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INFORME FINAL DE MODALIDAD PASANTIA
IMPLEMENTACION DE LA METODOLOGIA BIM (BUILDING INFORMATION MODELING) EN EL DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA ELECTRICA Y DE
TELECOMUNICACIONES PARA EL PROYECTO EL ROBLE 127.
LAURA ISABEL BARACALDO CALDERON 20121007109
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRICA BOGOTA
2020
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IMPLEMENTACION DE LA METODOLOGIA BIM (BUILDING INFORMATION MODELING) EN EL DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA ELECTRICA Y DE
TELECOMUNICACIONES PARA EL PROYECTO EL ROBLE 127.
LAURA ISABEL BARACALDO CALDERON 20121007109
INFORME FINAL DE PASANTIA COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERA ELECTRICA.
DIRECTOR INTERNO Ing. Oscar David Flórez Cediel DIRECTOR EXTERNO/INECTEL SAS
Ing. Natalia Acevedo
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA ELECTRICA BOGOTA
2020
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AGRADECIMIENTOS
Por medio de las siguientes palabras quiero expresar mi inmensa gratitud:
Primeramente, a Dios por las bendiciones que me presenta a diario, por llevarme por el camino correcto y permitirme hacer parte de la hermosa familia que tengo.
A mis amados abuelos, Silvano y Rosalba, por el apoyo brindado en todo momento, por su amor y fortaleza, por mi formación en valores, gracias a ellos nunca perdí el impulso de seguir adelante, ellos son la razón de luchar por este sueño.
A mis padres, Jorge y Blanca, por creer en mí y estar siempre a mi lado en los buenos y malos momentos.
A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, a mis amigos y profesores por aportar a mi formación profesional a través de estos años.
A la empresa Inectel SAS y al Ingeniero Gerardo Ramos por un voto de confianza en mis capacidades, por brindarme la oportunidad de continuar aprendiendo y crecer de forma profesional y personal.
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RESUMEN
El presente documento corresponde al informe de la pasantía desarrollada en la empresa INECTEL S.A.S, la cual desarrolla labores de consultoría y obras en el sector eléctrico y telecomunicaciones, en donde actualmente se desarrollan proyectos de diseño de redes internas para edificaciones destinadas a vivienda, redes de energía para proyectos tipo IDU y diseños eléctricos para peajes, viaductos y túneles viales.
El presente trabajo toma como base lo desarrollado en el proyecto Roble 127, en donde se llevan a cabo los diseños eléctricos para las redes de Media y Baja tensión buscando cumplir plenamente con lo establecido en el reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE), reglamento de iluminación y alumbrado público (RETILAP) y demás normas vigentes, lo anterior enfocado en la estructuración y adecuación de la metodología BIM para el desarrollo de proyectos de consultoría y construcción que son llevados a cabo en la empresa, esto con el fin de realizar una gestión apropiada de la información generada durante la ejecución de un proyecto, disminuyendo la pérdida de tiempo y recursos en el diseño y construcción.
La metodología integra herramientas para la adecuada planeación, ejecución y control de obras de ingeniería, controlando los presupuestos de obra en cada uno de los procesos, contando con una base de datos actualizada con la información de insumos, mano de obra, proveedores, operaciones, costos, rentabilidad y ventas, permitiendo el acceso a la plataforma desde cualquier dispositivo, permite la creación y almacenamiento de bases de insumos para la realización de Análisis de precios unitarios (APU), exporta datos para la programación de obras, programa simulaciones y escenarios, cuenta con múltiples reportes prediseñados que se pueden exportar a Excel o enviar por correo electrónico, representando así de forma digital los procesos de construcción mediante softwares como AutoCAD, REVIT y CONSTRUPLAN, esto con el objetivo de intercambiar e interoperacionalizar información en formato digital con los diferentes entes que hacen parte del diseño y construcción del proyecto.
Palabras clave: BIM, REDES DE MEDIA TENSION, REDES DE BAJA TENSION, AUTOCAD, REVIT, CONSTRUPLAN.
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Contenido
AGRADECIMIENTOS ... 3
RESUMEN ... 4
LISTA DE FIGURAS ... 8
LISTA DE TABLAS ... 10
INTRODUCCION ... 11
1. OBJETIVOS ... 13
1.1 GENERAL ... 13
1.2 ESPECIFICOS ... 13
2. FORMULACION DEL PROBLEMA ... 14
3. JUSTIFICACION ... 15
4. MARCO REFERENCIAL... 16
4.1 ANTECEDENTES ... 16
4.2 METODOLOGIA BIM ... 17
4.3 AUTOCAD ... 18
4.3.1 COMPLEMENTO BIM 360 AUTOCAD ... 18
4.4 REVIT ... 21
4.4.1 DIMENSIONES BIM ... 22
4.5 CONSTRUPLAN ... 24
4.6 REGLAMENTACION ... 25
5. METODOLOGIA ... 26
6. DESARROLLO DE LA PASANTIA ... 27
6.1 ESTABLECER INFORMACIÓN PARA LA INTEGRACIÓN DEL MODELO BIM EN EL DESARROLLO DE INGENIERÍA A DETALLE PARA EL DISEÑO ELÉCTRICO. ... 28
6.1.1 INFORMACION GENERAL ... 28
6.1.2 INFORMACION REQUERIDA PARA INICIO DE TRABAJOS ... 29
PLANOS DE DISEÑO ARQUITECTONICO... 29
APARTAMENTOS TIPO ... 32
PLANOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL ... 32
PLANOS DE DISEÑO HIDROSANITARIO ... 33
PLANOS DE LOCALIZACION DEL PROYECTO ... 36
6.1.3 ALCANCE DEL DISEÑO ... 37
PREDISEÑO ... 37
DISEÑO DE PROTECCION ... 37
DISEÑO DE REDES DE ENERGIA ... 37
6
DISEÑO DE REDES DE TELECOMUNICACIONES ... 37
6.1.4 LEVANTAMIENTO DE REDES ENERGIA EXISTENTES ... 37
6.1.5 ESTUDIO DE PUESTA A TIERRA Y APANTALLAMIENTO ... 42
ESTUDIO DE PUESTA A TIERRA ... 42
ANALISIS DE RIESGO POR RAYO Y MEDIDAS DE PROTECCION CONTRA RAYOS ... 46
ANALISIS DE RIESGO DE ORIGEN ELECTRICO Y MEDIDAS PARA MITIGARLO. ... 48
6.1.6 DISEÑO DE PUESTA A TIERRA ... 50
6.1.7 DISEÑO DE APANTALLAMIENTO ... 52
6.1.8 DISEÑO DE REDES DE ENERGIA ... 52
ERRORES COMUNES EN INSTALACIONES ELECTRICAS ... 53
FICHAS TÉCNICAS DE INVENTARIOS ... 54
DISEÑO DE TOMAS Y FUERZA ... 55
DISEÑO DE ACOMETIDAS Y TABLEROS ... 60
CALCULO CUADRO DE CARGA APARTAMENTOS TIPO 1 ... 61
CALCULO CUADRO DE CARGA APARTAMENTOS TIPO 2 ... 62
DISEÑO DE TGA - AM - TRANSFERENCIAS ... 63
DISEÑO DE EQUIPO ELECTRÓGENO ... 70
DISEÑO SUBESTACIÓN DE ENERGÍA Y RED DE M.T. (SERIE 3) ... 71
SELECCIÓN DEL TRANSFORMADOR ... 73
CALCULO PARA MEDIA TENSION ... 74
6.1.9 DISEÑO DE REDES DE TELECOMUNICACIONES ... 82
Diseño de Voz y Datos, CCTV y TV ... 83
6.1.10 RESULTADOS Y ANALISIS DE LA RECOPILACION DE INFORMACION PARA IMPLEMENTAR BIM EN UN DISEÑO ELECTRICO ... 84
6.2 IMPLEMENTAR LA METODOLOGIA BIM EN EL DESARROLLO DE PROCESOS EN LA EMPRESA ESTANDARIZANDO Y GENERANDO UNA MAYOR EFICIENCIA EN LA EJECUCION Y REVISION TECNICA DEL PROYECTO. ... 86
6.2.1 RESULTADOS Y ANALISIS DE IMPLEMENTAR LA METODOLOGIA BIM EN EL DESARROLLO DE PROCESOS EN LA EMPRESA ... 99
6.3 EVALUAR EL PROCESO DE INGENIERIA MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTAS COMPUTACIONALES Y BASES DE DATOS CENTRANDO LA INFORMACION EN UN UNICO MODELO OPTIMIZADO. ... 99
6.3.1 RESULTADOS Y ANALISIS DE IMPLEMENTAR LA METODOLOGIA BIM EN EL DESARROLLO DE PROCESOS EN LA EMPRESA ... 111
7. ANALISIS DE RESULTADOS ... 112
7
8. ALCANCES E IMPACTOS DE LA PASANTIA ... 114
9. EVALUACION Y CUMPLIMIENTO DE LOS OBJETIVOS DE LA PASANTIA ... 115
