Guias instalaciones electricas

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    U.N.E.R. Facultad de Ingeniera / Bioingeniera

    IngenieraHospitalaria

    Guas de Trabajos Prcticos 2011

    Docentes:Prof. Titular: Ing. Jos Mara FloresJTP: Bioing. Mnica Baroli

    Auxiliar: Bioing. Diego Kadur

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    Gua N 1: Servicios Hospitalarios

    1. Definir hospital

    2. Definir servicio hospitalario3. Definir servicio hospitalario crtico.

    4. Qu es el PNGCAM?

    5. Considerando las prestaciones definir los servicios de:

    a. Unidad de terapia intensiva

    b. Unidad de terapia intermedia

    c. Pediatra

    d. Neonatologa

    e. Sector quirrgico

    f. Internacin

    g. Neumonologa

    h. Cardiologa

    i. Hemodinamia

    j. Guardia

    k. Shock Room

    l. Maternidad

    m. Esterilizacin

    n. Diagnstico por imgenes

    6. Clasifique los servicios mencionados en servicios hospitalarios crticos y no crticos

    7. Cmo definira el servicio de ingeniera de un hospital?

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    Gua N 2: Diseo y clculo de lneas de baja tensin

    Introduccin terica

    Instalaciones elctricas de baja tensin (BT)

    Las instalaciones de baja tensin son las alimentadas con tensiones no superiores a 1100 [V] en CA o

    1500 [V] en CC.

    Los componentes de una instalacin son:

    - Lneas o circuitos (conductores elctricos)

    - Equipamientos * (ej. Transformadores, fusibles, motores, lmparas, etc.)

    - Elementos de maniobra y proteccin * (fallas, corrientes de fuga, etc.)

    * no son tratados en este tema.

    Lneas o circuitos elctricos

    Estn destinadas a transmitir energa o seales, y estn constituidas por:

    - Los conductores elctricos

    - Sus elementos de fijacin (abrazaderas, bandejas, etc.)

    - Su proteccin mecnica (tableros, cajas, etc.)

    Se clasifican en:

    Para usos generales:

    Son circuitos monofsicos que alimentan bocas de salida para alumbrado y bocas de salida

    para tomacorrientes. Debern tener una proteccin para una intensidad no menor a 10 [A] y

    el nmero mximo de bocas por circuito es de 15.

    La AEA en su reglamentacin para locales de uso mdico establece que:

    En las salas para pacientes crticos (ciruga, terapia y neonatologa), y en cada cama se

    dividirn los tomacorrientes por lo menos en dos circuitos. En cada panel, un circuito no debe

    tener ms de seis (6) tomacorrientes.

    Se recomienda no usar menos de 6 tomacorrientes en los paneles de cabecera de UTI, y no

    menos de 9 por puesto de neonatologa.

    En caso de ser el paciente tratado con aparatos electromdicos dependientes de la red, que

    sirven para intervenciones quirrgicas o medidas de vital importancia (quirfano, UTI, etc.) y

    de ser necesario ms de dos circuitos por puesto, se recomienda instalar el suministro en

    forma alternada (cruzada) desde dos redes.

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    Para usos especiales:

    Son circuitos de tomacorrientes monofsicos o trifsicos que alimentan consumos unitarios

    superiores a 10 [A] o para alimentar circuitos a la intemperie (parques, jardines, etc.).

    Debern tener una proteccin para una corriente no mayor a 25 [A].

    De conexin fija:

    Son circuitos que alimentan directamente a los consumos sin la utilizacin de tomacorrientes.

    No deben tener derivacin alguna.

    Tipos de Redes de distribucin:

    Existen tres sistemas de puesta del centro estrella del transformador de la compaa distribuidora

    de energa elctrica en baja tensin.

    Sistema IT

    El esquema de distribucin consta de las tres fases activas (RST). En ellas el neutro no est

    rgidamente conectado a tierra (est aislado o conectado a tierra por medio de impedancias de

    elevado valor).

    Sistema TN

    Por motivos tcnicos y econmicos este sistema es poco utilizado y no se darn muchos detalles del

    mismo.

    Sistema TT

    Consiste de una puesta a tierra de servicio conectada rgidamente a tierra de la cual se toma elconductor neutro, es decir que la distribucin emplea 4 conductores, tres para las fases y uno para

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    el neutro, mientras que el conductor de proteccin es provisto por el usuario, derivndolo de su

    puesta a tierra de seguridad. Este sistema es de gran importancia dado que es el actualmente

    empleado en nuestro pas para la distribucin elctrica en baja tensin, constituyendo el denominado

    sistema trifsico de tensiones de 3 x 380 / 220 [V].

    En los sistemas TT, el centro de estrella de los transformadores de alimentacin est conectado al

    neutro y a la vez puesto rgidamente a tierra en ese punto. En las condiciones reales de una red se

    producen desequilibrios en los consumos y circulacin de corrientes por terceras armnicas que

    ocasionan que este conductor suela tener potenciales respecto de tierra superiores a la mxima

    tensin de contacto admitida (24 [V]). Por esta razn nunca se debe emplear el neutro de la

    compaa distribuidora de electricidad como conductor de proteccin, es decir que no se deben

    conectar al mismo las puestas a tierra de nuestra instalacin.

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    Esquema general de las instalaciones elctricas

    El reglamento de la AEA (Asociacin Electrotcnica Argentina) dispone el siguiente esquema general

    al que deben ajustarse las instalaciones elctricas en inmuebles

    Donde:

    Tablero principal

    Es el centro de distribucin de toda la instalacin elctrica, ya que:

    - Recibe los cables que vienen del medidor.

    - Aloja los dispositivos de proteccin.

    - De l parten los circuitos terminales que alimentan directamente las lmparas, tomas yaparatos elctricos.

    Tablero seccional

    Es aquel al que acomete la lnea seccional y del cual se derivan otras lneas seccionales o de circuito.

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    Criterios de dimensionamiento de conductores

    Dimensionar un circuito, es determinar la seccin de los conductores y, a corriente nominal, el

    dispositivo de proteccin contra sobrecorrientes.

    Clculo por cada de tensin:

    La mxima cada de tensin admisible segn la AEA es, para el caso de los motores, del 5% durante

    la operacin y del 15 % para el arranque.

    Mtodo de clculo por cada de tensin

    Lneas abiertas de seccin uniforme: aquella lnea alimentada por uno de sus extremos.En todo conductor, bajo la influencia de una corriente elctrica se produce una cada de tensin que

    segn la ley de Ohm ser:

    u = i r =

    /2

    Gen carga

    >

    Fig. 1

    Siendo:

    A-a y b-B: conductores de alimentacinUi: tensin en bornes del generador

    Uii: tensin en bornes del receptor

    : cada de tensin absoluta en la lnea considerada

    Si desplegamos la figura 1 podremos apreciar ms claramente la cada absoluta de tensin:

    UI

    carga

    aA b B

    Ull

    /2

    /2

    Fig. 2

    Surge as que tenindose una tensin de origen Uise producen las cadas: /2; Uii; /2.Por lo tanto:

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    UI = + U

    II +

    2 = U

    II+

    2

    Si expresamos la resistencia R del conductor considerado entre los bornes A-a en funcin de

    la resistividad, se tiene que:

    R

    l

    s=

    Reemplazando en la ley de Ohm se puede escribir:

    2

    = I l

    s

    Si consideramos el conductor completo A-a y B-b, la cada de tensin absoluta total ser:

    = 2 I l

    s.

    Vemos claramente que, para un circuito en el cual , ly s son constantes, la cada absoluta

    de tensin , variar en forma proporcional a la corriente i.

    Si reordenamos la expresin Uii = Ui - , deducimos que si se mantiene constante Ui, al

    producirse una variacin de la corriente i, tendremos una variacin de la cada absoluta de tensin ,

    y en consecuencia tambin variar la tensin del receptor uii.

    Por lo tanto si aumentamos la corriente I, la tensin del receptor Uii disminuye.

    La cada de tensin porcentual por definicin est referida a la tensin del receptor Uiiy su

    expresin es:

    Pu

    U U

    U

    I R

    U

    i ii

    ii ii =

    100

    U =

    (

    =ii

    ) 100 2 100

    De esta manera se puede concluir:100

    U=

    ii

    2 100I R

    Uii

    sI2=RI2=

    l

    Habitualmente, los datos disponibles son la cada porcentual de tensin Pu o la prdida

    porcentual de potencia Pp.

    Pu = 2 I R 100I

    U I =

    2 R I 100

    P =

    I 100

    P =

    100

    P = Pp

    ii

    2

    ii ii ii

    Reemplazando se obtiene:

    I2=s

    l

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    UPu ii

    l 100I2=s

    UP

    l

    iiii

    100I2=s

    2

    Donde:

    Pii = potencia en los bornes de la carga en [W].Ui: tensin en bornes del generador [V]

    Uii: tensin en bornes del receptor [V]

    S= seccin del conductor en mm2

    Clculo de la capacidad de conduccin de corriente o clculo trmico

    La corriente transportada por un conductor produce, por el llamado efecto joule, energa trmica.

    Esa energa se gasta, en parte, para elevar la temperatura del conductor, y el resto se disipa como

    calor. Luego de cierto tiempo de circular corriente la temperatura del conductor se estabiliza,

    producindose el equilibrio trmico.

    La corriente que, circulando continuamente por el conductor produce el equilibrio trmico a la

    temperatura mxima de servicio continuo es denominada capacidad de conduccin de corriente.

    Una vez conocida sta, se determina la seccin por el criterio de intensidad mxima admisible por

    calentamiento o bien, dada la complejidad de estos clculos, se recurre a las tablas incluidas en las

    hojas tcnicas de los fabricantes de cables.

    Las mismas estn referidas a la tensin nominal y a los casos de instalacin ms corrientes: la

    instalacin en caeras embutidas para los cables unipolares y al aire o en instalacin enterrada para

    los subterrneos.

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    Para cables unipolares aislados en PVC segn norma IRAM 2183, en caeras embutidas o a la vista,se tiene:

    Seccinnominal

    Dimetromximo dealambres

    delconductor

    Espesor

    deaislacinnominal

    Dimetroexterioraprox.

    Pesoaprox.

    Intensidadde

    corrienteadmisible encaeras (2)

    Intensidadde

    corrienteadmisible alaire libre

    (2)

    Cada detensin

    (3)

    Resist.Elctricamxima a20C y

    CC

    mm mm mm mm Kg/Km. A A V/a Km. Ohm/Km.

