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NÉSTOR QUADRI
Instalaciones eléctricas
en edificios
10a edición cesarini hnos EDITORESInstalaciones eléctricas
en edificios
Quadn, Néslor Pedro
Instalaciones eléctricas en edificiOs.~ lOa ed. ~Buenos
Aires: Cesarmi Hnos., 2007. 352 p. ; 22xl3 cm.
ISBN 978-950-526-077-5
L Instalaciones Eléctricas. J. Titulo CDD 62!.319
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Tapa - diseño mterior: m&s estudio
© Cesarini Hnos. Editores Sarmiento 3213 ¡o A - Cll96AAI Ciudad Autónoma de Buenos Aires- Argentma
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l.S.B.N. 978-950-526-077-5
Hecho el deposlto que marca la ley 11.723 Impreso en la Argentma -Printed in Argetttuw
La reproducción parc1al o total de este libro en cualquier forma que sea, idéntica o modificada,
escrita en maquina por el sistema "multlgraph'~ mtmeógrafo, impreso, etc., no autonzada por los
editores, v10la los derechos reservados.
Completamente actualizada en base a la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas de la
Asociación Electrónica Argentina de marzo del2006. En esta 1 0° edición se ha actualizado y ajustado el capitulo de Ascensores, en base a las nuevas
disposiciones del Código Municipal de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires.
ÍNDICE GENERAL
Prólogo ... , ... ..
,".'"'·'ce ... :...
13 .-....Capitulo 1 NOCIONES BASICAS
Tipos de corrientes y distribución . . . 15
InstalaCiones eléctricas, 15. Comente eléctnca, 15. Ley de ohm, 19. ReSistenCia de conductores,20. Generación de la comente eléanca, 21.Tipos de comen-re eléctnca, comente continua y comente alterna, 25. Ana logia
hrdraulica-eléctrrca de corriente continua y alterna, 26. Producción de la corriente
alter-na, 26. Circurtos de comente alterna trifáSica, 29. Potencra eléctnca, 32. Distribución de la comente eléctnca, 34. Transformador, 34. Red de alta ten-sión de la República Argentrna, 38.
Capftulo 2 TECNOLOG[A DE LA INSTALACION ... , . .. • 41 Normas generales de monta_¡e,41. Conductores, 42. Cañerlas,45. Montaje de cañerlas, 47. Montaje de conductores en cañerlas, 52. Conductos, 54. Pisos técnrcos, 57. Bandejas portacables, 58. MontaJe sobre oelorrasos suspendí" dos, 60. Columnas montantes, 60. Canales de cables, 61. Cables y
canalizacro-nes subterraneas, 62. Líneas aéreas extenores, 64. Portalámparas, 66. Monta.1e
de lumrnanas, 67. DispoSitivos de manrobra, 68. Interruptores, 68.
Compo-nentes modulares, 71. Tableros eléctncos, 71. Diseño de tableros, 72. Tableros
prearmados, 74. Tableros modulares de distribución, 74. Centros de control de motores, 76. Ubrcación de los tableros, 76. Locales para tableros, 77. Ca-racterlstrcas constructrvas generales, 78. Instrumental de medición, 80.
10 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Capitulo 3 NORMAS DE SEGURIDAD
Dispositivos de protección. Puesta a tierra. Pararrayos ... 83 Protección de las tnsta!aoones, 83. Sistemas de protección de las msta!aoo-nes eléctncas, 84. Sobrecargas, 84. Cortoorcu1to, 86. Contacto a masa, 87. Circuito ab1erto, 87. DispOSitivos de protección, 87. Fusibles, 90. Protección termomagnét1ca, 94. Coordinación entre las protecoones, 98. Protección contra falta de fase o baJa tensión, 1 OO. Normas de segundad para las perso-nas. 1 OO. Efectos fiS!ológ1cos sobre las personas, 1 O 1. Protección diferenoal, 103. Protección por puesta a tierra, 1 06.1nstalaoones de puesta a tierra, 1 07. Esquema de conexión a t1erraTI, 108.Tomas de t1erra, 109.ResJstenoa de la puesta a tierra, 111. CaracteríSticas de los terrenos, 112. Cálculo de la resiS-tenCia de puesta a tierra, i 13. Conductor de protección (PE), 113. Dimensio-namiento de los conductores de protección, 116. Conexión equ¡potenoal, 116. Protección contra contactos directos, 118. Pararrayos, 120. Elementos de captación, 122. Pararrayos de lanza, 124. Toma de tierra para pararrayos, 126.
Capítulo 4 PROYECTO ELECTRICO
Normas de diseño y dímens10namrento . . . 127 Acometidas, 127. Reglas generales para la disposición de las mstalaciones e!éctncas, 134. DispOSICión general, 134. Disposiciones sobre protecCiones eléctncas, 134. Tablero monofásico elemental para una casa pequeña, 137. Tablero monofásiCO para una casa de departamentos, 137. CircUitos eléctn-cos, 139. Circu1tos en sene y paralelo, 139. Esquemas bás1cos de c1rcu1tos eléctncos en edificios, 140. Clasificación de los orcu1tos. 145. Circuitos para usos generales, 146. Circu1tos para usos especiales, 146. CircuitoS para usos específicos, í 46. Ejecución del proyecto de la mstalación, 150. Grado de elec-trificación, 15 í. Viv1endas, 151. Ofionas y locales come roa les, 153. Puntos mimmos de utilización, 153. Normas de proyecto, 156. Proyecto de una InS-talación eléctnca, 158. Verificación del grado de electrificación, 161. Determinación de los conductores y cañerías, 162. Diseño del tablero y cál-culo de las protecoones, 163. Potencia eléctrica toral de un edifioo, 165. Característica del edifioo, 166. Factor de Simultaneidad, 166. Ejemplo de apli-cación, 168. Casos específicos, 169. Cuartos de baño, 169. Edifioos en cons~
trucción, 170.
Capitulo 5 INSTALACIONES DE FUERZA MOTRIZ Y ESPECIFICAS Calculo de conductores. Motores. Armónicas.
fndice 11
Factor de potencia . . . • • • • . . . • . . . 173 Dimensionamiento de conductores, 173. Calentamiento admisible del conductor, 174. Ejemplo de aplicación, 176. Calda de tensión, 178. Ejemplo de aplicación, 180. Verificación térm1ca por sobrecargas, 181. Verificación por cortoorcu1to, 182. Solicitaoones mecámcas, 183. Comentes armómcas, 185. Ejemplos de cálculos, 188. Secoones mlmmas de conductores, 189. Cálculo de cañerías, 190. Diámetros mimmos de cañerlas, 192. Conexión de fuerza motnz, 192. Conexión de fuerza motnz de un edificio de departa-mentos, 193. InstalaCiones de fuerza motnz, 195. Motores eléctncos, 196. Motores trifásicos, 198. Motores monofáSicos, 202. Acoonam1ento de los motores, 204. Protección de motores, 210. Dispositivos de arranque, 212. Critenos basicos para el diseño de una Instalación con motores, 215. Mejo-ramiento del factor de potenc1a, 217. Condensadores o capaotores, 219. Corrección del factor de potencia, 221.
Capitulo 6 INSTALACIONES DE BAJA TENSION
Alarmas incendio y robo. Comunicacmnes. Controles.
Edifioos inteligentes. UPS . . . . 225 lnstalaoones de ba_¡a tensión, 225. lnstalaoones de señalización, llamada y Similares, 225. Timbres o zumbadores, 225. DispoSitivos de iluminación de pasillos, 227. InstalaCiones de alarma, protección y segundad, 230. Alarma contra mcendio, 230.1nstalación de alarma contra robo, 235.1nstalaclones de comun1caciones, 239. Locales para mstalaoones telefónica, 243.Portero eléc-tnco, 250. Instalación de antena de televiSión, 252. EdifiCios Inteligentes, 256. Controlador lóg1co programable (PLC), 258. Energla estabilizada e mmte-rrumpible (UPS). 259.
