta industrial farmacéutica, con la finalidad de identificar y usar los criterios generales utilizados en este tipo de instalación”. Dicho proyecto de la modalidad proyecto factible , no tomó población ni muestra. Como elemento de recolección de datos se utilizó en la inspección del sistema eléctrico de la industria ejemplo, toma de los datos de potencia y factor de potencia de los equipos, calculo de luminarias según el área a iluminar, calculo de acometida y circuitos ramales basados en investigaciones documentales y bibliográficas.
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Para este estudio consultado, El código Eléctrico Nacional 200:2004 sirvió como base para seleccionar los criterios básicos de diseño, pero fue de la literatura especializada de donde se extrajeron los conocimientos provenientes de la experiencia de ingenieros del ramo. Mediante este estudio se pudo observar que el CEN presenta faltas de actualización en los materiales utilizados en el mercado y con las tendencias a nivel mundial.
Los resultados arrojados por este proyecto dan a conocer la necesidad de elaborar un manual de diseño para instalaciones industriales con enfoque práctico, este manual diseñado luego del estudio realizado, arroja los lineamientos que mejor aplican para el caso de estudio. El diseño realizado cumple con los requisitos mínimos de seguridad establecidos, adicionalmente las luminarias seleccionadas para la zona de producción son las adecuadas, los cables escogidos soportan 75ºC debido a que la industria elegida para el estudio no excede dicho valor de temperatura.
El estudio descrito guarda relación con el que se propone debido a que rediseña los circuitos de alumbrado y fuerza de una industria ligera, para adecuarlos a las normativas del Código Eléctrico nacional, garantizar la seguridad de las instalaciones y brindar a las áreas de trabajo el nivel de iluminación acorde con la actividad que se realice en este, además se consultaron otras fuentes de investigación para cubrir los vacios de información que presenta el CEN, en esta investigación también se consultaron para dar repuesta a los problemas que se fueron presentando durante el desarrollo de la misma.
De igual forma Gelvez, Julio (2008) en su trabajo de grado titulado “Diseño del
sistema Eléctrico para la Universidad Nacional Experimental Politécnica de las Fuerzas Armadas, ubicada en el Estado Nueva Esparta”
cuyo objetivo general fue
“Diseñar el sistema eléctrico para la Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas, ubicada en el Estado Nueva Esparta” , esta investigación se puede enmarcar
dentro de las características del tipo descriptivo,
debido a que busca describir y
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conceptualizar los requerimientos necesarios para la realización idónea del sistema eléctrico, además cumple con las especificaciones de proyecto factible, ya que elabora una propuesta para el mejoramiento de la parte eléctrica. El diseño de la investigación de este proyecto es del tipo documental porque se basa en la interpretación de datos secundarios obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales.
La técnica utilizada para la recolección de datos fue el análisis documental y el de contenido, la observación directa. Los resultados obtenidos con el procesamiento de dichos datos fueron la necesidad de diseñar las instalaciones eléctricas que sea económico, cumpla con las normas de seguridad y reglamentación vigente para la infraestructura que dará cabida a un aproximado de 1500 estudiantes.
Este trabajo de grado descrito guarda relación con el presente debido a que busca el diseño de sistemas eléctricos para recintos no residenciales que manejan características de diseño muy similares en cuanto a la normativa aplicable y los métodos para realizar los respectivos cálculos requeridos para la selección de los conductores, las protecciones eléctricas, tableros, entre otros. Dicho trabajo constituyó un antecedente importante, debido a que con la información que se extrajo de este se logro obtener un mejor entendimiento sobre los procedimientos y técnicas para realizar el diseño de instalaciones eléctricas.
Con respecto al plan de mantenimiento, Galarza, Jenifer (2012), en su proyecto de grado titulado “Plan de mantenimiento de un puente grúa con capacidad de Diez toneladas”
cuyo objetivo general es “brindar Mantenimiento a la parte
estructural y los accesorios presentes en una grúa puente, este documento consultado es de la modalidad proyecto factible, y se eligió como material de referencia porque en el se hace un estudio detallado de las grúas en general, se basa en normas internacionales actuales, las clasifica según las normas vigentes describe sus partes y
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generalidades. Este proyecto fue de gran ayuda para la elaboración del plan de mantenimiento, debido a que no se consiguió el manual del fabricante y con las especificaciones consultadas se logró obtener una buena descripción de las partes y mecanismos que la componen.
Este proyecto consultado se relaciona con el que se presenta en este informe porque basa su metodología en la investigación documental con el fin de generar nuevos conocimientos, para crear un plan de mantenimiento de todas las partes de una grúa puente, incluyendo la parte eléctrica.
BASES TEÓRICAS A continuación se presentan los siguientes aspectos teóricos con el fin de que se obtenga un buen entendimiento del proyecto por parte del lector.
Acometida: Se llama acometida en las instalaciones eléctricas a la derivación desde la red de distribución de la empresa suministradora (también llamada de servicio eléctrico) hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía eléctrica (normalmente conocido como usuario). Las acometidas en baja tensión (de 0 a 600/1000 Volts dependiendo del país) finalizan en la denominada caja general de protección mientras que las acometidas en alta tensión (a tensión mayor de 600/1000 Volts) finalizan en un Centro de Transformación del usuario, donde se define como el comienzo de las instalaciones internas o del usuario.
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Conductores de acometida: Los conductores de alimentación entre el alimentador principal de la calle o desde los transformadores, hasta el equipo de acometida de la propiedad que alimentan.
Circuito ramal: Los conductores del circuito entre el último dispositivo contra sobrecorriente que protege el circuito y la(s) salida(s).
Circuito ramal, artefacto: Circuito ramal que suministra energía a una o más salidas a las cuales se conectan artefactos y no tiene conectadas en forma permanente luminarias que sean parte de un artefacto.
Circuito ramal, individual: Circuito ramal que alimenta un sólo equipo de utilización.
Circuito ramal, uso general: Circuito ramal que alimenta varias salidas para alumbrado y otros usos.
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Equipo: Término general que abarca material, accesorios, dispositivos, artefactos, luminarias, aparatos y similares que se usan como partes de la instalación eléctrica, o conectados a ella.
Gabinete: Caja diseñada para montaje de superficie o embutida, provista de un marco o pestaña en las cuales hay o pueden colocarse puertas de bisagra.
Concepto caída de tensión: Perdida de voltaje de un punto a otro. La caída de tensión de un conductor es la diferencia de potencial que existe entre los extremos del mismo. Este valor se mide e voltios y representa el gasto de fuerza que implica el paso de la corriente por ese conductor.
Así mismo, la caída de tensión es medida frecuentemente en tanto por ciento de la tensión nominal de la fuente de la que se alimenta. Por lo tanto, si en un circuito alimentado a 400 Voltios de tensión se prescribe una caída máxima de tensión de una instalación del 5%, esto significará que en dicho tramo no podrá haber más de 20 voltios, que sería la tensión perdida con respecto a la tensión nominal.
No existe un conductor perfecto, pues todos presentan una resistividad al paso de la corriente por muy pequeña que sea, por este motivo ocurre que un conductor incrementa la oposición al paso de la corriente, a medida que también va aumentando
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su longitud. Si esta resistencia aumenta, por consiguiente aumenta el desgaste de fuerza, es decir, la caída de tensión. Podríamos decir que la caída de tensión de un conductor viene determinada por la relación que existe entre la resistencia que ofrece este al paso de la corriente, la carga prevista en el extremo más lejano del circuito y el tipo de tensión que se aplicará a los extremos. En la siguiente figura se observa esta caída de tensión:
Figura 3 Donde: Vs = I Z L + Vr Vs = e + Vr Vr = Voltaje de recepción en voltios. Vs = Voltaje de suministro en voltios. L: longitud de conductor en metros Z = R + JxL = impedancia del conductor I = corriente en ampers. e = caída de tensión en Volts o en % = (( Vs-Vr) /Vs) x 100
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Figura 4
Protecciones: Se protege contra sobreintensidades y cortocircuitos mediante interruptores magnetotérmicos y contra contactos directos e indirectos mediante los interruptores diferenciales.
Protección contra sobreintensidades: Todo circuito estará protegido contra los efectos de las sobreintensidades que puedan presentarse en el mismo, para lo cual la interrupción de este circuito se
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realizará en un tiempo conveniente o estará dimensionado para las sobreintensidades previsibles.
Las sobreintensidades pueden estar motivadas por:
- Sobrecargas debidas a los aparatos de utilización o defectos de aislamiento de gran impedancia. - Cortocircuitos. - Descargas eléctricas atmosféricas
a) Protección contra sobrecargas. El límite de intensidad de corriente admisible en un conductor ha de quedar en todo caso garantizada por el dispositivo de protección utilizado. El dispositivo de protección esta constituido por un interruptor automático de corte omnipolar con curva térmica de corte.
b) Protección contra cortocircuitos. En el origen de todo circuito se establecerá un dispositivo de protección contra cortocircuitos cuya capacidad de corte estará de acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en el punto de su conexión. Se admite, no obstante, que cuando se trate de circuitos derivados de uno principal, cada uno de estos circuitos derivados disponga de protección contra sobrecargas, mientras que un solo dispositivo general pueda asegurar la protección contra cortocircuitos para todos los circuitos derivados.
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Protección contra contactos directos e indirectos: El empleo de dispositivos de corriente diferencial-residual, cuyo valor de corriente diferencial asignada de funcionamiento sea inferior o igual a 30 mA, se reconoce como medida de protección complementaria en caso de fallo de otra medida de protección contra los contactos directos o en caso de imprudencia de los usuarios.
El corte automático de la alimentación después de la aparición de un fallo está destinado a impedir que una tensión de contacto de valor suficiente, se mantenga durante un tiempo tal que puede dar como resultado un riesgo.
El corte automático de la alimentación está prescrito cuando puede producirse un efecto peligroso en las personas, debido al valor y duración de la tensión de contacto. La tensión límite convencional es igual a 50 V, valor eficaz en corriente alterna, en condiciones normales.
Puesta a tierra: La puesta a tierra de la instalación eléctrica es la protección más importante contra contactos directos e indirectos y consiste en unir mediante un conductor todas las masas metálicas de la instalación. Dicho conductor se conecta al sistema de puesta a tierra que une estas masas con la tierra o suelo. El hilo de tierra, también denominado toma de conexión a tierra o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos.
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La toma de tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito “a tierra” en lugar de pasar a través del usuario. Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de un cable. En todas las instalaciones según el reglamento, el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y amarillo.
Figura 5
Todas las masas de los equipos eléctricos protegidos por un mismo dispositivo de protección, deben ser interconectadas y unidas por un conductor de protección a una misma toma de tierra. Se debe cumplir la siguiente condición:
Donde:
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Es la suma de las resistencias de la toma de tierra y de los conductores de protección de masas. es la corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de protección. Cuando el dispositivo de protección es un dispositivo de corriente diferencial-residual es la corriente diferencial-residual asignada. U es la tensión de contacto límite convencional (50, 24 V)
Instalaciones eléctricas industriales: Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos que permiten transportar y distribuir la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilicen. Entre estos elementos se incluyen: tableros, interruptores, transformadores, bancos de capacitores, dispositivos, sensores, dispositivos de control local o remoto, cables, conexiones, contactos, canalizaciones, y soportes. Las instalaciones eléctricas industriales, por su tamaño y complejidad, son tan importantes como los sistemas eléctricos de potencia, el uso de las técnicas de análisis usadas en estos, son aplicables también en las instalaciones de tipo industrial.
Análisis de los sistemas eléctricos: El análisis de los sistemas, es un conjunto de técnicas que se basan en las leyes fundamentales de la electricidad, aplicables principalmente a circuitos trifásicos de corriente alterna. Estas técnicas facilitan el cálculo del comportamiento de los sistemas bajo condiciones especificas, para auxiliar en el diseño de nuevos sistemas, para rediseñar los sistemas existentes, o bien, para hacer ajustes y modificaciones a partes de las instalaciones.
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Los estudios principales de análisis en instalaciones industriales incluyen: Estudios y cálculos de circuitocorto. Selección de dispositivos de protección. Coordinación de dispositivos de protección. Otros aspectos como: arranque de motores, estudios de caída de tensión y corrección de factores de potencia. Estudios de armónicos.