    0,75 0,21 0,6 2,4 12 8 10 50 26

    1,0 0,21 0,7 2,8 16 10,5 12 37 19,5

    1,5 0,26 0,7 3,0 21 13 15,5 26 13,3

    2 (1) 0,26 0,7 3,3 25 15,5 18 18 9,512,5 0,26 0,8 3,7 32 18 21 15 7,98

    3 (1) 0,26 0,8 3,9 37 20 24 12 6,07

    4 0,31 0,8 4,2 46 24 28 10 4,95

    6 0,31 0,8 4,8 65 31 36 6,5 3,3

    10 0,41 1,0 6,1 110 42 50 3,8 1,91

    16 0,41 1,0 7,9 185 56 68 2,4 1,21

    25 0,41 1,2 9,8 290 73 89 1,54 0,7835 0,41 1,2 11,1 390 89 111 1,2 0,554

    50 0,41 1,4 13,6 550 108 134 0,83 0,386

    70 0,51 1,4 16,1 785 136 171 0,61 0,272

    95 0,51 1,6 18,3 1000 164 207 0,48 0,206

    120 0,51 1,6 19,7 1250 188 239 0,39 0,161

    1) secciones no contempladas por la norma IRAM 2183.

    2) 3 cables en caeras embutidas en mampostera o en aire libre dispuestos en plano, temperatura ambiente 30C (no seconsidera el de proteccin).3) cables en contacto en corriente alterna monofsica 50 Hz., cos fi=0,8 (no se considera el de proteccin)Coeficientes de correccin de la corriente admisible:- para dos cables en caera los valores de intensidad admisible sedebern multiplicar por 1,10; si los cables instalados son de 4 a 6 multiplicar por 0,8 y si son de 7 a 9 cables el coeficiente demultiplicacin ser 0,7. En aire libre multiplicar por 1,12Para temperatura ambiente de 40C multiplicar por 0,89

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    Verificacin de las secciones mnimas exigidas

    De acuerdo a la ubicacin de los circuitos, el reglamento de la AEA (Asociacin Electrotcnica

    Argentina) prev las siguientes secciones mnimas (para conductores de cobre):

    Tipo de lnea Tramo Seccin mnima (mm2)

    Lneas principales Medidor - tablero principal. 4

    Lneas seccionalesTablero principal - tablero seccional -

    otros tableros seccionales.2,5

    Lneas de circuito Tableros seccionales - tomas corrientes 2,5

    Lneas de circuito Bocas de luz 1,5

    Derivaciones y retornos a losinterruptores de efecto

    Bocas de luz - llave interruptora. 1

    Conductor de proteccin Todos los circuitos. 2,5

    Instalaciones de fuerza motriz

    Son los que realizan la transmisin de energa para el accionamiento de motores de capacidades

    relativamente altas, generalmente trifsicos. En hospitales es el caso de los de ascensores, bombas

    de agua, aire acondicionado, bombas de vaco, compresores de aire, etc.

    El reglamento exige que los conductores de fuerza motriz sean independientes de los de alumbrado,

    separando cajas de paso y de distribucin. Cada uno de los circuitos que la componen debe tener su

    sistema de proteccin.

    Distribucin

    La distribucin de fuerza motriz se efecta mediante redes trifsicas, generalmente de corriente

    alterna 3x380 [V]. La distribucin monofsica en potencias elevadas no es aconsejable porque

    requiere conductores de seccin ms elevada.

    El clculo del ramal alimentador de fuerza motriz es similar al correspondiente a cualquier lnea

    seccional, por lo tanto ser necesario conocer la corriente nominal (que se obtiene de la potencia y

    de la tensin de servicio) y la longitud del recorrido de los conductores. Se calcula la seccin de los

    conductores a corriente nominal y se verifica a la cada de tensin.

    Factor de potencia

    Se define como factor de potencia cos al cociente entre la potencia activa y la potencia

    aparente, o sea:

    Cos = potencia activa / potencia aparente

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    - Potencia activa (P) es la real que toman los motores (en [W]).

    - Potencia aparente (S) es la mxima para la que estn diseados los motores (en [VA]).

    Potencia en circuitos trifsicos:

    La potencia en un circuito trifsico se define como:

    St= 3 VL IL [VA]Pt= 3 VL IL cos [W]

    Esta expresin es vlida, independiente de la configuracin del sistema (tringulo o estrella).

    Algunos smbolos elctricos:

    Smbolo

    Significado

    Circuito con tres

    conductores

    (esquema unifilar)

    Circuito con cuatro

    conductores (esquema

    unifilar)

    Circuito con tres

    conductores (esquema

    multifilar)

    Circuito con cuatro

    conductores (esquema

    multifilar)

    Smbolo

    SignificadoLlave interruptora

    unipolar

    Boca de techo para un

    efecto

    Boca de pared para un

    efectoTomacorriente

    Smbolo

    Significado

    Tablero de

    distribucin,

    principal

    Tablero de

    distribucin,

    secundario

    Transformador Caja de medidor

    Smbolo

    Significado Masa puesta a tierra TierraInterruptor

    diferencial

    Tomacorriente con

    contacto a tierra

    Smbolo

    Significado Rel magnetotrmico Rel magntico Rel trmico Fusible

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    Problemas

    1) Considerar un consultorio de guardia tipo. Disear los circuitos elctricos. Considerar que hay

    una camilla, una lmpara de pie, un cardiodesfibrilador, un nebulizador ultrasnico, un aspirador,

    un equipo electrocardigrafo, un oxmetro, un negatoscopio de dos cuerpos, un aire

    acondicionado fro-calor y luminarias para iluminacin general.

    2) Un consultorio odontolgico se compone de los siguientes equipos:

    a) Silln odontolgico (500 W)

    b) Equipo de RX (220V, 70 KV, 8 mA)

    c) Negatoscopio (100 W)

    d) Compresor (1 HP)

    e) Esterilizadora por calor seco (350 W)

    f) Lmpara de fotocurado (10 W)

    g) Micromotor (10 W)

    Realice el diseo y clculo de la instalacin elctrica considerando, adems, los equipos de

    iluminacin y climatizacin.

    3) Calcularla lnea necesaria para realizar el alumbrado y la provisin de potencia de un pasillo de

    un hospital de 50 mts. Cada 4 mts se debe colocar una luminaria de 40 W (en el techo) y sobre

    las paredes se colocar, a cada lado y cada 5 mts, una caja conteniendo dos tomacorrientes de

    10 [A] c/u.

    4) Calcular la acometidade un servicio de radiologa. (Equipo de RX de 500mA, 110 KV, trifsico).

    5) En una habitacin se encuentra un equipo de esterilizacin por xido etileno ( ETO):

    Calcular la seccinde la/s lnea/s elctricas teniendo en cuenta los siguientes consumos

    esterilizadora: 4 [A] extractor de aire: 1 [A], lmpara: 40 [W], tomacorriente: 2 [A].

    6) Un servicio de RX se divide en sala de revelado y sala de estudios. La sala de revelado posee: dos

    luces rojas (60 [W] de c/u), un extractor de aire con trampa de luz (100 [W]), 1 calentador de

    inmersin (2 [A]), una secadora de placas (600 [W]), una lmpara (100 [W]). En la sala del equipo

    hay una lmpara (100 [W]) para iluminacin general, un equipo de aire acondicionado de 3000

    Frigoras (5.3 [A]), y el equipo de RX trifsico, 16 [A] de fase para 500 mA.

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    a) El tendido de lnea en la sala de revelado se ha realizado con conductores de 2 mm2. Es

    correcto el diseo? Justificar.

    b) Realizar el clculo de lnea para la sala del equipo.

    7) El servicio de lavadero de un hospital cuenta con 2 mquinas lavadoras idnticas de 90 Kg. De

    capacidad de ropa seca, y un consumo de 2 HP c/u; 4 centrfugas de 30 Kg. y 2 HP c/u; 2

    secadoras de 60 Kg. Y 2 HP c/u y 1 planchadora de 80 Kg. Con un motor de HP. Todas las

    mquinas tienen alimentacin trifsica (3 x 380 V). El sistema de iluminacin consta de 12 tubos

    fluorescentes de 40 W c/u.

    a) Disear la instalacin elctrica.

    b) Realizarel clculo de lnea.

    8) Se tiene una sala de neumonologa de 6 camas, cada una de ellas tiene 3 tomacorrientes, 1 luz de

    examen y 1 luz de lectura. El servicio cuenta con 2 aires acondicionados, uno en cada lateral, 12

    luminarias suspendidas del techo, y 1 toma especial para un equipo de RX. Las dimensiones de la

    sala son 10 * 6 mts.

    a) Realizar el diseodel tendido de lneas para un servicio de neumonologa.

    b) Realizar el clculo de lneausando el mtodo de cada de tensin

    c) Repetir el clculo utilizando el mtodo de calentamiento

    9) Dimensionar las lneas necesarias para abastecer un servicio de terapia intensiva de 10 camas.

    Cada cabecera tiene un panel que posee 6 tomacorrientes. El servicio cuenta con dos tomas para

    conectar un equipo de RX rodante que tiene un consumo aproximado de 15 [A]. La iluminacin

    general est constituida por 3 hileras de 5 tubos fluorescentes de 22 [W] c/u, ubicados de

    manera tal que queda un tubo encima de cada cama y una hilera sobre el pasillo.

    Realizar el croquis de la instalacin

    10)Consultar el costo en el mercado local de los conductores de:

    a) 1.5 mm2 , 2.5 mm2, 4 mm2, 6 mm2, 10 mm2

    b) Aproximadamente el costo de mano de obra por la instalacin de 1 boca es de $70

    c) Calcular el costo de la instalacin del ejercicio 9

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    Gua N 3: Elementos de proteccin

    Introduccin terica

    Fusibles

    Los fusibles son elementos de proteccin constituidos por un alambre o una lmina metlica

    dimensionados para fundirse a partir de una determinada intensidad de corriente.

    Su capacidad de ruptura debe ser igual o mayor a la calculada para su punto de utilizacin, a la

    tensin de servicio.

    Existen fusibles rpidos, para que la fusin ocurra en forma instantnea cuando se llega a una

    determinada intensidad y fusibles retardados para que la fusin ocurra en un plazo ms prolongado;

    stos se emplean generalmente para proteccin de motores con corrientes de arranque muy

    superiores a la nominal.