Capitulo 7 DISEÑO LUMINICO . . . .. .. .. . . .. . .. .. .. .. . . .. . . 261 Naturaleza de la luz, 261. Producción de la luz, 262. El OJO humano, 263. IntenSidad lummosa, 264. FluJO lum1noso, 264.11umlnación, 265. Condioones de diseño,265. Deslumbramiento, 265. Temperatura de color, 266. Efioenoa de iluminación, 267. Niveles de iluminación, 268. Valores mlmmos de ilumi-nación, 268. Curvas fotométncas, 270. Distribución de lummanas, 273. Cálculo
12 INSTALACIONES EL!:CTRICAS EN EDIFICIOS
de iluminación, 274. Determinación del rendimiento de iluminación, 275. Rendimiento de ilummación del local, 275. Factor de utilización, 276. Flujo lummoso por luminana, 278. Ejemplo de aplicación, 278. Distribución de la lummanas, 280. Rendimiento del local, 280. Determinación de la potencia de los tubos, 281. Método de verificación de resultados punto por punto, 281. Dispos1t1vos de ilummación, 284. Lámparas Incandescentes, 284. Lámparas de descarga eléctnca, 285. Lamparas fiuorescentes, 286. Efecto estrobosco-p!O, 289. Otros tipos de lámparas, 291. Normas de proyecto de las mstalaoo-nes de iluminación en viv1endas, 292. Luces de emergen o a, 298.
Capitulo 8 NORMAS DE PROYECTO, JNSPECC/ON
Y MANTENIMIENTO . . . 299 Normas para la ejecución de planos, 299. Colores convenoonales, 300. Escalas, 300. DibujOS, 300. Sfmbolos convenoonales, 301. Medioones y prue-bas eléctncas, 305. Amperímetro, 306. Voltímetro, 306. Ohmetros, 306. Res1stenoa de a!Siación, 309. Res1stenc1a de puesta a tierra, 309. ContinUidad eléctnca, 311. Calda de tensión, 31l.lnspección de las Instalaciones, 31l.lns-pecoones prev1as a la puesta en serVICIO, 312.1nspecciones periódicas, 313. Manten1m1ento de las instalaoones, 314.
Capitulo 9 INSTALACIONES DE ASCENSORES . . . 315 Defin1oones, 315. Características fundamentales de diseño, 315. Elementos constitutivos, 316. Cab1na del ascensor, 316. ReqUisitos de la cabma, 319. Puertas de cabma y rellano. 320. Elementos de control y comando en cabi-nas, 323. Características y dimens1ones del rellano, 325. Formas tip1cas de maniobra, 325. Mecan1smo de elevación y descenso, 326. Caja o pasadizo del ascensor, 329. Dispositivos de alarma, mamobra y segundad, 332. Sistemas de control de mantobra, 333. Cuarto de maquinas, 335. Diseño de una mstala-ción de ascensores, 337. Ubicamstala-ción de! ascensor en el edifioo, 339. Cálculo, 340. AnáliSIS de tráfico, 340. Determinación de la capaodad de personas del edifioo, 341. Determinación del número de personas a trasladar en 5 minu-tos, 341. Veloodad del ascensor, 342. Determinación del !lempo total del viaje, 342. Número de ascensores, 343. Tiempo de espera, 344. Predimens1o-nam1ento de las cabinas, 345. Ejemplo de aplicación, 345. Determinación de la potenc1a necesana del motor, 348. Ascensores hidráulicos, 330.
PRÓLOGO
-
-El avance continuo de las aplicaciones de la electncidad, ha llevado a efectuar una actualización completa de esta publicación, tomando como base las nuevas disposiciones de Marzo de 2006, de la Reglamen-tación para la Ejecución de Instalaciones Eléctncas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentína, que tíene en cuenta los avances
téc-nicos producidos últimamente en la especmlidad, apuntando a que la ins-talación eléctrica cuente con un nível adecuado de seguridad.
El libro tíene el propósito de analizar las características fundamen-tales de las instalaciones eléctricas, mcluyendo las electromectmícas y de iluminación, sobre bases didáctícas, empleando esquemas sencillos a fin de comprender los principios básicos que rigen su funcionamiento y
uti-lización. ·
Está destinado específicamente a profesionales y técnicos de la Industria de la Construcción, así como también a estudiantes de ingenie-ría, arquítectura o técnicos oríentados en esa especialidad, con el objeto que puedan adquirir un conodmiento básico y global del diseño de esas instalaciones y su aplicación en los edificios.
Para ello, se ha tratado de seguir un orden fluido, comenzando por las unidades elementales, materiales, tecnologías y montajes, explicados en forma simple y emínentemente práctica.
Se ha basado en ejemplos sencillos, complementándose sintética-mente con todos los tópicos que tratan esta especialidad, corno ser la se-guríd~d de las personas e instalacíones, los sistemas de pararrayos, pues-ta a tierra, fuerza motriz, motores eléctrícos, baja tensión, alarma de incendio o robo, antenas, portero eléctríco, instalaciones telefónicas, ilu-minación, ascensores, etc.
14 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Por otra parte, se ha tenido en consideraciÓn las disposíciones. del Código Mumcipal de la Ciudad de Buenos Aires, Normas del Instituto Argentino de Normalización ORAM), Compañías de summistro eléctri-co y la Reglamentación de la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo, entre otras, así como las especificaciones tecnicas y recomendaciones, de acreditados fabricantes argentinos de materiaies eléctricos.
EL AUTOR
CAPITULO 1
NOCIONES BÁSICAS
TIPOS DE CORRIENTES Y DISTRIBUCIÓN
INSTALACIONES ELÉCTRICAS
Se puede defimr una instalación eléctrica como un conJunto de con-ductores, dispositivos y matenales necesarios para la generación, transmi-sión, distribución y recepción de la corriente eléctrica para su utilización.
Previo a estudiar las instalaciones, es necesario definir que es la corriente eléctrica y cuáles son las leyes físicas que la caracterizan.
Corriente eléctríca
La molécula es la más pequeña perdón del cuerpo que conserva todas las propiedades físicas y está conformada por un conjunto de elementos simples que se denomman citamos, los que a su vez están constituidos por tres partes básicas llamadas electrones, protones y neutrones.
Los electrones giran alrededor del núcleo que constituye la mayor parte de la masa del átmno, en la que se encuentran los protones y neu-trones, constituyendo un sistema planetario en miniatura, donde el núcleo es el sol y los electrones los planetas, como se observa en la figura 1-l.
Los electrones y los protones se atraen entre si y se dice que son de polaridad opuesta, mientras los neutrones no tienen polaridad. Los proto-nes mediante su atracción tienden a llevar a los electroproto-nes al núcleo del
16 INSTALACIONES ELoCTRICAS EN EDIFICIOS
---·.::·o-,"'... Electro~',\ ( P +tó~
Neutrón } , ro n--.p .. "' "'... ... ...______________
Núcleo..
..
..
....Figura H.Atomo de hidrógeno
átomo, pero ello no ocurre porque los electrones al girar provocan una fuerza centrífuga hacia afuera que se opone a dicha atracción, orígínando un estado dinámicamente equilibrado.
La cantidad de electrones que gira alrededor del núcleo es variable según la substancia, determinándose una particularidad que ías define y que se denomina nümero atómico. Por ejemplo el Hidrógeno es el No !, el Helio el 2, el oxígeno 8, tal como se indica en los esquemas de la figura 3-I, mientras que el plomo tiene 82 y el uranio 92, en estado de equilibrio.
Sin embargo, un átomo puede ganar o perder electrones de su capa exterior sín que por ello varíen las características de la substancias, pero provocando un estado de desequilibrio. Entonces, un cuerpo tiene carga eléctrica, cuando el conjunto de sus átomos tienen un exceso o defecto de electrones y por convención, se dice que cuando tiene un exceso de elec-trones el cuerpo tiene carga eléctrica negatíva.
