MEMORIAS DE CÁLCULO DEL DISEÑO SIMPLIFICADO DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS INTERNAS DE BODEGA DE CARGA N°5 AEROPUERTO MATECAÑA, PEREIRA.
PROYECTO:
INSTALACIONES ELÉCTRICAS INTERNAS DE BODEGA
LOCALIZACIÓN: AEROPUERTO INTERNACIONAL MATECAÑA AREA NUEVA DE CARGA, BODEGA N° 5, COPA AIRLINES.
PROPIETARIO: AEROREPUBLICA S.A NIT 800.185.781-1 (Arrendatario) DIRECCIÓN DE NOTIFICACIÓN: CARRERA 103 25F-12, BOGOTÁ D.C.
DISEÑÓ:
ING. YOHAN M. MORALES C. T.P: QN 205-114231 REGISTRO EEP: M-050
FECHA:
MAYO DE 2016
MEMORIAS DE CÁLCULO DEL DISEÑO SIMPLIFICADO DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS
I.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:
El proyecto “INSTALACIONES ELÉCTRICAS INTERNAS DE BODEGA”, está localizado en el Área Nueva de Carga Bodega N°5 del Aeropuerto Internacional Matecaña de la ciudad de Pereira. Consiste en el diseño de las salidas de iluminación y fuerza para tomacorrientes de una bodega de un nivel de aproximadamente 100 m2. Las instalaciones eléctricas consisten en: Alimentación en cable 3 No. 8 + 1 No. 8 AWG THHN + 1 No. 8 THHN para tierra. Equipo de medida directa consiste en un Medidor trifásico tetrafilar. Elemento de corte del tipo termomagnético bipolar 3x40A. Tablero de distribución de 18 circuitos. Capacidad Instalable < 15 kVA. Para satisfacer adecuadamente la demanda de energía eléctrica, se proyectan 9 Luminarias, 3 tomacorrientes de uso general para puestos de trabajo, 1 para el Rack de comunicaciones, y 2 de uso especial para báscula y escáner. La carga total instalada es de 4128 W y se distribuyó en 5 circuitos ramales.
Localización general del Proyecto.
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II.
NORMATIVIDAD
Entre las normas aplicables se encuentran:
III.
Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – Resolución No 90708 del 30 de agosto de 2013 expedida por el Ministerio de Minas y Energía. (RETIE). Norma Técnica Colombiana - NTC2050. Normas de la Empresa de Energía de Pereira S.A E.S.P. 2015.
CALCULO DE LA DEMANDA
Teniendo como base las salidas eléctricas, se realiza el cálculo de la carga eléctrica total del proyecto. Adicionalmente sirve para el cálculo de la acometida y las protecciones de los tableros. Para el caso particular de este proyecto y por su característica de funcionamiento de la red eléctrica cuando esté en operación, se asumirá un factor de demanda del 100%.
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El calibre de los conductores de los circuitos ramales los seleccionamos según la Tabla 310 – 16 de la NTC 2050 y teniendo en cuenta la cargabilidad del conductor al 80%. 12 𝐴𝑊𝐺, 60°, 25𝐴 → 25𝐴𝑥0.8 = 20𝐴
En la tabla anterior observamos que las corrientes calculadas en los circuitos ramales no superan los 20A, por lo tanto utilizaremos para todos los circuitos ramales calibre No. 12AWG para los conductores de fase, conductor puesto a tierra (neutro) y protección a equipos (Tierra) y una protección termomagnética de 20A en todos los circuitos.
IV. DISEÑO DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS Diseño Simplificado según numeral 10.1.2 del RETIE. Instalación eléctrica con Capacidad Instalable < 15 kVA.
a. Análisis de riesgos de origen eléctrico y medidas para mitigarlos. Se analiza el riesgo de origen eléctrico para las siguientes fuentes:
Tablero de medida, factor de riesgo: Arco Eléctrico. Tablero de distribución de circuitos, factor de riesgo: Electrocución.