Objetivos de una instalación eléctrica: Una instalación eléctrica debe distribuir la energía eléctrica a los equipos conectados de una manera segura y eficiente. En cualquier instalación eléctrica de alumbrado o fuerza, es conveniente tomar en consideración que debe cumplir con los siguientes requisitos:
Seguridad: La instalación eléctrica debe realizare de tal forma que no exista ningún riesgo para las personas y equipos que se encuentran instalados en dicha instalación, durante su operación común.
Capacidad: Cada sistema eléctrico debe estar diseñado para satisfacer la demanda de servicio que se presente y considerar también el pronóstico de carga para instalaciones futuras, esta medida es conveniente y necesaria en algunos casos, debido a que el uso de la electricidad tiende a incrementarse en industrias, edificios, comercios, etc. y deben tenerse instalaciones calculadas para la demanda prevista en un lapso de tiempo determinado.
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Flexibilidad: Dependiendo del tipo de instalación eléctrica que se trate (industrial, comercial, residencial), se debe proyectar para que tenga una flexibilidad adecuada para la distribución de circuitos y para el entubado y alambrado, por lo que dependiendo de la localización física de los elementos de la instalación por alimentar, debe procurarse que las bandas de tubería ductos y alimentaciones tengan una localización tal que permita hacer cambios o modificaciones, sin que esto represente problemas técnicos complejos o gastos excesivos.
Accesibilidad: Cualquier instalación eléctrica, en forma independiente de la localización de las maquinas y aparatos por alimentar, se debe proyectar en tal forma que sea accesible en su instalación, mantenimiento y servicio general.
Confiabilidad: Dependiendo de la naturaleza de la instalación, ya sea edificio, industria, almacén o centro comercial, hospital o casa habitación, varia el grado de seguridad en el suministro de la energía eléctrica, entendiéndose esto, desde el punto de vista de planeación, como la probabilidad de que este dentro de servicio un determinado tiempo (estimado en forma nula); esto en forma independiente de la garantía o confiabilidad que se tenga en el suministro de la energía eléctrica por parte de la compañía suministradora.
Grúa puente o Puente grúa: Un puente-grúa, es un tipo de grúa que se utiliza en fábricas e industrias, para izar y desplazar cargas pesadas, permitiendo que se puedan movilizar piezas de gran porte en forma horizontal y vertical. Un puente-grúa se compone de un par de rieles paralelos ubicados a gran altura sobre los laterales del edificio con un puente metálico (viga) desplazable que cubre el espacio entre ellas. El guinche, el dispositivo de izaje
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de la grúa, se desplaza junto con el puente sobre el cual se encuentra; el guinche a su vez se encuentra alojado sobre otro riel que le permite moverse para ubicarse en posiciones entre los dos rieles principales.
Maquinas de corriente alterna: Se le llama maquinas de corriente alterna a aquellas maquinas que funcionan con corriente alterna. Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos.
Motores de corriente alterna: Por el fácil manejo de transmisión, distribución y transformación de la C.A, se ha constituido en la corriente con más uso en la sociedad moderna. Es por ello que los motores de C.A, son los más normales y con el desarrollo tecnológico se ha conseguido un rendimiento altísimo que hace que más del 90 % de los motores instalados sea de C.A. Los motores de C.A, se dividen por sus características en:
Sincrónicos Trifásico con Colector. Trifásico con Anillos. Y Rotor Bobinado.
Asincrónicos o de Inducción Trifásico Jaula de Ardilla.
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Monofásico: Condensador, Resistencia. Asincrónicos Sincronizados: Serie o Universal. Espira en corto circuito. Hiposincrónico. Repulsión.
Motores asincrónicos o de inducción: Son los de mayor uso en la industria. Cuando se aplica una corriente alterna a un estator, se produce un campo magnético giratorio, este campo de acuerdo a las leyes de inducción electromagnéticas, induce corriente en las bobinas del rotor y estas producen otro campo magnético opuesto según la ley de Lenz y que por lo mismo tiende a seguirlo en su rotación de tal forma que el rotor empieza a girar con tendencia a igualar la velocidad del campo magnético giratorio, sin que ello llegue a producirse. Si sucediera, dejaría de producirse la variación de flujo indispensable para la inducción de corriente en la bobina del inducido.
A medida que se vaya haciéndose mayor la diferencia entre la velocidad de giro del campo y la del rotor, las corrientes inducidas en él y por lo tanto su propio campo, irán en aumento gracias a la composición de ambos campos se consigue una velocidad estacionaria. En los motores asincrónicos nunca se alcanza la velocidad del sincronismo, los bobinados del rotor cortan siempre el flujo giratorio del campo inductor.
Como toda maquina eléctrica, los motores asíncronos constan de dos partes fundamentales y distintas:
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El estator: Es la parte fija del motor. Está constituido por una carcasa en la que está fijada una corona de chapas de acero al silicio provistas de unas ranuras. Los bobinados de sección apropiada están dispuestos en dichas ranuras formando las bobinas que se dispondrán en tantos circuitos como fases tenga la red a la que se conectará la máquina.
El rotor: Es la parte móvil del motor. Esta situado en el interior del estator y consiste en un núcleo de chapas de acero al silicio apiladas que forman un cilindro, en el interior del cual se dispone un bobinado eléctrico. Los tipos más utilizados son rotor de jaula de ardilla y rotor bobinado.
Figura 6
Objetivo del mantenimiento preventivo a un motor El principal objetivo del mantenimiento, es garantizar que el equipo se encuentre en óptimas condiciones de operación, y aumentar su vida útil. El mantenimiento empieza en la selección del motor. Frecuentemente se hace la selección sin considerar
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las implicaciones en el servicio y mantenimiento del motor, de lo que resultan consecuencias económicas desfavorables.
El mantenimiento preventivo es importante en cualquier instalación, pero es solo función, y no debe interferir con la función de línea de producción. La interferencia con la producción debe ser mínima, y es obligatoria la cooperación de mantenimiento preventivo. Con una planeación cuidadosa, gran parte del trabajo de mantenimiento preventivo se puede hacer mientras las máquinas están en plena producción, pues es cuando mejor se puede observar la conmutación, vibraciones, calentamiento y temperaturas. Sin embargo, se debe dar más importancia a la seguridad cuando se examinan las máquinas y motores en funcionamiento.
Registros: Cualquier programa de mantenimiento preventivo requiere llevar registros y mediciones en ciertas condiciones. El hecho de que un motor hoy tenga una resistencia de 20 megaóhms en el aislamiento, significa muy poco, salvo que se sepa lo que ha ocurrido en el pasado. Este método de investigar es muy útil para el mantenimiento preventivo, siempre y cuando se lleven registros. Algunas empresas, tienen disponibles tarjetas de muestreo de mantenimiento preventivo, aunque no suelen servir para todos los departamentos de mantenimiento preventivo sin algunas modificaciones. Se debe tener suficiente información en la tarjeta para que resulte útil, a veces se utilizan libros para registrar.
Las políticas de la empresa determinarán si la tarjeta debe incluir información como el número de serie del fabricante, o un número de control de la empresa. Se
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deben mencionar las piezas de repuesto disponibles, en particular para motores iguales, a fin de disminuir el inventario de piezas.
Partes de repuesto: Las piezas de repuesto son las partes cuya duración es menor que los devanados, y estos últimos son los que determinan la vida del motor. Las partes de reserva son piezas o ensambles duplicados que se deben reemplazar en caso de algún accidente de operación. Se emplean para que siga funcionando el motor, y reducir la pérdida de tiempo en caso de alguna falla.
Inspección: La mayoría de los problemas comunes que presentan los motores eléctricos se pueden detectar por una simple inspección, o bien efectuando algunas pruebas. Este tipo de pruebas se les conoce como pruebas de diagnóstico o de verificación, se inician con la localización de fallas con las pruebas más simples, y, el orden en que se desarrollan normalmente tiene que ver con el supuesto problema. La forma de identificar los problemas tiene relación con el tamaño del motor y su tipo.
Condiciones ambientales: Se debe adecuar el grado de protección mecánica de la cubierta del motor a las características ambientales del local de instalación: presencia de agentes químicos agresivos, polvo, humedad, partículas abrasivas, etc.; se debe tener en cuenta también la influencia de estos agentes sobre el sistema aislante. Se puede incluso considerar la noción de agresividad del ambiente. Existen dos tipos de ambientes agresivos: los mecánicamente agresivos y los químicamente agresivos. Es relativamente fácil la lista de algunas características que definen un ambiente no agresivo:
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Ausencia de polvo que pueda provocar abrasión en las partes de los equipos instalados, o disminuir la ventilación por la obstrucción de conductos de ventilación.
Ausencia de gases, vapores o líquidos que puedan corroer o atacar superficies o partes de los equipos; se debe tener en cuenta que la presencia de determinadas substancias en la atmósfera puede afectar incluso al sistema aislante y/o a las grasas o aceites utilizados en la lubricación de los cojinetes.
Aislamientos: Para los motores es primordial e insustituible el uso de aislantes, puesto que en sus propiedades se sabe que no son conductores de la electricidad, por lo que es de suma importancia su aplicación, ya que es necesario que el motor solo tenga contacto magnético y no eléctrico en algunas partes como entre los mismos devanados, es decir cada espira esta aislada eléctricamente de las otras.
Pruebas: Con relación a los equipos que se pueden emplear para las pruebas van desde los más sencillos, como son las lámparas de prueba, hasta algunos instrumentos digitales, que en algunos casos pueden ser más o menos sofisticados. Un aspecto básico en la determinación de las condiciones de un motor es definir si el motor presenta síntomas de falla, o bien a través de las pruebas de rutina de mantenimiento se observan fallas o tendencias a la falla.
Algunas de las condiciones anormales pueden resultar bastante fáciles de identificar sin necesidad de pruebas complicadas. De hecho, algunos de los problemas
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mecánicos se pueden detectar por simple observación. Para los fines del análisis de fallas, el sistema de un motor eléctrico se puede considerar que consta de cuatro componentes principales que son: la fuente de alimentación, el controlador, el motor, la carga.
Cuando ocurre un problema en un motor, es necesario determinar primero cuál de estas componentes está en falla. El suministro de potencia y los controladores pueden fallar en la misma proporción, y en ocasiones con mayor frecuencia que el motor mismo. Las cargas mecánicas aumentan debido a un incremento en el tamaño de la carga que el motor está accionando, pero también por alguna falla en los baleros o rodamientos, o bien en el medio de acoplamiento con la carga.
Contactor electromagnético: Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y otra inestable, cuando actúa dicha acción. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". Su accionamiento se realiza a través de un electroimán.
Figura 7
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Funcionamiento del contactor: A los contactos principales se conectan al circuito que se quiere gobernar. Asegurando el establecimiento y cortes de las corrientes principales y según el número de vías de paso de corriente, será bipolar, tripolar, etc. realizándose las maniobras simultáneamente en todas las vías. Los contactos auxiliares son de dos clases abiertos y cerrados. Estos forman parte del circuito auxiliar del contactor y aseguran las autoalimentaciones, los mandos, enclavamientos de contactos y señalizaciones en los equipos de automatismo. Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente, mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares, estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor.
Cuando la bobina deja de ser alimentada, abre los contactos por efecto del resorte de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil. La bobina está concebida para resistir los choque mecánicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnéticos debidos al paso de la corriente por sus espiras, con el fin de reducir los choques mecánicos la bobina o circuito magnético, a veces los dos se montan sobre amortiguadores.
BASES LEGALES
La Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, es su artículo 87 reza que: “Toda persona tiene derecho al trabajo y el deber de trabajar. El Estado
garantizará la adopción de las medidas necesarias a los fines de que toda persona pueda obtener ocupación productiva, que le proporcione una existencia digna y decorosa y le garantice el pleno ejercicio de este derecho. Es fin del Estado fomentar el empleo. La ley adoptará medidas tendentes a garantizar el ejercicio de los derechos
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laborables de los trabajadores y trabajadoras no dependientes. La libertad de trabajo no será sometida a otras restricciones que las que la ley establezca.
Todo patrono o patrona garantizará a sus trabajadores y trabajadoras condiciones de seguridad, higiene y ambiente de trabajos adecuados. El Estado adoptará medidas y creará instituciones que permitan el control y la promoción de estas condiciones”.