En la unidad (SI), la carga eléctrica se mide en: Coulomb (Cb)= 6,29 x 1018 eiectrones
Supóngase que dos esferas de metal de iguales características y dimensiones, A y B, que tienen diferente carga eléctrica, se reúnen por medio de un elemento conductor C, como se indica en la figura 2-I
Corriente eléctrica
e
Figura 2-1. Esquema circulación corriente
Se verifica que en un lapso extremadamente corto se igualan las car-gas de ambas esferas a un mismo nivel. Se produce entonces un flujo o
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 17
movim~ento de electrones de una esfera a otra, a través del conductor
c.
Este flu¡o de electrones recibe el nombre de corríente eléctrica.
Par~ una vi~ualización más clara, puede hacerse una comparacíón con un sistema hidráulico de escurrimíento.
~F~Ie H~no
uor(@)
~
'~-Cloro@)
~@)
Calcio Oxigeno18 INSTALACIONES ELt:CTRICA~EN EDIFICIOS
Si se consideran dos depósitos iguales unidos por un tubo C, como se mdica en la figura 4- l, en los que se almacena agua a distintos niveles, se observa que luego del periodo de tiempo se Igualan las capacidades de agua, originándose una circulación del depósito A al B.
0
lh
-
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Figura 4-1. Circulación de agua entre dos depósitos 1guales
Esa círculación es debida a la diferencia de presión provocadas por el desntvei de altura de agua h de los tanques. Análogamente, entre las esfe-ras A y B de la figura 2-I anterior, hay una diferencia de presión eléctrica o diferencza de potencial, que es la que provoca la circulación de eíectrones o corriente eléctríca y es originada por ios generadores de electricidad, denon1inándose fiterza electromotriz o tensión eléctríca en volts.
En hidráulica se denomina caudal o gasto la cantídad de agua que cir-cula por la cañería C en la unidad de tiempo y se mide por ejemplo en litros/h, kg/h, etc. En electrícidad la cantidad de corríente que circula por el conductor C en la unídad de tíempo, se denomina intensidad de cornen-te (I), se la mide en amper y se la define como la carga eléctrica de un Coulon1b que circula en un segundo.
Coulomb Amper (1);
-t !segundo)
Otro de los aspectos a considerar, es que la corriente eléctrica al cír-cular recibe cierta resistencia al pasaJe, del rnísmo modo que el agua al des-lizarse por la cañeria.pierde presión por efecto de los frotamientos.
No existe en la naturaleza un cuerpo que sea conductor perfecto y la
CAPfTULO ¡. NOCIONES BASICAS 19
oposición de los mismos al pasaje de la corriente, se denomina reszstencia eléctnca y se la mide en ohms (Q).
La figura 5-1, muestra la relación entre un circuito hidraulico y uno eléctrico. Se observan los elementos relacionados y los diversos dispositi-vos de medición equivalentes, que eximen de mayores comentarios.
Circuito hidrilulico Manómetro diferencíal Llave de paso Bomba circulatoria Rueda¡ hidrimlica - Caudalímetro Circuito eléctrico -Interruptor Generador corriente Lampara - Amperimetro Figura 5~1. Comparación entre un circuito eléctríco e hidraulico.
La diferencia de potencíal, Intensidad y resistencía eléctrica están rela-ciOnadas por una ley fundamental en electncidad que es la Ley de Ohm.
Ley de OHM
La mtensidad de corríente eléctrica en amper que circula entre dos puntos de un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial o voltaje aplicado, e inversamente proporcíonal a su resistencia, tal cual se indica en el esquema de la figura 6-l.
Esa ímportante lev de la electricidad, se expresa por la fórmula:
1 (amper)= E lvolts) R !ohms)
20 INSTALACIONES EL.I:CTRICAS EN EDIFICIOS
Corriente eléctrica (Amper)
e
Resistencia (ohm)
~.o<---Diferencia de potencia lvolts) _ _,~
Figura 6~L Relación entre intensidad voltaje y resistencía eléctrica
De forma análoga, la corriente líquida que circula por una cañería que une a dos depósitos de distinto nivel, sera tanto mayor cuanto mayor sea el desnivel y tanto menor, cuanto mayor sea la resistencia que presen-ta la misma al paso del líquido.
De esa manera, la intensidad de corríente circula por un conductor, si la resistencia es de 20 ohms, y la diferencia de potencial es de 220 V vale:
Resistencia de gmductores
1
220V
200hms 11 amper
La resistencia que un conductor ofrece al pasaje de la corriente eléc-trica, depende del material que está constituido, de su temperatura, así como de sus dimensiones, pudiéndose establecer mediante la siguiente fórmula:
Donde:
p .1
R-_:__
S
R: resistencia del conductor(ohms). 1: longitud del conductor (m).
s: sección transversal del conductor (mm2). p: coeficiente de resistividad (ohm.mm2/m).
Se denomina resistividad o coeficíente de resistívidad (p), a la resisten-cia que presenta al paso de una corríente un conductor de un metro de longitud y un mm2 de sección. La resistividad depende ligeramente de la
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 21
temperatura y a los fines prácticos se la considera a una temperatura nor-mal de !5°C, no siendo necesario efectuar ajustes en los cálculos.
Se deduce de todo lo expuesto, que el pasaje de corriente es directa-mente proporcional a la sección y además, depende de la naturaleza del conductor. En la tabla l-1, se indican algunos valores de resístívídad de algunos materiales conductores, donde se observa que a igual longitud y sección, un conductor de aluminio ofrece mayor resistencia al paso de la corriente que uno de cobre.
Tabla 1-1. Coeficiente de resistividad p de materiales conductores
0,2000' .
De esa manera, la resistencia que ofrece al paso de la corriente, un conductor de cobre de 250 m de longitud y 2,5 mm2 de sección vale:
p.l 0,0178 X 250
R= - - = = 1,78ohms
S 2,5
Generación de la corriente eléctrica
La fuerza electromotriz o tensión eléctrica que provoca el desplaza-miento de los electrones, pueden producirse de distintas maneras, siendo la más importante por inducción electromagnética.
22 INSTALACIONES ELt.CTR!CAS EN EDIFICIOS
Inducción electromagnética
El magnetisn1o es un estado caracterizado por la creación de un campo de fuerzas, originado en la estructura atómica de una substancia. Un ejemplo de magnetismo lo constituyen los imanes.
La fuerza de un íman se concentra en sus extremos, que se denominan polos y el espacio donde encuentran las fuerzas magnéticas, constituye el campo magnético, el que es recorrido entonces por líneas de fuerza, que van del polo norte al polo sur del imán, como se observa en la figura 7-l.
Figura 7~1.líneas de fuerza originadas por un lman
El número de líneas de fuerzas de un campo magnético constítuye el flujo magnético y si se consídera el nUmero de líneas de fuerzas por cada cm2,
se lo denomina induccíón electromagnética, cuya unidad es el Gauss. A su vez, un conductor recorrido por una corriente eléctrica orígína líneas de fuerzas electromagnéticas, como se muestra en la figura 8-1. Si se trata de una bobína recorrida por una corriente, el campo unitano creado por cada espira se suma a las restantes, originándose un campo resultante ún1co, comportandose como un imán y se lo denomina electroimán, como se observa en la figura 9-1. 1 Campo ¡ electromagnético1 1 Conductor
Figura B~ l. Campo de un conductor
eléctrica
Figura 9~ l. Campo de una bobina
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 23
Si se hace pasar en forma rápida un alambre por los polos de un ímán, al cortar las líneas de fuerzas magnéticas se origina en él una fuerza electromotnz inducida y en caso de formar un circuito, circulará por el mismo una corriente eléctrica, que se denomína corríente mducida.
Figura lO~!. Inducción de corriente eléctrica
La demostración práctica puede realizarse mediante un galvanóme-tro, según se ilustra en la figura 10-l, que es un instrumento de medición que perm!le detectar el paso de corrientes muy pequeñas. Cuando el alam-bre se mueve rápidamente entre los polos del imán, se puede observar el movimiento de la aguja del instrumento, detectando el paso de corrientes muy pequeñas que se han índucido en el mismo cada vez que se cortan las líneas de fuerza magnética.