10. CONCLUSIONES ... 116
10.1 RECOMENDACIONES ... 116
REFERENCIAS ... 117
ANEXOS ... 118
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LISTA DE FIGURAS
Figure 1. Beneficios de la metodología BIM [7] ... 19
Figure 2. Productos de BIM 360 [7] ... 19
Figure 3. Asignación de usuarios BIM 360 [7] ... 20
Figure 4. Suscripción plataforma BIM [7] ... 20
Figure 5. Módulos de los productos BIM 360 ... 21
Figure 6. Dimensiones BIM [9] ... 23
Figure 7. Elementos base CONSTRUPLAN [10]... 24
Figure 8. Ubicación del proyecto. Fuente Google Maps ... 28
Figure 9. Planta Edificio El Roble 127. Fuente: Arango y CIA ... 29
Figure 10 Planta Sótano 1 y 2. Fuente: Arango y CIA. ... 30
Figure 11. Planta piso 1. Fuente: Arango y CIA ... 30
Figure 12. Planta piso 2 al 5. Fuente: Arango y CIA ... 31
Figure 13. Planta piso 6. Fuente: Arango y CIA ... 31
Figure 14. Planta Piso 7 al 10. Fuente: Arango y CIA. ... 32
Figure 15. Planta Cubierta y Maquinas. Fuente: Arango y CIA. ... 32
Figure 16. Despiece de Columnas (Detalles). Fuente: Arango y CIA. ... 33
Figure 17. Planta Sótano 2 Red de desagües. Fuente: Arango y CIA... 33
Figure 18. Detalle de Pozos Eyectores. Fuente: Arango y CIA ... 34
Figure 19. Planta Sótano 2 Red de extinción de Incendio. Fuente: Arango y CIA. ... 34
Figure 20. Red de extinción de incendio Planta piso 2. Fuente: Arango y CIA ... 35
Figure 21. Detalle Gabinete de Incendios Clase 3. Fuente Arango y CIA. ... 35
Figure 22. Red de suministro Planta Piso 2. Fuente: Arango y CIA ... 36
Figure 23. Detalle cajilla de medidores Agua Fría. Fuente: Arango y CIA. ... 36
Figure 24. Planos Localización Roble 127. Fuente: Arango y CIA ... 36
Figure 25. Factibilidad Provisional de Obra. Fuente: Enel-Codensa ... 38
Figure 26. Factibilidad Conexión definitiva. Fuente: Enel- Codensa ... 39
Figure 27. Transformador 225 kVA PF de conexión. Fuente: Propia ... 40
Figure 28. Ficha de levantamiento en campo del transformador. Fuente: Inectel SAS. .... 40
Figure 29. Red Existente. Fuente: INECTEL SAS ... 41
Figure 30 Información plasmada en planos de baja tensión. Fuente INECTEL SAS ... 41
Figure 31. Earth-Insulation Tester MI 2088 METREL. Fuente: User Manual Version 1.0. Code 20.750.325- Inectel SAS ... 42
Figure 32. Valores orientativos de resistencia específica para materiales típicos. Fuente: NTC 2050 ... 43
Figure 33. Evidencia fotográfica de las medidas de resistividad realizadas en campo. ... 45
Figure 34. Solución al análisis de riesgo por rayo. Fuente: Inectel SAS. ... 48
Figure 35. Matriz de riesgo eléctrico. Fuente: Tabla 9.3 del RETIE. ... 49
Figure 36. Decisiones y acciones para controlar el riesgo. Fuente: Tabla 9.4 del RETIE. 49 Figure 37. Corrientes Asimétricas y Relación x/r. Fuente: Enel-Codensa. ... 50
Figure 38. Datos para el cálculo de la malla de puesta a tierra. Fuente: Inectel SAS ... 51
Figure 39. Esquema de construcción Sistema de puesta a tierra con Hidrosolta. Fuente: Hidrocol y CIA SAS ... 51
Figure 40. Imágenes tomadas en campo. Fuente: Propia ... 55
Figure 41. Diseño de iluminación Planta piso 2 apto 201-202-203. Fuente: Dra. Carmenza Henao Londoño. ... 56
Figure 42. Notas eléctricas para el diseño. Fuente: Arango y CIA ... 59
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Figure 43. Detalles de Interruptores y tomas. Fuente: Arango y CIA. ... 59
Figure 44. Ubicación de tablero, tomas, canalizaciones e iluminación en plano. ... 60
Figure 45. Diseño de la red de MT proyectada (Ver Anexos Plano Serie 3). ... 75
Figure 46. Corrientes Simetricas suministradas por Enel - Codensa. ... 79
Figure 47.Cordinacion de Protecciones. ... 79
Figure 48. Diseño de Subestación Eléctrica Roble 127 (ver anexos Planos Serie 3) ... 80
Figure 49. Diagrama Unifilar ... 80
Figure 50. Documentación para radicación Proyecto Serie 3 Fuente: Enel – Codensa .... 81
Figure 51.Planos Detalles Serie 3 ... 82
Figure 52. Planos Redes MT Existentes y Proyectadas-Diagrama Unifilar Serie 3 ... 82
Figure 53. Ubicación puntos de Comunicaciones ... 83
Figure 54. Acometidas de telecomunicaciones ... 84
Figure 55. Versiones creadas para el diseño eléctrico... 84
Figure 56. Rotulado Carpetas en el servidor EVEREST ... 85
Figure 57. Contenido en carpetas en el servidor EVEREST ... 85
Figure 58. Propuesta Inectel SAS ... 87
Figure 59. Comando _XREF ... 93
Figure 60. Revisión de cruce de canalizaciones. ... 93
Figure 61. Acometidas principales redes de acueducto, energía y telecomunicaciones. .. 94
Figure 62. Información de equipos consignada en el Vertical de acometidas eléctricas. 100 Figure 63. Diseño 3D salidas de energía... 100
Figure 64. Detalle del diseño 3D salidas de energía. ... 101
Figure 65. Planta General Vertical de Acometidas eléctricas ... 101
Figure 66. Detalle de armarios en Vertical de acometidas eléctricas ... 102
Figure 67. Detalle tableros de distribución en apartamentos. ... 102
Figure 68. Vertical de salidas de iluminación y tomas. ... 103
Figure 69. Detalle del Vertical de salidas de iluminación y tomas. ... 103
Figure 70. Vertical de acometidas de Comunicaciones. ... 104
Figure 71. Detalle Vertical de comunicaciones... 104
Figure 72. Esquema vertical de Aguas lluvias y aguas residuales. ... 105
Figure 73. Detalle del Vertical de aguas lluvias. ... 105
Figure 74. Vertical Sistema contra incendios. ... 106
Figure 75. Detalles del esquema vertical de sistema contra incendios. ... 106
Figure 76. Información Base para ingresar a Construplan, ... 107
Figure 77. Informe Resumido generado por Construplan (Ver anexos Resumido)... 107
Figure 78. Compras resumido por grupo. ... 108
Figure 79. Análisis de precios unitarios. ... 109
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LISTA DE TABLAS
Table 1. Formato de Resistividad. Fuente: Guía de uso del medidor para sistemas de
puesta a tiera MI-2088- Inectel SAS ... 43
Table 2. Registro de medición de resistividad. Fuente: Propia. ... 43
Table 3. Datos puesta a Tierra. Fuente: propia ... 50
Table 4. Lista de materiales para el sistema de puesta a tierra. Fuente: Hidrocol y CIA SAS ... 52
Table 5. Luminarias usadas en el diseño. Fuente: Dra. Carmenza Henao Londoño. ... 57
Table 6. Electrodomésticos usados para el diseño. Fuente: Propia (Anexos Equipos para la construcción)... 58
Table 7. Equipos usados para el diseño. Fuente: Arango y CIA. ... 59
Table 8 Cuadro de carga Apartamentos Tipo 1... 61
Table 9. Acometida General para apartamentos tipo 1. ... 62
Table 10. Cuadro de carga Apartamentos Tipo 2... 62
Table 11. Acometida General para apartamentos Tipo 2. ... 63
Table 12. Calculo de acometida general desde Armario de medidores 1 al TGA ... 64
Table 13. Acometida General desde AM1 a TGA. ... 64
Table 14. Calculo de la acometida general desde AM2 al TGA... 65
Table 15. Acometida General desde AM2 al TGA. ... 65
Table 16. Calculo de acometida general de T. bombas eyectoras a Armario de servicios Comunes. ... 66
Table 17. Calculo de acometida general desde T. Bomba Presión a Armario de SC. ... 66
Table 18. Calculo de la acometida general del T. Ascensores al armario de servicios comunes. ... 67
Table 19. Calculo de acometida desde tablero tomas SC a armario SC. ... 67
Table 20. Calculo de acometida desde tablero iluminación SC a armario SC. ... 68
Table 21. Calculo de acometida general desde Arm de SC hasta TGA. ... 68