Según este artículo, es un deber constitucional del patrón la seguridad de los trabajadores, este proyecto busca aumentar la seguridad en las áreas de trabajo de los talleres del IFE, y adecuar las condiciones de higiene pues al mejorar la iluminación en el taller 1, se cuidará la salud visual del personal que allí labora, con la puesta en práctica del mismo se dará cumplimiento al dicho artículo. Con la implementación del plan de mantenimiento a la grúa puente, se protegerá la salud del personal, pues se evitarán muchas fallas que podrían llegar a ocasionar algún tipo de lesión u accidente.
Por otra parte y enmarcado en el Plan de Desarrollo Económico y social de la nación 2007-2013, en el apartado “h” establece que: “Se debe promover la integración territorial de la nación mediante los corredores de multimodales de infraestructuras (transporte carretero, ferroviario y fluvial, electricidad, gas, telecomunicaciones).”, lo cual se traduce en que el estado tiene el deber de crear
infraestructura de calidad desarrollar mas el servicio de transporte ferroviario. El presente proyecto tiene un impacto indirecto en este desarrollo, pues con las mejoras propuestas, busca optimizar el mantenimiento a realizarse en las locomotoras y demás maquinarias, que forman parte de la ferroviaria de la nación.
CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO
NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN El tipo de investigación en el cual se ubica el presente estudio, según el objetivo planteado, se puede clasificar en investigación proyectiva, debido a que en esta se intenta proponer soluciones a unas situaciones determinadas, que son la falta de mantenimiento de la grúa puente y la necesidad de mejorar el sistema eléctrico del taller 1, para ello se exploraron, describieron, explicaron y propusieron alternativas de cambio aunque no necesariamente se ejecute la propuesta como tal, lo que caracteriza a este tipo de investigación. En relación a esto, Hurtado, J. hace referencia a que una investigación proyectiva:
Consiste en la elaboración de una propuesta, de un plan, un programa o un modelo, como solución de un problema o necesidad de tipo práctico, ya sea de un grupo social, o de una institución, o de una región geográfica, en un área particular del conocimiento, a partir de un diagnóstico preciso de las realidades del momento,
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los procesos explicativos o generadores involucrados y de las tendencias futuras, es decir con base en los resultados del proceso investigativo (2010, pág. 114).
El tipo de investigación indica la profundidad con la cual el investigador aborda el objeto de conocimiento. El Manual de trabajo de Grado, Maestría y Tesis doctorales de la UPEL (1998), define al proyecto factible de la siguiente manera “…La elaboración de una propuesta de un modelo operativo viable, o una solución posible a un problema tipo práctico, para satisfacer necesidades de una institución o grupo social”. La presente investigación tiene como objetivo principal “Diseñar las
instalaciones eléctricas del taller uno y elaborar un plan de mantenimiento a la grúa puente del área de mantenimiento, estación Barquisimeto perteneciente al instituto ferrocarriles del estado (IFE) ubicada en el estado Lara” por lo tanto, en base a la cita anterior se puede decir que es de modalidad proyecto factible.
Para la autora Hurtado, J. Existen diferencias y semejanzas entre la investigación proyectiva y el proyecto factible, se asemejan en que ambos son investigación y generan conocimiento nuevo y concluyen con una propuesta diseño o invento entre otros.
Se diferencian en que el proyecto factible formula la propuesta sólo con la descripción de la problemática y de las condiciones que hacen posible la propuesta, lo cual no garantiza la efectividad de la propuesta, mientras que la investigación proyectiva describe la problemática a resolver, pero también explica su origen, además puede anticipar tendencias, analizar y comparar con otras propuestas
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existentes, y todo lo necesario para asegurar la efectividad de la propuesta. Es mucho más completa que el proyecto factible (Hurtado J, 2010).
Con el análisis anterior que realiza la autora Hurtado, se deduce que el presente proyecto se inclina más por la modalidad proyecto factible que por la investigación proyectista, por lo cual se abordó su desarrollo en base a dicha modalidad por lo que se realizó una propuesta viable, destinada atender necesidades específicas a partir de un diagnóstico.
Como ya se mencionó el proyecto factible también consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos necesidades de organizaciones o grupos sociales que pueden referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos, o procesos. El proyecto debe tener el apoyo de una investigación de tipo documental, y de campo, o un diseño que incluya ambas modalidades (Manual de Tesis de grado y Tesis de grado y especialización y Maestría y Tesis de Doctorales de la Universidad pedagógica Libertado, 2003, p.16).
Para llevar a cabo el proyecto factible, lo primero que debe realizarse es un diagnóstico de la situación planteada; en segundo lugar, es plantear y fundamentar con basamentos teóricos la propuesta a elaborar y establecer, tanto los procedimientos metodológicos así como las actividades y los recursos necesarios, para llevar a delante la ejecución, luego, se realizará el estudio de factibilidad del proyecto y, por último, la ejecución de la propuesta con su respectiva evaluación.
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Las fases o etapas son: diagnóstico, factibilidad y diseño de la propuesta. Según Labrador y Otros, (2002), expresan: “El diagnóstico es una reconstrucción del objeto
de estudio y tiene por finalidad, detectar situaciones donde se ponga de manifiesto la necesidad de realizarlo” (p. 186).
La factibilidad, indica la posibilidad de desarrollar un proyecto, tomando en consideración la necesidad detectada, beneficios, recursos humanos, técnicos, financieros, estudio de mercado, y beneficiarios. (Gómez, 2000, p. 24). Por ello, una vez culminado el diagnóstico y la factibilidad, se procede a la elaboración de la propuesta, lo que conlleva necesariamente a una tercera fase del proyecto.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN El diseño de la investigación es la estrategia general que asume el investigador con el fin de dar cumplimiento a los objetivos planteados. En el presente proyecto las estrategias empleadas se ubican dentro del tipo documental. El autor Arias F, (2004) en su texto “El proyecto de investigación” define la investigación documental como: “un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de
datos secundarios, es decirl los obtenidos y registrados por otros investigadores en fuentes documentales: impresas, audiovisuales o electrónicas” (p.25).
Basándose en la cita anterior, se deduce que la investigación presente cumple con dicho concepto, debido a que para su desarrollo se realizo un análisis de distintos documentos como trabajos de grado, textos especializados, fuentes electrónicas, además de fuentes vivas que aportaron información vital para el desarrollo del mismo.
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A su vez esta investigación se apoya en una investigación de campo, la cual consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos (datos primarios) sin manipular o controlar variable alguna.
El autor Sabino, C. (2002) afirma: “la investigación de campo, se caracteriza
porque los problemas que se estudian surgen de la realidad y la información requerida, debe obtenerse directamente de ella”. Con esta definición se puede inferir
que los datos primarios para esta investigación son las características de funcionamiento actual de las instalaciones eléctricas del taller 1 y la grúa puente, siendo los sujetos dichas instalaciones y la grúa, y los problemas que presentan surgen de la realidad, y la información que se obtuvo para el análisis se obtuvo en forma directa.
ÁREAS DE APLICACIÓN Este proyecto pertenece al área científica de tecnología e ingeniería eléctrica basada en mantenimiento y diseño, el cual puede ser aplicado a diversos planes de mantenimiento que incluyan motores, contactores y sistemas eléctricos a nivel industrial, así como también para el diseño de instalaciones eléctricas industriales de pequeña envergadura. La unidad específica para la cual se elaboró el presente proyecto es la unidad de mantenimiento eléctrico del Instituto Ferrocarriles del Estado, estación Barquisimeto, ubicada en el Estado Lara, y es a esta unidad a la cual se aplicará dicho proyecto.
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POBLACIÓN Y MUESTRA Para el desarrollo del proyecto factible se requiere tomar en cuenta elementos que aportan datos importantes que serán sometidos a análisis para ser utilizados en el estudio del problema, uno de estos elementos es la población. Según Alcaide Inchausti, A (1997) especifica que población es “…cualquier conjunto de elementos
de los que se quiere conocer o investigar alguna o algunas de sus características”, (p. 63). Desde el punto de vista de Gabaldón, N. (s.f), “estadísticamente hablando, por
población se entiende un conjunto finito e infinito de personas, conjunto o elementos que presentan características comunes”, (s.p).
Para el presente proyecto, la población fue todos los elementos del sistema eléctrico que conforman al taller 1 y todos los que componen del sistema eléctrico de la grúa puente del taller 2. Como muestra se tomó el 100% de dicha población, por lo cual no se requiere procesamiento de datos, en cuanto a porcentajes y muestreo.
TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Las técnicas de recolección de datos son un conjunto de mecanismos, medios y sistemas de dirigir, recolectar, conservar, reelaborar y transmitir los datos sobre estos conceptos Fernando Castro Márquez indica que las técnicas están referidas a la manera como se van a obtener los datos y los instrumentos son los medios materiales, a través de los cuales se hace posible la obtención y archivo de la información requerida para la investigación.
Para definir lo que es un instrumento de recolección de datos se cita a:
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Sabino, C (s.f) Un instrumento de recolección de datos es en principio cualquier recurso de que pueda valerse el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información. De este modo el instrumento sintetiza en si toda la labor previa de la investigación, resume los aportes del marco teórico al seleccionar datos que corresponden a los indicadores y, por lo tanto a las variables o conceptos utilizados (p. 149,150).
En el presente proyecto por su diseño de investigación documental, una de las técnicas que se utilizó para la recolección de datos fue la revisión y análisis documental y de contenido, utilizando para el procesamiento el análisis, comparación y parafraseo de las fuentes consultadas, esto para recopilar la mayor cantidad de información concerniente a los temas a abordar en el proyecto y tener buenas bases teóricas para respaldar la investigación.
La principal técnica que se utilizó para el abordaje de los objetivos planteados fue la observación directa de los talleres de la estación, y del sistema eléctrico en general, prestando especial atención a las áreas a mejorar con la implementación del proyecto a realizar, es decir la grúa puente y el taller 1. Se realizaron inspecciones visuales, medición de parámetros eléctricos, preguntas informales al personal que labora en las áreas inspeccionadas, con el fin de recopilar información y detectar las fallas que se deben corregir y mejorar el sistema en general.
Otra técnica utilizada fue la entrevista la cual es una técnica mediante la cual una persona obtiene información directa de otra y puede ser dirigida o estructurada que es la que se hace a través de un cuestionario o puede ser no estructurada sino focalizada o libre. Para este estudio las entrevistas aplicadas fueron no estructuradas o libres. Al respecto Susan la define como la relación personal entre uno o más sujetos, en la cual
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uno de ellos, el entrevistado, posee determinada información que proporcionará a otro sujeto, el entrevistador la diferencia con el cuestionario estaría en que en la entrevista hay mayor flexibilidad y el entrevistador puede hacer modificaciones en el formato de las preguntas, sin cambiar el sentido de las mismas.
INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Falcón y Herrara (2005) “La aplicación de un técnica conduce a la obtención de
información, la cual debe ser resguardada mediante un instrumento de recolección de datos” (p. 12). Según estos mismos autores, los instrumentos de recolección de datos “son dispositivos o formatos (en papel o digital), que se utilizan para obtener, registrar o almacenar información” (p.12).
Los instrumentos son los medios materiales que se emplean para recoger y almacenar la información. Ejemplo: fichas, formatos de cuestionario, guías de entrevista, lista de cotejo, grabadores, escalas de actitudes u opinión, entre otros. De acuerdo con estos conceptos, los instrumentos de recolección de datos utilizados para este proyecto fueron:
a) Instrumentos de recolección: Libreta para anotaciones, Multímetro digital, cinta métrica, calculadora. b) Instrumentos de Registro: Cámara fotográfica, memoria USB, computadora.
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FASES DEL PROYECTO Para la propuesta del Diseño de Instalaciones Eléctricas del Taller 1, se realizaron las siguientes fases:
Fase 1: Estudio Diagnóstico En esta primera fase se buscó cumplir con el objetivo de: 1. Diagnosticar la situación actual de las instalaciones eléctricas del taller 1 del área de mantenimiento.
Para lo cual se realizaron una serie de actividades encaminadas a dar cumplimiento al mismo. Estas actividades fueron:
1.1 Realizar una inspección visual del taller. Observar el estado de cableado, luminarias y tomas de corriente. 1.2 Revisión del sistema eléctrico, banco de transformación, tableros eléctricos, puntos de iluminación y tomacorrientes. 1.3 Medición de voltaje en los tomacorrientes y medición de corriente en la alimentación de las maquinarias encendidas y medición de las dimensiones del taller.