Otras formas de generar corriente eléctnca se especifican en la figu-ra 11-I y se detallan sucintamente.
Pilas o baterías eléctricas: por transformación químíca, sumergiendo
en una solución compuesta por agua con sal, ácído o álcali, dos metales diferentes, por ejemplo cobre y zinc o un metal y carbón, como se muestra en la figura 12-I.
Termocuplas: por calentamtettto de la unión de dos metales dife-rentes, que originan una pequeña tensión eléctrica.
Células fotoeléctncas: por la acción de la luz al incidir sobre un cris-tal semiconductor de silicio, productendo corriente eléctríca por efecto fotovoltaíco. Se conforman paneles para la captación, como se observa en la figura 13-l.
24 INSTALACIONES Elt:CTRICAS EN EDIFICIOS
Electricidad estática: por efecto de frotación. Por ejemplo, al frotar una barra de vídrio con un paño, se carga eléctricamente orígí-nando una acumulación de electrones.
Cristales piezaeléctrtcos: se producen en algunos cristales como el cuarzo bajo la accíón de fuerzas mecanicas, originando cargas eléc-tricas en su superficie. E:Volt Baterla eléctrica Electricidad estática Unión
~
¡
E:Volt· Frotac:lón<
Hierro Cobre ;tE:Volt Tennocupla Cristales piezoeléctricos...L
e
..,...
•
E:Voll,¿.
•
Figura 11-i. Detalles de generación de corriente eléctricaCAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 25
Figura 12~1. Bateria eléctrica Figura 13~ l. Panel fotovoltalco
TIPOS DE CORRIENTE ELÉCTRICA
Corriente continua
ycorriente alterna
Cuando por un conductor los electrones circulan siempre en el mísmo
sentido, la corriente recibe el nombre de continua en virtud de dicha
con-tinuidad direccional, como se muestra en el gráfico de la figura 14-1. Por ejemplo, la pila seca, acumulador o batería mencionadas anterior-mente son fuentes de corriente continua.
~1---~---~ e :!2
"'
e ~ El valor de la tensión pemanece constante con el tiempo TiempoFigura 14~1. Representación de la corriente continua
La corriente alterna se basa en que· los electrones cambian
periódica-mente su dirección de circulación, dirigiéndose alternativamente en un
sen-tido y en el opuesto, razón por la cual esa denominación.
La generaCión y distribución de energía eléctrica se la realiza en corriente alterna, debido a la posibilidad que brinda ese tipo de corriente
26 INSTALACIONES Elt:CTRICAS EN EDIFICIOS
para su distribución a altas tensiones y a la gran facilidad de convertírse luego a baJas tenswnes, mediante la aplicación de los transformadores estáticos. Las altas tensiones de distribución, posibilitan la reducción de secciones de conductores con la consecuente disminución de costos.
Analogía hidráulica-eléctrica de corriente continua
yalterna
En el esquema del circuito hidráulico superior, de la figura 15-l, se dice que la corríente es continua, porque el agua siempre circula en un mismo sentido. Para ello, se utiliza una bomba centrífuga. En cambio, en el esquema mferior debido al efecto alternatívo del pistón de la bomba, el agua circula una vez en un sentido y otra vez en el contrano, pero se obser-va que la rueda hidráulica gira siempre en el mismo sentido. O sea que genera el mismo efecto útil.
Corriente continua '*'))Turbina hldrau!lca (. Bomba centrlruga comente alterna (r===~\;*
)
Turbina hldr.!u!lca11
ti]
J
Bomba altematlvaFigura 15-L Analogia hidráulica corriente continua y alterna
Producción de corriente alterna
Supóngase un conductor recto (en la realidad es una espira o bobina), colocado transversalmente y que gira en forma constante en el ínterior de un electroíman, donde hay un campo electromagnético con líneas de fuerzas que van del polo norte al sur, tal cual se indica el detalle de la figura 16-1.
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Valor máximo ¡amplitud)CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 27
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-¡; -A~gulo.
··.t--2:~·
m ~--
"
•
~ "-de giro R S -E Ciclo (longitud de onda)Figura 16-l. Representación gráfica de la corriente alterna monofásíca
Si se considera una posición iniciall, la dirección del movimiento del conductor en ese instante es paralela a las líneas de fuerza. En 2 forma un ángulo a de 45°, mientras que en 3 es de 90°, moviéndose en ese momen-to en forma perpendicular a ellas.
Cuando el conductor atraviesa líneas de fuerza se inducen en el m1smo fuerzas electromotrices, o sea, se genera utza tensión eléctrica que depende de la posición que se encuentra en eí gíro y está dada por la siguien-te expresión:
E=E sen a Donde:
E : fuerza electromotriz o tensión eléctrica inducida (volt).
E : valor constante.
a : ángulo de giro del conductor con respecto a la posición inicial (0 ) .
El valor de E es constante, porque depende de:
Intensidad del campo magnético (líneas de fuerza/ cm2 ).
Velocidad de giro del conductor (cm/seg.). Longitud del conductor (cm).
Por lo anteriormente indicado, se desprende que la tensión inducida E, es solo variable en función de la valores del sen a. De esa manera:
28 INSTALACIONES ELE.CTRICAS EN EDIFICIOS
a
= oo
sen a=
o
a=
90° se·n a=
1 a=
180° sen a=
o
a
=
270° sen a=
-1Con estos valores se ha confeccionado la curva sinusotdal en la que se representan las tensiones inducidas (E), en función de los distintos angu-los que va tomando el conductor en su giro. El valor máximo correspon-de a los puntos 3 y 7, siendo este último negatívo, dado que el sen a es -l.
De esa manera, se observa que se ha inducido una fi•erza electromo-tnz (E) posttiva o negativa según la posición del conductor en el giro, de modo que la comente ctrctda en un sentido u otro en un lapso muy peque-ño y se la denomina corríente alterna monofászca.
Se pueden definir algunos elementos ímportantes que son:
Ciclo: se refiere a cada vuelta que da el conductor alrededor del eje, lo que constítuye la longiti<d de onda.
Periodo (T): duración del ciclo, o sea el tíempo en que tarda el con-ductor en dar una vuelta completa (seg.).
Frewencía (f): número de ciclos o vueltas por segundo se lo mide en Hertz que equivale a un ciclo por segundo. En nuestro país se utiliza en la distribución una frewencia de 50 ciclos por segundo. En el conductor que gira dentro del electroimán se produce la circu-lación de corriente alterna, cuyo valor estará dado por la Ley de Ohm de acuerdo a la fórmula: l= E/R y como la resistencia R se mantíene cons-tante, la intensidad de corriente representada en su escala, adquiere la misma
configuración sinusotdal de la fiterza electromotriz.
Esa configuración sinusoidal puede ser coincidente, como se indica en la figura 17-l, o eventualmente desfasada en el tíempo, por efectos de la resístenda magnética o reactancía a la circulación de la corriente alterna, como se verá posteriormente en el Capítulo 5.
't
1
1
1
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 29
+E +1 -E "1 .... Tensión E Tiempo ···-... . No hay desfasaje
Figura 17-1. Variaciones de la tensión y corriente en el tiempo
Circuitos de corriente alterna trifásica
Si en lugar de un conductor se colocan dentro del electroimán tres conductores, (en realidad son bobinas), denominados R, S, T, apartados l/3 de vuelta o sea 120° que giran alrededor del punto O, se puede efectuar un análisis similar al caso anterior. Se observa en la figura 18-!, que los tres conductores al cortar las líneas de fuerza, inducen tensiones alternadas que están desfasadas en 120° una respecto de otra.
Fase R Fase S FaseT
30"
.s
30 INSTALACIONES ELtCTRICAS EN EDIFICIOS
Los tres conductores (bobmas) que giran dentro del electroimán pue-den vincularse entre sí formando un triángulo, originandose de esa mane-ra tres intensidades de corriente alterna ÍJ:,Tttales en cada vértice, desde la cual, puede efectuarse la distribución mediante tres conductores que tienen el m1smo valor de tensión entre si.