Table 22. Calculo de acometida General desde el TGA hasta el transformador. ... 68
Table 23.Calculo acometida General Bomba contra Incendios. ... 69
Table 24. Calculo acometida General del Grupo Electrógeno. ... 70
Table 25. Descripción de Equipos de la S/E. ... 71
Table 26. Datos para el dimensionamiento del Transformador. ... 73
Table 27. Datos servicios comunes para selección del transformador. ... 73
Table 28. Tabla para dimensionamiento de Transformador para usuarios estrato 5. ... 73
Table 29. Tabla resumen del Transformador. ... 74
Table 30. Fusibles limitadores de corriente de rango total 17.5 KV. Fuente: CODENSA S.A E.S.P CTS507 ... 75
Table 31. Medición en baja tensión cargas menores a 55 kW Nivel 1. Fuente: Generalidades 7.4.2 CODENSA. ... 76
Table 32. Selección de barrajes. ... 76
Table 33.Capacidad amperimetrica de barrajes rectangulares en CU para armarios y cajas de medidores. Fuente: AE 309 Enel-Codensa ... 77
Table 34. Compilado de información requerida para un diseño eléctrico. Fuente: Propia . 88 Table 35. Base de datos RETIE. Fuente: Propia... 90
Table 36. Cantidades de Obra Roble 127 ... 95
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INTRODUCCION
Actualmente las necesidades básicas del ser humano no solo se engloban en alimentación, salud, educación o vivienda. El hombre moderno se vale ante todo de la energía eléctrica que posibilita el funcionamiento y el dinamismo de su entorno físico. La energía eléctrica permite el funcionamiento de un sin número de artefactos, por lo que el hombre moderno depende particularmente de este importante recurso.
Las instalaciones eléctricas residenciales deben garantizar el correcto funcionamiento y la completa seguridad de las personas, por esta razón deben cumplir a cabalidad la normatividad vigente, esperando que los preceptos allí estipulados se apliquen con ética, conciencia y disciplina [1].
Para el proyecto El Roble se solicita el diseño y construcción de redes eléctricas internas (iluminación interior, tomas, tableros, transferencias, subestación, planos de diagramas unifilares, cuadros de circuitos y detalles de construcción), diseño de redes eléctricas generales (planos de redes de media tensión, baja tensión, alumbrado exterior), diseño de redes de telecomunicación, diseño de acometida para la conexión de redes de servicios públicos (telefonía y energía), de igual forma el diseño de la red de alimentación hasta a subestación, de la planta y equipos eléctricos de emergencia teniendo en cuenta la distribución de espacios, carga y tipo de instalación, lo anterior cumpliendo plenamente con lo establecido en el reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE), reglamento técnico de iluminación y alumbrado público (RETILAP) y demás normas vigentes concernientes al proyecto eléctrico [2].
Dada la multidisciplinariedad que acarrea el diseño y construcción de una nueva obra se desea implementar en la empresa un modelo de gestión eficiente, esperando menores perdidas en tiempos de ejecución y reducción en presupuestos de obra, integrando herramientas para la adecuada planeación, ejecución y control de obras de ingeniería, controlando los presupuestos de obra en cada uno de los procesos, contando con una base de datos actualizada con la información de insumos, mano de obra, proveedores, operaciones, costos, rentabilidad y ventas.
Dentro de los modelos se generan instructivos, modelos de equipos, caracterizaciones y diferentes especificaciones técnicas con el fin de integrar todo un conjunto de elementos del proyecto, para así poder conocer la información en tiempo real, teniendo la certeza de evidenciar cualquier cambio que se realice en la infraestructura de la edificación y así poder adecuar en este caso, las redes eléctricas dando una pronta solución a la nueva modificación.
El presente documento corresponde al informe de pasantía realizada en la empresa Inectel S.A.S, la cual es una compañía dinámica con amplias proyecciones en el mercado colombiano, se dedica a las actividades relacionadas con el ejercicio de la ingeniería eléctrica, civil, telecomunicaciones y afines. Ofrece servicios de diseño, consultoría, interventoría, asesoría y construcción de obras eléctricas, civiles y telecomunicaciones, así como asesorías en arquitectura, sostenimiento y mantenimiento de equipos.
Inectel S.A.S ha participado en el diseño de la red eléctrica para baja y media tensión en el proyecto UP LIVING INMOBILIARIA S.A.S, ROBLE 118, ROBLE 124, PEAJE VIA
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PACIFICO 1, VIADUCTO GUALANDAY, PROYECTOS TIPO IDU ZONA ROSA, SABANAS y PRIMERA DE MAYO, siendo la encargada del seguimiento de contrato, revisión técnica, ejecución del proyecto, solicitudes, trámites y aprobaciones, contando con experiencia suficiente para llevar a cabo la construcción de la red eléctrica del proyecto eléctrico El Roble 127.
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1. OBJETIVOS
1.1 GENERAL
Implementar modelo BIM en el diseño eléctrico que defina el análisis, diseño y construcción para el proyecto El Roble.
1.2 ESPECIFICOS
Establecer información para la integración del modelo BIM en el desarrollo de ingeniería a detalle para el diseño eléctrico.
Implementar la metodología BIM en el desarrollo de procesos en la empresa estandarizando y generando una mayor eficiencia en la ejecución y revisión técnica del proyecto.
Evaluar el proceso de ingeniería mediante el uso de herramientas computacionales y bases de datos centrando la información en un único modelo optimizado.
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2. FORMULACION DEL PROBLEMA
La empresa Arango y CIA Arquitectos Constructores solicita el diseño de la totalidad de redes e instalaciones eléctricas de baja y media tensión para el proyecto El Roble 127, dando cumplimiento a la normativa Colombiana actual vigente RETIE, RETILAP y afines, esperando la más alta calidad y cumplimiento por parte de la empresa Inectel SAS, por esta razón se desea implementar un modelo de gestión eficiente, el cual permita integrar todo el conjunto de elementos y procesos que hacen parte de la estructuración del proyecto permitiendo conocer cualquier cambio efectuado en la infraestructura en tiempo real, desde el diseño hasta la operación generando alta calidad, bajos costos y eficiencia en tiempos de ejecución, revisiones técnicas, solicitudes, tramites y aprobaciones ante el operador de red.
Se pretende implementar una metodología colaborativa de desarrollo y ejecución de proyectos; ya que se reduce el flujo de trabajo, tiempo de procesos en diseño y campo, mejora la comunicación entre equipos, reduciendo significativamente los requerimientos de información y adicionales en obra, se obtiene un cronograma más acertado y mayor coordinación en el desarrollo del proyecto, otorgando ante el cliente un valor agregado.
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3. JUSTIFICACION
La vivienda juega un papel decisivo en la calidad de vida de las personas, la inmensa mayoría de la población tiene acceso a los servicios básicos tales como el agua, alcantarillado, electricidad y otros que resultan esenciales para alcanzar los niveles mínimos de bienestar.
