Instalaciones eléctricas – Criterios de planificación
Corporación Seventec, C.A. Marzo, 2006
Introducción
El presente documento tiene como finalidad explicar algunas de las características importantes de las instalaciones eléctricas, así como la importancia que tiene la planificación de su construcción.
En esta oportunidad, se enfocará nuestra atención en instalaciones residenciales, comerciales e industriales de pequeña escala.
Generalmente, los usuarios de las instalaciones eléctricas tienen quejas del
tipo: “-El interruptor está caliente-”, “-el
interruptor desactiva el circuito frecuentemente-”, “-las lámparas parpadean o se atenúa la intensidad de luz con frecuencia-”, “-el equipo no funciona correctamente y es nuevo-”, “-hubo una falla y la protección que tenemos no funcionó-”, mi equipo tiene una vida útil de 10 años y se me quemó en menos de la mitad-…
Dichas expresiones seguramente
comenzar a pensar que no hubo un proceso de planificación adecuado al momento de llevar a cabo la instalación eléctrica.
Por esta razón, es de importancia capital elaborar un estudio detallado de características y funcionamiento de las cargas que van a ser conectadas al sistema eléctrico. De esta manera, será posible minimizar factores negativos tales como: exposición al riesgo de los operadores humanos, fallas eléctricas que pudiesen afectar el buen rendimiento de equipos y la producción, problemas de operación, daños en las instalaciones del usuario y pérdidas económicas entre otros.
Consideraciones generales
Las instalaciones eléctricas son la base para el empleo directo de la electricidad en el desarrollo cotidiano. A través de los años la tecnología ha permitido la aplicación de esta forma de energía de
Para aprovechar al máximo la virtud que se deriva de la electricidad (la energía en sus distintas formas), se ha adoptado una serie de criterios fundamentales que se aplican cuando se elaboran los estudios o proyectos para una instalación con necesidades eléctricas particulares (recuérdese que cada instalación es única), las cuales se mencionan a continuación:
¾ Seguridad para la vida de las
personas.
¾ Seguridad para los equipos y
materiales.
¾ Desempeño óptimo de la
instalación.
¾ Ahorro energético en la
instalación y operación del sistema.
¾ Previsión suficiente para las
ampliaciones futuras.
¾ Facilidades para un
mantenimiento oportuno y adecuado.
El proyecto eléctrico
En términos estrictamente funcionales, la electricidad como tal, no se usa. Se usan las otras formas de energía en las cuales se transforma (movimiento, luz, calor,
frío, y otros), es por tanto un “servicio”, el cual debe ser utilizado adecuadamente, de lo contrario habrá una permanente carencia o deficiencia, y esto a su vez restará valor a la instalación que lo contiene.
Para ofrecer un buen servicio eléctrico, se debe elaborar un proyecto eléctrico que defina completamente las características de la instalación eléctrica a realizar, incluyendo materiales, equipos y criterios de instalación, así como las especificaciones de los diferentes elementos que formarán parte del sistema diseñado.
La razón fundamental por la cual se debe elaborar un proyecto eléctrico es que esta es la mejor manera para obtener la mejor combinación de todos los criterios mencionados en la sección de consideraciones generales (seguridad, desempeño, ahorro, etc.), garantizando así el mejor rendimiento de las inversión realizada y la mayor disponibilidad de energía para la operación a ser soportada.
Con el fin de obtener información adecuada para la elaboración del proyecto, es necesario fijar un programa de reuniones con todos los actores
involucrados en el diseño y operación de la aplicación que será soportada por las nuevas instalaciones eléctricas. De esta forma se debería lograr conocer todas las necesidades de cargas y ubicación de las instalaciones.
El Estudio de Cargas
Esta es, sin lugar a dudas, la fase más importante durante la elaboración del proyecto eléctrico; si no se conocen exactamente las necesidades de energía de la aplicación que se instalará, será poco probable brindar un servicio adecuado. Recuérdese además, que un “buen proyecto” debe tomar en consideración las cargas futuras en su análisis.
Durante la elaboración del estudio de cargas se recomienda considerar los siguientes aspectos:
¾ Identificar las cargas por
ambientes.
Esto permite identificar las necesidades rápidamente y facilitar el estudio puntual de cargas, la revisión y/o modificación del estudio en proceso e igualmente facilitar la labor del instalador el cual puede revisar rápidamente si la ejecución del proyecto se cumplió a cabalidad.
¾ Identificar las cargas por
Sistema.