Sin embargo, en la práctica normalmente se los conectan de la mane-ra que se indica en la figumane-ra 19-1, denominada estrella por su forma carac-terística, con cuatro conductores de salidas o polos.
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> o ro"'
R ~:::;k•utro
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Tierra ·Figura 19-1. Distribución trifásica en estrella
De las puntas de la estrella, parten los conductores R, S y T (]]amados también Ll,L2,L3 respectivamente), denominadas líHeas vivas, las que se vinculan a un punto común o centro de la estrella conectado a tierra, donde nace el conductor O, denominado neutro, porque la intensidad de cornente que circularía por el mismo en un sistema equilibrado donde las cargas de las líneas vivas sea la misma, sería teóricamente ígual a O.
Ivlediante esta conexión, se pueden obtener dos tipos de tensiones:
Teusión de fase (Ef) cuando se conecta una línea viva R, S o T con
el neutro O.
Tensió11 de línea (El) cuando se conectan las líneas vívas R, S o T entre si.
Se demuestra que:
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 31
En la generalidad de los casos, en nuestro país se distribuye la ener-gía eléctrica para consumo domiciliario con una tensión de fase {vivo y neutro) de 220 Volts, existiendo por lo tanto entre vivos una tensión de:
E 1;
-.J3
X 220 ; 380 VoltsPor tal motivo, se identifican a esas redes como de 3 x 380/220 Volts. Habiendo cuatro conductores hay distintas posibilidades de tomar tensión, tal cual se indica en la figura 20-I.
Si se suministra un conductor vivo y el neutro, a esa conexión de 220 Volts se la denomína domíciliaria, que se la utiliza para peque-ños consumos, alumbrado y motores pequepeque-ños, como el caso de las viviendas unifamiliares.
Si se suministran los tres polos vivos y el neutro, se denomína
co11exió11 de fuerza motriz. O sea que si el usuario pide esa cone-xión, la Compañía de Electricidad le provee los tres conductores vivos R, S y T con una tensión de 380 Volts y además, el conductor neutro para disponer de la tensión de 220V. Se aplica para indus-trias, o edificios colectivos que consumen grandes potencias eléc-trícas.
S T
o
Distribución domiciliaria Distribución fierza motriz
Figura 20~1. Formas básicas de distribución eléctrica
En una red urbana es imposible que todos los usuarios conecten a la red aparatos que consuman cargas iguales en el mismo instante, por lo
32 INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS
tanto, la distribución nunca está equilibrada por fase, Por ejemplo, puede ser que consuma más electricidad la fase RO que la SO o la TO, de esa mane-ra por el conductor neutro circula corriente para equilibrar ese desfasaje.
Para atenuar este efecto, las Compañías de Electricidad van repartiendo los conductores R, S y Ten forma proporcionada a la poten-cia y además, en los edificios que se suministra fuerza motnz, se exige que se adopte ese críterio en el proyecto de la instaladón interna, de modo de equilibrar las corrientes de fases dentro de lo posible.
A pesar de ello, en la realidad se prodnce la circulación de bastante corriente por el conductor neutro, por lo que en la actualidad se exzge que
su sección se dimenstone como mínimo igual que las lineas vivas, como se detallará en el Capítulo 5.
La forma de distribución trifásica en estrella tiene la ventaja con res-pecto a la monofásica, que se utilizan tres conductores y el neutro para servir a tres círcuitos de igual carga. En un sístema monofásico se necesí-tarían seís conductores, para que sea equivalente.
Además, existe la posibilidad de obtener una tensión \{3 veces mayor con la conexión de las líneas vivas, que sirve para la utilización de fuerza motriz. Por tal motivo, es generalizada la utilización de esos sistemas para la distribución de corríente eléctrica.
Segun la Reglamentación de la Ley N° 19.587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo, las instalaciones eléctricas para una frecuencia de 50 Hertz, pueden clasificarse por la tensión aplicada entre las fases, de la siguiente manera:
Muy baja tensión (MBT): hasta 50 Volts. Cuando se limita a 24 Voíts por razones de seguridad, son denominadas de muy ba;a ten-sión de seguridad (MBTS).
Ba;a tensión (BT): más de 50 Volts y hasta 1000 Volts. Media tensión (MT): más de 1000 Volts y hasta 33000 Volts. Alta tensión (AT): más de 33000 Volts.
Potencia eléctrica
La potencía eléctrica de una corriente continua, se la puede expresar mediante la siguiente fórmula:
CAPITULO 1. NOCIONES BASICAS 33
W=EI
Donde:
Vl: potencia eléctrica (watts). E tensión aplicada (volts).
I : intensidad de corriente(amper).
Se puede definir al Watt, como la potenda desarrollada por la circu-lación de corriente de un amper, cuando existe una diferenda de potencial de un volts. Muchas veces se utiliza el Kilowatt, que equivale a 1000 Watts. En un círcuito de corriente alterna existe además de la resistencia nor-mal o resistencía óhmíca, otra oposición al pasaje de corriente, porque encuentra a su paso una resístenda adicional llamada reactancia, debido a un fenómeno magnético de autoinducción. A la acción conjunta de la resis-tencia óhmica y la reactancía, se la denomina impedancia.
Este efecto de reactancía u oposición magnética a la circulacíón de la corriente, provoca una disminución. de la potencia transmitida, por 1o que la fórmula anterior deber ser afectada por un factor menor que uno, deno-minado factor de potencía (cos cp).
Por lo tanto la ecuación anteríor, para el caso de corriente alterna, queda de la sigmente manera:
Corriente alterna monofásica: W
=
Efl cos cp Corriente alterna trifásica: W=
\{3 El I cos cp Donde:Ef: tensión de fase (volts). El: tensión de línea (volts).
En un circuíto de corríen te alterna en el que no extste reactancia, el valor del ces cp es 1gual a uno corno en el caso de la corriente contínua .. A
esa potencía se la denomina potencza aparente, utilizándose generalmen-te como unidad el volt-amper (VA) en lugar de watts, o el KVA en lugar deKW.
Siempre hay un efecto de reactancia, pero su accíón al circular por un conductor es despreciable y sólo suele considerarse círcuitos en la que intervienen bobínados o arrollannentos, como el caso de motores eléctri-cos. En el disefio de líneas comunes de pequeños edificíos, no se tiene en
34 INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS
cuenta la reactancta y sin muchos errores se trabaJa soiamente con la resís-tencia óhmica, de modo que se considera ces cp = l.
Sin embargo, en instalaciones de fuerza motriz con gran cantidad de motores o en grandes redes de distribución, tiene mucha importancia el factor de potenCia, porque st un generador de corriente alterna trabaja en una red en ia que existe gran reactancía con un bajo factor de potencia, se reduce la potencia útil que puede distribuir.
Por ello, las compañías proveedoras de energia eléctrica exigen a sus clientes que el factor de potencia o cos cp generalmente no sea infenor a 0,85, estableciendo tarifas pumtorias al usuano que no cumpla con dicho valor, por lo que es necesano, especialmente en las instalacíones de fuerza motriz con muchos motores corregir el factor de potencia empleando
condensado-res o capacitares, como se describirá posteriormente en el Capítulo 5.
DISTRIBUCIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La distribución de la energía eléctríca desde las centrales no se las realiza a las tensiones normales de utilización sino a grandes tensiones, dado que las secczoHes de los conductores soll tanto menores cuanto mas
grande es In tensión o voltaje de trabaJO. De esa manera, se reducen
nota-blemente los costos de las instalaciOnes ademas de la simplificac1ón estructural en eí caso de distribuciones aéreas a distancia.
El uso generalizado de la cornente alterna en lngar de la continua, es debido a la gran facilidad de ser convertida de alta a baJa tensión o vice-versa en su distribución, mediante la utilización de transfonnadores está-tiCos.