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Con la realización de estas actividades se obtuvo información directamente de la fuente original, a la cual se le aplicará el diseño, es decir que con esta se realizó un investigación de campo.
En esta fase se determinó que el banco de transformador con el que actualmente se alimenta la acometida actual de este taller, aún esta operativo no tiene registros de mantenimiento de ningún tipo des de que fue instalado, por lo que se asume que nunca a recibido mantenimiento. Se encuentra polvoriento y descuidado, y la empresa desea sacarlo de funcionamiento para instalar un nuevo banco de transformación, por lo cual se realiza el diseño de la nueva acometida del taller en base a este cambio. Ya se encuentran instalados los conductores que conectaran la nueva acometida con el banco de transformación nuevo. El tablero principal no tiene identificado ningún circuito y le faltan dispositivos de protección, los subtableros están muy cerca del tablero principal y se pidió que se agrupasen todos en un mismo tablero.
Existen muchos puntos de tomacorrientes en los cuales no se encuentra instalado el tomacorriente como tal, sino que solo están los conductores dentro del cajetín, no existe un tablero que indique el circuito que las controla las luminarias y muchas están dañadas.
En esta fase también se realizaron las actividades dirigidas a obtener los datos para hacer el estudio de carga al taller 1, las cuales fueron:
2. Contabilizar el número de luminarias y tomacorrientes, determinar el tipo y la potencia a la cual trabajan.
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3. Revisar la placa características de las maquinarias que dependen de la alimentación eléctrica del taller y registrar dicha información. 4. Calcular la potencia total demandada por todas estas cargas.
Se determinó el número de luminarias y tomacorrientes, clasificándolas por tipo y la potencia a la cual trabajan, se revisaron
las placas características de las
maquinarias que dependen de la alimentación eléctrica del taller y se registró dicha información con el fin de calcular la potencia total demandada por todas estas cargas y de esa forma comenzar con el estudio de carga qué determinó la potencia demandada por el taller 1.
En el interior del galpón la iluminación artificial se realiza por medio de 21 lámparas de vapor de mercurio de 400 W, distribuidas en dos circuitos. En las fosas de trabajo del taller existen lámparas de 100 vatios en total son 12 lámparas. La iluminación exterior del galpón se realiza por medio de reflectores existen 10 de 1000 W, y una torre que contiene 4 reflectores de 1000 W, para un total de 14 relectores.
En los talleres de mantenimiento 1 y 2 existen fosas de trabajo las cuales permiten la exploración, revisión y mantenimiento del material tractivo y rodante, en cada uno de estos fosos existen puntos de tomacorriente especiales, construidos a prueba de agua y polvo, para uso industrial a la intemperie polarizados con tierra de 20 A, 125/250 V, estos se encuentran implementados bajo una tensión monofásica con una salida de 120 V, utilizan tres conductores (fase, neutro y tierra) número 12 de cobre sólido Tw, empotrados en una tubería galvanizada (EMT) de ¾ de pulgadas y una protección por circuito de 15 A. En total cuenta con 16 tomacorrientes.
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En el taller 1, el tablero al cual están conectados los circuitos para tomacorrientes no reúne las condiciones necesarias para su funcionamiento y la acometida de los circuitos fue eliminada. En este existen fosos en las vías 3 y 4, en la vía Nº 3 existen 12 puntos de tomacorrientes, con un faltante de 4 tomacorrientes sus protecciones a la intemperie. En la vía Nº 4 existen 12 puntos para tomacorrientes con ausencia de 3 tomacorrientes. El número máximo recomendado por el CEN es de 10 tomacorrientes por circuito.
En cada cubículo o unidad del taller existen maquinarias, para las cuales se tiene un circuito de tomacorrientes de uso general, algunas tienen una toma individual para las máquinas tales como tornos, compresores y máquinas de soldar pequeños que funciones a 208 voltios. En el taller se encuentra un sistema de aire comprimido que funciona por medio de un motor trifásico, con arranque directo, este es alimentado de un tablero auxiliar ubicado muy próximo al principal, y la máquina de soldar trifásica también posee un tablero auxiliar ubicado en las mismas condiciones, estos tableros deben ser ubicados más cerca de la carga y no tan próximos al principal o eliminarlos y alimentar las cargas directamente del tablero principal.
Fase 2: Estudio de Factibilidad Factibilidad Técnica:
El IFE cuenta con recursos necesarios para la realización del presente proyecto, tales como personal técnico calificado (Técnicos electricistas y ayudantes de electricidad), con experiencia, habilidades y conocimientos, los cuales con las orientaciones que se describen en este estudio pueden realizar la ejecución del mismo. También cuenta con algunas herramientas y equipos que son necesarios para efectuar
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las actividades o procesos que requiere el proyecto, como alicates, pela cables, guaya para cableado, multímetro, destornilladores, escaleras, arnés de seguridad, equipos de protección personal, entre otros.
Los recursos técnicos actuales del instituto deben complementarse, se requiere de un ingeniero electricista que supervise y guie al personal en la ejecución del mismo, que conozca de seguridad laboral para evitar posibles accidentes, y que garantice que se sigan los procedimientos que lleven al buen funcionamiento de las instalaciones eléctricas, también requiere complementar el stop de herramientas y elementos como andamios y escaleras de mayor altura de las que dispone para la realización de trabajos en altura.
Factibilidad económica:
Para ejecutar el proyecto se requieren de recursos materiales, algunos de los cuales ya se tienen, como lo son el nuevo banco de transformación, la acometida que va de este al tablero principal, en el almacén de mantenimiento hay cinta aislante de goma y de plástico, las canalizaciones de muchos de los circuitos, cuyas tuberías están en buen estado, queda a criterio del instituto si las sustituye o las reutiliza, también muchas de las luminarias están en buen estado y las otras se pueden repotenciar o reparar, en los tomacorrientes para las fosas, faltan algunos y sus tapas de protección contra intemperie, los cuales deberán ser comprados, al igual que los tomacorrientes de uso general y de tomas individuales.
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Se deben adquirir los tableros eléctricos y dispositivos de protección así como también los conductores eléctricos, cajetines, conectores, tuberías para los nuevos circuitos, entre otros elementos necesarios para la instalación eléctrica propuesta. Calibre de
Metros
cable #
ITM
Cantidad
1 x 20
5
12
840
2 x 20
16
10
288
3 x 20
3
8
245
3 x 50
1
6
1056
3 x 115
1
4
90
3 x 230
1
2
1000
1/0
760 Diámetro de
Longitud
tubería Ø
Metros
½”
136
¾”
454
1”
503
1 ½”
621
2”
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Tableros eléctricos:
Tablero principal que cumpla con las siguientes características: Tablero eléctrico con capacidad para treinta y dos circuitos, polos, 208 V, 600 A, 3F, 4H, 60 Hz, con interruptor principal termomagnético de
230 Amperios de tres polos. Con los
siguientes circuitos derivados cinco de (1 polo por 20 amperios), 16 de (2 polos x 20
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amperios), 3 de (3 polos x 20 amperios), 1 de (3 polos x 50 amperios), y 1 de (3 polos x 115 amperios).
Subtablero para máquina de soldar trifásica: tablero eléctrico con capacidad para tres circuitos, tres polos, 208 voltios, 600 A, 3F, 4H, 60 Hz. Con interruptor termomagnético de 3 polos x 115 amperios.
Subtablero para motor de aire comprimido tres polos, 208 voltios, 3F, 4H, 60 Hz. Con interruptor termomagnético de 3 polos x 20 amperios. Gabinete para instalar el sistema de arranque del motor.
Subtablero Bombas: 2F, para instalar dos interruptores termomagnéticos de 2 polos x 20 amperios cada uno.
También se deben adquirir elementos de sujeción para las tuberías, Bandejas de cables, entre otros.
Los recursos necesarios para la ejecución del presente proyecto, deben ser solicitados por el departamento de mantenimiento, unidad de electricidad, a la gerencia, junto con la propuesta que se realizó para su evaluación y consideración. Las cantidades de materiales indicadas son estimadas y se pueden tomar como referencia, de llevarse a cabo el proyecto, se deberá solicitar presupuesto en diversas empresas para todos los equipos y materiales, a fin de evaluar los costos.
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Fase 3: Diseño En esta fase se realizaron las siguientes actividades: Calcular la potencia total demandada por cargas instaladas en el taller 1.
Con la información obtenida en la etapa de diagnóstico, se realizó el cálculo de la potencia total demanda por el taller, previo a esto se realizó una investigación documental sobre como aplicar dicho estudio de carga en recintos industriales, consultando diversas fuentes tales como libros de instalaciones eléctricas industriales, el Código Eléctrico Nacional, tesis, informes, entre otros.
El estudio de carga detallado que se realizó en esta etapa, es importante pues permitió conocer exactamente cuanta potencia requieren las cargas conectadas actualmente al sistema estudiado, y con base en esta información dimensionar los conductores eléctricos, además para saber que cantidad de potencia se dejará como reserva a fin de alimentar las cargas que se instalarán a futuro.
Con el procesamiento de los datos obtenidos, se realizaron las actividades que permitieron el diseño del tablero principal del taller. Y cumplir con el objetivo de:
Diseñar un tablero principal de distribución, el cual se conectará a la línea de alimentación principal (acometida) y del cual se derivarán los circuitos secundarios. Es decir, que en dicho tablero se agruparán todos los circuitos existentes en el taller 1, con sus respectivos elementos de protección y se identificará cada uno de los circuitos secundarios según la carga o equipo a la cual se conectaran.
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Las actividades que se realizaron fueron:
Calcular los conductores para circuitos ramales de iluminación. Calcular los conductores para circuitos de tomacorrientes de uso general. Calcular los conductores para máquina de soldar trifásica, circuitos de tomacorrientes individuales y alimentador de compresor.
Estos cálculos fueron realizados siguiendo la normativa establecida por el código eléctrico nacional, se calcularon por capacidad de corriente y por caída de tensión tomando en cuenta la distancia del conductor ya que esta influye directamente en la capacidad del conductor de mantener el nivel de voltaje que recibe desde el tablero de alimentación al punto de conexión de la carga.
Una vez conocido el calibre del conductor a utilizar en los circuitos ramales, se calcularon las protecciones adecuadas para utilizar en cada uno, esto se realizó por medio de la capacidad de corriente del conductor.
Para la segunda propuesta de Diseñar un plan de Mantenimiento para la Grúa Puente del taller 2, se cumplieron las siguientes fases:
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Fase 1: Diagnóstico
En esta fase se busco dar respuesta al objetivo de: Detectar las fallas de mantenimiento que se presentan la grúa puente del taller 2. Las actividades realizadas fueron: Realizar una visita guiada a la grúa puente. Efectuar una inspección visual de sus partes eléctricas. Entrevistar al tutor industrial acerca de la grúa.
Con la realización de estas actividades se obtuvo información directamente de la fuente original, a la cual se le aplicará el diseño, es decir que con esta se realizó un investigación de campo. La visita fue guiada por el tutor industrial, y se realizó el recorrido por todo el sistema eléctrico de la grúa desde la parte de acometida eléctrica que la alimente, el cual es un banco de transformación de uso exclusivo, se subió hasta la parte alta del taller en donde esta instalada dicha grúa y se revisaron los motores, contactores, y sistema eléctrico en general.
Se utilizó el instrumento entrevista, para recopilar información acerca del funcionamiento, mantenimiento y reparaciones realizadas en la grúa, pudiéndose conocer que se le han hecho modificaciones en el circuito de control, adaptando elementos como finales de carrera con el fin de mejorar de corregir una falla de desactivación en los motores de desplazamiento horizontal. Se seleccionó como entrevistado al tutor industrial debido a que él y su equipo son los encargados de realizar este tipo de reparaciones, además porque conoce bien el funcionamiento de dicha máquina. Se detectó que requiere de un buen plan de mantenimiento debido a que presenta suciedad en muchos de sus componentes
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Fase 2: Estudio de Factibilidad
En esta fase se buscó determinar la factibilidad técnica del proyecto, por lo cual se realizaron las actividades correspondientes con el objetivo de: Recopilar información documental acerca de la grúa puente. Estas actividades fueron:
Ubicar el manual de la grúa materiales que pueda aportar información sobre sus características. Investigar por internet para documentarse sobre la misma. Procesar toda la información obtenida.