Con el fin de evaluar el nivel o grado de riesgo de tipo eléctrico, se aplica la siguiente matriz para la toma de medidas de mitigación (Tabla 9.3 RETIE). (Ver Tablas adjuntas)
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Evaluador: Ing. Yohan Morales
MP:
QN205-114231
FECHA:
Abril 2016
Evaluador: Ing. Yohan Morales
MP:
QN205-114231
FECHA:
Abril 2016
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Evaluador: Ing. Yohan Morales
MP:
QN205-114231
FECHA:
Abril 2016
Evaluador: Ing. Yohan Morales
MP:
QN205-114231
FECHA:
Abril 2016
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El análisis arroja que existe un nivel de riesgo BAJO. Por tal razón el personal que intervenga en la instalación, en función de las características de la actividad, proceso o situación, debe aplicar las medidas necesarias para que no se potencialice un riesgo de origen eléctrico. MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITO: Interruptores automáticos con dispositivos de disparo de máxima corriente. MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRECARGA: Uso automáticos asociados con cortacircuitos, bien dimensionamiento técnico de conductores y equipos.
de interruptores dimensionados,
MEDIDAS DE PROTECCIÓN CONTRA EQUIPO DEFECTUOSO: Mantenimiento predictivo y preventivo, construcción de instalaciones siguiendo las normas técnicas. Otras medidas a implementar:
El tablero de medida debe estar certificado. Mantener distancias de seguridad Verificar que todos los trabajadores involucrados en la obra, tengan su seguridad social al día de acuerdo a la ley Utilizar medios envolventes resistentes a los arcos Verificar que el tablero esté aterrizado y equipotencializado correctamente El personal a trabajar sobre el equipo de medida debe ser capacitado y que lleve todos los elementos de seguridad tales como: Vestido, calzado, protección facial, guantes y herramientas aisladas.
b. Diseño del sistema de puesta a tierra. De acuerdo con los resultados obtenidos para cada circuito ramal, la Norma NTC 2050 determina en la Tabla 250-95 el calibre mínimo de los conductores del sistema de puesta a tierra de equipos.
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N° DE CIRCUITO
PROTECCION CTO RAMAL
CONDUCTOR PUESTA A TIERRA
1
20
12
2
20
12
3
20
12
4
20
12
5
20
12
Tabla de conductores de puesta a tierra de circuitos ramales. Para conectar el conductor puesto a tierra del sistema derivado con el electrodo de puesta a tierra, se debe emplear un conductor del electrodo de puesta a tierra calibre #8, cumpliendo lo establecido en el Artículo 250-94. El puente de conexión equipotencial no debe ser de menor calibre NOTAS: 1. La puesta a tierra será instalada de acuerdo con los lineamientos indicados en el Reglamento de Instalaciones Eléctricas RETIE, Artículo 15 y con la Sección 250 de la Norma NTC 2050 primera actualización. 2. Se dispondrá de un Electrodo de puesta a tierra: Varilla de cu de 5/8'x 2.4m. 3. En todo caso, las soldaduras entre la varilla de cobre de 5/8" y el cable de cobre N° 12 AWG, será exotérmica tipo CADWELD. Todas las derivaciones de puesta a tierra se harán con soldadura exotérmica tipo CADWELD.
c. Cálculo y coordinación de protecciones contra sobrecorrientes.
Se coordinaran las protecciones contra sobrecorrientes en los conductores: Acometida y alimentador de la instalación. Según el cuadro 310 – 16 de la NTC 2050 para una temperatura de 60°C, un conductor calibre 8AWG de Cu tiene una corriente permanente admisible de
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40A. Según este dato una protección de 3x40A es suficiente para proteger contra sobrecorrientes los conductores del alimentador de la bodega. Dado que el calibre de los circuitos ramales es muy inferior al alimentador, se tendrá protección contra sobrecarga al calibre No. 12AWG de 1x20A para los circuitos a 120V del tipo termomagnético. Según el cuadro 310 – 16 de la NTC 2050 para una temperatura de 60°C el calibre No. 12WG tiene una corriente permanente admisible de 25A.
En el siguiente informe se presentan los cálculos y curvas obtenidas como resultado de las simulaciones en el Software LSPS para cálculo de corrientes de cortocircuito en cada uno de los ramales y barrajes del sistema; además del estudio de coordinación de protecciones donde se evidencia de forma gráfica el comportamiento termomagnético de las curvas asociadas a los diferentes tipos de Interruptores MCCB y tipo Enchufables de la marca LS de LG mediante el software LSPS de este fabricante; el cual se ha seleccionado como referencia para este informe.