    Elementos de proteccin y maniobra

    Los elementos que combinan las caractersticas de proteccin y maniobra pueden ser de tipo

    trmico, magntico o termomagntico.

    Los protectores magnticos se utilizan para cortes rpidos y estn constituidos por una bobina con

    un ncleo de hierro que acciona un interruptor de la instalacin cuando recibe la sobreintensidad.

    Los protectores trmicos se emplean para cortes lentos y estn constituidos por dos metales con

    distinto coeficiente de dilatacin (par bimetlico), soldados entre ellos en toda su superficie, que

    por efecto joule sufren una curvatura que produce la desconexin de la instalacin.

    Interruptores automticos termomagnticos

    Combinan caractersticas de maniobra y proteccin en un solo aparato, brindando proteccin tanto

    contra cortocircuitos como contra sobrecargas.

    En los mismos, la desconexin por corrientes de cortocircuito se realiza a travs de un disparador

    electromagntico prcticamente instantneo cuando las corrientes son de muy elevada intensidad

    frente a los valores nominales. Tales corrientes se presentan al aparecer una impedancia muy

    reducida entre puntos destinados a estar a potenciales diferentes durante el servicio normal.

    Para esta accin se utiliza un electroimn que libera el mecanismo de desconexin ante la circulacin

    de la corriente de falla, debindose disponer cmaras de extincin de arco de diseo muy estudiado

    para el manejo y control del arco derivado de tales intensidades.

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    La desconexin por corrientes de sobrecarga se efecta mediante un rel trmico formado por un

    bimetal, que se deforma al calentarse durante cierto lapso por la circulacin de una corriente

    superior a la nominal y hace accionar el mecanismo de desconexin.

    Por lo tanto su operacin depende a la generacin de calor por efecto Joule, respondiendo a la

    integral en el tiempo de la intensidad elevada al cuadrado. As se obtiene una respuesta intensidad -

    tiempo del tipo inversamente proporcional, de manera que ante una elevada corriente opera en un

    tiempo muy reducido, y ante una corriente ligeramente superior a la nominal opera en un tiempo mas

    prolongado.

    Como consecuencia de la influencia de la temperatura ambiente y las operaciones previas, la

    actuacin de la proteccin trmica presenta una banda de dispersin de funcionamiento, limitada por

    una curva de trabajo "en fro" y otra de trabajo "en caliente".

    La ventaja que presenta frente a la proteccin basada en fusibles, es la facilidad de reposicin del

    servicio y la eliminacin del riesgo de utilizacin de elementos fusibles improvisados no calibrados.

    La norma IRAM 2169, basada en la IEC 898, determina las caractersticas que deben tener los

    interruptores automticos de sobreintensidad para usos domsticos y aplicaciones similares, que son

    operados por personas no instruidas para tal fin y sin requisitos de mantenimiento.

    La misma se aplica a interruptores de ruptura en aire para CA de 50 60 Hz, tensiones nominales

    menores a 440 V entre fases, corrientes nominales menores a 125 A y capacidad de cortocircuito

    nominal menor a 25 kA. Normalizan los tipo B (magntico no regulables entre 3 y 5 veces la

    corriente nominal), los tipo C (magnticos no regulables entre 5 y 10 veces la corriente nominal) y

    los tipo D (magnticos no regulables entre 10 y 20 veces la corriente nominal).

    La corriente nominal de un interruptor termomagntico es aquella que puede conducir durante el

    servicio continuo a la temperatura de referencia. Este valor no deber exceder en ms de un 25% a

    la corriente de carga nominal del circuito a proteger. Su valor est especificado por el fabricante, y

    una serie de valores preferenciales puede ser 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 - 80 y 100 A.

    La capacidad de cortocircuito nominal de un interruptor termomagntico es la capacidad de ruptura

    lmite de cortocircuito asignada por el fabricante del mismo, y sus valores normales son 1,5- 3- 4,5-

    6 - 10 y 20 kA.

    Marcacin de los valores caractersticos

    En el frente de los interruptores automticos, como mnimo, debern figurar los siguientes datos:

    - Marca y tipo- Tensin de servicio

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    - Capacidad de ruptura, expresada en ampere dentro de un rectngulo.

    - Tipo de curva y corriente nominal, por ej. B10 significa curva B y 10 A de corriente nominal.

    Clculos

    Los circuitos de la instalacin deben estar adecuadamente protegidos contra sobrecargas por

    interruptores con proteccin trmica, donde el criterio de seleccin es:

    Una vez elegida la seccin del conductor que conforma el circuito, en base a la corriente a plena

    carga, la seleccin de la corriente nominal del interruptor con proteccin trmica debe ser tal que

    cumpla las siguientes dos condiciones:

    1) IcInI Iadc

    2) Ift 1,45 IadcDonde:

    Ic: corriente de carga del circuito

    InI: corriente nominal del interruptor de proteccin

    Iadc: corriente admisible en el conductor del circuito

    Ift: corriente de funcionamiento de la proteccin trmica (en un tiempo menor a una hora)

    La corriente de funcionamiento del protector trmico en un tiempo menor a una hora debe ser como

    mximo Ift=1,45 InI; por lo que al cumplirse la condicin 1 se cumple la condicin 2.

    La proteccin trmica obedece a una banda que est acotada por una curva de funcionamiento

    mnimo y una de mxima; que depende de la temperatura ambiente y del estado previo de carga.

    Interruptores diferenciales por corriente de fuga

    El interruptor diferencial es un aparato destinado a producir el corte de la corriente elctrica

    cuando por causas accidentales, desperfectos o maniobras defectuosas una persona queda bajo los

    efectos de aqulla; se emplea para complementar las medidas clsicas de proteccin contra

    contactos directos.

    Los interruptores diferenciales estn diseados para funcionar automticamente cuando la

    corriente de fuga exceda un valor de 30 mA y en 0,03 segundos. Deben cumplir con las normas

    IRAM 2301 e IEC 1008.

    La corriente diferencial de defecto a tierra se presenta al aparecer una impedancia reducida entre

    la tierra y un punto destinado a estar a un potencial diferente durante el servicio normal. sto

    puede suceder por el contacto accidental de un elemento bajo tensin por parte de una persona en

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    contacto con la tierra, que puede originar su muerte; o bien por una falla en la aislacin a tierra de

    un conductor de la carga, que genera una prdida de energa y en los casos ms graves puede dar

    lugar a un incendio.

    Resulta conveniente recalcar que el interruptor diferencial no provee proteccin al aparecer una

    impedancia reducida slo entre puntos de la instalacin destinados a estar a potenciales diferentes

    durante el servicio normal. Esto puede ocurrir por el contacto accidental de dos o ms conductores

    energizados por parte de una persona, o bien por una falla en la aislacin entre los conductores de la

    instalacin.

    Por lo tanto, el interruptor diferencial debe estar acompaado por otros elementos que provean

    proteccin ante sobrecargas y cortocircuitos (como fusibles interruptores termomagnticos).

    Estos pueden hallarse antes o despus de los diferenciales, de acuerdo con la conveniencia o las

    reglamentaciones locales vigentes, y asimismo deben estar adecuadamente coordinados.

    Los interruptores diferenciales generalmente se fabrican con una intensidad residual de operacin

    nominal de 300 mA 30 mA. La proteccin de la vida humana se consigue con la utilizacin de

    interruptores diferenciales con una sensibilidad igual o menor a 30 mA. Los interruptores de 300

    mA slo se emplean para la proteccin contra incendios y en industrias.

    Funcionamiento del interruptor diferencial

    Los interruptores diferenciales del tipo de desenganche directo, esto quiere decir que la apertura

    del interruptor est comandada directamente por la corriente de fuga.

    Este principio de funcionamiento est basado en la suma vectorial de las intensidades de corriente

    de lnea de un circuito elctrico.

    Para el caso de interruptores diferenciales monofsicos y en condiciones normales (aislacin

    perfecta) esta suma es igual a cero (Fig. 1).

    Cuando se presenta un fallo, (aislacin defectuosa de las instalaciones o aparatos) se establece unacorriente de fuga a tierra que hace que sa suma vectorial sea distinta de cero (Fig. 2). En este caso

    la intensidad de corriente "entrante" I1, en un aparato o instalacin, es distinta de la saliente l2.

    Porque sta se divide en dos partes, una que retorna como I2 y la otra If, que se deriva a tierra.

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    Fig. 1 Fig. 2

    Si el mdulo de la corriente lf entra en la zona de operacin diferencial, generar en eltransformador diferencial toroidal td un flujo magntico que inducir una F.E.M. En el secundaria

    s. Esta ltima es la que provoca el desenganche del rel sensible "RP, polarizado en forma

    permanente, el que determina la apertura instantnea del interruptor (tiempo mximo de apertura =

    0.03 seg.).

    En el caso de interruptores diferenciales tetrapolares, el funcionamiento es anlogo. Conectado en

    el circuito trifsico, el interruptor diferencial interviene en caso de fuga a tierra.

    Independientemente de la distribucin de cargas en cada uno de las fases.Esto es as, porque en los sistemas trifsicos sin neutro. La suma vectorial de las tres corrientes de

    las tres fases es siempre igual a cero, incluso en el caso en que las tres fases estn desequilibradas

    El interruptor diferencial analiza la suma vectorial de las tres corrientes, e interviene cuando por

    una fugo esta suma es distinto de cero, y su valor entra en la zona de operacin diferencial.

    Si el sistema es trifsico con neutro, la suma vectorial de las intensidades de corriente de las tres

    fases, es igual y opuesta a la intensidad de corriente que circula por el neutro, por lo que la suma

    vectorial total, es igual a cero.Tambin en este caso, el interruptor diferencial analiza la suma vectorial de las cuatro corrientes, e

    interviene cuando por una fuga esta suma difiere de cero y su valor entra dentro de la zona de

    operacin del interruptor diferencial.

    Los interruptores diferenciales puros "sin proteccin adicional incorporada" deben estar

    acompaados de la proteccin contra sobre cargas y cortocircuito.

    Los interruptores diferenciales "con proteccin contra sobrecargas y cortocircuito" constituyen una

    unidad completa para la proteccin de las instalaciones contra sobrecargos, cortocircuitos y

    tensiones de contacto.

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    Los interruptores diferenciales cuentan con un dispositivo o botn de prueba (T en los diagramas)

    mediante el cual es posible verificar el correcto funcionamiento de la proteccin diferencial.