A nivel técnico, este proyecto es realizable solo se necesita de cierta planificación y organización, pues dispone del personal capacitado, algunas herramientas y se tiene el tiempo. Los recursos para realizar la mayoría de procedimientos rutinarios de mantenimiento son de bajo costo, exceptuando los que requieren de cambio o sustitución de componentes y dispositivos.
Se requieren de los siguientes elementos para llevar a cabo el proceso de mantenimiento: Sistema de aire comprimido
Destornilladores.
Alicates
Dinamómetro
(universal,
puntas
largas, puntas redondas y de corte)
Lijas de diferentes texturas.
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Liquidos dieléctricos, bencina,
Llaves de ½”, 9/16”, 5/8”, ¾”
gasolina, entre otros.
Megaohmimetro
Llaves ajustables.
Pértiga aislante.
Actualmente se tiene disponibilidad del sistema de aire comprimido, destornilladores, y algunos alicates, y llaves. Se deben conseguir el Megaohmimetro las lijas, los líquidos dieléctricos, pértiga aislante, calas calibradas o vernier. Algunos de estos elementos los tiene el IFE en las otras áreas de mantenimiento, por lo cual se puede coordinar para su utilización a la hora de realizar el mantenimiento y así invertir menos en su adquisición. Dependiendo del criterio del jefe de la unidad de mantenimiento y de la gerencia.
Fase 3: Diseño
El objetivo de esta fase fue diseñar los procedimientos aplicables para mejorar el estado de la grúa y mantenerla en buenas condiciones. Para lograrlo se llevaron a cabo las siguientes actividades: Realizar un análisis exhaustivo de la información obtenida de diversas fuentes. Comparar y contrastar métodos de mantenimiento aplicables, para elegir los que se utilizaran en el plan de mantenimiento.
Se eligieron los métodos que mejor se aplicaban a la grúa puente por sus características técnicas y nivel de requerimiento en el mantenimiento a aplicársele. Estos se describen más detalladamente en la formulación de la propuesta.
CAPITULO IV
FORMULACIÓN DE LAS PROPUESTAS
PROPUESTA 1: DISEÑO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EL TALLER 1 CÁLCULOS DE CARGA
Para la iluminación interior del taller se utilizan 21 lámparas de vapor de mercurio de 400W, distribuidas en 3 circuitos de 7 lámparas cada uno.
Circuito ramal 1 iluminación interior: la longitud del conductor a utilizar es de 80 metros aproximadamente.
Potencia aparente del circuito:
75
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12, del libro Oswaldo Pennisi, los elementos para este circuito son: Conductor
2 # 12 THW
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
ؽ”
Pero por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 6 THW
76
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø 1”
Se eligen los elementos seleccionados por caída de tensión para el circuito.
Circuito ramal 2, iluminación interior: Por capacidad de distribución Longitud del cableado: 92 metros
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, del canalizaciones eléctricas de Oswaldo Pennisi.
Conductor
2 # 2 THW
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø 1”
Se eligen los elementos seleccionados por caída de tensión para el circuito.
Circuito ramal 3, iluminación interior:
Por capacidad de distribución:
77
Longitud 104 metros
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 2 THW
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø 1”
Iluminación fosas de trabajo
Constituida por 12 Lámparas de 100W en las fosas, se realizarán 2 circuitos de 6 luminarias cada uno.
Circuito ramal 4: longitud de 86.6 metros. Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito:
78
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12, del libro Oswaldo Pennisi, los elementos para este circuito son:
Conductor
2 # 12 THW
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
ؽ”
Por capacidad de distribución:
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, del canalizaciones eléctricas de Oswaldo Pennisi.
Conductor
2 # 4 THW (fase + neutro)
Protección
ITM de 1 x 20 A
Tubería
Ø 1”
Circuito ramal 5: circuito iluminación fosas longitud del conductor 76 metros.
79
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 4 THW ( fase + neutro)
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
Ø 1”
Iluminación exterior
Circuitos ramales 6 y 7: 10 Reflectores del galpón, de los cuales se distribuirán en 2 circuitos de 5 reflectores de 1000 W cada uno.
Potencia aparente del circuito:
80
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 10 THW
Protección
ITM de 2x30 A
Tubería
ؾ”
Para el circuito ramal 6: Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
81
Conductor
2 # 2 THW
Protección
ITM de 2x30 A
Tubería
Ø 1 ½”
Para el circuito ramal 7: Por capacidad de distribución:
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 1/0 THW
Protección
ITM de 2x30 A
Tubería
Ø 1 ½”
Circuito de iluminación Torre Externa:
Circuito 8: conformado por 4 Reflectores en la Torre Externa de 1000 W cada reflector.
82
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 #10 THW
Protección
ITM de 2x30 A
Tubería
Ø 3/4 ”
Por capacidad de distribución
83
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 1/0 THW
Protección
ITM de 2x30 A
Tubería
Ø 1 ½”
Para los puntos de iluminación en el techo, se usaran cajetines rectangulares de 5x 5" con diámetro de ½”, 1”, 1 ½" y ¾" para la instalación de interruptores, tomas y
salidas, se emplearán cajetines de 2x4" con el diámetro antes Mencionado. Para los interruptores o swiche, se utilizarán los del tipo Ticino con capacidad hasta de 20 Amperes y se instalarán a 1.5 m del piso acabado.
Circuitos ramales de tomacorrientes de uso general:
Se instalarán 27 puntos de tomacorrientes dobles de 180 W cada uno, repartidos en tres circuitos de nueve tomacorrientes cada uno.
Potencia aparente por circuito:
84
Corriente por circuito:
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, se seleccionan los siguientes elementos:
Conductor
3# 12 THW (fase + neutro + tierra)
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
ؽ”
Circuito ramal 9: Por capacidad de distribución
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
85
Conductor
3 # 4 THW (fase, neutro y tierra)
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
Ø 1”
Para los circuitos 10 y 11 se utilizara el mismo calibre de conductor, protección y tubería, variando únicamente las distancias de estos circuitos, el circuito 10 a 80 metros y el 11 a 90 metros de la acometida.
Circuito ramal 10: Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son: Conductor
3 # 2 THW (fase, neutro y tierra)
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
Ø 1½”
86
Circuito ramal 11: Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
3 # 2 THW (fase, neutro y tierra)
Protección
ITM de 1x20 A
Tubería
Ø 1½”
Los tomacorrientes de uso general, que funcionan a tensión de 120 voltios serán dobles con polo a tierra de 20 amperes, el tercer hilo corresponderá a la puesta a tierra, para aterrar al sistema como medida de seguridad contra contactos directos e indirectos.
Circuitos ramales de Tomacorrientes individuales
Se dejará una toma de corriente individual para cada cubículo o unidad de trabajo del taller, asumiendo como carga máxima una máquina de soldar de 1200 W.
87
Circuito ramal 12: Cubículo Nº 1 “Unidad de Aire comprimido”
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 #12 THW a 75 °C (fase) 1 #12 THW (tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ½”
Cubículo Nº 2 Circuito ramal 13: Por capacidad de distribución
88
Según la tabla N° 4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
3 # 12 THW
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ½”
Circuito ramal 14: Cubículo Nº 3
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
89
Conductor
3 # 12THW ( 2 fase + tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ½”
Circuito ramal 15: Cubículo Nº 4
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
3 # 12 THW (2 fase + tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ½”
Circuito ramal 16: Cubículo Nº 5
Por capacidad de distribución
90
Según la tabla N° 4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
3 # 12 THW ( 2 fases + tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ½”
Circuito ramal 17: Cubículo Nº 6, Máquina de soldar trifásica de 50 A
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
91
Conductor
3 # 1/0 THW (fase) 1 #10 THW (tierra)
Protección
ITM de 3x50 A
Tubería
Ø 2”
Nota: Por ser una maquina trifásica se colocará un sub-tablero, ubicado en el mismo cubículo de la máquina, es decir en el cubículo 6, alimentado directamente del tablero principal, las protecciones del circuito se colocarán en este sub-tablero.
Circuito ramal 18: Maquina de soldar (marca: Lincoln) de 5 A, 230 V (datos de placa característica)
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductores
2 # 10 THW (fase) 1 #12 THW (tierra)
92
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
Ø ¾”
Circuito ramal 19: Tomas de corriente individual en el lado sur del taller 1, estimado para una carga de 1200 Vatios
Potencia aparente del circuito:
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor Protección
2 #12 THW (fase) 1 #12 THW (tierra) ITM de 2x20 A
93
Tubería
ؽ”
Por capacidad de distribución
Según la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 8 THW (fase) 1# 12 THW (tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
ؾ”
Circuito ramal 20: Por capacidad de distribución
94
Según la la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son: Conductor
2 # 6 THW (fase) 1# 12 THW (tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
ؾ”
Circuito ramal 21: Por capacidad de distribución
Según la la tabla N°4 del apéndice A.2 y la tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
2 # 6 THW (fase) 1# 12 THW (tierra)
Protección
ITM de 2x20 A
Tubería
ؾ”
Sub-tablero a las bombas Eléctricas: dos bombas de iguales características.
95
Bombas:
220V / 9.7A / 2.2kW
1 Hp
746 W
X
2,2 kW
Se clasifican en motores medianos por su potencia mayor a 1 Hp, por lo que cada motor requiere de un dispositivo de protección. Bomba de agua
Bomba de Gasoil
Alimentador
Se obtiene un conductor 10 THW por capacidad de corriente
96
Por capacidad de distribución
Para el conductor que alimentará al subtablero Bombas,
desde donde se
conectaran los circuitos individuales de cada motor.
Conductor
2 # 2 THW (fases) 1 # 10 THW (tierra)
Protección
ITM de 2x30A
Tubería
Ø 1½”
Circuitos bomba de agua y bomba de gasoil: estos circuitos partirán del subtablero Bombas. Por tener las mismas características ambos motores, el conductor seleccionado será igual para cada uno.
Conductor
2 # 12 THW (fases) 1 # 12 THW (tierra)
Protección
2 ITM de 2x20 A
Tubería
Ø 1/2”
Circuito 23: Motor de aire comprimido (sistema trifásico), este motor será alimentado de forma independiente desde el tablero principal. Por tener un consumo
97
elevado de corriente en el arranque, debe tener un arranque particular, que permita reducir esta corriente, se recomienda un arranque estrella triangulo, no debe arrancar en forma directa.
208 V / 25Hp
I p= 74.8 A
Id= 1,25 * 74.8 A = 93.5 A
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y tabla N° 12 del apéndice A.4, de canalizaciones eléctricas, ya que esta es la requerida para la selección del conductor que tiene las características que tiene el circuito, las cuales son:
Conductor
3 # 1/0 THW ( 3 fases) 1 # 8 THW (tierra)
Protección
ITM de 3x115 A
Tubería
Ø 2”
ACOMETIDA PRINCIPAL Para el cálculo de la acometida, se suman todas las cargas del taller con su potencia en voltio amperios, es decir la potencia aparente de cada carga.
Según el la tabla 230-11 del CEN, el factor de demanda para las cargas de iluminación en recintos industriales se toma al 100%.
98
DESCRIPCION
FASE
NEUTRO
Iluminación Lámparas de vapor de mercurio (400W)
9333.3333 VA
Lámparas incandescentes (100 W)
2333.3333 VA
Reflectores del galpón (1000 W)
11111.1111 VA
Reflectores de la torre (1000 W)
4444.4444 VA
Sub-total
27222.2221
2333.3333 VA
2333.3333
Se asume un factor de demanda unitario a 100 %
Para las cargas de tomacorriente calculadas a menos de 180 ampere por salida en unidades no residenciales, se utiliza el factor de demanda de la tabla 22-13 del CEN, en la cual se especifica que a los primeros 10 kVA o menos se les aplica el factor de demanda de 100% y a partir de 10 kVA, al 50 %.
DESCRIPCIÓN
FASE
NEUTRO
Carga de T/C de uso general
(3 * 1800) VA
(3 * 1800) VA
Sub-total
32622.2221VA
5400 VA
T/C Individuales
(9 * 1333.33) VA
Sub-total
11999.97 VA
Total
44622.1921 VA
Primeros 10 kVA Factor de demanda 100%
10000 VA
99
A partir de 10 kVA Factor de demanda al 50% Total
17311.0961 27311.0961
Las otras cargas se toman al 100 % de su potencia.