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d. Cálculos de canalizaciones y volumen de encerramientos (tubo, ductos, canaletas y electroductos). Dentro de los circuitos ramales instalados, el caso más crítico de conductores portadores de corriente por una misma canalización no es mayor a seis (esto es, entre fases, neutro, tierra y retornos de interruptores a lámparas). Si se calcula de acuerdo con este criterio, se cubrirán los demás circuitos ramales de la instalación, debido a que en las otras canalizaciones se tendrá igual o menor número de conductores activos o portadores de corriente. La tabla 1 del capítulo 9 de la NTC establece los requisitos del área máxima de llenado de los ductos: Para más de dos conductores es del 40%. Calculo de % de Ocupación para cada uno de los circuitos ramales:
10
AREA CALCULADA mm2
% OCUPACION
DUCTO
#12 8,58
51,48
26,26
Tubo conduit metálico galvanizado EMT 1/2"
2
3
#12 8,58
25,74
1,25
Canaleta no metálica 100x45 con división
3
6
#12 8,58
51,48
26,26
Tubo conduit metálico galvanizado EMT 1/2"
4
3
#12 8,58
25,74
13,13
Tubo conduit metálico galvanizado EMT 1/2"
5
6
#12 8,58
51,48
26,26
Tubo conduit metálico galvanizado EMT 1/2"
AREA mm2
CANTIDAD CONDUCTORES
6
CALIBRE
CIRCUITO RAMAL
1
Ductos Utilizados: DUCTO Tubo conduit metálico galvanizado EMT 1/2" para circuito ramal por cielo raso y paredes (2 Nº 12 + 1 Nº 12 AWG). Soportería cada 1.5 metros, uniones, adaptadores, curvas y cajas de paso para las dimensiones adecuadas, ya sea de 1” y 1/2”. DUCTO Canaleta 100x45 mm con división para circuito ramal N°2 por pared y piso (2 Nº 12 + 1 Nº 12 AWG). La Selección de la Tubería se Realizó bajo el artículo 310-16 hasta 19, Norma NTC 2050, Aplicando los Factores de corrección por Agrupamiento y Temperatura (Tabla 310-16, NTC 2050).
e. Cálculos de regulación. La regulación de cada uno de los circuitos ramales se calcula de la siguiente manera: Corriente máxima calculada en el conductor [A]: I = W / Vs La impedancia eficaz es: ZEF = R Cos θ + XL Sen θ
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Donde, según la Tabla 9 Capítulo 9 de la NTC 2050, para conductores de cobre THHN/THWN calibre 12 AWG: R = 6.56 ohm/km XL= 0.177 ohm/km Para un circuito monofásico, la caída de tensión fase-neutro está expresada así: ∆VF-N = ZEF · 2 · L · I Donde: ZEF: impedancia eficaz del conductor [Ω] L: longitud del conductor [m] I: Corriente máxima calculada en el conductor [A] Porcentaje de regulación de tensión: % Regulación = (∆V / Vr) · 100 donde Vr: tensión fase-fase en el circuito Aplicando la metodología anterior, se presenta la siguiente tabla con el porcentaje de regulación en el alimentador y de cada uno de los circuitos ramales:
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Circuito Calibre [AWG] Ramal
Carga [W]
I [A]
L [km] Regulación [%]
1
12
832
6,93
0,01
0,69
2
12
540
4,50
0,01
0,45
3
12
2000
16,67
0,01
1,66
4
12
180
1,50
0,005
0,07
5
12
576
4,80
0,02
0,96
Cumple con lo establecido en el artículo 210-19 inciso a. de la Norma NTC 2050 en la nota 4.
f.
Elaboración de diagramas unifilares y cuadro de carga.