Transformador
En forn1a elemental, el transformador consiste en un núdeo de híe-rro, provísto de dos bobinas convenientemente msladas, llamadas pnmaria
y secwzdarza, cmno se observa en el esquema de la figura 21-l y en la vista de la figura 22- L
-
i
Ep-
anado Dev ·prl m arioCAPITULO í. NOCIONES BASICAS 35
Núcleo de hierro
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np nsd ~e
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!" ~ -E[l
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De van a do darlo secunFigura 21M l. Detalle esquemática del transformador
. Si p~r el devanado o bobina primaría, circula una corríente alterna en el núcleo
~e h~erro
seprod~ce
un campo magnético variable, queindu~
ce sobre el_ ctrcutto secundano otra corriente alterna. Sin embargo, esta nueva cornente alterna ha variado su tensión en relación al tzúntero de espi-ras, según la expresión:ns Es=Ep-- r¡ np Siendo: Es : Ep; ns np; 1]
tensión en el secundario (volts). tensión en el pnmarío (volts).
número de espiras del bobmado secundano. número de esp¡ras del bobinado primario. rendimiento del transformador.
Entonces, si se ~nvía u?a corriente alterna de alto voltaje al prímario,
s~ transforma en baJo voltaje en el secundario, si np
>
ns. El caso contra-no, se produce si np< ns.1 1 '
l.,
¡,¡ ::¡ 'il ':¡,,
il,,
,, 136 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Figura 22-1. Vista de transformador SO a 100 KVA
Cabe consignar, que en el proceso de transformación la intensidad de
corriente, varia en función inversa a la tensión en la mísma relación del
ntlmero de vuelta de los bobinados, de modo que cuando se aumenta la ten-sión se reduce la intensidad de corriente en la misma proporción.
En la figura 23-I, se indica un esquema de distribución de la,corrien-te alla,corrien-terna que se origina en la planta generadora, elevándose la la,corrien-tensión en un transformador central para efectuar el transporte de la energía eléctri-ca a alta tensión, (generalmente a 500 o 132 kV), hasta la subestación trans-formadora final donde se la reba¡a a media tensión, usualmente a 13,2
Kvolts.
A partir de allí, comienza los que se denomina red de-distribución
urbana, que es un conjunto de cables subterráneos de media tensión, que transportan la energía desde la subestación hasta los centros de consumo o
cámaras de transformación.
Desde allí, los centros de distribución alimentan a los consumidores índustriales, las zonas residenciales, las redes municipales, etc. En general, los consumidores requieren baja tensión, por lo cual es necesario un nuevo transformador, que baja la misma de los 13,2 Kvolts, hasta obtener 380 Volts trifásicos y 220 Volts monofásicos.
CAPITULO l. NOCIONES BASICAS 37 Generación Transporte Utilización
.---,
Generador 500KV 132KV 13,2KVFigura 23-L Esquema básíco de distribución eléctríca
Estas red~s de distribución de energía eléctrica suelen adoptar distin-tas configuractones y para el caso de zonas urbanizadas se efectúa la dist <-b " UCIO~ en ma las ~e-rradas, que permiten que los usuarios tengan mayor 1 n
segundad del semcw en caso de falla de alguna línea a su acometida,< tal como se indica en el detalle de la figura 24-l.
Anillo de manzana 3 x 3801 220V
~l~J~
Manzana ' Transformador.···· 13,2 KV 1 380·22Ó V Calle Cámara transformadora subterránea o aérea Desde Subastación ~'=='!=#= Linea 13,2 KV38 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Red de alta tensión de la República Argentina
La pnvatizacíón del Sistema Eléctnco Argentino por la ley No 24.065 divrdió las funciones dentro del Mercado Eléctrico Mayonsta, en cuatro tipos de agentes pnncípales, que son:
Generadores: que cumplen la función de generar energia eléctrica, para colocarla en algún punto del Sistema de Interconexión. Transportistas: que vínculan eléctricamente todos los nodos deí sisten1a de interconexión, por medio de redes aéreas y/o subterrá-neas de transmisión en alta tensión.
Distribwdores: que son las compañías que atienden la demanda de los usuarios finales de energía eléctrica en su área de concesión. Grandes Usuarios: que son las empresas que dentro de una Cierta banda de potencia y energía, pueden comprar energía en el Mercado Eléctrico Mayorista.
La operación del Sistema Eléctrico Argentino, cuya coordinación esta cargo de una en1presa designada al efecto, realiza el control a través de Centros de Control de Operacrones para que se cumpla eí programa de cargas, a fin de la correcta operación del sistema.
De ese n1odo, la generación de energía eléctrica esta íntegradas a un Sistema Interconectado Nacional, en una red de transporte a alta tensión de 500 kV, de modo que los distribuidores reciben las provenientes de diver-sas usmas térmicas o las híd.raulicas de Salto Grande, El Chacón, Cerro Colorado, Yaciretá, o la nudear como Atucha etc.
Para determinar la proporctón de energía que se toma de ía red, se utiliza un Centro de Movimzeuto de Energía, que consiste en un cerebro con1putanzado que se encarga de ordenar y verificar las entradas y salidas de energía eléctríca de acuerdo a la oferta y demanda y según los recursos disponibles de ia red
En Caprtal Federal y Gran Buenos Aires, la mayor parte de ía distn-bución se efectúa mediante dos empresas: Edenor y Edesur, para las zonas norte y sur de Buenos Aires respectívamente, producíendo además energía eléctríca a través de un parque de generación que incluye las centrales Puerto Nuevo y Costanera.
CAPITULO 1. NOCIONES BASJCAS 39
La re~ domiciliaria es de aírededor de 45000 km, en una superficie de 13800 km-" En la zona residen más de 12000000 de habitantes, que apro-xrmadamente consumen 13000000 de kW en v, . 1"v1·endas , comerc10s e "
mdustnas, además de la iluminación pública, trenes eléctricos subterrá-neos, edificios públicos, bombeo de agua y otros servícíos sa;ttaríos. La com~onen más de 13000 centros de transformación, contando con distin-tos trpos de subestaciones de distribucrón de 132 a 500 kV.
CAPITULO 2
TECNOLOGÍA DE LA INSTALACIÓN
NORMAS GENERALES DE MONTAJE
El montaje de los materiales o elementos de las instalaciones eléctri-cas, deben ser dispuestos de modo que permitan:
Prever suficiente espacio para la eJeCUCión de la instalación micia1 y el reemplazo ulterior de los corriponentes individuales.
Fácil acceso para permitir una cómoda operación, prueba, inspec-CIÓn, mantenimiento y reparación.
Los conductores se deben colocar una vez concluido el montaje de las canalizaciones, mcluidas las cajas y completados los trabajos de mampos-tería y terminacíones superficiales. Los elementos de maniobra como los
interruptores de efecto, protección o conexión, se deben instalar siempre en cajas o gabinetes.
Las canalizaciones a la vista no deben instalarse en huecos de ascen-sores ní en lugares donde queden expuestas a deterioros mecánicos, a una distancia de más de 0,20 m de conductos de escape de gases calientes, chi-meneas, conductos de calefacción, etc. o eventuaímente revestirlas con un aislante térmico adecuado.
42 INSTALACIONES ELtCTRICAS EN EDIFICIOS
Conductores
Los cables o conductores son los elementos destínados al transporte de la energía eléctrica y están constituídos básicamente por los siguientes elementos:
Couductor: parte metálica destinada al transporte de la electricidad.
Aislacióu: envoltura de matenal aislante eléctrico que soporta la
tensión aplicada al conductor.
Protección: revestimiento exterior cuando sea necesarío, para
pro-teger la aisíación, de las condiciones a que está sometido durante el uso.
Las características determinantes para la elección de un metal para un conductor, están referidas a sus propiedades eléctricas y mecánicas.
El cobre es el material que más se utiliza, dado que reúne una óptima
combinación de tales propiedades y eventualmente suele utilizarse tam~
bién el aluminio, por motívos económicos o funcionales.