    Coordinacin de las protecciones

    La continuidad del servicio es una exigencia de una instalacin moderna. La falta de una adecuada

    selectividad puede provocar la apertura simultnea de ms de un elemento de proteccin situado

    aguas arriba de la falla.

    Las protecciones de sobrecarga y cortocircuito instaladas en las cajas de acometida, tableros

    principales y seccionales deben tener una actuacin selectiva frente a los ocasionales cortocircuitos

    o sobrecargas, es decir que debe accionarse la proteccin correspondiente al circuito o la ms

    prxima ubicada aguas arriba del lugar donde se localiza la falla, y slo por ella.

    En la figura podemos observar un ejemplo:

    Se produce un cortocircuito en el interruptor E. El interruptor Apermanece cerrado. Desconecta exclusivamente el interruptor E,

    asegurndose la alimentacin de B, Cy D.

    Las tcnicas de selectividad empleadas se basan en la utilizacin de los parmetros de disparo,

    siendo las ms comunes las siguientes:

    Selectividad amperomtrica

    Se obtiene separando los umbrales de los rels instantneos (o de corto retardo) de los

    interruptores automticos sucesivos. Es decir que se acta sobre el valor de las corrientes de

    disparo im. Se puede obtener una selectividad total mediante la utilizacin de interruptores

    limitadores.

    Se usa, sobre todo, en distribucin terminal.

    Selectividad cronomtrica

    Se obtiene por el escalonamiento de los tiempos de disparo (td) de los interruptores; por lo que

    stos deben estar equipados con rel de disparo de corto retardo.

    Las temporizaciones pueden ser de varios tipos, por ejemplo:

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    - A tiempo inverso

    - A tiempo constante

    - A una o varias etapas selectivas entre ellas, etc.

    Las reglas prcticas para la coordinacin de protecciones son:

    1. Para la coordinacin de fusible con fusiblese debe cumplir con:

    Infa > 1,6 Infp

    Aunque se recomienda: Infa > 2 Infp

    Siendo:

    Infa la corriente nominal del fusible ms alejado a la carga

    Infp la corriente nominal del fusible ms cercano a la carga

    Por ejemplo sera fusible cercano 16 A. Y alejado 25 A.

    2. Para la coordinacin de fusible con interruptor termomagntico se debe cumplir con:

    Inf > 1,2 I nfI

    Siendo:

    Inf la corriente nominal del fusible.

    InfI la corriente nominal del interruptor termo-magntico.

    3.- Para la coordinacin de interruptores termomagnticos se debe cumplir con:

    Ina > 2 Inp

    Siendo:

    Ina la corriente nominal del interruptor alejado a la carga

    Inp la corriente nominal del interruptor cercano a la carga

    Si los trmicos fueran ajustables valdr la corriente trmica ajustada en cada uno de los

    interruptores.

    La proteccin magntica slo puede coordinarse en corrientes bajas frente a las de cortocircuito, ya

    que al ser de actuacin instantnea (no dispone de temporizaciones) una vez que se establece una

    corriente superior a la de actuacin de ambos interruptores el funcionamiento puede ser simultneo

    e incluso no selectivo. Por esta circunstancia debe tratarse de separar lo ms posible la corriente de

    intervencin magntica, a efectos de dar lugar a una corriente de actuacin de la proteccinpospuesta para los cortocircuitos ms frecuentes, que normalmente son de bajo valor.

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    Dimensionamiento de las protecciones

    Consiste en determinar el valor de la corriente nominal de los elementos de proteccin adoptados

    (ej. Disyuntor diferencial + interruptores termomagnticos) de forma de evitar el recalentamiento

    de los conductores por sobrecargas y cortocircuitos.En el tablero principal la proteccin puede consistir en un interruptor automtico termomagntico

    bipolar de 63 A.

    En el tablero seccional la proteccin se conforma con un disyuntor diferencial bipolar de 63 A y

    corriente de fuga de 30 mA., respaldados por interruptores termomagnticos bipolares cuyo

    dimensionamiento se puede realizar con las frmulas o con las tablas anteriores.

    Por ejemplo para el diagrama siguiente, a los circuitos 1, 2, 3 y 5, con conductor de 2,5 mm2, con

    capacidad nominal de conduccin de 18 a le corresponde un interruptor con rango de 15-20 A., y parael circuito 4 con conductor de 1,5 mm2 uno de rango 10-15 A.

    En base a ellos el esquema general de la instalacin sera:

    1- fusible de la concesionaria de electricidad 100 A.

    2- medidor de energa elctrica.

    3- interruptor trifsico termomagntico de 63 A.

    4- interruptor diferencial de 63 A. Y i = 30 mA.

    5- interruptor bipolar termomagntico de 15 A para el circuito 4 y de 20 A para los dems.

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    ANEXO: Ejemplo de valores comerciales de llaves termomagnticas

    Marca SiemensDESCRIPCION, DETALLES E IMAGENES:

    Los interruptores termomagnticos protegen los cables y conductores de sus instalaciones elctricascontra sobrecargas y cortocircuitos:

    Amplia gama d e produ cto s Capacidad de ruptura 3ka: para aplicacin residencial o standard Capacidad de ruptura 6ka: para aplicacin comercial o media Capacidad de ruptura 10ka: para aplicacin industrial o para altas corrientes

    Amplio ran go de co rri entes no min ales Los interruptores termomagnticos tienen el ms extenso rango de corrientes nominales, cubriendocon sus diferentes familias desde los 0,5 a 125 A Con diferentes curvas caractersticas de disparo B, C y D de acuerdo a la Norma IEC 60 898

    Los termomagnticos estn disponibles en ejecuciones Unipolar, Bipolar, Tripolar y Tetrapolar.

    POLOS 3KA - Curva C 6KA - Curva C 10KA - Curva C

    0,5 Amp. (5SX1105-7)

    1 Amp. (5SX1101-7)

    2 Amp. (5SX1102-7)

    4 Amp. (5SX1104-7)

    6 Amp. (5SX1106-7)

    10 Amp. (5SX1110-7)

    16 Amp. (5SX1116-7)

    20 Amp. (5SX1120-7)

    25 Amp. (5SX1125-7)

    32 Amp. (5SX1132-7)

    40 Amp. (5SX1140-7)

    50 Amp. (5SX1150-7)

    63 Amp. (5SX1163-7)

    -

    1 Amp. (5SX2101-7)

    2 Amp. (5SX2102-7)

    4 Amp. (5SX2104-7)

    6 Amp. (5SX2106-7)

    10 Amp. (5SX2110-7)

    16 Amp. (5SX2116-7)

    20 Amp. (5SX2120-7)

    25 Amp. (5SX2125-7)

    32 Amp. (5SX2132-7)

    40 Amp. (5SX2140-7)

    50 Amp. (5SX2150-7)

    -

    -

    -

    2 Amp. (5SX1202-7)

    4 Amp. (5SX1204-7)

    6 Amp. (5SX1206-7)

    10 Amp. (5SX1210-7)

    16 Amp. (5SX1216-7)

    20 Amp. (5SX1220-7)

    25 Amp. (5SX1225-7)

    32 Amp. (5SX1232-7)

    40 Amp. (5SX1240-7)

    50 Amp. (5SX1250-7)

    63 Amp. (5SX1263-7)

    -

    -

    -

    1 Amp. (5SX2201-7)

    2 Amp. (5SX2202-7)

    4 Amp. (5SX2204-7)

    6 Amp. (5SX2206-7)

    10 Amp. (5SX2210-7)

    16 Amp. (5SX2216-7)

    20 Amp. (5SX2220-7)

    25 Amp. (5SX2225-7)

    32 Amp. (5SX2232-7)

    40 Amp. (5SX2240-7)

    50 Amp. (5SX2250-7)

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    40 Amp. (5SX4240-7)

    50 Amp. (5SX4250-7)

    63 Amp. (5SX4263-7)

    80 Amp. (5SX4280-7)

    100 Amp. (5SX4291-7)

    125 Amp. (5SX4292-7)

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    -

    2 Amp. (5SX1302-7)

    4 Amp. (5SX1304-7)

    6 Amp. (5SX1306-7)

    10 Amp. (5SX1310-7)

    16 Amp. (5SX1316-7)

    20 Amp. (5SX1320-7)

    25 Amp. (5SX1325-7)

    32 Amp. (5SX1332-7)

    40 Amp. (5SX1340-7)

    50 Amp. (5SX1350-7)

    63 Amp. (5SX1363-7)

    -

    -

    -

    1 Amp. (5SX2301-7)

    2 Amp. (5SX2302-7)

    4 Amp. (5SX2304-7)

    6 Amp. (5SX2306-7)

    10 Amp. (5SX2310-7)

    16 Amp. (5SX2316-7)

    20 Amp. (5SX2320-7)

    25 Amp. (5SX2325-7)

    32 Amp. (5SX2332-7)

    40 Amp. (5SX2340-7)

    50 Amp. (5SX2350-7)

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    40 Amp. (5SX4340-7)

    50 Amp. (5SX4350-7)

    63 Amp. (5SX4363-7)

    80 Amp. (5SX4380-7)

    100 Amp. (5SX4391-7)

    125 Amp. (5SX4392-7)

    2 Amp. (5SX1602-7)

    4 Amp. (5SX1604-7)

    6 Amp. (5SX1606-7)

    10 Amp. (5SX1610-7)

    16 Amp. (5SX1616-7)

    20 Amp. (5SX1620-7)

    25 Amp. (5SX1625-7)

    32 Amp. (5SX1632-7)

    40 Amp. (5SX1640-7)

    50 Amp. (5SX1650-7)

    63 Amp. (5SX1663-7)

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    10 Amp. (5SX2610-7)

    16 Amp. (5SX2616-7)

    20 Amp. (5SX2620-7)

    25 Amp. (5SX2625-7)

    32 Amp. (5SX2632-7)

    40 Amp. (5SX2640-7)

    50 Amp. (5SX2650-7)

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    40 Amp. (5SX4440-7)

    50 Amp. (5SX4450-7)

    63 Amp. (5SX4463-7)

    80 Amp. (5SX4480-7)

    100 Amp. (5SX4491-7)

    125 Amp. (5SX4492-7)

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    ANEXO: Ejemplo de valores comerciales de interruptores diferencialesarca Siemens

    Los interruptores diferenciales son los productos que protegen su vida contra losriesgos de descargas elctricas o electrocucin y eliminan las posibilidades deincendios en las instalaciones elctricas:

    Caractersticas principales: Aplicables para corrientes de defecto alternas, continuas pulsantes filtradas ysin filtrar. Ejecuciones bipolares y tetrapolares Para corrientes nominales de 16, 25, 40, 63, 80 y 125 A Corrientes por defecto asignadas: 10, 30, 100, 300, 500 y 1000 mA Caractersticas de disparo: instantnea, selectiva y de retardo breve Amplia gama de accesorios: dispositivos de bloqueo, contactos auxiliares parasealizacin de estado, bloques de proteccin diferencial adosables a losinterruptores termomagnticos, etc.