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g. Elaboración de planos y esquemas eléctricos para construcción. Planos del proyecto del sistema eléctrico en los cuales se muestra la ubicación de salidas de alumbrado y de tomacorrientes, tomando como base los planos Arquitectónicos. Adicionalmente se muestran los circuitos correspondientes a cada salida, la disposición de la tubería y la cantidad de conductor en cada tramo. Ver Planos en Anexos.
h. Establecer las distancias de seguridad requeridas. 110-16. Espacio alrededor de los equipos eléctricos (para 600 V nomínales o menos). Alrededor del Tablero de Distribución debe existir y se debe mantener un espacio de acceso y de trabajo suficiente que permita el funcionamiento y el mantenimiento fácil y seguro de dichos equipos. 1. La profundidad del espacio de trabajo en la dirección del acceso hacia el Tablero no debe ser inferior a 90 cm (Tabla 110-16). 2. El ancho del espacio de trabajo en el frente del Tablero, debe ser el ancho del equipo o 0,75 m, el que sea mayor. En todos los casos, el espacio de trabajo debe permitir abrir por lo menos a 90° la puerta abisagrada del Tablero.
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Con el objeto de evitar accidentes por contactos directos con las partes energizadas se deben cumplir con las siguientes distancias:
Tabla 13.1. RETIE. Distancias mínimas de seguridad en zonas con construcciones (Resolución 90708 de agosto 30 de 2013).
Figura 13.1. RETIE. Distancias mínimas de seguridad en zonas con construcciones (Resolución 90708 de agosto 30 de 2013).
Se verifican las distancias mínimas de seguridad en zonas con construcciones.
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ANEXOS 1. Especificaciones técnicas de materiales: Tubería y Accesorios Conduit: Tubería conduit galvanizada de acero tipo EMT. Diseñada para proteger conductores eléctricos en instalaciones industriales según la norma ICONTEC NTC2050. Se usará tubería conduit galvanizada de acero tipo EMT (Electrical Metallic Tubing) fabricada bajo las normas ANSI C80.3, NTC-105 NTC-103 y UL-797 cuando la tubería se encuentre a la vista. Sus accesorios (conectores, curvas y uniones galvanizadas) deberán ser del mismo tipo y marca de la tubería metálica EMT. Los dobleces serán realizados en campo usando la herramienta adecuada. Se evitará que la tubería o los mismos soportes queden sujetos a otras tuberías (ya sean eléctricas o de otros sistemas). Para los ángulos se utilizarán curvas prefabricadas de 90º y elaboradas por el mismo fabricante de la tubería (PVC o galvanizada EMT). Las tuberías deberán entrar a las cajas de salida mediante terminales tipo boquilla con su anillo de fijación, también elaborados (en PVC o galvanizado EMT) por el mismo fabricante. Cajas para salidas: Cajas metálicas a prueba de intemperie Tipo Rawelt de Aluminio inyectado a presión, acabado Pintura electrostática epóxica Como norma mínima general se utilizarán así: A. Salidas para interruptores y tomas se escogerán cajas de 4”x4” cuando entren y salgan de dicha más de dos tuberías y cajas de 2”x4” cuando entren o salga solamente una o dos tuberías. B. Salidas para tomas especiales se utilizarán cajas de 4”x4”. Para la tubería metálica aérea a la vista se utilizarán Conduletas T o L Nema 4 de los diámetros especificados en los planos para la derivación y alimentación de las luminarias. Interruptores y Tomacorrientes: Los contactos de los interruptores deben ser de cobre con capacidad para 10 A., 125 V. Se recomienda la marca Luminex. Con protector plástico para las partes vivas, y que estén de acuerdo a la norma respectiva. Los tomacorrientes deberán ser monofásicos con polo a tierra, contactos con capacidad para 20 A, 125 V., se recomienda la marca Luminex. Deberá poseer un protector plástico para impedir el acceso a las partes vivas. Conductores: 16