La potencia aparente total requerida por la instalación es:
DESCRIPCIÓN Iluminación
FASE 27222.2221VA
NEUTRO 2333.3333VA
Tomacorrientes Subtotal 1
27311.0961 VA 54533.3182 VA
5400 VA 7733.33
Circuito Bombas de agua y gasoil
4888.8888 VA
Circuito Motor de aire comprimido Subtotal 2
20713.8889 VA 25602.7777 VA
7733.3333
Aplicando factor de diversidad (f.d) a las cargas de Bomba de agua y gasoil y el de aire comprimido, se elige 1.3 para este sistema.
Potencia aparente total:
ST = 19694.4444 VA + 54533.3182 VA = 74182.7626 VA
20% * 74182.7626VA= 14836.5525 VA
100
ST con reserva = 76749.4142 VA
Corriente del circuito (plena carga o nominal):
Según la tabla N° 250 – 95 y N° 310 – 16 del CEN y, la tabla N° 12 del apéndice A.4, del libro canalizaciones eléctricas de Oswaldo Penissi, el conductor cumple con tiene las características del circuito es: Conductor
4 # 300 MCM THW (3 fase + neutro) 1# 4 THW (tierra)
Protección
ITM de 3x250 A
Tubería
Ø 4”
101
ESTUDIO DE CARGA
DESCRIPCION
FASE
NEUTRO
Iluminación Lámparas de vapor de mercurio (400W)
9333.3333 VA
Lámparas incandescentes (100 W)
2333.3333 VA
Reflectores del galpón (1000 W)
11111.1111 VA
Reflectores de la torre (1000 W)
4444.4444 VA
Sub-total
32622.2221VA
7733.3333 VA
Carga de T/C de uso general
(3 * 1800) VA
(3 * 1800) VA
T/C Individuales
(9 * 1333.33) VA
Circuito para las Bombas (agua y gasoil)
4888.8888 VA
Motor de aire comprimido
20713.8889 VA
Sub-total
37602.7477VA
Reserva 20%
12791.5690 VA
12791.5690 VA
Total
82974.5388 VA
20482.9023 VA
2333.3333 VA
102
Tablero Principal BALANCE DE CARGA Proyecto: Instituto de Ferrocarriles del Estado (IFE) “AREA DE MANTENIMIENTO” Plano: Alimentación Tablero: Taller N° 1 Tensión: 120 V / 208 V Sistema: Trifásico fases: 3 Hilos: 4 Tipo de tablero: 20 espacios Amp: 250 Polos: 3 Carga conectada
Cal
Amp
N°
Iluminación Iluminación Iluminación Iluminación T/C individual T/C individual T/C individual T/C individual T/C individual Motor de Aire
6 2 2 1/0 12 12 12 1/0 12 1/0
15 15 26.7 21.3 6.41 6.41 6.41 50 6.41 93.5
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
Carga conectada (kVA) R: 26.67 S: 26.22 Fases T: 26.39
R S T
N°
Amp.
Cal
Carga conectada
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
15 11 11 26.7 15 15 15 6.41 6.41 6.41 5 13.2 13.2
2 4 4 1/0 4 4 4 12 12 12 10 6 6
Iluminación Iluminación Iluminación Iluminación T/C uso general T/C uso general T/C uso general T/C individual T/C individual T/C individual T/C individual Bomba de gasoil Bomba de agua
Alimentación N° y tipo de alimentador: #300 MCM THW + # 4 THW
Fases:3 Neutro:1 Tierra:1 Tubería: Ø 4”
ITM: 3x250 A
103
Fase 1
C1
C3
C5 C7
C9
C11
C13
C15 C17
Fase 2
Fase 3
1555,55
1555,55
1555,55
1555,55
1166,665
C4
1555,55
1166,665
C6
2777,775
2777,775
C8
2777,775
2777,775
2222,22
1800
C10
2222,22
1800
C12
666,65
1800
C14
666,65
666,65
C16
666,65
666,65
666,65
666,65
666,65
666,65
666,65
666,65
3466,66
666,65
3466,66
666,65
3466,66
666,65
666,65
2444,4444
666,65
2444,4444
6904,6296 C19
C2
1555,55
6904,6296 6904,6266
RESERVA
RESERVA
RESERVA
RESERVA
RESERVA
RESERVA
RESERVA
RESERVA
C18 C20 C22
C24
104
PROPUESTA 2: PLAN DE MANTENIMIENTO DE LA GRÚA PUENTE
Este plan de mantenimiento se realizó con la finalidad de orientar a los técnicos en la realización de labores destinadas a conservar en buen estado la grúa aérea o grúa corredera, ya que ésta se requiere en las labores de mantenimiento de material tráctivo (locomotoras) y de material rodante (vagones cubiertos, tolvas y plataformas); también es utilizada para el manejo de equipos , repuestos pesados, y en la carga y descarga de contenedores, entre otros.
Ésta grúa puente se ubica en la nave principal del taller Nº 2, sobre las vías 3 y 4 de la división de mantenimiento; es de origen alemán y sus características generales son detalladas en el anexo 1, los equipos eléctricos que la conforman están detallados en el anexo 2 y en los anexos 3 y 4 se pueden observar los planos eléctricos de conexión.
La grúa puente es alimentada por medio de un banco de transformadores monofásicos conectados en estrella – estrella de 75 KVA. El sistema esta conformado principalmente por cuatro motores del tipo cerrado para la protección de los arrollamientos contra choques o contra el polvo y la humedad, proyectados para prestar un servicio intermitente, estos motores realizan el accionamiento de cuatro mecanismos: Mecanismo de traslado del carro. Mecanismo de traslado de la grúa. Mecanismo de elevación principal.
105
Mecanismo de elevación auxiliar.
El arranque y regulación de velocidad se realiza por medio de inserción de resistencias en el devanado rotórico.
El control o regulación de la velocidad en cada uno de los mecanismos, se realiza mediante el control del deslizamiento de los motores de rotor bobinado que lo integran, utilizando como elementos de control de la velocidad cuatro combinadores de mando de leva proyectados para su manejo manual mediante el giro de un volante, con estos combinadores se logra la alimentación del estator y la inserción de resistencias secundarias del rotor, con lo que se obtiene un par de arranque elevado, aceleración y desaceleración relativamente rápidas, eliminando así corriente elevadas que ocasionan perturbaciones de la línea.
Este método de inserción de resistencias en el rotor es propio para cargas intermitentes y posee las siguientes ventajas: Variación de velocidad sobre una amplia gama por debajo de la velocidad síncrona del motor. Simplicidad de funcionamiento tanto desde el punto de vista manual como automático. Costos iniciales de mantenimiento bajos.
Dentro de sus desventajas se pueden mencionar las siguientes:
Es oneroso para potencias menores de 50 kW. Bajo rendimiento debido l aumento de las pérdidas en la resistencia rotórica.
106
Pobre regulación de velocidad para un ajuste determinado de la resistencia rotórica.
La inversión del sentido de giro de cada uno de los motores se realiza con los combinadores de mando, los cuales permutan dos de las fases de alimentación en el estator. Para los motores del polipasto principal y auxiliar existe intercalado entre el combinador de mando y el estator del motor un interruptor de mando de tipo mecánico, el cual es utilizado como inversor del sentido de giro, observándose desgaste en las levas que integran el combinador del polipasto auxiliar.
El sistema de frenado del motor de desplazamiento de la grúa es de tipo mecánico, pero actualmente se encuentra dañado por lo cual se utiliza el frenado a contracorriente lo que ocasiona grandes vibraciones en toda la grúa y el péndulo de la carga, el frenado del motor de traslación del carro ocurre por la oposición que le presente el sistema de engranes mecánicos que conforman la grúa. En el anexo 5 se puede observar la disposición de los motores en el carro de la grúa.
El frenado de los motores pertenecientes al polipasto principal y auxiliar se realiza por medio de un mecanismo de reacción activa, ya que además de provocar la parada, lo mantiene inmovilizado durante toda la duración del tiempo de parada, este mecanismo es de tipo mecánico de mordazas o zapatas, esta construido por mordazas que actúan sobre la polea en el eje del motor y un levantafrenos electrohidráulico que se alimenta con corriente trifásica, el cual tiene como función accionar las mordazas, el circuito de control de frenado posee protección contra cortocircuito.
107
Tanto en elevación como en descenso en un primer punto del combinador de mando, el sistema de frenado es hiposíncrono, donde el frenado depende de la frecuencia rotórica, en los cuatro puntos restantes el sistema de freno es alimentado a plena tensión en paralelo con el estator del motor.
La alimentación de la grúa y la del carro se realizan por un sistema del tipo frotador, los cuales se encuentran montados bajo las líneas suspendidas por cables flexibles, y soportada por aisladores rígidos de porcelana. La alimentación del circuito de potencia de la grúa es de cuatro hilos o polos correspondientes a tres fases y el neutro. Los circuitos de potencia y control del carro de la grúa son alimentados mediante veintisiete polos o líneas, divididos en tres secciones de 8. 10 y 9 polos, distribuidos de la siguiente forma: La primera sección (la más interna o más cercana al carro) esta formado por ocho polos del numero 1 al numero 8 los cuales alimentan al mecanismo de elevación principal. La segunda sección o intermedia esta constituida por diez polos desde el numero 9 al numero 18, que alimenta los dos primeros (Nº 9 y Nº 10) el circuito de control de frenado de elevación principal, y los restantes los circuitos del mecanismo de elevación auxiliar. La tercera sección (la más externa) esta formada por nueve polos del numero 19 al 27, que alimenta los dos primeros (Nº 19 y Nº 20) el circuito de control de frenado de elevación auxiliar, los circuitos del mecanismo de traslación del carro, y el último polo corresponde al neutro.
Cada uno de los motores principales posee protección de relé térmico de sobrecarga en dos de las fases. El interruptor de potencia ubicado en la cabina de mando esta equipado con un dispositivo electromagnético de desconexión o trinquete
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con protección contra cortocircuito y protección contra subtensión del conjunto de motores en paralelo, observando que los dispositivos de protección actúan directamente sobre el trinquete; la grúa posee un contactor de pie de emergencia ubicado en la cabina de mando, este contactor acciona la protección contra subtensión la cual actúa sobre el trinquete del interruptor de potencia ocasionando la parada inmediata de la grúa. Para reiniciar el proceso de trabajo de la grúa, los cuatro combinadores de mando deben estar en posición de inicio y el interruptor de potencia debe reiniciarse nuevamente.
Objetivos: Elaborar un plan de mantenimiento en el cual se describan detalladamente los pasos o actividades a seguir para realizar el mantenimiento Eléctrico de la grúa puente marca MAN.
Alcance: Este procedimiento es aplicable a la Grúa Puente marca MAN y a los equipos o electro-mecánicos que en su circuito de potencia utilicen máquinas eléctricas de rotor bobinado y contactores tanto para circuitos de potencia como de control.
Responsabilidad: Es responsabilidad de la División de Mantenimiento conjuntamente con la sección de electricidad cumplir con las instrucciones expuestas.
Personal requerido: Técnicos electricistas y ayudantes.
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Equipos y herramientas: Sistema de aire comprimido Alicates (universal, puntas largas, puntas redondas y de corte) Destornilladores. Dinamómetro Lijas fina y gruesa Liquidos dieléctricos, bencina, gasolina, entre otros. Llaves ajuatables. Llaves de ½”, 9/16”, 5/8”, ¾”
Megaohmimetro Pértiga aislante. calas calibradas o vernier. Implementos de seguridad: Botas de seguridad Casco protector Guantes Mascarillas
Pasos a seguir para llevar a cabo el Plan de Mantenimiento Preventivo de la Grúa Puente: Los trabajos de conservación proyectados se dividen en: Trimestrales y Anuales.
Para los Motores Eléctricos: Cada tres meses se debe:
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1. Inspeccionar que
los bornes de conexión no se encuentren oxidados,
sulfatados, soldados o carbonizados. 2. Determinar que los cojinetes no presenten sobrecalentamiento y verificar que contienen la cantidad de grasa necesaria. 3. Limpiar los motores, retirando el polvo que se deposita sobre los arrollamientos, esto debe hacerse empleando aire comprimido. 4. Limpiar la escobillas y anillas rozantes con tela limpia. 5. Verificar el funcionamiento de las escobillas, verificando el color, trenzado y presencia de chispas. Las escobillas deben apoyarse con la presión prescrita que es de 1.8 a
. Además deben moverse dentro se su
portaescobillas.