Las aislac10nes de los cables son en general de matenal plástico y las propiedades más importantes, dependen del tipo y proporciones de los ingredientes que lo componen, debiéndose cuidaría inalterabilidad de ías cualidades aislantes a las temperaturas de servícío del conductor, así como la permanencia de esas características en el tiempo.
Los cables o conductores para los casos de usos generales en edificios, se emplazan en canalizacíones eléctricas, pudiendo utilizarse para
mstala-ciones fijas en cañerías embutidas o a la vista en conductos o
cable-cana-les, los sigUientes cables:
Conductores de cobre con aislación termoplástica a base de policlo-ruro de vinilo (PVC), constituidos por alambres de cobre sin esta-ñar, trenzados para aumentar su flexibilidad, en seccíones normali-zadas según Norma !RAM sin envoltura de protección. En la tabla Il-1 y figura 1-Il se detallan los datos de estos tipos de conductores que son los más empleados en instalaciones eléctncas en edificios.
Figura 1-11. Cable para InStalaciones fijas
1
l
CAPITULO 2. TECNOLOGIA DE LA INSTALAC!ON 43
Tabla 11-l .. Datos caractertstícos de conductores
50,00 144x0,67 13,8 560
Conductores aislados de cobre o aluminio con aislación y envoltu-ra de protección de material termoplástico de PVC o termoestable de polietileno reticulado XLPE, como se observa en la figura 2-II, construidos según normas IRAM, pudiendo ser uni a tetrapolares.
Bipolar Bipolar armado
~~ ~
Tetrapolar•
Tetrapolar armadoí 1 1 1
l
:¡
144 INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN EDIFICIOS
Por su características, estos cables se pueden instalar además de cañe-rías, conductos o cable canales como en el caso anterior, en bandejas por-tacables, en plenos, montantes o sobre cíelorrasos suspendidos sustenta-dos en bandejas portacables, bajo pisos técnicos o en canales de cables y subterráneos, ya sea enterrados directamente o en conductos.
Se fabrican también de tipo reforzado con armadura de alambre o flejes de acero, con el fin de dotarlos de mayor resistencía mecánica.
En líneas aéreas exteriores se deben emplear cables preensamblados,
aislados con polietileno reticulado
Se pueden utilizar también blindobarras, que constituyen canaliza-ciones eléctricas prefabricadas instaladas a la vísta, como se muestra en la figura 3-II, que incluyen conductores rígidos de cobre o aluminio, sopor-tados y recubiertos en todas sus partes por materiales aislantes adecuados.
Figura 3-11. Blindo barra
La cubierta exterior puede ser metálica formando una estructura rígida cerrada para garantizar su continuidad eléctríca.
Por razones de seguridad, no deben instalarse las siguientes cana-lizaciones y conductores, según se indica en la figura 4-II.
Conductores o cables bajo listones o canaletas de madera.
Conductores o cables directamente embutidos o fijados sobre madera, plástico, mampostería, yeso, cemento u otros materíales. Cables flexibles, solo se admíten en arl!!ratos portátiles.
Cables con conductores madzos constituido por un solo alambre.
CAPITULO 2. TECNOLOGIA DE LA /NSTALACI6N 45
Conductores en conductos o zócalos de madera
Conductores empotrado directamente en mortero de cemento o albañilería
Cable flexible
Alambre
Figura 4-11 -Canalizaciones y conductores no permitidos
Tampoco deben instalarse:
Conductores aéreos en ínteriores o áreas semicubiertas.
Conductores o cables sueltos en el interíor de elementos estructu-rales, tabiques hqecos, delorrasos suspendidos, mamparas, etc. Cables desnudos, excepto sí se utilizan como electrodos disperso-res, en el sístema de puesta a tíerra o como conductores de protec-ción en bandejas portacables.
Conductores y cables construidos sin envoltura de protección en bandejas portacables, con excepción del conductor de protección a tierra.
Pueden coexistír sistemas de distinta tensión, pero los conductores deben estar separados en canalizaciones índependientes.
Cañerías
Las cañerías eléctricas se las puede clasificar según la colocación, en
interíores y exteriores y por su forma de montaje en: Embutidas.
46 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Cañerías embutidas
Las cai'ierfas embuttdas en techos, pisos, paredes o tabiques, construi-dos en matenales tw mflamables como el hormigón o la n1ampostería, se
deben instalar antes del colado del hormigón o mediante la ejecucíón de canaletas y pueden ser de:
Acero tipo pesado o semípesado, con cajas y acceso ríos semi pesados. Acero liviano, con cajas y accesorios de acero liviano.
!vlatenaí plástico smtét!co, rígtdo o flexible.
Los accesonos como el caso de curvas y cuplas, deben ser en lo posi-ble del mtsmo material de las cañerias.
Los caños de acero según la designación IRAM tienen roscas externa en sus extremos y deben protegerse contra la corrosión, cubriéndose con concreto o mortero de cemento que no contenga cal o yeso.
Las canalizaciones co11 cai1erías metálicas tipo livtano o de materíal plástico, embutidas a una profundidad menor de 5 cm. con respecto al filo del revoque de paredes o tabiques, deben ser protegidas de las agrestones mecánicas co1no la introducción de clavos, mediante algunos de estos pro-cedimientos de proteccrón:
Hasta un espesor de lcm, con una mezcla cemento-arena 1:3, en un ancho n1ayor al cafio, en no menos lcm por cada lado.
A menos de lcm, con una barrera de acero continua, de espesor no rnenor a 1,4 mm, en un ancho que exceda al caño, en no menos que 0,5 cm por cada lado.
Se exceptúa de cun1plir con lo indicado precedentemente, las cañe-rías ubicadas en paredes o tabiques, en una fran_¡a de hasta 10 cm a partrr de los filos externos de puertas y ventanas y hasta 10 cm en el entono de las ca¡as, como se detalla en la figura 5-11.
En el caso de cañerlas y accesorios embutidos en matenales
mflama-bles, deben ser de acero, ttpos pesado o semipesado y las caps del tipo sem1pesado.
1
1
i
l
CAPITULO 2. TECNOLOGiA DE LA INSTALACION 47
D
Franja
10 cm
[[]]]
Figura 5-11. Profundidades de cañerlas empotradas
Cañerías a la vista
En este caso, pueden emplearse los mismos tipos de canalizaciones indicadas para las embutidas, pero además se admiten las siguientes:
Cañerias de acero inoxidable.
Cañeria de acero tipo liviano galvanizadas o esmaltadas. Cañerias de materiaí plástico, rígido o flexible.
Conductos de metal o material plástico. Caños metálicos flexibles.
Sistema de cable-canales. Bandejas portacables.
Los caños de material plástico, rígido o enrollable, deben resistir a ensayos de propagacíón de la llama, además de contar con caracteristicas dieléctricas adecuadas. Los accesorios deben ser normalizados y aptos para la instalación a la vísta, construidos en acero galvanizado, aluminio, latón, acero inoxidable o material plástico.
Montaje de cañerías
Las cañerlas deben terminar en una boca, caja, gabinete o eiemento de transícíón o terminación
Las cajas para conexiones, derivaciones, llaves y tomas pueden ser de acero o plástico y de dimensiones adecuadas al diámetro y número de caños que se unen a ellos. Pueden ser de forma cuadrada, rectangular u octogonal, indicadas en las figura 6-Il.
48 INSTALACIONES EU:CTRICAS EN EDIFICIOS
0
.
.
Cuadrada Octogonal Rectangular
Figura 6-11. Tipos de cajas de paso
Las dimensiones aproximadas son las siguíentes: Cuadrada: 100 x 100 x 40 mm.
Octogonal grande: 90 x 90 x 40 mm.
Octogonal grande (profunda): 90 x 90 x 55 mm. Octogonal chica: 75 x 75 x 40 mm.
Rectangular: 100 x 55 x 40.