Todos los conductores que se utilicen deberán ser THHN 90°C - Cu, conductividad 98 %, temple suave, temperatura máxima 90 grados centígrados, con aislamiento doble chaqueta, para 600 voltios. No se permite en ningún caso la ejecución de empalmes de cables o alambres dentro de la tubería, ni en las acometidas. Todas las conexiones para empalme o derivación, deben hacerse dentro de las cajas de empalme y aisladas por medio de conectores de desforre tipo 3M según el calibre apropiado. Las conexiones de cables a tableros se deberán hacer por intermedio de bornes terminales ponchables del tipo 3M, Panduit, o similar. El código de colores para la alambrada general será como sigue: Conductor conexión a tierra: Verde o desnudo Conductor conexión de Neutro: Blanco Conductor conexión de Fase: Color intenso (negro, azul, rojo) Marcas: Centelsa certificados Tableros Multibreaker: Se usarán tableros multibreakers fabricados en lámina de acero estirado en frío tratada químicamente para desoxidar, desengrasar, fosfatizar y bonderizar acabado en pintura electrostática color gris apto para interruptores enchufables de 20-100 Amp., tripolares marca Schneider certificado. Serán aptos para operación en sistema trifásico tetrafilar, 5 hilos, 60 hertz, 220/127 voltios, y sus barrajes deberán tener una capacidad de corriente de 200 amperios. Todos deberán venir con barra para neutro y barra a tierra que permita derivar un conductor de tierra por cada neutro. Interruptores termomagnéticos: Los interruptores termomagnéticos que van montados en los tableros enunciados anteriormente, serán automáticos, de disparo libre, tipo enchufable con capacidad de ruptura de cortocircuito de 10 kA RMS, con mecanismo de operación para cierre y apertura rápidos y accionamiento simultáneo en sus polos. Se recomienda la marca General Electric o Luminex. Lámparas para alumbrado: Se utilizarán Luminarias fluorescentes comercial de 30 x 122 cms, diseñadas para ser sobrepuestas en cielos falsos. Con dos (2) tubos fluorescentes T5 largos de 32 W SP41 (4100K), dotadas con Balasto Electrónico con bajos armónicos (THD< 10%), 0.49 Amps., clasificación sonora tipo A+ (0.999, 120 vac ±10%, 60Hz. El Chasis de ésta luminaria será en lámina de hierro calibre 24 sometida a un proceso de 17
lavado a través de desengrase y fosfatación mediante inmersión, con recubrimiento en polvo de aplicación electrostática horneable de 60 – 80 micrones. Soldadura autógena y/o punto.
2. Tabla de Materiales:
PROYECTO:
INSTALACIONES ELÉCTRICAS INTERNAS DE BODEGA
LOCALIZACIÓN: AEROPUERTO INTERNACIONAL MATECAÑA AREA NUEVA DE CARGA, BODEGA N° 5, COPA AIRLINES. RESPONSABLE DE LA OBRA: ING. YOHAN M. MORALES C. ITEM
DESCRIPCION
T.P: QN 205-114231
MARCA
ENTE N° CERTIFICADOR CERTIFICADO
1
Medidor de Energia
INELCA
CIDET
004413
2
Conductores de cobre aislado
CENTELSA
CIDET
000406
3
Interruptor termomagnetico enchufable
LUMINEX
CIDET
2050
4
Tablero de protecciones
Schneider
CIDET
01689
5
Canaleta
UL
CIDET
187714
6
Tomacorriente normal con polo a tierra
LUMINEX
CIDET
002265
7
Interruptor manual
LUMINEX
CIDET
02050
8
Lámpara Fluorescentes T5
SYLVANIA
COTECNA
05909-13
9
Cinta aislante de PVC
3M
CIDET
02436
10
Cinta aislante de caucho
3M
CIDET
02435
11
Cajas de paso
PROELECTRICOS CIDET
0004701
12
Cajas de conexión (conduit)
PROELECTRICOS CIDET
04656
ELABORÓ:
ING. YOHAN M. MORALES C. T.P: QN 205-114231 REGISTRO EEP: M-050
18
3.
Planos:
PLANTA TOMAS
PLANTA ILUMINACIÓN
Esc. 1:50
Esc. 1:50 Acom. subterránea 3x8 + 8 AWG THHN + 1 No. 8 THHN AVISO
5-C
C RACK
4
S5(A) S6(B) S7(C)
Canaleta 100x45 mm con división
T-G
Báscula 1
2 EMT 1/2"
EMT 1/2"
5-A
5-A
5-A
5-A
D-01
CP4"x4"
3 2 2 D-02 D-03
EMT 1/2"
Escáner
WC
WC
5-B
5-B
5-B
5-B
CARGA Vlrs
M.P
R.H
CARGA
A.M
Prcd
C.G
PLATAFORMA
PLATAFORMA
19
T-G