La energía eléctrica, además de ser un servicio es una necesidad básica en el mundo actual, el aumento de demanda poblacional en los últimos años obliga a la creación de redes eléctricas cada vez más robustas en tiempo record cumpliendo con la normativa actual, garantizando la seguridad de las personas, vida animal y vegetal y la preservación del medio ambiente, previniendo, minimizando o reduciendo los riesgos de origen eléctrico [1]. Por este motivo se solicita el diseño y construcción de redes eléctricas internas (iluminación interior, tomas, tableros, transferencias, subestación, planos de diagramas unifilares, cuadros de circuitos y detalles de construcción), diseño de redes eléctricas generales (planos de redes de media tensión, baja tensión, alumbrado exterior), diseño de redes de telecomunicación, diseño de acometida para la conexión de redes de servicios públicos (telefonía y energía), de igual forma el diseño de la red de alimentación hasta a subestación, de la planta y equipos eléctricos de emergencia teniendo en cuenta la distribución de espacios, carga y tipo de instalación, lo anterior cumpliendo plenamente con lo establecido en el reglamento técnico de instalaciones eléctricas (RETIE), reglamento técnico de iluminación y alumbrado público (RETILAP) y demás normas vigentes concernientes al proyecto eléctrico [2], y como en cualquier proyecto de diseño y construcción existen distintos participantes e infinitas interacciones entre partes y en muchas ocasiones no es posible conocer información de las otras áreas del proyecto.
Los proyectos son multidisciplinarios y BIM permite la creación de simulaciones digitales de diseño, manejando coordinadamente toda la información que conlleva un proyecto de arquitectura, gestionando la información de forma inteligente durante todo el ciclo de vida de un proyecto.
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4. MARCO REFERENCIAL
4.1 ANTECEDENTES
Inectel S.A.S ha participado en el diseño de la red eléctrica para baja y media tensión en los proyectos Roble 118, Roble 126, Roble 124 y UP LIVING INMOBILIARIA S.A.S, siendo la encargada del seguimiento de contrato, revisión técnica, ejecución del proyecto, solicitudes, trámites y aprobaciones, contando con experiencia suficiente para llevar a cabo la construcción de la red eléctrica del proyecto eléctrico El Roble 127.
El proyecto El Roble 126 realizado en el año 2014, se encuentra localizado en la ciudad de Bogotá en la CRA 7B BIS # 126-59 y se encuentra destinado para vivienda multifamiliar estrato 5, cuenta con áreas comunes y de recreación interna, además de esto un total de cuarenta y seis (46) unidades de vivienda. De acuerdo a lo anterior tiene cuarenta y tres (43) cuentas bifásicas para apartamentos, (3) cuentas trifásicas para apartamentos (404- 504-704), un (1) grupo de medida en baja tensión para servicios comunes incluyendo las cargas asociadas a alumbrado comunal, y administración y por último un (1) grupo de medida en baja tensión para el sistema contra incendio.
El proyecto denominado “UP LIVING 118” realizado en el año 2016, está localizado en la ciudad de Bogotá en la CALLE 118 No 15a-45 y está destinado para vivienda multifamiliar estrato 6, teniendo en cuenta la arquitectura propuesta se cuenta con áreas comunes y de recreación interna, además de un total de quince (15) unidades de vivienda. De acuerdo a lo anterior se proyecta la instalación de quince (15) cuentas bifásicas para apartamentos, un (1) cuenta trifásica en baja tensión para servicios comunes incluyendo las cargas asociadas a alumbrado comunal, y administración y por último un (1) grupo de medida en baja tensión para el sistema contra incendio.
El proyecto “ROBLE 124 está localizado en la ciudad de Bogotá en la Carrera 7 B BIS # 126 - 72 y está destinado para vivienda multifamiliar estrato 5 según lo indicado en la licencia de construcción, cuenta con áreas comunes y de recreación interna, además de un total de sesenta y seis (66) unidades de vivienda. De acuerdo a lo anterior se proyecta la instalación de sesenta y seis (66) cuentas trifásicas para apartamentos, un (1) Grupo de medida en baja tensión para servicios comunes incluyendo las cargas asociadas a alumbrado comunal, y administración y por último un (1) grupo de medida en baja tensión para el sistema contra incendio.
Los proyectos anteriormente mencionados permitirán tener una visión más clara de los parámetros necesarios a tener en cuenta en el diseño y construcción, además de permitir la estructuración de una base de datos de elementos usados en el diseño de redes de internas generando facilidad en la integración de las distintas disciplinas que comprende una construcción.
Un aspecto esencial que se ha transformado a nivel social ha sido la forma de trabajo, ya que las nuevas generaciones demandan un entorno laboral más agradable y con exigencias flexibles en cuanto a horarios, tomándose el trabajo desde casa, adicionalmente a los nuevos entornos globales de trabajo se han direccionado en la interacción de diferentes
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agentes y/o profesionales en búsqueda de un mismo objetivo, esto integrado en un conjunto a nivel profesional y en proyectos de infraestructura ha dado como resultado el BIM (Building Information Modeling) el cual va más allá de tener una estructura en tercera dimensión, trascendiendo a una réplica virtual de proyecto, con sus características físicas y técnicas llevando un proceso real de la construcción.
4.2 METODOLOGIA BIM
BIM (Building Information Modeling) es una metodología que permite crear simulaciones digitales de diseño, manejando coordinadamente toda la información que conlleva un proyecto de arquitectura.
Mientras CAD permite el diseño en 2D o 3D sin distinguir sus elementos, este sistema de datos incorpora el 4D (tiempo) y 5D (costos), permitiendo gestionar la información de manera inteligente durante todo el ciclo de vida de un proyecto, automatizando procesos de programación, diseño conceptual, diseño detallado, análisis, documentación, fabricación, logística de construcción, operación y mantenimiento, renovación y/o demolición.
Es importante aclarar la diferencia entre BIM y programas como Revit, ArchiCAD, AllPlan y otros similares: BIM es un sistema de trabajo, mientras que Revit, ArchiCAD y AllPlan son software donde este sistema puede aplicarse. Por lo tanto, estos se complementan y permiten que el trabajo de todo aquel que influye en el proyecto sea llevado a cabo de forma eficaz, los proyectos modelados en BIM pueden incluir los productos y materiales reales que se utilizarán para construirlos, incorporando su geometría, sus características, su costo y la información de contacto para adquirirlos una vez aprobados.
Además, cada uno de los elementos tiene sus propios atributos y se relaciona específica y paramétricamente con los demás objetos del proyecto: si se modifica uno de estos objetos, los que dependan de él también cambiarán automáticamente [3].
El concepto de modelado hace mención a una definición amplia y general el cual se refiere a tomar información del mundo real, convertirla en formatos digitales y usar dicha digitalización para realizar análisis matemáticos, además de entender cómo se relacionan diferentes objetos y/o estructuras.
Estamos ante la migración de elementos plano a elementos inteligentes, casi reales, que nos permiten la ejecución virtual de un proyecto previo a estar en sitio, permitiendo tomar decisiones a priori en conjunto con nuestros clientes, en el momento donde existe un menor riesgo e impacto económico [4].
El éxito de una implementación BIM radica en la comunicación, tanto entre el equipo de diseño como con nuestros clientes. Es entender qué si al proyecto “le va bien”, todos los actores de la cadena de valor también se verán beneficiados al ser una metodología aún más colaborativa de desarrollo y ejecución de proyectos; ya que reduce el flujo de trabajo, tiempo de procesos en diseño y campo, mejora la comunicación entre equipos, reduciendo significativamente los requerimientos de información y adicionales en obra, se obtiene un
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cronograma más acertado y mayor coordinación en el desarrollo del proyecto, otorgando ante el cliente un valor agregado.
Tanto Perú, como México y Chile ya tienen fechas fijas para el uso de BIM en proyectos gubernamentales. Actualmente Colombia está dando los primeros pasos para la implementación nacional, donde se pueden encontrar iniciativas públicas y privadas que buscan la implementación y estandarización de esta metodología con el objetivo de posicionarnos como potencia en BIM.
WSP Colombia es reconocido como pionero en esta metodología, desarrollando proyectos de gran tamaño e importancia como lo son: América, Centro Mundial de Negocios, en donde se utiliza la metodología BIM para verificar la completitud y coordinación de un proyecto recibido y contratado, junto con ATRIO que puede considerarse como uno de los primeros proyectos de edificación con una implementación completa de BIM, donde se utilizaron distintas herramientas para la coordinación de diseños, programación y ejecución de obra, control de presupuesto y comunicación de intención de diseño [4].