    BIPOLARES 10MA DE SENSIBILIDAD

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 16A, 10mA (5SM1111-0)

    BIPOLARES 30MA DE SENSIBILIDAD

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 25A, 30mA (5SM1312-0)

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 40A, 30mA (5SM1314-0)

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 63A, 30mA (5SM1316-0)

    BIPOLARES 300MA DE SENSIBILIDAD

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 25A, 300mA (5SM1612-0)

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 40A, 300mA (5SM1614-0)

    Interruptor Diferencial Bipolar In: 63A, 300mA (5SM1616-0)

    TETRAPOLARES 30MA DE SENSIBILIDAD

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 40A, 30mA (5SM1344-0)

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 63A, 30mA (5SM1346-0)

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 80A, 30mA (5SM1347-0)

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 125A, 30mA (5SM3345-0)

    TETRAPOLARES 300MA DE SENSIBILIDAD

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 40A, 300mA (5SM1644-0)

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 63A, 300mA (5SM1646-0)

    Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 80A, 300mA (5SM1647-0)Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 125A, 300mA (5SM3645-0)

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    Revisin 2011

    Facultad de Ingeniera Bioingeniera - U.N.E.R. Pgina 27 de 99

    Problemas:

    1) En un quirfano de ciruga general un circuito de tomacorrientes est protegido por un

    interruptor termomagntico de I nominal 10[A].

    Indicar V F, y justificar.

    a. Es correcta una I de carga del circuito de 14 [A].

    b. Es correcta una I admisible del conductor de 7[A].

    2) En una habitacin se encuentra un equipo de esterilizacin por xido etileno (ETO):

    a. Calcular la seccin de la/s lnea/s elctricas teniendo en cuenta los siguientes

    consumos: esterilizadora 4 [A], extractor de aire 1 [A], lmpara: 40 [W],

    tomacorriente 2[A].b. Utilizando un interruptor termomagntico proteger los circuitos calculados en el

    punto a. Indicar cmo se obtiene el valor del mismo.

    3) Un esterilizador por vapor monofsico, posee dos resistencias que en conjunto consumen

    2300[W]. Emplea los siguientes tiempos para un ciclo de 121 C:

    Calefaccin 10 min.

    Esterilizacin 10 min.Secado 20 min.

    La instalacin elctrica donde se montar la estufa posee un conductor de 1 mm2 y un interruptor

    termomagntico de 10 A.

    a. Indicar si con esta instalacin la mquina funcionar correctamente (justificar

    conductor y proteccin).

    b. Realizar la curva tiempocorriente del interruptor termomagntico, sabiendo que

    para una corriente de 10.12 a se accionar a los 18 mn.

    4) Se desea instalar un equipo de esterilizacin por vapor. En el manual de instalacin del fabricante

    se indica que el consumo elctrico por fase (trifsico) es de 6 [KW], y el cos de 0.95.

    a. Calcular la seccin aproximada del conductor que alimentar al equipo

    b. Calcular la proteccin trmica del interruptor termomagntico correspondiente.

    5)

    Realizar el diseo de las protecciones del ejercicio 9 de la gua 2.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 28 de 99

    CargaA

    220 VLlave

    Trmica

    Trabajo de laboratorio

    1) Armar el siguiente circuito:

    Variar la carga, medir la corriente, el tiempo de accionamiento y levantar la curva de funcionamiento

    del protector trmico. (realizar al menos tres mediciones)

    2) Conectar a la red un motor monofsico de corriente alterna y determinar la corriente de arranque,

    en vaco y bajo carga.

    3) Proteger al motor, utilizando un interruptor trmico. Dar una conclusin.

    Trabajo Prctico

    1. Considerando los planos adjuntos disear la instalacin elctrica completa.2. Realizar los planos de instalaciones segn norma.3. Presentar la memoria de clculo

    El trabajo se debe realizar en grupo.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 29 de 99

    Sector de internacin

    Sector de reas crticas

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 30 de 99

    Sector quirrgico

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 31 de 99

    Gua 4: Puesta a Tierra

    Introduccin terica

    Una instalacin de puesta a tierra se compone de:

    Dispersor

    Conductor

    Colector

    Los electrodos (dispersores) se definen como un cuerpo metlico puesto en ntimo contacto con el terreno

    y destinados a dispersar en ste las corrientes elctricas. Se clasifican en:

    Pica o jabalina

    Placa

    Anillo

    Malla

    Mtodos para calcular electrodos

    1. Picas

    L

    d

    Mtodo convencional

    Rt =

    L

    Siendo la resistividad del terreno en [.m]

    Mtodo de Dwight

    Rt = 0.366 log 3L.

    l d

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 32 de 99

    Terrenos Heterogneos

    L

    d

    2

    1H

    Si p2 > dPor Dwight

    R = 0.366p2 log 3 L'L' d

    Por el mtodo aproximado

    R = p2L'

    Si p1

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 33 de 99

    Estas influencias recprocas dependen de la cantidad de jabalinas y de la distancia de separacin. Rtotal se

    puede calcular entonces como:

    Rtotal = Rind + R .

    n de picas

    R es un valor que se debe de la grfica, para determinar el porcentaje de variacin de la resistencia de

    tierra resultante con relacin al nmero de electrodos colocados en paralelo y su separacin.

    2. Anillo

    A

    Mtodo simplificado

    Rt = t .

    P

    P = permetro

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 34 de 99

    3. Malla

    A

    p = permetro

    L = suma de todos los lados

    Mtodo simplificado

    Rt = .

    L

    Mtodo de Laurent

    Rt = + .

    4r L

    R = radio de la superficie circular equivalente = A /

    L = sumatoria de todos los lados que componen la malla. (Longitud de los conductores activos)

    Mtodo de Schwarz

    R = 0.318 ( 2.303 log L2+ k1 L - k2)

    L d h AD = dimetro del conductor.

    K1y k2 de los diagramas y dependen de A, h y las dimensiones de la malla.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 35 de 99

    Los coeficientes k1 y k2 deben extraerse de las curvas a, para valores despreciables de la profundidad. De

    las curvas bpara profundidad 1/10de la raz cuadrada del rea y de la curva cpara profundidad 1/6de la

    raz cuadrada del rea.

    Profundidades normales de implantacin: malla apartada h = 0,60 m, malla separada h = 0,80 m

    Anexo: Norma IRAM 2309

    Jabalinas para hincar de acero revestido por cobre (254 micrones)

    Denominacin IRAM Dimetro Largo

    JL 1415 12,6 mm 1500 mm

    JL 1420 12,6 mm 2000 mm

    JL 1430 12,6 mm 3000 mm

    JL 1615 14,6 mm 1500 mm

    JL 1620 14,6 mm 2000 mm

    JL 1630 14,6 mm 3000 mm

    JL 1815 16,2 mm 1500 mm

    JL 1820 16,2 mm 2000 mm

    JL 1830 16,2 mm 3000 mm

    JL 1015 9,0 mm 1500 mm

    JL 1020 9,0 mm 2000 mm

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 36 de 99

    Problemas

    1) Calcular una malla mediante el mtodo de Laurent y verificar por Schwarz. La malla es 20 [m] de largo

    y 10 [m] de ancho, consta de 3 travesaos verticales de cable de acero de 1 [cm] de dimetro

    colocados a una profundidad de 70 [cm] con un valor de resistividad del terreno de 9 [m]

    2) Una instalacin de tierra est formada por un cable desnudo de Cu de 35 [mm2] enterrado a 0.5 [m] y

    dispuesto de modo que forme un cuadrado de 10 [m] de lado. Dicho cuadrado se complementa con 4

    picas situadas en los vrtices y enterrados a 5 [m]. Cables y picas forman por lo tanto un conjunto

    unido a tierra. Qu valor de resistencia total se obtiene?. La resistividad del terreno es 100 [m].

    3) Realice el clculo y disposicin de la puesta a tierra de un servicio de neonatologa, con 6 puestos de

    trabajo completos (dimensiones 6 x 5 x 3 mts), considerando que se dispone slo de jabalinas de 3 mts

    de longitud. = 80 [m].

    4) En un quirfano se midi una resistencia de puesta a tierra de 8 . El sistema est formado por una

    pica de 3 metros de longitud y la resistencia del terreno es de 24 [m]. Explicar y calcular una forma

    prctica de mejorar la resistencia de puesta a tierra para obtener un valor inferior a 3 .

    5) Se dispone de 3 jabalinas de 2 mts. que pueden usarse para la instalacin de puesta a tierra de un

    servicio de terapia intensiva. La resistividad del terreno es de 50 [m]. La superficie del servicio es

    de 5 x 8 mts. Podrn usarse estos electrodos? Si es necesario se puede utilizar un conductor desnudo.

    6) En una Institucin de Salud, se est remodelando la instalacin elctrica del servicio de Terapia

    Intensiva. Se desea realizar el clculo de los electrodos necesarios para configurar la puesta a tierra

    del servicio (utilizando electrodos tipo jabalina). La UTI se encuentra emplazada en la planta baja.

    Considerar que los estudios de suelo han arrojado los siguientes resultados:

    Resistividad [m]. Profundidad (m)

    26.69 1.07

    7.22 1.65

    36.9

    Trabajo de laboratorio

    Utilizando un telurmetro medir la puesta a tierra del laboratorio de Electrotecnia.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 37 de 99

    Gua N 5: Mando y Maniobra

    Introduccin terica

    En toda instalacin elctrica es necesario disponer de elementos que sean capaces de poder conectar ointerrumpir en una o en varias partes la lnea que transporta energa, pudiendo estar esta bajo carga o en

    vaco; a estos elementos se los llama aparatos de mando.