Octogonal chica
Las cajas octogonales tienen la ventaja de que permiten el acceso de caños desde distíntas direcciones y por ello, se utilizan en centros, aunque no conviene que sean más de cuatro conexiones para simplificar el mon-taje de los cables. Las cuadradas se utilizan para los empalmes, donde gene-ralmente no hay problemas para las acometidas de caños y las rectangula-res se emplean en tomacorríentes o interruptores. Para la colocación de brazos o apliques se pueden utilizar cajas octogonales chicas.
En el caso de paredes o tabiques, en el punto donde es necesario
ms-talar un ramal o derivación se debe colocar una caja de distribución, como se indica en ia figura 7-II
Llamada de conductores
Figura 7-11. Detalle de montaje de caja de distribución
CAPITULO 2. TECNOLOGJA DE LA INSTALACION 49
En las losas de hormigón o de cerámico armado, el montaje se efec-túa de acuerdo a los detalles, que se indican en la figura 8-II
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~ <> o•
o·. <>:-"
"
o o • o.·Caja de centro octogonal
u
Sostén v
Figura 8-11 Detalle de montaje de cañerlas en losas
Las uniones deben realizarse por medio de conectores o boquillas y tuercas, de forma que queden firmemente fijadas a las cajas y finalizadas en sus extremos por un elemento de borde redondeado, como se muestra en la figura 9-II.
Boquilla
Tuerca
Figura 9-11-Detalle de uniones de cajas a caños
Las uniones de las cañerias metálica entre si deben realizarse por medio de cuplas roscadas, entre tramos de caños rectos y/o curvos, como se detalla en la figura 10-II.
50 INSTALACIONES EL¡:CTRICAS EN EDIFICIOS
Figura 10·11. Detalle de uníones de caños
Cuando no sea posible evítar la colocación de cañerías en forma de U, por ejemplo, en los cruces por debaJO de los pisos u otra forma que facilite la acumulación de agua como se muestra en la figura ~1-II, se deben colo-car ú.nicmnente cables con atslación y cubierta de protección, en cañerias de plástico rígtdo no enrollable, hierro galvanizado o acero inoxidable.
Los conductores deben llevar cubierta de protección
Figura 11. Colocación de caños en U
Para facilitar la colocación y el reemplazo de conductores, debe en1plearse un nú1nero suficiente de cajas de paso fácilmente accesibles. Como míwmo en tramos rectos y horizontales sí11 denvación, se debe colocar zma caJa cada 12 m y eti tramos verticales una cada 15 m.
No se deben ínstalar más de tres curvas, entre dos cajas consecutivas, tal cual se detalla en la figura 12-II, y la distancia mínima entre dos curvas no debe ser menor que diez veces el diámetro extenor del caño.
El tendido de las cañerías en las paredes no debe realizarse en dia-gonal.
CAPITULO 2. TECNOLOGIA DE LA INSTALACIÓN 51
No se deben colocar mas de tres curvas entre dos cajas
Figura 12-11. Cantidad maxíma de curvas entre cajas
No se admiten codos y las curvas deben ser amplias y no deben tener ángulos menores a 90°, como se observa en la figura 13-II,-a fin un adecua-do pasa¡e de los cables.
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No se admiten ángulos menores a 90°
Figura 13·11. Detalle de las curvas
En la instalación con cafíerías a la vtsta, se debe cumplir con las siguientes prescripciones de sustentación:
Cañería menor a 2 m: fijación con grapas a pared como mínimo con dos puntos.
Cañería igual o mayor a 2 m: fijación con grapas a pared como mínimo con tres puntos, por cada tramo de 3 m.
1
1
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52 INSTALACIONES EL!:CTRICAS EN EDIFICIOS
vista.
Cajas: fijación a pared como mínimo, en dos puntos.
Cañerías, cajas y gabínetes a instalar en ambientes húmedos: sepa-radas de pared a una distancia mínima de 0,01 m.
En la figura 14-II, se muestra un detalle de montaje de cañerías a la
Figura 14-11. Detalle de sustentación de cañerlas a la vista
MONTAJE DE CONDUCTORES EN CAÑERÍAS
Las uníones o derívaciones de conductores no deben efectuarse en el interior de los caños sino exclusivamente en las cajas, en las que debe dejarse disponible una longitud mínima de 15 cm de conductor aislado para poder realizar las conexiones necesarias y los conductores que pasen sin empalme a través de las cajas de conexionado deben formar un bucle, según los detalles que se muestran en la figura 15-II.
Caja para interruptor
Caño Bucle
'
3
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Unión de cables no permitido Condutcores (15 cm)Figura 15-11. Detalles de montaje de cables
CAPITULO 2. TECNOLOGIA DE LA INSTALACIÓN 53
En todas las cajas donde convergen líneas de circuitos diferentes, los conductores deben estar identificados, de manera de evitar que por error, pueda alterarse la correlación o mezclarse conductores de diferentes ctr-cuitos. Pueden utilizarse abrazaderas, anillos o tubos numerados, como se indican en la figura 16-11, u otros medios adecuados.
Abrazaderas Elementos autoadhesívos
Figura 16-11. Formas de identificación de cables
Los conductores deben identificarse además, con colores de acuerdo a: Línea l (fase R), símbolo Ll: CASTAÑO (marrón).
Línea 2 (fase S), símbolo L2: NEGRO. Línea 3 (fase T), símbolo L3: ROJO. Neutro, símbolo N: CELESTE.
Conductor de protección, símbolo PE: VERDE AMARILLO (bicolor).
Para el conductor vívo de una distribudón monofásica, se puede utí-lizar indistintamente cualquiera de los colores mdicados para las fases, salvo que parta de una trifásica dentro de la misma ínstalación, en cuyo caso el color del conductor debe respetar el de la fase de origen. En los cables de retorno de los circuitos de comando de alumbrado no se deben usar los colores destínados a líneas o fases, neutro o protección.
Las uniones y derivaciones de cables, deben realizarse asegurando una conductividad eléctrica por lo menos igual a la del conductor original, pudiendo realizarse por los siguientes métodos:
Intercalando y retorciendo las hebras como se ve en la figura 17-JI: Secciones < 4 mm2
: hasta 4 conductores.
54 INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS
Por medio de horneras, manguitos de indeutar o soldar. Secciones > 4 mm2 o más de 4 conductores.
Emplame en estrella Cable con termínal
Figura 17-11. Empalme de conductores
Para los empalmes con los artefactos puede utilizarse elementos ter-minales, que consisten en pequeñas piezas de cobre, con1o se indica en la figura 17-Il, que facilitan la umón del conductor a un tornillo para el ajuste.
Las uniones y derivaciones no deben someterse a solicitaciones mecánicas y deben cubrirse con una cinta aisladora, como se observa en la figura 18-II, de características equivalentes al que poseen los conductores, y en el caso de cables preensamblados, deben ser ejecutadas con conecto-res normalizados a tales efectos.
Figura 18-11. Empalme protegido con cínta aísladora
Conductos
Los conductos eléctncos está.n conformados por canalizaciones de diseño especial, metálicas o plásticas, para usar embutidas o a la vista,
uti-CAPITULO 2. TECNOLOGIA DE LA INSTALACIÓN 55
}izando accesorios para su vinculación, de modo de mantener su sección interna y que no generen discontinuidad alguna que pueda dificultar la colocación de los conductores y que aseguren una adecuada protección mecáníca, como se muestra en la figura 19-Il.
Las uniones de conductos y cajas pueden efectuarse mediante conec-tores o tuerca y boquilla. De emplearse en instalaciones a la intemperie, la cañería debe ser de hierro con adecuada protección antícorrosiva, por ejemplo, galvanizado por inmersión en caliente, inoxidable. etc. o de mate-rial sintético con protección contra la radiación ultravioleta.
Figura 19-11. Detalle de montaje con conductos prefabricados
Se pueden utilizan elementos prefabricados, para colocarse en zóca-los de acuerdo al detalle que se muestra en la figura 20-IL
Los condUctos pueden emplearse empotrados en los pisos en caso de oficinas, construidos con compartimentos que permiten el tendido de conductores de los diversos servicios, como alimentación eléctrica común y estabilizada para computadoras, red informática o teléfonos.