4.3 AUTOCAD
Es un software de diseño asistido por computadora (CAD) en el que arquitectos, ingenieros y profesionales de la construcción utilizan para crear planos 2D y 3D.
Incluye características específicas de la industria y objetos inteligentes para arquitectura, ingeniería mecánica, diseño eléctrico y muchas más, pero algunas de ellas son:
Automatizar planos de planta, secciones y elevaciones.
Permite dibujar tuberías, conductos y circuitos rápidamente con biblioteca de piezas.
Generación automática de anotaciones, capas, horarios, listas y tablas.
Usa un flujo de trabajo basado en reglas para hacer cumplir con precisión los estándares de la industria.
Gracias a sus características de diseño también se posiciona como un actor indispensable durante el diseño y construcción [5].
4.3.1 COMPLEMENTO BIM 360 AUTOCAD
El complemento BIM 360 para Autodesk AutoCAD admite flujos de trabajo bidireccionales de coordinación de BIM entre AutoCAD y la nube de BIM 360.
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Figure 1. Beneficios de la metodología BIM [7]
Autodesk BIM 360 es una solución de administración de BIM basada en la nube y centrada en los datos para proyectos de construcción e infraestructuras que ofrece acceso de forma fácil a los flujos de trabajo de colaboración, los datos y los modelos del proyecto entre herramientas de creación y aplicaciones de control de proyectos. BIM 360 mejora la colaboración, ya que las actualizaciones están disponibles al instante para todos los participantes del proyecto en todo el mundo [6].
Figure 2. Productos de BIM 360 [7]
Los productos disponibles para BIM 360 son, BIM 360 Docs, BIM 360 Design, BIM 360 Glue y BIM 360 Build.
La plataforma consolida una cuenta para la empresa, y se debe definir qué otras empresas van a colaborar con el sistema, quien será el administrador y una persona que tenga el mismo acceso y funcione como back up, y establecer que rol cumplirá cada uno de los entes que participan en el proyecto [7].
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Figure 3. Asignación de usuarios BIM 360 [7]
El conjunto de productos hará parte de una cuenta BIM 360, la suscripción a esta cuenta tiene vigencia de un año, por lo tanto, antes de vencerse se debe hacer una renovación de la suscripción.
Figure 4. Suscripción plataforma BIM [7]
La plataforma permite la creación ilimitada de proyectos y el almacenamiento de la información también es ilimitada, la conexión puede realizarse desde cualquier dispositivo en cualquier momento.
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Figure 5. Módulos de los productos BIM 360
Account Administration. Registra la configuración d los usuarios, roles y empresas, sus datos generales y registra las aplicaciones integradas con esta plataforma.
Project Administration. Registra los miembros que conforman los proyectos, registra los servicios y productos que están activos en cada proyecto y quienes los administran, configura el nivel de acceso de cada miembro.
Insight. Panel de control e informes que muestra como esta administrado el proyecto y plantea una mesa de trabajo permitiendo la toma de decisiones.
Document Management. Gestión controlada de documentos y datos desde el diseño hasta la construcción, es el espacio centralizado de documentos, planos y modelos.
Design Collaboration. Realiza la colaboración entre disciplinas trabajadas en REVIT Model Coordination. Coordinación de modelos multidisciplinarios publicados en BIM 360 y realizan la detección de interferencias entre modelos
Field Management. Plantillas y listas de verificación para garantizar la calidad, tiene herramientas de registro y programas de gestión.
Project Management. Administra la creación y resolución de todos los documentos, modelos y planos, esto tiene un flujo de trabajo sujeto de aprobación.
4.4 REVIT
Este software está diseñado específicamente para Building Information Modeling (BIM), el cual permite a los profesionales del diseño e ingeniería llevar a cabo un proceso coordinado
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desde el concepto a la construcción con un enfoque basado en modelos. Incluye la funcionalidad de todas las disciplinas de una interfaz unificada; permitiendo el diseño y documentación mediante la generación de planos de planta, elevaciones, secciones, horarios, vistas 3D y representaciones. Optimiza el rendimiento de la estructura realizando estimaciones de costos y supervisión de los cambios y rendimiento durante la vida útil del proyecto y de la estructura con la extensión del diseño a la realidad virtual.
Revit es una plataforma BIM multidisciplinaria, puede compartir datos de modelos con ingenieros y contratistas dentro de Revit, lo que reduce las tareas de coordinación.
Las familias de Revit son todos los elementos que pueden ser añadidos a un proyecto, estas serán una serie de propiedades según el elemento que sea y la función que cumpla en el modelo; es imprescindible saber que las familias no solo son elementos que componen el modelo, es decir “simples elementos 3D”, las familias contienen una serie de parámetros que serán los que den valor al modelo virtual, gracias a estos se pueden realizar análisis, mediciones, presupuestos y mucha más documentación esencial para la elaboración del proyecto [8].
4.4.1 DIMENSIONES BIM
En REVIT se totalizan distintos programas, los cuales permiten desde una única herramienta integrar los procesos necesarios para la correcta gestión de los documentos, el modelamiento, simulaciones, estimación de tiempos, mantenimiento, entre otros. La importancia radica en que todos estén intercomunicados lo que representa que en el caso de alguna modificación se aplicaría de forma automática a todo el proyecto y/o documentos autogenerados manteniendo la información relevante del proyecto.
Siendo que durante el ciclo de vida de un proyecto se atraviesan varias fases y como se dijo anteriormente, interactúan diferentes actores los cuales llegan a generar cambios en varios puntos del proyecto. Es por esto que se identifican seis etapas en el desarrollo del proyecto con entorno BIM y son llamadas Dimensiones BIM. Las cuales se especifican por medio de la siguiente ilustración.
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Figure 6. Dimensiones BIM [9]
Las primeras dos dimensiones de BIM se preocupan de las tareas iniciales de investigación, planeamiento, implementación y carga de datos en el software, mientras que las siguientes agregan la profundidad del trabajo a través de información adicional para la gestión y el desarrollo. Las funciones de 3D, 4D, 5D, 6D y 7D son:
BIM 3D DATOS PARAMÉTRICOS EN UN MODELO COLABORATIVO
Esta dimensión se enfoca en los objetos, como columnas, vigas y muros, que representarán toda la geometría del proyecto. En este modelo los arquitectos, ingenieros, constructores, manufacturadores y directores, entre otros profesionales, pueden recoger o generar información de acuerdo a sus necesidades. Los participantes no solo pueden ver el edificio en tres dimensiones con anticipación, también puede actualizar las vistas durante todo el ciclo de vida del proyecto.
Gracias a estas funciones, la comunicación y visualización mejoran considerablemente, reduciendo la necesidad de iteraciones y correcciones
BIM 4D INTEGRACIÓN DE CALENDARIOS Y TIEMPOS
Esta dimensión permite controlar la eficiencia y duración de las distintas tareas del proyecto, simulando los tiempos de todas las fases y trabajos. Este control posibilita una planificación detallada con estimaciones y la visualización del progreso de todas las actividades.
Además, un seguimiento detallado permite una coordinación eficiente de los especialistas y sus actividades, mejorando los tiempos y el uso de recursos.
BIM 5D ESTIMACIONES DE COSTOS Y CONTROL DE GASTOS
A través de la estimación y gestión de costos, esta dimensión se orienta en la optimización de la rentabilidad del proyecto. El sistema permite definir la cantidad de materiales y estimar los gastos de operación para simular los costos de todas las fases.
En combinación con 3D y 4D, es posible calcular la relación entre los costos, los tiempos y los esfuerzos invertidos, para controlar la eficiencia de las decisiones implementadas.
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BIM 6D COMPORTAMIENTO ENERGÉTICO Y SUSTENTABILIDAD
Simula el comportamiento de los sistemas de ahorro energético y la gestión de recursos, entregando información fundamental para la toma de decisiones. Gracias a esto es posible seleccionar las mejores técnicas y tecnologías para cada proyecto, optimizando el consumo de energía y reduciendo lo más posible los daños al medio ambiente.
BIM 7D GESTIÓN DEL CICLO DE VIDA Y FACILITIES MANAGEMENT
Entrega un control logístico y operacional para el uso y mantención del edificio. En esta dimensión es posible agendar y monitorear inspecciones, reparaciones y tareas de mantenimiento, además de contar con información valiosa para detectar fallas de funcionamiento y áreas a mejorar.