    Dentro de los aparatos de mando se encuentra el contactor, ste es un dispositivo de maniobra destinado

    a comandar equipamiento elctrico en estado no perturbado o bajo las sobrecargas normales de servicio,

    con la posibilidad de ser accionado a distancia y preparado para grandes frecuencias de operacin.

    El contactor slo puede adoptar dos estados: uno estable o de reposo, cuando no recibe accin alguna por

    parte del circuito de mando, y otro inestable, cuando es accionado y mantenido por su sistema deoperacin.

    Los contactores generalmente pueden operar corrientes del orden de 6 a 12 veces la intensidad nominal.

    Se caracterizan por su poca inercia mecnica y rapidez de respuesta; resultando elementos indispensables

    en las tareas de automatizacin. Si se combinan con rels adecuados, pueden emplearse para la proteccin

    de las cargas (generalmente motores) contra faltas de fase, sobretensiones, sobrecargas, corrientes

    inversas, etctera. En estos casos el rel acta sobre el circuito de operacin del contactor.

    Cabe agregar que para la proteccin contra cortocircuitos deben utilizarse otros elementos colocados

    aguas arriba, como por ejemplo cartuchos fusibles.

    Construccin de un contactor electromagntico

    Estos contactores contienen los siguientes elementos constructivos principales:

    Contactos principales: son los instalados en las vas principales para la conduccin de la corriente de

    servicio, destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Generalmente tienen dos puntos de

    interrupcin y estn abiertos en reposo. Segn el nmero de vas de paso de corriente, el contactor ser

    bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. Realizndose las maniobras simultneamente en todas las vas.

    Contactos auxiliares:son los acoplados mecnicamente a los contactos principales, encargados de abrir y

    cerrar los circuitos auxiliares y de mando del contactor; asegurando los enclavamientos de contactos y

    conectando las sealizaciones. Pueden ser del tipo normalmente abierto (NA o NO) o normalmente cerrado

    (NC), y generalmente tienen dos puntos de interrupcin y son de dimensiones reducidas, pues operan

    corrientes relativamente pequeas.

    Bobina:elemento que genera una fuerza de atraccin al ser atravesado por una corriente elctrica. Su

    tensin de alimentacin puede ser de 12, 24, 110 y 220V de corriente alterna o continua.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 38 de 99

    Armadura: parte mvil del contactor que forma parte del circuito magntico. Desplaza los contactos

    principales y auxiliares por la fuerza de atraccin de la bobina.

    Ncleo:parte fija por la que se cierra el flujo magntico producido por la bobina.

    Resortes antagnicos:son los encargados de devolver los contactos a su posicin de reposo una vez que

    cesa la fuerza de atraccin.

    Cmaras de extincin o apagachispas:son los recintos en los que se alojan los contactos y que producen

    que el arco de ruptura se alargue, divida y finalmente se extinga.

    Soporte:conjunto que permite fijar entre s a las piezas que constituyen el contactor y ste a su tablero

    de montaje, mediante tornillos o riel Din.

    Funcionamiento del contactor electromagntico

    Cuando la bobina del contactor se excita por la circulacin de corriente, el ncleo atrae a la armadura y

    arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo el circuito entre la red y el receptor. Este

    desplazamiento puede ser:

    Por rotacin, pivote sobre su eje.

    Por traslacin, deslizndose paralelamente a las partes fijas.

    Combinacin de movimientos, rotacin y traslacin.

    Cuando la bobina deja de ser alimentada, se abren los contactos por efecto del resorte de presin de los

    polos y del resorte de retorno de la armadura mvil.

    El circuito magntico est preparado para resistir los choques mecnicos provocados por el cierre y la

    apertura de los contactos y los choques electromagnticos debidos al paso de la corriente por las espiras

    de la bobina. Con el fin de reducir los choques mecnicos, a veces se instalan amortiguadores.

    Si el contactor se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en

    paralelo y los de parada en serie con la bobina.

    Smbolos

    Contacto normal abierto (k impar)

    Contacto normal cerrado (k par)

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 39 de 99

    Pulsador normal cerrado (parada)(p)

    Pulsador normal abierto (arranque)(a)

    Protector trmico( normal cerrado) (t)

    Interruptor (s)

    Conmutador(c)

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 40 de 99

    Problemas

    1. Realizar el circuito de comando y potencia de un contactor que se utiliza para iluminacin del

    estacionamiento subterrneo de un hospital.

    Considerar:Un mnimo de 40 lmparas de 60 [W] c/u.

    Accionamiento manual (30 lmparas, siempre encendidas)

    Accionamiento mediante clula fotoelctrica (10 lmparas)

    Luces indicadoras en el tablero

    2. Disear el circuito con contactores para la apertura y cierre de un portn de acceso de ambulancia.

    Contemplar:

    Apertura manual (algn tipo de interruptor sea pulsador o llave o bien control remoto)

    Temporizacin entre abierto y cerrado

    Cierre automtico (invirtiendo la marcha al motor)

    Luces indicadoras en el tablero

    3. La mesa basculante de un equipo de RX funciona con movimientos (90 a -15). Se utiliza un motor

    trifsico de 0.75 KW. Realizar el esquema de mando teniendo en cuenta que se acciona con una palanca

    pequea hacia un lado y otro dependiendo sea el movimiento hacia arriba o abajo. Tiene dispositivos de

    fin de carrera y el stop (arranque - parada) funciona con un botn de reset.

    4. Disear el circuito de mando de una incubadora neonatal, tener en cuenta que el sistema posee dos

    sensores, uno de testigo para el circuito de calefaccin y otro para el circuito de alarma. La consigna

    se fija en 36,5C y la temperatura mxima en 38C. El sistema se desconecta si se llega a la

    temperatura mxima. En el frente existen indicadores lumnicos de: encendido, calefaccin, baja

    temperatura, temperatura ptima.

    5. Disear el arranque estrella tringulo de un motor que contemple la inversin de la marcha del mismo.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 41 de 99

    Trabajo de Laboratorio

    Un equipo de esterilizacin por vapor, posee resistencias elctricas (aprox. 700 W) comandadas por un

    contactor. stas se encienden con el equipo y se mantienen hasta el final del ciclo. Adems el equipoconsta de una bomba para hacer vaco, con motor trifsico en estrella, que funciona durante 30 segundos

    despus de encendida la mquina.

    Posee un pulsador de parada de emergencia que aborta el ciclo y apaga el equipo.

    Realizar los esquemas de mando y potencia e implementarlo.

    Circuito de comando:

    Circuito de potencia:

    Resistencia

    KR1

    BR

    BORNERA

    BOMBA

    X U

    Y VZ W

    R

    ST

    N

    B

    BBRTIM

    NA

    NC

    FASE

    FASE

    NCTIMER

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 42 de 99

    Gua N 6: Diseo De Alumbrado De Interiores

    Introduccin terica

    Una vez conocidos los datos del local a iluminar mediante alumbrado general y las luminarias que se van a

    utilizar, es posible calcular el nmero de luminarias necesarias para producir tal iluminacin. En el caso de

    los alumbrados local y general localizado, es preciso evaluar la iluminacin en el punto de localizacin de la

    tarea visual propiamente dicha, puesto que la iluminacin media de todo el local es menos significativa.

    Mtodo de clculo de los lmenes

    Al emplear el mtodo de los lmenes han de tenerse en cuenta cinco puntos fundamentales:Punto 1. Determinacin del nivel de iluminacin requerido

    Valores tabulados, mencionan muchas de las tareas visuales ms comunes en un hospital, junto con la

    cantidad de iluminacin que ha de proporcionarse para cada una de ellas. Estas recomendaciones

    representan valores mnimos en el lugar mismo de la tarea visual de acuerdo con la prctica actual; la total

    comodidad visual puede exigir niveles muy superiores.

    Punto 2. Determinacin del coeficiente de utilizacin

    El coeficiente de utilizacin es la relacin entre los lmenes que alcanzan el plano de trabajo(ordinariamente se toma como tal un plano horizontal a 75 centmetros sobre el suelo) y los lmenes

    totales generados por la lmpara. Es un factor que tiene en cuenta la eficacia y la distribucin de la

    luminaria, su altura de montaje, las dimensiones del local y las reflectancias (o factor de reflexin:

    relacin entre la luz reflejada por una superficie y la luz incidente sobre ella) de las paredes, techo y

    suelo. A causa de las mltiples reflexiones que tienen lugar dentro de un local, una parte de luz pasa hacia

    abajo a travs del plano imaginario de trabajo ms de una vez, por lo que en algunas circunstancias el

    coeficiente de utilizacin puede sobrepasar la unidad.

    Los locales se clasifican de acuerdo con su forma en diez grupos, identificados por el valor de su relacin

    de la cavidad del local. La relacin de la cavidad del local (RCL) puede calcularse como sigue:

    Relacin de la cavidad del local= 5H ( longitud + ancho)Longitud x ancho

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    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 43 de 99

    Donde h es la altura de la cavidad (ver Fig. 1).

    Figura 1: esquema de un recinto interior

    La relacin de la cavidad puede determinarse tambin mediante tabla.

    Los datos tcnicos para distintas luminarias vienen recogidos en la tabla 7. El coeficiente de utilizacin

    buscado puede determinarse entonces para la propia relacin de la cavidad del local y las reflectancias

    apropiadas de la pared y de la cavidad del techo. Para luminarias montadas o empotradas en el techo, la

    reflectancia de la cavidad del techo es la misma que la del techo real. Para lmparas suspendidas, en

    cambio, es necesario determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo como sigue:

    1- Determinar la relacin de la cavidad del techo utilizando la misma frmula o tabla que se uso para

    determinar la del local. El valor usado para h es la distancia desde las luminarias al techo.

    2- Determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo a partir de tabla. La reflectancia base es la

    del techo; la de la pared es la correspondiente a la parte de la pared que est por encima de las luminarias.

    Punto 3.Determinacin del factor de conservacin o de prdidas de luz

    A partir del da en que una instalacin de alumbrado nueva se pone en funcionamiento, la iluminacin va

    sufriendo cambios constantes a medida que las lmparas envejecen, las luminarias acumulan suciedad y se

    hace sentir el efecto de otros factores que contribuyen a las prdidas de luz.