Anualmente se debe:
1. Medir la distancia de los entrehierros con instrumentos de precisión como calas calibradas, de observarse una diferencia notable, se deben cambiar los cojinetes. 2. Mantener los arrollamientos de los inducidos e inductores limpios, esto puede hacerse con la aplicación de aire comprimido. Eliminar los depósitos de suciedad en los arrollamientos con un pincel o cepillo de cerdas blandas o con un trapo impregnado de bencina, esto debe hacerse porque la suciedad impide la ventilación de la máquina generando calentamiento que deteriora gradualmente los motores. 3. Impedir que los arrollamientos entren en contacto con la grasa o aceite que se utiliza en los cojinetes, debido a que esto destruyen la capa de barniz aislante que poseen. De presentarse grasa o aceite, se deberá lavar el inducido y las bobinas inductoras con líquidos dieléctricos (bencina), para eliminar grasa y polvo, esto a su vez mejorará las propiedades del aislamiento. Luego se debe
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secar el motor en un horno de secado a una temperatura de entre 110º y 125º C. 4. Lubricar los cojinetes, para esto se debe realizar una previa limpieza con gasolina o bencina, con el fin de eliminar los residuos de grasa anterior, y de esa forma realizar una buena lubricación. 5. Limpiar los anillas rozantes a fondo, quitándoles el polvo o suciedad que lo recubra, se recomienda realizar esta limpieza al cambiarse las escobillas, y debe realizarse con papel de lija fino o con un trapo empapado de líquido dieléctrico, para quitar todos los residuos de grasa. 6. Verificar la centricidad de los anillos rozantes, estos deben girar con un movimiento perfectamente cilíndrico y tener una superficie uniforme. De presentar una superficie exterior aspera y desigual deben ser reparados mediante el siguiente procedimiento: -
Pequeñas irregularidades en la superficie de los anillos rozantes pueden alisarse con piedra pómez teniendo la precaución de no eliminar la película protectora dura que protege la superficie de los colectores en buen estsdo.
-
Si la superficie defectuosa de los anillos rozantes sea de gran extensión, debe alisarse el colector torneándolo y rectificándolo, luego debe pulirse con lija fina.
7. Ajustar los portaescobillas de tal manera que la cara interior de 1.5 a 2 mm y exactamente perpendicular al radio que pase por el centro de la superficie de contacto de la escobilla con el colector. 8. Comprobar el grado de degaste de las escobillas. Las escobillas han de cambiarse antes que los salientes de las grapas de sujeción reposen sobre el portaescobillas, lo que impedirá el buen contacto de las escobillas sobre los anillos rozantes.
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9. Sobre un mismo anillo rozante, deben utilizarse escobillas de una sola y única calidad para evitar desgastes desiguales. 10. Cambiar las escobillas gastadas por otra que debe ser también de idéntica calidad. 11. Cuando se cambien las escobillas no debe realizarse esta operación de una sola vez, sino cambiando solamente un tercio del total de escobillas con objeto de que por lo menos algunas de ellas estén bien adaptadas al anillo rozante. Las nuevas escobillas se rebajaran cuidadosamente hasta lograr su adaptación a al curvatura de los anillos rozantes. 12. Comprobar el valor de la resistencia de aislamiento, Por medio de un megaohmímetro, como esta resistencia es muy grande se mide en megaohmios, su valor depende del grado de humedad, de la temperatura, de la clase y espesor del aislamiento así como también de las superficies de contacto del aislante. De ser bajo el valor de la resistencia, puede deberse a un exceso de humedad o de una avería grave y la máquina en estas condiciones no debe ser accionada. 13. Comprobar la tensión de las correas, esto debido a que una fuerza de tensión excesiva produce rápido desgaste de los cojinetes. 14. Medir el consumo de la máquina eléctrica. 15. Inspeccionar anclajes, verificar y apretar todas las tuercas de unión.
Contactores: Cada tres meses de debe: 1. Verificar que no existan cuerpos extraños entre los contactos o en el hierro del circuito magnético, entre otras partes. Comprobar que las partes móviles no se hayan combado (torcido), ni desplazado.
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2. Accionar los contactores sin tensión, probándolos a mano, para comprobar que los movimientos están libres de impedimentos y la presión de los contactos es la adecuada. 3. Limpiar los contactores de polvo y suciedad con un cepillo de cerdas suaves. 4. Si las superficies polares presentan alguna irregularidad, se deben limpiar con tela esmeril que este algo desgastada, para no rayar dichas superficies.
Anualmente se debe:
1. Asegurar la limpieza de la superficie de los contactos, en condiciones normales de funcionamiento. Sí estas superficies se alteran, deben limpiarse con un suave lijado con lija muy fina. A los contactos son plata no se les debe lijar sino simplemente limpiar. 2. Verificar la tensión de los contactos, la cual debe reajustarse si los resortes han perdido sus características iniciales, debido a calentamiento u oxidación. 3. Verificar que las bobinas trabajan dentro de los límites de tensión especificada. 4. Para eliminar la grasa y otras suciedades, procedentes de salpicaduras, se emplean disolventes apropiados, cuidando de no empapar la pieza que se limpia, si se trata de bobinas, el barniz de impregnación no debe quedar alterado por el disolvente utilizado. 5. Si la bobina se ha humedecido, deben sacarse en un horno a110º a 125ºC, incluso si al limpiarla se ha bañado en disolvente vigilando el punto de inflamabilidad del disolvente. 6. Reemplazar las piezas de contactos cuando se observe la desaparición de la parte activa conductora.
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A Las cajas o armarios para la protección de equipo eléctricos se les debe:
1. Engrasar periódicamente las bisagras, tuercas y tornillos de cierre. 2. Comprobar el buen estado de los dispositivos de estanqueidad y la calidad de las juntas. 3. Comprobar el estado de la pintura.
Combinadores de mando:
Cada tres meses:
1. Verificar que el combinador marque las posiciones con precisión. 2. Comprobar que el combinador no quede en posiciones intermedias entre dos puntos, ya que originarían arcos persistentes que causarían averías. 3. Limpiar su tablero y partes eléctricas con líquido dieléctrico. 4. Verificar que no existan cuerpos extraños que hubiesen podido introducirse entre el contacto fijo y el móvil. 5. Si las superficies de los contactos fijo y móvil presentan alguna irregularidad, se deben limpiar con tela esmeril que este desgastada, para no rayar las superficies.
Anualmente: 1. Verificar el estado de las levas, si existe alguna anormalidad se debe remplazar.
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2. Verificar la presión de sus contactos, ajustando o reemplazando los correspondientes resortes o muelles de conexión. 3. Verificar la ruptura rápida de contacto, ajustando o reemplazando el muelle antagonista. 4. Reemplazar las piezas de contactos cuando se observe la desaparición de la parte activa o conductora. 5. Comprobar el buen estado de las cámaras apagachispas, que sirven de protección a los contactos móviles y fijos, evitando la propagación de los arcos eléctricos que se forman al conectar y desconectar los contactos. 6. Verificar que no existen contactos a masa, ni contacto eléctrico entre el contacto móvil y el árbol cilíndrico que soporta las levas. 7. Lubricar las partes mecánicas del combinador (soporte del contacto móvil, rueda dentada, trinquete, etc.) sin afectar o empapar las partes eléctricas.
Transformadores
Cada tres meses se debe: 1. Comprobar el buen estado de los dispositivos de estanqueidad y la calidad de las juntas de las cajas o armarios para la protección. 2. Determinar la presencia de sobrecalentamiento.
Anualmente se debe: 1. Medir los niveles de aislamiento. 2. Verificar la relación de transformación. 3. Realizar pruebas de cortocircuito. 4. Comprobar que no existen contactos a masa.
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5. Engrasar las bisagras, tuercas, y tornillos de cierre de las cajas o armarios para protección. 6. Comprobar el estado de la pintura de las cajas o armarios para la protección.
Levantafrenos Electrohidráulicos:
Anualmente se debe: 1. Verificar el nivel de aceite. 2. Comprobar la estanqueidad y que no existan derrames de aceites. 3. Inspeccionar los bornes de conexión. 4. Asegurar su correcto funcionamiento.
Elementos de Arranque y Regulación de Velocidad (Banco de Resistencia):
Anualmente se debe: 1. Comprobar los bornes de conexión, que no se encuentren oxidados ni soldados. 2. Realizar una limpieza de los bancos, empleando aire comprimido. 3. Medir el valor de la resistencia de cada banco y comprobar que es el indicado. 4. Verificar que no existan contactos a masa.
Interruptor de Potencia
Cada tres meses se debe:
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1. Determinar que no existe continuidad en cada una de las fases. 2. Constatar que el interruptor se accione de manera suave. 3. Verificar que no exista sobre calentamiento en los contactos. 4. Limpiar con un cepillo de cerdas blandas el interruptor y superficies polares. 5. Verificar que el interruptor este
completo en todas las partes que lo
constituyen, tanto en la cámara de extinción de arco como en su envolvente.
Anualmente se debe: 1. Comprobar que el valor de cada relé térmico corresponda al valor nominal de corriente de cada motor y que su regulación sea adecuada. 2. Verificar que la protección contra subtensiones y la de sobreintensidad funcionen correctamente.
Conexiones Eléctricas
1. Verificar la unión de los conductores y sus terminales, que no existan sustancias que eleven la resistencia de contactos provocando puntos calientes. 2. Comprobar que no existen empalmes flojos entre los equipos eléctricos (máquinas eléctricas, contactores, etc.) y los conductores. 3. Comprobar que los cables usados estén completos sin ruptura tanto en su aislamiento como en su núcleo.
Anualmente: 1. Verificar la resistencia de los conductores. 2. Comprobar su resistencia de aislamiento.
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3. Verificar que todos los componentes eléctricos estén conectados en sus partes metálicas a un conductor de protección (conductor de puesta a tierra). 4. Verificar que la resistencia del conductor de puesta a tierra máxima sea de 20 ohmios.
En las líneas de alimentación de la grúa y del carro de la grúa:
1. Verificar que el tensado de las líneas sea el adecuado. 2. Cerciorar que no existan contactos directos entre las líneas y la grúa a través de la estructura de la grúa e indirectos a través de los aisladores rígidos que soporten las líneas. 3. Realizar limpieza a los aisladores de soportes. 4. Verificar que los aisladores soportes se encuentren en buen estado y que garanticen el aislamiento. 5. Comprobar el buen funcionamiento de los portaescobillas o frotadores. 6. Determinar el grado de degaste de las escobillas y el buen contacto de las escobillas sobre las líneas.
Fusibles: Anualmente se debe: 1. Verificar la continuidad de los elementos fusibles. 2. Verificar que las bases portafusibles no se encuentren en mal estado. 3. Limpiar las bases porta fusibles y los elementos de contactos. Además de los cuidados especiales que requiere cada uno de los elementos constructivos de la grúa, debe cuidarse la conservación de dicha grúa considerada como un conjunto.
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Mantenimiento correctivo
Las superficies conductoras de los contactores de control del sistema de freno del polipasto principal y auxiliar se encuentran muy desgastadas, por lo que es necesario su reemplazo.
Se debe realizar una buena calibración de los relés térmicos para evitar la sobrecarga de los motores.
Se deben reemplazar los fusibles quemados de protección de los equipos auxiliares.
Se debe realizar una limpieza general tanto en la grúa como en los equipos eléctricos que la conforman.
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Definición de términos utilizadas en el desarrollo del plan de mantenimiento de la grúa puente:
Bornes de conexión: Son elementos metálicos que están provistos de sistemas de presión por medio de tornillos y que se utilizan para el empalme de conductores de un mismo o diferente circuito.
Combinadores de mando: Conmutadores cuyos contactos móviles están dispuestos sobre un cilindro o tambor, cuya función es asegurar el mando semiautomático de los diferentes equipos eléctricos.
Combinadores de Mando de leva: Conmutadores dispuestos sobre un cilindro o tambor constituidos por un empilamiento de levas, de material aislante, que actúan mecánicamente sobre un conjunto de contactos móviles.
Conductor: material usualmente en forma de alambre o cable, adecuado para el transporte de la corriente eléctrica de accionamiento o de mando.
Cortacircuito: Aparato que corta automáticamente un circuito cuando la corriente alcanza un valor determinado.
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Fusible: Parte de un cortacircuito que se esta destinado a fundirse para un valor predeterminado de corriente, provocando con ello la ruptura del camino de un circuito. Interruptor: Elemento de maniobra destinado a la conexión y desconexión voluntaria o automática de circuitos eléctricos, en los cuales todas las piezas se utilizan para la unión o interrupción están fijamente unidas sobre una base común.