Como resultado, es posible gestionar estas tareas de forma más eficiente, en menos tiempo y antes de que su solución requiera de una inversión mayor de recursos.
4.5 CONSTRUPLAN
El Software se encarga del levantamiento y actualización de los costos específicos contemplando todas las variables de la región donde se ejecuta la obra (Mano de Obra, Materiales, Transportes, Equipos, Herramientas, Rendimientos) para la construcción de los Análisis de Precios Unitarios (A.P.U).integra esta información para optimizar los procesos de control, presupuestos y avance de obra. De esta manera garantizamos la precisión y cumplimiento en la ejecución de sus proyectos.
Figure 7. Elementos base CONSTRUPLAN [10]
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Permite crear y mantener una base de datos de insumos (materiales, mano de obra, equipos, etc.) y análisis de precios unitarios para crear presupuestos.
Permite simulaciones y escenarios con múltiples reportes prediseñados, que pueden exportarse a Excel o a Project, además permite realizar el manejo administrativo de obras en cinco áreas principales: Compras, Almacén, Sub-Contratos, Equipos y Tesorería.
Mantiene registros individualizados para cada actividad, cada material, cada equipo y cada contratista, lo cual garantiza un control permanente del presupuesto versus el ejecutado [10].
4.6 REGLAMENTACION
En el año 2004 se establece por el Decreto 18039 de 2004 la creación del reglamento técnico de instalaciones eléctricas para Colombia el cual tiene las pautas o directrices para las instalaciones eléctricas en pro de la seguridad y bienestar de personas, animales, plantas y las mismas instalaciones para generación, transmisión, distribución y uso final de la energía eléctrica.
Desde ese momento las instalaciones eléctricas de tipo industrial se acogieron a las pautas expuestas en dicho reglamento (RETIE) para cumplir con los objetivos que en este mismo se fijaron como [1]:
A. Fijar las condiciones para evitar accidentes por contacto directo o indirecto con partes energizadas o por arcos eléctricos.
B. Establecer las condiciones para prevenir incendios y explosiones causados por la electricidad.
C. Establecer las condiciones para evitar muerte de personas y animales causada por cercas eléctricas.
D. Establecer las condiciones para evitar daños debidos a sobre corrientes y sobretensiones.
E. Adoptar los símbolos que deben utilizar los profesionales que ejercen la electrotecnia.
F. Minimizar las deficiencias en las instalaciones eléctricas.
G. Establecer claramente las responsabilidades que deben cumplir los diseñadores, constructores, interventores, operadores, inspectores, propietarios y usuarios de las instalaciones eléctricas, además de los fabricantes, importadores, distribuidores de materiales o equipos y las personas jurídicas relacionadas con la generación, transformación, transporte, distribución y comercialización de electricidad, organismos de inspección, organismos de certificación, laboratorios de pruebas y ensayos.
H. Exigir confiabilidad y compatibilidad de los productos y equipos eléctricos.
I. Exigir requisitos para contribuir con el uso racional y eficiente de la energía y con esto a la protección del medio ambiente y el aseguramiento del suministro eléctrico, logrando así tener un control sobre todas las instalaciones.
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5. METODOLOGIA
En primera instancia se realizará la identificación de cada una de las directrices de la empresa y la forma en la que se presentan los diferentes proyectos que son necesarios para llevar a cabo los procesos de diseño, realizando bases de datos de los equipos y plantillas que hacen parte de la ingeniería de diseño, para así luego implementar la metodología BIM, estandarizando y generando una mayor eficiencia en la ejecución y revisión técnica del proyecto.
Se realizará la identificación de cada una de las cargas que son necesarias para llevar a cabo la ejecución del proyecto, con esta información y conociendo la distribución física de las distintas áreas de trabajo partiendo del modelo BIM se procederá a realizar un diseño preliminar de las instalaciones eléctricas, cuando exista una aprobación se iniciará con los cálculos de la distribución de la carga. Teniendo en cuenta todo lo anterior se procederá a la realizar el diseño final teniendo en cuenta cada una de los reglamentos actuales que rigen las instalaciones eléctricas industriales en Colombia.
Con el fin de entregar un proyecto consolidado, finalmente se entregará un presupuesto que contemple materiales, mano de obra, tiempos dando un valor estimado del costo del proyecto y evaluación de la eficiencia energética.
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6. DESARROLLO DE LA PASANTIA
De acuerdo al plan de trabajo establecido inicialmente, y para dar cumplimiento a los objetivos durante el periodo de la práctica se plantean las siguientes actividades:
En primera instancia se realizará la identificación de cada una de las directrices de la empresa y la forma en la que se presentan los diferentes proyectos que son necesarios para llevar a cabo los procesos de diseño, realizando bases de datos de los equipos y plantillas que hacen parte de la ingeniería de diseño, para así luego implementar la metodología BIM, estandarizando y generando una mayor eficiencia en la ejecución y revisión técnica del proyecto.
Se realiza una recopilación de la información referente al caso de estudio planteado:
Realizar el diseño de la infraestructura eléctrica y de telecomunicaciones para el proyecto El Roble 127.
Se realizará la identificación de cada una de las cargas que son necesarias para llevar a cabo la ejecución del proyecto, con esta información y conociendo la distribución física de las distintas áreas de trabajo se procederá a realizar un diseño preliminar de las instalaciones eléctricas. Teniendo en cuenta todo lo anterior se procederá a la realizar el diseño final teniendo en cuenta cada una de los reglamentos actuales que rigen las instalaciones eléctricas industriales en Colombia.
Desarrollo de memorias de cálculo, planos de diseño, diagramas Unifilares y revisión de normas.
Depuración de información de equipos y componentes usados en el diseño eléctrico Con el fin de entregar un proyecto consolidado, finalmente se entregará un presupuesto que contemple materiales, mano de obra, tiempos dando un valor estimado del costo del proyecto.
Implementar la metodología BIM haciendo uso de la información recopilada y bases de datos creados.
Evaluar el proceso de ingeniería mediante el uso de herramientas computacionales y bases de datos centrando la información en un modelo optimizado.
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6.1 ESTABLECER INFORMACIÓN PARA LA INTEGRACIÓN DEL MODELO BIM EN EL
DESARROLLO DE INGENIERÍA A DETALLE PARA EL DISEÑO ELÉCTRICO.
6.1.1 INFORMACION GENERAL
El proyecto El Roble se encuentra localizado en la ciudad de Bogotá D.C en la carrera 7B Bis 123-98 y está destinado para vivienda multifamiliar estrato 5 según lo indicado en la licencia de construcción.
Figure 8. Ubicación del proyecto. Fuente Google Maps
Todos los trabajos estarán de acuerdo con todas las especificaciones, estándares y códigos normalizados para el buen desempeño de los trabajos.
Particularmente se respetarán:
El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE).
El Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público (RETILAP).
Las Normas del Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC).
Código Eléctrico Colombiano (NTC 2050).
Las Normas y Especificaciones de la Empresa de Energía.
Las Especificaciones suministradas por los Fabricantes de Equipos y Materiales.
Como Parte Importante, se tendrán en cuenta las necesidades planteadas por el cliente.
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Las normas y especificaciones de las redes LAN
Las especificaciones de los Telemáticos
Las especificaciones y requerimientos de los clientes para las redes de Voz y Datos
6.1.2 INFORMACION REQUERIDA PARA INICIO DE TRABAJOS
Visita De Campo, Área a Intervenir
Planos Diseño Arquitectónico
Planos Diseño Estructural
Planos Diseño Hidrosanitario
Planos Localización Del Proyecto
En cuanto a la información requerida para el inicio de trabajo, se conoce el área a intervenir, la empresa ARANGO Y CIA ARQUITECTOS suministra planos de diseño arquitectónico, planos de diseño estructural, planos de diseño hidrosanitario y planos de localización del proyecto.
La información es requerida para realizar cálculos de carga y dimensionamiento de la Subestación, ubicación de equipos, evitar cruces de tubería y evitar el paso de tubería por columnas que puedan debilitar el edificio, a continuación, se muestran algunos planos para entrar en contexto, sin embargo, estos pueden ser consultados en los Anexos.