    El factor final de prdidas es el producto de todos los factores parciales. Hay ocho factores parciales de

    prdida que deben tenerse en cuenta. De algunos de ellos puede hacerse una estimacin y otros se pueden

    evaluar basndose en gran nmero de datos de ensayo o de informaciones suministradas al respecto. Estos

    ocho factores son:

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    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 44 de 99

    1- caractersticas de funcionamiento de la reactancia. (adoptar 0,95)

    2- tensin de alimentacin de las luminarias. (adoptar 1)

    3- variaciones de la reflectancia y transmitancia de la luminaria. (adoptar 1)4- fallo de lmparas. (adoptar 1)

    5- temperatura ambiente de la luminaria. (adoptar 1)

    6- luminarias con intercambio de calor. (adoptar 1)

    7- degradacin luminosa de la lmpara.

    La gradual reduccin de la emisin luminosa de la lmpara a medida que transcurre su vida es ms rpida en

    unas lmparas que en otras. Para el factor consultar la tabla 8 del apunte.

    8- disminucin de emisin luminosa por suciedad.

    Este factor vara con el tipo de luminaria y el ambiente en que trabaja consultar la tabla 18 del apunte

    Punto 4. Clculo del nmero de lmparas y luminarias requeridas.

    Punto 5. Fijacin del emplazamiento de las luminarias

    La colocacin de las luminarias depende de la arquitectura general y dimensiones del edificio tipo de

    luminaria, emplazamiento de las salidas de conductores existentes con antelacin, etc.

    Para conseguir una distribucin uniforme de iluminacin sobre una zona, no conviene excederse de ciertos

    lmites en la relacin "espacio entre luminarias-altura de montaje. La columna "separacin entre luminarias

    no superior a" de las tablas del coeficiente de utilizacin (tabla 7) da las mximas relaciones admisibles

    entre la distancia entre luminarias y altura de montaje sobre el plano de trabajo, para los tipos

    considerados. En la mayora de los casos es necesario colocar las luminarias ms prximas de lo que indican

    dichas mximas, a fin de obtener los niveles de iluminacin requeridos. Los equipos fluorescentes deben

    montarse con frecuencia en filas continuas.

    nconservacifactornutilizacicoef.lmparaporLmenes

    ][mSup.[lux]luminosoNivellmparasNm.

    2

    xx

    x=

    luminariaporLmparas

    lmparasNm.luminariasNm. =

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    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 45 de 99

    Ejemplo

    Una sala de esterilizacin de 7,20 [m] de ancho, 9,60 [m] de largo y 3,75 [m] de altura, se va a iluminar con

    alumbrado general, con luminarias compuestas de lmparas fluorescentes suspendidas a 60 [cm.] del techo.

    Calcular el nmero de ellas y su distribucin

    Datos:

    Reflectancia del techo = 80 %

    Reflectancia de las paredes = 50 %

    Luminaria con dos lmparas t-12 430 [ma] envoltura prismtica. (tabla 7)

    Desarrollo:

    Punto 1: de la tabla 3, para la unidad de esterilizacin, se tiene un alumbrado general de 300 lux(mnimo

    valor recomendado)

    Punto 2: se determina la RCL mediante la frmula o bien mediante la tabla 6.

    Con los datos de

    Largo = 9,60 [m]

    Ancho = 7,20 [m]

    Altura de la cavidad = h = hcl 2,40 [m] ( ver fig. 1)

    Por frmula RCL = 2,9

    Por tabla 6 = 2,5

    Se adopta un valor de RCL = 3

    Como las luminarias estn suspendidas 0,6 [m] del techo, es necesario determinar la reflectancia efectiva,

    haciendo en la ecuacin de RCL o bien en la tabla 6 h = hct= 0,6 [m].

    Esto da como resultado:

    RCL = 0,73 (de frmula)

    RCL = 0,6 (de tabla)

    Se adopta un valor de RCL = 0,67

    Con este valor de RCL en la tabla 5 (reflectancias efectivas de cavidad), se toma para:

    Reflectancia del techo = 80 %

    Reflectancia de las paredes = 50 %

    Un valor de reflectancia efectiva de cavidad para el techo de 70%

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 46 de 99

    Luego en la tabla 7 para la luminaria antes mencionada, RCL = 3, la nueva reflectancia de techo (70%) y la

    reflectancia de las paredes (50%) se obtiene un coeficiente de utilizacin (Cu) = 0,52

    Si las luminarias estaran empotradas en el techo, la reflectancia de la cavidad del techo es la misma que la

    del techo real. Reflectancia de techo = 80%, RCL = 3, luminaria y reflectancia de las paredes. Cu = 0,54

    (de tabla 7)

    Punto 3: determinacin del factor de conservacin:

    1. Caract. de funcionamiento de la reactancia = 0,95

    2. Tensin de alimentacin de las luminarias = 1,00

    3. Variaciones de la reflectancia y transmitancia de la luminaria = 0,98

    4. Fallo de lmparas = 1,00

    5. Temperatura ambiente de la luminaria = 1,00

    6. Luminarias con intercambio de calor = 1,00

    7. Degradacin luminosa de la lmpara, segn la tabla 15 es una f40 CW y de la tabla 8 para

    12 Hs. De encendido se tiene una degradacin de la emisin luminosa de 0,84.

    8. Disminucin de emisin luminosa por suciedad, de tabla 7 se ve que la luminaria es categora

    V, se toma en la tabla 18 la grfica para dicha categora y dentro de esta la curva de muy limpio, un

    valor aprox. Es 0,96.

    Por lo que el factor de conservacin o de prdidas es:

    Fp = 0,95*1,00*0,98*1,00*1,00*1,00*0,84*0,96 = 0,75

    Punto 4: clculo del nmero de lmparas y luminarias requeridas:

    Aclaracin: los lmenes por lmpara se obtienen de la tabla 8

    Nm. Lmparas = 300 lux * 7,2[m] * 9,6[m] = 16.61 => 17

    3200 lum * 0,52 * 0,75

    Cada luminaria posee 2 lmparas, se toma el nmero de lmparas igual a 18.

    Nm. Luminarias = 18 = 9

    2

    Punto 5: fijacin del emplazamiento de las luminarias. A modo de hacer ms uniforme la distribucin de las

    luminarias se toman 10en vez de 9, las luminarias no deben exceder la separacin de 1,2 [m] * altura de

    montaje sobre el plano de trabajo, segn la tabla 7. Por lo tanto no deben separarse ms de 2,88 [m] unas

    de otras.

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 47 de 99

    Nm Lmparas = Intensidad Recomendada

    Intensidad UV x vatio de lmpara x Potencia UV de la lmpara en Vatios x FM

    La disposicin de las luminarias que se muestra es una de muchas posibles, (no est a escala).

    N: nm. Luminarias = 5

    R: nm. De filas = 2

    A: ancho del local = 7,2 [m]

    l: largo del local = 9,6 [m]

    Clculo de lmparas germicidas

    El nmero de lmparas germicidas requerido para la irradiacin de una habitacin depende del rea

    y la altura de techos de la misma, y del tipo y eficacia de la linterna utilizada. Los clculos se pueden hacer

    aplicando la siguiente frmula:

    Intensidad recomendada: es la intensidad media efectiva recomendada de emisin ultravioleta en

    miliwatios por metro cbico, sobre el volumen de aire que existe por encima de la altura de montaje de la

    linterna. Estos valores, que estn en las listas de la tabla 11, dependen slo de la distancia entre la linternay el techo. Debido a que los microorganismos estn slo expuestos a la accin germicida mientras estn en

    el aire superior, cuanto menor sea el volumen del aire irradiado en relacin con el volumen total de la

    habitacin, menor ser el tiempo expuesto. Y como el efecto letal es proporcional al producto del tiempo

    expuesto y de la intensidad, se requerirn elevadas intensidades de ultravioleta cuando la linterna est

    muy prxima al techo. Al establecer las intensidades recomendadas en la tabla, se supone una altura de

    montaje de 2,15 metros. As, la distancia entre la linterna y el techo es la altura de ste, menos 2,15

    metros.

    L / 2N L / N

    A / 2R

    A / R

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    Revisin 2011

    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 48 de 99

    Intensidad ultravioleta por vatio de lmpara: es la intensidad normal de energa ultravioleta, en

    milivatios por metro cbico de aire irradiado, producida por un vatio de energa ultravioleta emitida por la

    lmpara desnuda. La tabla 11 da la informacin para linternas directas e indirectas en habitaciones de

    diversas dimensiones y alturas de techos.

    Potencia ultravioleta de la lmpara: es la emisin ultravioleta, total de la lmpara a utilizar,

    expresada en vatios. Las emisiones ultravioletas de las distintas lmparas germicidas utilizadas en la

    irradiacin de habitaciones pueden encontrarse en la tabla 10.

    Mf (factor de mantenimiento o conservacin): es el nmero que representa la prdida de

    intensidad ultravioleta que necesariamente hay que tener en cuenta, causada por la depreciacin de la

    emisin de la lmpara y por la acumulacin de suciedad sobre sta y la linterna. Los factores de

    conservacin ms apropiados en la mayora de los casos son los de 0,70 y 0,80 para instalaciones que

    emplean lmparas "Slimline" o de ctodo fro, y de 0,65 y 0,75 para las de ctodo caliente. La cifra exacta

    elegida depende tanto de las condiciones atmosfricas y del plan de limpieza como del tipo de lmpara, y

    es el producto del factor de conservacin de la linterna por el de la lmpara. La emisin ultravioleta normal

    a lo largo de la vida de las lmparas germicidas de ctodo caliente es alrededor de 0,78 del valor nominal.

    Para las lmparas germicidas con bulbos de vidrio Vycor, el factor es ms alto, siendo alrededor de 0,88

    de la emisin nominal.

    El factor de conservacin de las linternas, dejando un margen para la suciedad conjunta de la

    propia linterna y la lmpara, es mejor que para la mayor parte de equipos de alumbrado, ya que en las

    lmparas germicidas, una gran parte de la superficie reflectora es vertical o cncava hacia abajo y recoge

    poca suciedad en proporcin. Con buenas condiciones atmosfricas y frecuentes limpiezas, un valor del

    factor de conservacin de la linterna, de 0,90 es razonable. Bajo condiciones relativamente desfavorables,

    se pueden conseguir valores de 0,75 a 0,80.

    Para determinar el factor de conservacin que ha de utilizarse en la ecuacin, el valor del factor

    de conservacin de la linterna seleccionada sobre la base de las condiciones supuestas, debe ser

    multiplicado por la cifra de conservacin de la lmpara apropiada.