Interruptor principal: Dispositivo a través del cual pasa la energía eléctrica que alimenta un tablero.
Levantafrenos: Se emplea en las máquinas y herramientas para desacelerar el dispositivo accionado mediante la aplicación de un freno mecánico.
Levantafrenos Electrohidráulicos: Están constituidos por un conjunto compacto de motor eléctrico, bomba oleohidráulica centrífuga y émbolo o pistón de fuerza, se emplean para el accionamiento de embragues, válvulas y otros dispositivos, como elementos de ajustes en la técnica de regulación y para el frenado de los motores.
Mantenimiento: es el conjunto de acciones que permite conservar o restablecer un sistema productivo (dispositivos, equipos, instalaciones y/o codificaciones sujetas a acciones de mantenimiento) a un estado específico, para que pueda cumplir un servicio determinado.
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Mantenimiento correctivo: Comprende las actividades de todo tipo caminadas a tratar de eliminar la necesidad de mantenimiento, corrigiendo las fallas de una manera integral a mediano plazo.
Mantenimiento preventivo: Es el que utiliza todos los medios disponibles, incluso los estadísticos, para determinar la frecuencia de las inspecciones, revisiones, sustitución de piezas claves, probabilidad de aparición de averías, vida útil u otras. Su objetivo es adelantarse a la aparición o predecir la presencia de fallas.
Motor: Máquina eléctrica que transforma la energía eléctrica en energía mecánica.
Motor de inducción: Dispositivo al que se le suministra corriente alterna en el estator y al rotor por inducción o acción de transformador desde el estator.
Relé: Es un dispositivo (que puede ser eléctrico, mecánico, neumático, entre otros), accionado por una variación en las características de funcionamiento de otros dispositivos (eléctricos, mecánicos, entre otros) en el mismo circuito eléctrico o en otro u otros distintos.
Relé contra Mínima Tensión: Llamado también protección contra subtensión, es un relé de protección que actúa sobre un contacto de apertura, por efecto de una disminución o falla de tensión.
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Relé térmico de Sobrecarga: Relés de protección que actúan sobre un contacto de apertura, por efecto de elevación de la temperatura, cuando la corriente de la línea es superior a la admisible (corriente de sobrecarga).
Terminal: Elemento de empalme usado para garantizar la unión de un conductor a un equipo eléctrico evitando así el punto de calentamiento y sulfatación de lo contactos.
Transformador: Dispositivo estático destinado a transferir energía eléctrica de un circuito a otro mediante enlaces de flujos magnéticos, disminuyendo y elevando niveles de tensión y corriente.
Calas calibradas: también se denominan Bloques o calas patrón, son unos bloques prismáticos de gran dureza, en los que dos de sus caras están completamente paralelas y la distancia entre ambas determina una medida con gran exactitud. Se emplean como referencia de medida, patrones para calibrar y medir ranuras.
Junta de estanqueidad: Se denomina junta mecánica, junta de estanqueidad o empaquetadura a unos componentes de material adaptable que sirve para sellar bien la unión de las caras mecanizadas de los elementos de cierre de las cajas de transmisiones y genéricamente en cualquier elemento hidráulico y/o neumático, que llevan lubricante en su interior. Estas evitan que haya fuga de lubricante, o fluido a estanqueizar, hacia el exterior por algún pequeño defecto en el mecanizado y de las zonas de cierre u otros mecanismos que tengan presión interna como motores de explosión o compresores.
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Con el desarrollo del presente trabajo de investigación, bajo la modalidad de proyecto factible, aplicado a los talleres de mantenimiento de la estación ferroviaria Barquisimeto, se logró el diseño de una instalación eléctrica óptima, la cual fue aplicada en el taller Nº 1 del IFE, mediante cálculos eléctricos, mediciones y un estudio de carga eléctrica detallado de cada una de las áreas, se pudo determinar en la ,
red de baja tensión, la potencia y la corriente a consumir, el estudio se realizó respetando las normas establecidas en el Código Eléctrico Nacional, y Ley Orgánica del Servicio Eléctrico para determinar el diámetro de la tubería, el calibre de los conductores y las distintas protecciones eléctricas de los diferentes circuitos tanto de alumbrado como tomacorrientes
El diagnóstico que se realizó en dicha área, permitió conocer las necesidades de carga del sistema eléctrico, el cual se encuentra sobrecargado debido a que no fueron considerados los aumentos de las cargas eléctricas en las ampliaciones o anexos realizados, esto contribuye a la existencia de fallas en el servicio eléctrico por la mala distribución de las cargas eléctricas en los sub-tableros para las maquinarias trifásicas y las bombas, entre otros.
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Se debe ser cuidadoso a la hora de realizar una instalación y distribución de circuitos eléctricos, así como también en la elección de protecciones adecuadas ya qué se debe manejar muy bien los parámetros de cálculo de instalaciones eléctricas. Un estudio de carga es preciso para obtener las protecciones que el sistema eléctrico requiere y el calibre adecuado del conductor y el diámetro de las tuberías calculadas para evitar desperfectos en la distribución de los diferentes elementos que integran cualquier circuito eléctrico.
La grúa aérea que posee el taller 2 de mantenimiento es un equipo eléctrico diversificado, ya que comprende varios motores individuales para una sola máquina, de los cuales cada uno de está destinado a accionar un solo elemento de la misma. Esta grúa actualmente trabaja en forma parcial, ya que el interruptor de mando del mecanismo de elevación auxiliar de 30 toneladas presento daños considerables en sus contactos.
Los dos principales elementos de un equipo eléctrico son: El sistema de potencia y el sistema de control. En la grúa Aérea el sistema de control eléctrico es el que presenta fallas debido a que sus componentes han llegado al final de su vida útil, la cual pudo haber sido más larga de habérsele realizado un mantenimiento adecuado a lo largo de todo su periodo de funcionamiento; no siendo este el caso de las máquinas eléctricas que constituyen el sistema de potencia están funcionando sin que se les realice un mantenimiento adecuado pero su vida útil se esta viendo afectada.
La acumulación de polvo, mugre y aceite en la grúa, produce el deterioro del aislamiento de los motores debido a que el calor producido normalmente de la máquina en movimiento no se evacua por completo y el calor excesivo hace que el
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aislamiento se destruya con el tiempo, ya que éste esta diseñado para soportar una determinada temperatura.
Entre las recomendaciones que se pueden dar a la empresa con respecto al presente proyecto se tienen:
Realizar el mantenimiento preventivo y correctivo de los motores y equipos eléctricos del grupo de máquinas y herramientas, prestando interés a la conservación de las máquinas o motores eléctricos mediante revisiones periódicas, ya que un motor eléctrico bien montado y conservado tiene una vida útil ilimitada.
Revisar periódicamente las instalaciones y canalizaciones eléctricas para garantizar la seguridad y calidad de servicio, reemplazando los equipos eléctricos que han llegado al final de su vida útil, colocando la protección a los equipos eléctricos que se encuentran a la intemperie debido a que no han sido diseñados para funcionar bajo estas condiciones, así a sí como también desmontar desmon tar los tableros y equipos eléctricos que en este momento no realizan función alguna.
Se recomienda la realización de un sub-tablero para las bombas realizando un troncal para el mejor manejo y funcionamiento del sistema eléctrico de estas
Realizar la codificación y señalización de los tableros y de los elementos eléctricos que lo integran, obteniendo seguridad del personal que labora en las instalaciones y la confiabilidad del suministro de la energía eléctrica en las áreas de los talleres.
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Establecer una red en anillo tanto en alta como en baja tensión para futuras ampliaciones en las subestaciones transformadoras y en la configuración de la red, obteniendo así suficiente reserva para equipos eléctricos y la máxima seguridad posible en el suministro de la energía eléctrica, ya que el sistema de distribución utilizado mediante múltiples redes radiales en los talleres de mantenimiento no es aconsejable en instalaciones industriales e gran perímetro, puesto que si se corta o si ocurre una avería a la entrada de una distribución quedaran fuera de servicio los receptores o equipos eléctricos conectados a ellas, por estar su acometida alimentada por solo un lado.
Se debe de realizar un estudio de carga a toda la estación, con el fin de determinar si la potencia contratada con CORPOELEC es la ideal, de no serlo ajustarla a la realidad. Además se debe determinar el factor de potencia total de la misma con el fin de verificar si se requiere una corrección del mismo. Se debe cambiar el banco de transformación principal, adecuándolo a la demanda actual y futuras ampliaciones.
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http://www.buenastareas.com/ensayos/T%C3%A9cnicas-e-Instrumentos-DeRecolecci%C3%B3n-De/613365.html
http://tesisdeinvestig.blogspot.com/2011/06/tecnicas-e-instrumentos-derecoleccion.html
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http://investigacionholistica.blogspot.com/2008/02/la-investigacin proyectiva.html
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ABREVIATURAS UTILIZADAS
A: Amper AC: corriente alterna. Am: Amper metro CC: corriente contínua. CEN: código Electrico Nacional CD: Capacidad de distribución. F1, F2: Factor 1 y Factor 2 HP: Caballos de Fuerza IFE: Instituto Ferrocarriles del Estado I: corriente = Corriente de diseño Corriente de fase : Corriente nominal kW: Kilo vatios ITM: Interruptor Termo Magnético. L: Longitud en metros M: metros MCM: Mil circular mil MOP: Ministerio de Obras Públicas.
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S: Potencia Aparente ST: Potencia aparente total THW: (Temperature-Humidity-Weather, temperatura, humedad, clima). Tipo de cable que sirven para uso a alta temperatura (expuestos al sol) o en lugares con alto nivel de humedad ambiente. TP: Tablero Principal TS: Tablero Secundario V: Voltios, voltaje. VA: Voltio amperio W: Vatios Ø : Diámetro de tubería. 3F: Trifásico. 4H: Cuatro hilos. Hz: Unidad de frecuencia.
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GLOSARIO DE TÉRMINOS
Locomotoras: Se denomina locomotora al material rodante con motor que se utiliza para dar tracción a los trenes, siendo, por tanto, una parte fundamental de éste.
Material rodante: se llama material rodante a todos los tipos de vehículos dotados de ruedas capaces de circular sobre una vía férrea, considerándolos como vehículo aislado.
Material Tractivo: Es el conjunto de unidades con tracción propia que sirven para remolcar vagones de carga y coches de pasajeros y/o el traslado de personal de supervisión. Está conformado por locomotoras, auto vagones, autocarriles y autovías.
Plataforma: Una plataforma es un tablero horizontal, descubierto y elevado sobre el suelo, donde se colocan personas o cosas.
Tolva: dispositivo similar a un embudo de gran tamaño destinado al depósito y canalización de materiales granulares o pulverizados, entre otros. Se monta sobre un chasis que permite el transporte. Son muy utilizadas en agricultura, en construcción de vías férreas y en instalaciones industriales.
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Vagones: Un vagón (anglicismo de wagon) es un vehículo diseñado para ser arrastrado por animales de carga u otros ingenios mecánicos creados por el hombre, como las locomotoras.
Truck: Es un conjunto de dos o tres pares de ruedas, según modelo, montadas sobre sendos ejes próximos, paralelos y solidarios entre sí, que se utilizan en ambos extremos de los vehículos de gran longitud destinados a circular sobre rieles.
Zapatas: elemento que utilizan las antiguas locomotoras como sistema de frenado. Grandes zapatas que presionan contra la superficie de las ruedas motrices.
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ANEXOS
Anexo 1
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Anexo 2
Equipos Eléctricos de la grúa puente Máquinas Eléctricas
138
139
140
141
142
Anexo 3
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Anexo 4
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Plano Eléctrico de la Grúa Puente
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Diagrama unifilar de la estación Barquisimeto
146
Planos del área de mantenimiento
147
Entrada principal al taller 2
Banco de transformación exclusivo de la grúa puente
148
Banco de transformación del taller 1 a sustituirse.
Acometida al nuevo banco de transformación del taller 1
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Vista interior del taller 1
Banco de transformación nuevo a instalarse al taller 1
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Unidad de aire comprimido taller 1
Cubículos del taller 1
151
Fosa de trabajo, taller 1
Torno, taller 2
152
Grúa puente
Grupo de motores de la grúa puente
153