PLANOS DE DISEÑO ARQUITECTONICO (VER ANEXOS)
El proyecto cuenta con 38 unidades de apartamentos, dos sótanos y diez (10) pisos. Se encuentran apartamentos tipo del segundo al quinto piso y del séptimo al décimo piso.
Figure 9. Planta Edificio El Roble 127. Fuente: Arango y CIA
30
Figure 10 Planta Sótano 1 y 2. Fuente: Arango y CIA.
En el sótano 2 se encuentra el espacio destinado al tanque de agua, cuarto de equipos en donde se encuentra la bomba contra incendios, el cuarto de armarios y subestación, parqueaderos y depósitos.
En el sótano 1 se encuentra destinado a parqueaderos y depósitos.
Figure 11. Planta piso 1. Fuente: Arango y CIA
En el primer piso se encuentran las zonas comunes, zona de estar, servicios de portería, gimnasio, teatro y una sala de trabajo.
31
Figure 12. Planta piso 2 al 5. Fuente: Arango y CIA
En los pisos 2 al 5, se cuenta con 6 apartamentos por piso.
Figure 13. Planta piso 6. Fuente: Arango y CIA
El piso 6 cuenta con dos apartamentos.
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Figure 14. Planta Piso 7 al 10. Fuente: Arango y CIA.
En los pisos 7 al 10, se cuenta con tres apartamentos por piso.
Figure 15. Planta Cubierta y Maquinas. Fuente: Arango y CIA.
APARTAMENTOS TIPO
Se clasifican los apartamentos según su arquitectura, esto con el fin de dar un manejo más simplificado al documento.
TIPO 1 201-206-301-306-401-406-501-506 TIPO 2 202-205-302-305-402-405-502-505 TIPO 3 203-204-303-304-403-404-503-504 TIPO 4 601-602
TIPO 5 701-702-801-802-901-902-1001-1002 TIPO 6 703-803-903-1003
PLANOS DE DISEÑO ESTRUCTURAL (VER ANEXOS)
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Los planos presentan el despiece de columnas y pantalla de concreto, vigas y planta, ubicación y dimensiones de los elementos estructurales que permiten generar estabilidad al edificio.
Figure 16. Despiece de Columnas (Detalles). Fuente: Arango y CIA.
PLANOS DE DISEÑO HIDROSANITARIO (VER ANEXOS)
Diseño Desagües
Presenta red de desagües y ubicación de los pozos eyectores.
Figure 17. Planta Sótano 2 Red de desagües. Fuente: Arango y CIA
34
Figure 18. Detalle de Pozos Eyectores. Fuente: Arango y CIA
Diseño Sistema contra Incendio
Presenta la ubicación del tanque de almacenamiento de agua potable e incendio, y ubicación de la bomba contra incendios.
Figure 19. Planta Sótano 2 Red de extinción de Incendio. Fuente: Arango y CIA.
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Figure 20. Red de extinción de incendio Planta piso 2. Fuente: Arango y CIA
Figure 21. Detalle Gabinete de Incendios Clase 3. Fuente Arango y CIA.
Diseño Suministro
Presenta ubicación de la bomba de presión y red de suministro de agua potable a cada uno de los apartamentos.
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Figure 22. Red de suministro Planta Piso 2. Fuente: Arango y CIA
Figure 23. Detalle cajilla de medidores Agua Fría. Fuente: Arango y CIA.
PLANOS DE LOCALIZACION DEL PROYECTO (VER ANEXOS)
Figure 24. Planos Localización Roble 127. Fuente: Arango y CIA
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6.1.3 ALCANCE DEL DISEÑO
PREDISEÑO
Levantamiento de Inventarios de Redes de Energía y Telecomunicaciones Existentes
Estudio de Puesta a Tierra y Apantallamiento DISEÑO DE PROTECCION
Diseño de puesta a tierra
Diseño de apantallamiento DISEÑO DE REDES DE ENERGIA
Fichas Técnicas de Inventarios
Diseño de Tomas y Fuerza
Diseño de Acometidas y tableros
Diseño de TGA - Am - Transferencias
Diseño de Equipo Electrógeno
Diseño Subestación de Energía y Red de M.T. (Serie 3) DISEÑO DE REDES DE TELECOMUNICACIONES
Diseño de Voz y Datos
Diseño de Sonido, CCTV Y TV
Los cálculos de las instalaciones eléctricas del proyecto Serie 3 están basados en las Normas de CODENSA S.A, Norma NTC 2050 Código Eléctrico Nacional y el Reglamento de Instalaciones Eléctricas RETIE; para proceder a realizar el Diseño Eléctrico que incluye las Redes de Media y Baja Tensión, cálculo del Transformador, protecciones y acometidas necesarias para la puesta en funcionamiento de las instalaciones eléctricas del proyecto Roble 127. Teniendo en cuenta la arquitectura propuesta se cuenta con áreas comunes y de recreación interna, además de un total de treinta y ocho (38) unidades de vivienda. De acuerdo a lo anterior se proyecta la instalación de treinta y ocho (38) cuentas trifásicas para apartamentos, un (1) Grupo de medida en baja tensión para servicios comunes incluyendo las cargas asociadas a alumbrado comunal, y administración y por último un (1) grupo de medida en baja tensión para el sistema contra incendio.
6.1.4 LEVANTAMIENTO DE REDES ENERGIA EXISTENTES
La información requerida de un inventario de redes para poder realizar el diseño Serie 3 es la siguiente:
Red de baja tensión desde bornes del transformador de distribución en el área cercana a la construcción del proyecto.
Calibre e la red de baja tensión principal y de las acometidas.
Puntos desde la caja de acometidas hasta el predio, identificado con la norma AE216: Acometida de baja tensión desde caja de acometidas, AE217: Acometida aérea de baja tensión con cable antifraude desde red abierta, AE218: Acometida aérea desde red de baja tensión trenzada.
Acometida apuntando hacia la ubicación del medidor, indicando los números de cuentas asociados.
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Numero o cantidad de circuitos de baja tensión que salen desde bornes del transformador.
En los puntos donde las acometidas sean subterráneas, indicar si en las cajas de encuentran barrajes de baja tensión CS340 o si son derivaciones de baja tensión CS 390, de igual forma indicar la ubicación del medidor.
La información del levantamiento es consignada en una ficha de campo ver figura 28, en la cual se evidencia información de equipos eléctricos, hacia qué dirección está trazada la red eléctrica y si en la zona se encuentra fibra óptica.
Sin embargo, previamente al levantamiento de redes existentes es necesario solicitar al operador de red la factibilidad que dará las condiciones para la instalación y/o adecuación del servicio de energía eléctrica, en la solicitud el operador de red indica el punto físico de conexión y los requisitos técnicos que se deben llevar a cabo para la prestación del servicio.
Partiendo del punto físico dado por enel-codensa se realiza el levantamiento de redes existentes hasta llegar al predio en el cual se construirá el edificio.
Para el proyecto en cuestión fue necesario solicitar dos factibilidades, una correspondiente a la provisionar de obra (Figura 25) y una correspondiente a la conexión definitiva del edificio (Figura 26).
Figure 25. Factibilidad Provisional de Obra. Fuente: Enel-Codensa
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Figure 26. Factibilidad Conexión definitiva. Fuente: Enel- Codensa
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Figure 27. Transformador 225 kVA PF de conexión. Fuente: Propia
Figure 28. Ficha de levantamiento en campo del transformador. Fuente: Inectel SAS.
A partir de la información consignada en las fichas de campo se realiza el trazado de la red existente de baja tensión (Ver Figura 13).
41
Figure 29. Red Existente. Fuente: INECTEL SAS
Figure 30 Información plasmada en planos de baja tensión. Fuente INECTEL SAS
42
6.1.5 ESTUDIO DE PUESTA A TIERRA Y APANTALLAMIENTO
ESTUDIO DE PUESTA A TIERRAPara realizar el estudio de puesta a tierra en primera instancia se debe realizar la medición de resistividad en el terreno (Ver Anexo. Informe de Medición de Resistividad).
Los trabajos de medida de resistividad (ρ) de terreno se realizaron en la zona de ubicación del transformador proyectado en el diseño.
Metodología de medición.
Se tienen en cuenta los siguientes pasos:
1) Inventario de los elementos del equipo.
2) Preparación de los elementos que requiere la medición.
3) Limpieza de los equipos (si los requiere).
4) Establecer dirección y distancia de la medición.
5) Colocar los elementos de acuerdo a lo establecido.