Con esta información, es posible estructurar y optimizar el sistema de alimentación eléctrica, de forma tal que sea posible la mejor combinación de elementos para garantizar la calidad del “servicio”, aplicando los mejores criterios de funcionamiento para cada tipo de carga. Como valor agregado, se tiene un sistema bien estructurado y distinguido por funcionamiento.
Criterios de Diseño
Después de identificar las cargas a conectar en la edificación residencial, comercial o industrial en las distintas reuniones con el solicitante del servicio de ingeniería, se sugiere establecer un plan de estudio que permita obtener como resultado lo siguiente:
¾ Estimar la carga total
aproximada.
Desde el comienzo del trabajo es necesario conocer el orden del valor de la carga total que será necesario servir, pues de ello dependerán las características principales de la distribución. No menos importante es
conocer aproximadamente la ubicación relativa de los equipos, para poder situar los puntos de suministro ó transformación necesarios para dichas cargas.
¾ Considerar, al menos dos (2)
soluciones adecuadas a la instalación y realizar los cálculos económicos.
Permite proponer y presentar al solicitante de los servicios de ingeniería, la solución factible más económica de las estudiadas. No queriendo decir, que al momento de desarrollar la ingeniería de detalles, la propuesta pudiese evolucionar para ser optimizada.
¾ Desarrollo de la Ingeniería de
detalles.
Tomará en cuenta la documentación escrita y gráfica (planos y esquemas) del diseño de Acometidas, alimentadores, coordinación y tipo de sistema de protecciones según la clasificación de equipos que se realice, sistemas de canalizaciones y cableado, sistema de iluminación, tomas de energía para los distintos equipos y máquinas rotativas, sistemas de puesta a tierra, pararrayos, señales, sistemas de comunicaciones,
sistema preferencial y otros aplicables a las particularidades de la instalación. El desarrollo de las líneas anteriores debe acompasar los criterios expresados en el ítem 2. Para ello, se dispone de:
¾ Normativas y procedimientos
fundamentales para garantizar y sustentar el diseño.
La seguridad de la instalación (criterio más importante a desarrollar), debe estar sustentado por la Norma COVENIN 734 “Código Nacional de Seguridad en instalaciones de suministro de Energía Eléctrica y de Comunicaciones”, la Norma NFPA 101 “Life Safety Code” en sus capítulos aplicables a edificaciones (algunos capítulos: 7 al 13, 24 al 31 y 40) y la COVENIN 200:2004 “Código Eléctrico Nacional” en sus capítulos aplicables: 2, 3, 4, 6, 7 y 8.
El desempeño óptimo y el ahorro energético de la instalación, deberá ser estudiado con técnicas de flujo de carga óptimo, el cual, dependiendo de la magnitud de la instalación, se empleará la técnica adecuada.
Otro método es utilizar un software que permita la corrida en frío (o simulación) de la instalación eléctrica a proponer. El mismo permite obtener valores de
cortocircuito monofásico y trifásico, actuación de las protecciones propuestas (coordinación de protecciones), flujo de carga y comportamiento general de la Red.
Las previsiones de cargas futuras y el mantenimiento de la instalación, deberán ser estimados conforme a las características propias de la edificación en estudio. Se propone como un buen factor de utilización para equipos con vencimiento, fu=0,75. Mantenimiento preventivo conforme a las especificaciones del fabricante de equipos y el ingeniero que diseña la instalación, quien deberá exponer un capítulo exclusivamente para el tema del mantenimiento preventivo.
Bibliografía
- CODELECTRA. “Código Eléctrico
Nacional”. COVENIN 200:2004.
Caracas. 2004.
- MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS.
“Manual de Normas y Criterios para Proyectos de Instalaciones Eléctricas, tomos I, II y III”.
Caracas. 1967.
- CODELECTRA. “Código Nacional de
Seguridad en Instalaciones de
Suministro de Energía Eléctrica y de Comunicaciones”. COVENIN
734:2004. Caracas. 2004.
- NATIONAL FIRE PROTECTION
ASSOCIATION. “Life Safety Code”.
NFPA 101. Quincy, MA. 2005.
- IEEE Std 141-1993. “IEEE
Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants”. (IEEE Red
Book). 1993.
- IEEE Std 142-1991, “IEEE
Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems”.
(IEEE Green Book).
- IEEE Std 241-1990, “IEEE
Recommended Practice for Power Systems in Commercial Buildings”. (IEEE Gray Book).
- IEEE Std 242-1986, “IEEE
Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems”. (IEEE Buff Book).