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    U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 49 de 99

    Problemas:

    1. Realizar el diseo para una sala de traumatologa de un hospital, que posee las siguientes dimensiones:

    Ancho = 7,30 [m], largo = 12,20 [m], alto = 2,75 [m]

    La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz.

    2. Realizar el diseo para un consultorio de guardia de un hospital, con las siguientes dimensiones:

    Ancho = 4,25 [m], largo = 4,26 [m], alto = 2,75 [m]

    La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz.

    3. Realizar el diseo para un pasillo de un hospital, con las siguientes dimensiones:

    Ancho = 3,05 [m], largo = 21,25[m], alto = 3,20 [m]

    La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz.

    4. Disear el alumbrado general de una UTI de 10 camas, y calcular el tipo y potencia de la lmpara de

    examen que se encuentra en c/u de las cabeceras de cama. Considerar las dimensiones de la sala y

    dems factores como parte del diseo.

    5. Calcular el nmero de lmparas germicidas requerido para una sala de 7.30 x 9.15 y altura 3.05 [m]

    6. Se dispone de una sala de internacin con las siguientes dimensiones:

    Ancho = 7,30 [m], largo = 12,20 [m], alto = 2,75 [m]

    La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz.

    Realizar el diseo de iluminacin general, inclusive con el croquis de disposicin de las luminarias.

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    Tablas de luminotecnia

    Magnitud Smbolo Unidad Definicin de la unidad Relaciones

    Flujo luminoso Lumen [lm]

    Flujo emitido en un ngulo slido

    unidad por una fuente con unaintensidad luminosa de una

    candela.

    = i /

    Rendimiento Lumen por vatio [lm/w]Flujo luminoso emitido por unidad

    de potencia.=/ w

    Cantidad de luz QLumen por segundo

    [lm s]

    Flujo luminoso emitido por unidad

    de tiempo.

    Q =T

    Intensidad

    luminosaI Candela [cd]

    1/60 de la intensidad luminosa por

    cm2del cuerpo negro a la

    temperatura de fusin del platino

    (2.046 k) .

    I = /

    Iluminancia E Lux [lx]

    Flujo luminoso de un lumen que

    recibe una superficie de 1 m2

    E = / s

    Luminancia L Candela por m2[cd/m

    2]

    Intensidad luminosa de una

    candela por unidad de superficie.L=I /S

    Tabla 1: resumen de las magnitudes y unidades luminosas fundamentales.

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    Ingeniera Hospitalaria Luminotecnia - Tablas

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    Rendimiento Vida til Color de Rendimiento Conexin

    ( lm / W ) ( horas ) la luz en color a la red

    20 1000 Blanco Clido 100 Directa

    30 3000 Blanco 100 Directa

    100 8000 Varios blancos 97 Balasto

    80 5000 Blanco 80 Directa Balasto

    60 12000 Blanco 50 Balasto

    95 6000 Blanco 95 Balasto y arrancador

    120 12000 Amarillento 25 Balasto y arrancador

    180 10000 Amarillo Nulo Transformador

    Caractersticas

    Tipos de lmparas

    Incandescencia

    Incandescencia con

    Fluorescentes tubulares

    Fluorescentes compactas

    Vapor de mercurio

    Halogenuros metlicos

    Sodio alta presin

    Sodio baja presin

    Tabla 2: Caractersticas de las lmparas

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    Ingeniera Hospitalaria Revisin 2011

    Facultad de Ingeniera Bioingeniera U.N.E.R. Pg. 52 de 99

    General Localizado General Localizado General Localizado

    Habitaciones de enfermos

    alumbrado general 100 200

    alumbrado de cuidados 200 200

    alumbrado lectura normal 300 300

    alumbrado lectura reducida 150 150

    alumbrado examen mdico 1,000

    alumbrado de posicin noche (suelo) 5 a 15 5

    Cuidados Intensivos

    alumbrado general 300 300

    alumbrado localizado ( examen mdico ) 1,000 1,000 1,000

    Sanitarios

    alumbrado sanitarios 300 300

    alumbrado espejo 500

    Puesto de enfermera

    alumbrado general ( da ) 700 700 50

    alumbrado general ( noche ) 300 300 50

    Circulacin ( pasillos y escaleras )

    alumbrado escaleras 200 200 30

    alumbrado normal ( pasillos ) 200 200 10

    alumbrado reducido ( pasillos ) 30 30 10

    alumb. de zonas de operaciones y Lab. 300 300 10

    Salas de da ( enfermos y visitantes )

    alumbrado general 100 100

    alumbrado lectura y juego 300 300

    Preparacin cuidados

    alumbrado general

    alumbrado localizado 300

    Unidad Utilit y

    alumbrado general 200

    alumbrado localizado rea trabajo 500

    Vestbulos

    alumbrado da 500 500

    alumbrado noche 200 200

    Unidad Office

    alumbrado general 150

    alumbrado rea trabajo 300

    Salas de Espera

    alumbrado general 200 200

    alumbrado de lectura 300 300

    Unidad Pediatra

    sala lectura 300 300

    sala juegos 300 300

    sala cunas 300 200 20

    sala camas 100 100 20

    Unidad Neonatologa

    alumbrado general 300 300

    alumbrado cuna ( examen ) 1,000 1,000 100

    mesa de examen y tratamiento 2,000 1,000

    Vestuarios

    alumbrado general 300 300

    alumbrado espejo 500 500

    Despachos Mdicos

    Despachos Mdicos 300

    Preparacin alimentos

    alumbrado general 300 300

    alumbrado localizado 400

    ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX )

    Area

    Localizacin

    Niveles segn U.S.

    Departament of HealthNiveles segn IES*

    Niveles de Emergencia

    U.S. Departament of

    Health

    HOSPITA

    LIZACION

    * Illuminating Engineering Society Of North America

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    Ingeniera Hospitalaria Revisin 2011

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    General Localizado General Localizado General Localizado

    Sala de Tratamiento

    alumbrado general 500 500

    alumbrado localizado 1,000 1,000

    Unidad Fisioterapia y Electroterapia

    general 200 200

    sala ejercicios 300 300

    boxes tratamiento 300 300

    bao terapia 200

    Sala Radioterapia oc upacional

    sala general de trabajo 1,000 300

    mesas de trabajo ordinario 1,000 500

    mesas de trabajo fino 15,000 1,000

    Solarium

    alumbrado general 200 200

    alumbrado lectura 300 300

    Unidad Radiolgica

    radiologa general 100 100

    fluoroscopa general 0 a 10 0 a 50

    terapia de superficies y profunda 100 100

    control ( generadores ) 100

    cuarto oscuro 100 100

    examen radiografas 300 300

    cuarto claro : archivos , pelculas reveladas 300

    almacn pelculas no reveladas 300 100

    Unidad de Radioisotopos

    laboratorio radioqumico 500

    exploracin ( scanner ) 20 300 200

    mesa examen 300 500

    Unidad Electrocardiogrfica

    alumbrado general 300 300

    mesa muestras ( paciente ) 500 500

    electrocardigrafo 500 500

    Unidad de Farmacia

    alumbrado general 300 50

    mesa de trabajo 1,000 1,000 50

    sala parenteral ( solucin ) 500 500 50

    almacn activos ( productos ) 300 300 50

    manufacturados 500 50

    Unidad de Esterilizacin

    alumbrado general 300 300

    mesa de trabajo 700 500

    sala guantes 500 500

    sala jeringas 1,500 1,500

    almacn 300 300

    salidas suministros estriles 700 500 50

    inspeccin defectos y roturas 1,000

    Unidad de Preparacin frmulas

    lavado botellas 300 300 50

    preparacin y llenado 500 500 50

    inspeccin lquidos 1,000 50

    Unidad Laboratorios

    sala ensayo 500 500 30

    mesa trabajo 700 30

    trabajos delicados 1,000 1,000 30

    Unidad Lavandera

    clasificacin y lavado 500

    trabajo y planchado 500

    mquina planchado 700

    planchado ropa fina 1,000

    sala costura 1,000

    ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX )

    Area

    Localizacin

    Niveles segn U.S. Departament

    of HealthNiveles segn IES*

    Niveles de Emergencia U.S.

    Departament of Health

    ESPECIALES

    * Illuminating Engineering Society Of North America

    SE

    RVICIOS

    Tabla 3: niveles de iluminacin (3-4)

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    General Localizado General Localizado General Localizado

    Unidad Cocina

    general ( produccin comidas ) 500 30

    preparacin y cocinado 700 30

    juego bandejas paciente 500 30lavado platos 700 30

    lavado marmitas 500 30

    lavado vasos 300 30

    lavado carros 300 30

    cmaras 500 30

    central alimentos 500 30

    Unidad de Cafetera

    mostrador 700

    entrega cuidados 700

    caja 500

    comedor 300

    Unidad Mortuori o

    espera familiares 200 200

    reconocimiento 500 500

    salida 150 150cmaras fras 100 100

    capilla 150 150

    Sala Autopsias

    Alumbrado general 1,000 1,000

    Alumbrado mesa 25,000 25,000

    Audi tor io

    sala, reuniones, juntas 150

    exposicin 300

    actividades sociales 50

    Unidad Librera

    sala de estudio y notas 700

    sala lectura 300

    catlogos 500

    archivos ( correspondencia ) 700

    Unidad Administracindireccin 300

    economato 300

    personal 300

    admisiones 300

    caja 300

    servicio social 300

    Unidad Mantenimiento

    general 300

    banco trabajo vasto 500

    banco trabajo medio 1,000

    banco trabajo fino 5,000

    sala pintura 500

    almacn pinturas 100

    instrumentos medida y ensayo 500

    instrumentos medida y ensayo sensible 2,000

    Manipulacin Materiales

    carga y descarga 200

    almacenaje y clasificacin 300

    embalado y empaquetado 500

    Salas de Mquinas

    planta de calderas 100 30

    sala de quemadores 200

    tratamiento de agua 200 50

    E.T. y C.G.B.T. 100

    generador de emergencia 200 50

    registro de potencia C.G.B.T. 100

    Central telefnica 500 300

    * Illuminating Engineering Society Of North America

    TECNICA

    ENSEANZA

    ADMINISTRAC.

    SERVICIOS

    ESPECIA

    LES

    ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX )

    Area

    Localizacin

    Niveles segn U.S. Departament of

    HealthNiveles segn IES*

    Niveles de Emergencia U.S.

    Departament of Health

    Tabla 3: niveles de iluminacin (4-4)

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