6) Supervisar y realizar la conexión.
7) Realizar la medición y guardarla en el equipo.
8) Consignar los datos en el formato de resistividad.
9) Repetir los pasos del 4 al 8.
10) Luego con los datos hacer la comparación con la tabla de resistencia especifica.
11) Al terminar las mediciones hacer limpieza de los elementos del equipo.
12) Volver a realizar inventario de los elementos del equipo.
Figure 31. Earth-Insulation Tester MI 2088 METREL. Fuente: User Manual Version 1.0. Code 20.750.325- Inectel SAS
El equipo utilizado para la medición fue el Earth-Insulation Tester MI 2088 METREL. Este equipo posee certificado de calibración expedido por un laboratorio certificado por la Organismo Nacional de Acreditación de Colombia (ONAC).
43
Table 1. Formato de Resistividad. Fuente: Guía de uso del medidor para sistemas de puesta a tiera MI-2088- Inectel SAS
Figure 32. Valores orientativos de resistencia específica para materiales típicos. Fuente: NTC 2050
Resultados de medición de resistividad.
Para este terreno las mediciones realizadas con el teluro metro, se hicieron con una interdistancias a= 1m a=2m a= 4m y a=8m, en direcciones cardinales y una ortogonal a ellas:
Table 2. Registro de medición de resistividad. Fuente: Propia.
NÚMERO DE MEDICIÓN
ESPACIAMIENTO "a"
(m)
MEDIDA UNO ρ1 (Ω*m)
MEDIDA DOS ρ2 (Ω*m)
MEDIDA TRES ρ3 (Ω*m)
RESISTENCIA PROMEDIO ρ (Ω*m)
1 1 63.7 63 63.35
2 2 33.8 33.8 33.8
3 4 80 82.0 81
4 8 26.2 26.2
A continuación, se encuentra la evidencia fotográfica de las medidas y trabajos en campo:
44
45
Figure 33. Evidencia fotográfica de las medidas de resistividad realizadas en campo.
Se obtiene un rango de resistividad de 81 a 26.2Ω*m. Para efectuar cálculos de sistemas de malla de puesta a tierra se toma el menor valor de resistividad.
El valor de resistividad en la zona del proyecto El Roble 127, se toma como el valor mínimo promedio de resistividad de 26.2 Ω*m
46
ANALISIS DE RIESGO POR RAYO Y MEDIDAS DE PROTECCION CONTRA RAYOS
Mediante el siguiente cuadro se realiza el análisis de riesgo por rayo, ingresando los datos correspondientes a la estructura a evaluar.
Requiere dato de entrada Estructura:
Solución
ANEXO 1. Solución al Análisis de Riesgo EDIFICIO ROBLE 127
H Alto de la estructura bajo estudio (m) 3
Lda Longitud de la estructura adyacente (m) 30
Lc Long. (m) de la sección de la acometida de servicio, de la estructura bajo
estudio hasta la estructura adyacente 15
Ha Altura de la estructura de donde proviene la acometida del servicio (m) 12 Wda Ancho de la estructura adyacente (m)
Hda Alto de la estructura adyacente (m) 3
* Estructura Adyacente hace referencia a la estructura de donde proviene la acometida de servicio
Hb Altura del punto de la estructura por donde ingresa la acometida de servicio 12
ρ Resistividad del terreno donde la acometida es enterrada (Ωm) 55,56
Variables involucradas en el cálculo de áreas efectivas
L Longitud de la estructura bajo estudio (m) 34
W Ancho de la estructura bajo estudio (m) 40
40
47
48
Figure 34. Solución al análisis de riesgo por rayo. Fuente: Inectel SAS.
Los procedimientos para la selección de las medidas de protección en la estructura y en los servicios (SPR, MPR, DPS ó Apantallamiento) se describen en la norma NTC 4552-2, Figura 2, Figura 4 y Figura 5, páginas 17, 20 y 21. De acuerdo con esta información se analizan las evaluaciones que arrojaron resultados deficientes, si existen.
Los riesgos asociados a la estructura bajo estudio se encuentran dentro de los rangos tolerables, siempre y cuando se implemente un sistema de protección interno mediante DPS´s Nivel II ubicados en el tablero de distribución, el cual fue considerado en el factor de
"probabilidad de daño de sistemas internos en función del sistema coordinado de protección interno (PC)".
ANALISIS DE RIESGO DE ORIGEN ELECTRICO Y MEDIDAS PARA MITIGARLO.
De acuerdo con el artículo 9.2 del RETIE, se aplica la matriz de riesgos propuestas en la figura 35 y figura 36 siguiendo la metodología propuesta para cada tipo de riesgo e el artículo 9.2.1 con el fin de evaluar el nivel de riesgo de tipo eléctrico.
49
Figure 35. Matriz de riesgo eléctrico. Fuente: Tabla 9.3 del RETIE.
Figure 36. Decisiones y acciones para controlar el riesgo. Fuente: Tabla 9.4 del RETIE.
EDIFICACION NUEVA DESTINADA A UNIDADES DE VIVIENDA MULTIFAMILIAR Se evalúan los siguientes riesgos (Ver Anexos: Memorias de Calculo):
Arcos Eléctricos (instalación nueva con protecciones de Norma)
Ausencia de Electricidad (cuenta con planta de suplencia total)
Contacto directo (Acometidas subterráneas; instalación Nueva (improbable)
Cortocircuito (Interruptores automáticos con protección de cortocircuito)
Electricidad Estática (Puesta a tierra, tableros y elementos aterrizados)
Equipo Defectuoso (Riesgo que dependerá de elementos de propiedad de los habitantes del edificio, la Instalación es construida según Normas)
Rayos (El edifico cuenta o no con sistema de apantallamiento o DPS)
Sobrecarga (Protecciones para sobrecarga zonas comunes)
Tensión de paso (Puesta a tierra según Normas)
Tensión de contacto (Puesta a tierra según Normas)
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6.1.6 DISEÑO DE PUESTA A TIERRA
Para el diseño de puesta a tierra, se hace uso de los datos dados por ENEL-CODENSA, los cuales se visualiza en la figura siguiente:
Figure 37. Corrientes Asimétricas y Relación x/r. Fuente: Enel-Codensa.
A continuación, se muestran los resultados obtenidos siguiendo la METODOLOGIA IEEE80-2000:
Tensión de paso: 4875.50 V
Tensión de Contacto: 1443.51 V
Resistencia de puesta a tierra: 3.25 ohm
En la tabla 3 se presenta el resultado final de la malla de puesta a tierra.
Table 3. Datos puesta a Tierra. Fuente: propia
EQUIPO CALIBRE DEL CONDUCTOR
MATERIAL TAMAÑO DE LA MALLA
(m x m)
CANTIDAD ELECTRODOS
CENTRO DE TRANSFORMACION
EN ACEITE
2/0 CU 5x5 4
Para ver el cálculo de malla de puesta a tierra ver anexos Cálculos Serie 3 CD 27300, adicional a esto se anexa una guía de uso para el manejo del programa de cálculo de malla de puesta a tierra.
51
Figure 38. Datos para el cálculo de la malla de puesta a tierra. Fuente: Inectel SAS
Sin embargo, junto con la empresa Hidrocol y CIA SAS se realiza un diseño de puesta a tierra alternativo (Ver Anexo Informe de diseños SPAT ROBLES).
La empresa Hidrocol y CIA SAS presenta una solución constructiva para el sistema de puesta a tierra de la subestación del presente proyecto incorporando Kits de puesta a tierra con electrodo certificado y suelo artificial Hidrosolta® y comparándolo con el diseño tradicional de cable desnudo y varilla de cobre.
Se atienden los requisitos mínimos establecidos en el RETIE, en búsqueda de la conservación de la integridad y la vida humana, obteniendo de esta manera un proyecto con tensiones de paso y toque admisibles que conlleven de igual manera a un desarrollo del proyecto a costos viables de ejecución.
El análisis fue realizado a través del software de simulación de sistema de puesta a tierra CYMGrd Versión 6.3 R. 7. CYMGrd es un programa de simulación que funciona conforme a las normas IEEE 80™ 2000, IEEE 81™ 1983 e IEEE 837™2002.
Figure 39. Esquema de construcción Sistema de puesta a tierra con Hidrosolta. Fuente: Hidrocol y CIA SAS
