Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE – 0502 Proyecto Eléctrico

Propuesta de diseño del sistema eléctrico en edificio tributo

Por: Emerson Ulloa Avila

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Julio del 2013 i

Propuesta de diseño del sistema eléctrico en edificio tributo Por:

Emerson Ulloa Avila Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de

BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal:

______________________ Ing. Tony Eduardo Delgado Carvajal Profesor Guía

_____________________

_________________________

Ing. Renato Coto Zyzak

Ing. Juan Ramón Rodríguez Solera ii

DEDICATORIA A mi familia que es lo más valioso que tengo en la vida, que gracias a ellos soy todo lo que soy y son mi fuente de energía. Los amo!

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RECONOCIMIENTOS Al profesor Tony por el apoyo y la oportunidad de realizar este trabajo y los demás profesores que si se han tomado el tiempo y la preocupación de hacer de uno un gran profesional y ser humano.

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ÍNDICE GENERAL 1.

INTRODUCCIÓN ................................................................................. 1

1.1.

Justificación ............................................................................................ 1

1.2.

Objetivos ................................................................................................. 2 1.2.1 Objetivo principal ............................................................................................... 2 1.2.2 Objetivos específicos......................................................................................... 2

1.3.

Metodología ............................................................................................ 3

2.

CAPÍTULO 2: DESARROLLO TEÓRICO ....................................... 4

2.1.

Cableado estructurado .......................................................................... 4 2.1.1 Cableado horizontal ........................................................................................... 5 2.1.2 Canalizaciones horizontales ........................................................................ 10 2.1.3 Cuarto de telecomunicaciones .................................................................... 12 2.1.3.1 Tierra física en cuarto TI ............................................................... 14

2.2.

Control de accesos ................................................................................ 15

2.3.

Detección de incendios ......................................................................... 17 2.3.1 Panel de control de alarma ........................................................................... 17 v

2.3.2 Paneles notificadores ...................................................................................... 18 2.3.3 Detectores de incendios................................................................................. 19 2.3.3.1 Detectores de humo ......................................................................... 19 2.3.3.2 Detectores de humo iónicos ......................................................... 20 2.3.3.3 Detectores de temperatura............................................................. 20 2.3.4 Estaciones de activación manual .............................................................. 21 2.3.5 Zonas críticas.................................................................................................... 21 2.3.6 Normas de diseño ........................................................................................... 22 2.3.6.1 Paneles de incendio.......................................................................... 22 2.3.6.2 Notificaciones .................................................................................... 23 2.3.6.3 Detectores de incendio ................................................................... 23 2.3.6.4 Estaciones luminosas de pared .................................................... 27 2.4.

Alimentación eléctrica ........................................................................ 27 2.4.1 Diagrama unifilar ............................................................................................. 28 2.4.2 Cargas continuas

............................................................................................. 28

2.4.3 Capacidad nominal .......................................................................................... 29 2.4.4 Conductores

...................................................................................................... 30

2.4.4.1 Conductor de neutro ........................................................................ 31 vi

2.4.4.2 Conductor puesta a tierra ............................................................... 32 2.4.4.3 Correción por temperatura ............................................................ 32 2.4.4.4 Aislamiento de conductores ......................................................... 33 2.4.4.5 Ajuste por cantidad de conductores .......................................... 35 2.4.4.6 Escogencia por amperaje ............................................................... 35 2.4.5 Iluminación......................................................................................................... 38 2.4.6 Tomacorrientes

................................................................................................ 39

2.4.7 Tomacorrientes GFCI .................................................................................... 40 2.4.8 Interruptores ...................................................................................................... 40 2.4.9 Reglas de diseño ............................................................................................... 41 2.4.9.1 Método por capacidad de corriente ........................................... 41 2.4.9.2 Método por caída de tensión ........................................................ 42 2.4.9.3 Método por cortocircuito ............................................................... 44 2.4.10 Cálculo de ducto ............................................................................................ 44 3.

CAPÍTULO 3: PROPUESTA DE DISEÑO ...................................... 46

3.1.

Sistema de Cableado Estructurado .................................................... 48 3.1.1. Cuarto de TI ...................................................................................................... 51

3.2.

Sistema de Control de Accesos ........................................................... 52 vii

3.3.

Sistema de Detección de Incendios ..................................................... 55

3.4.

Alimentación Eléctrica ........................................................................ 58 3.4.1. Tablero TN2

.................................................................................................... 61

3.4.2. Tablero TN1

.................................................................................................... 64

3.4.3. Tablero TUPS2 ............................................................................................... 65 3.4.4. Tablero TUPS1 ............................................................................................... 66 3.4.5. Tablero TU1

.................................................................................................... 67

3.4.6. Tablero TN4

.................................................................................................... 68

3.4.7. Tablero TN3

.................................................................................................... 70

3.4.8. Tablero UPS4 .................................................................................................. 72 3.4.9. Tablero TUPS3 ............................................................................................... 74 3.4.10. Tablero U2 4.

..................................................................................................... 75

CONCLUSIONES ............................................................................... 77

ANEXOS ......................................................................................................... 78 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 79

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ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Topología de conexión estrella.............................................................................. 6 Figura 2.2 Ensamble de salidas multiusuario de telecomunicaciones .................................... 7 Figura 2.3 Longitudes máximas en cableado de oficina abierta. ............................................ 8 Figura 2.4 Punto de consolidación .......................................................................................... 8 Figura 2.5 Capacidad en tubería conduit o EMT .................................................................... 9 Figura 2.6 Esquema de cuarto de telecomunicaciones típico, ANSI/TIA-569-B ................. 13 Figura 2.7 Diagrama sistema control de acceso ................................................................... 16 Figura 2.8 Topología Sistema detección de incendios ......................................................... 19 Figura 2.9 Regla de las 4 pulgadas ....................................................................................... 24 Figura 2.10 Separación mínima de paredes y esquinas ........................................................ 25 Figura 2.11 Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares ......................................... 26 Figura 2.12 Diagrama capacidad nominal de circuitos......................................................... 29 Figura 2.13 Capacidad nominal de circuitos ........................................................................ 30 Figura 2.14 Ensambles fijos de múltiples salidas ................................................................. 31 Figura 2.15 Factor de corrección por temperatura ambiente ................................................ 32 Figura 2.16a Aplicaciones y aislamiento de conductores ..................................................... 33 Figura 2.16b Aplicaciones y aislamiento de conductores ..................................................... 34 Figura 2.17 Capacidades permisibles para conductores canalizados ................................... 36 Figura 2.18 Capacidades permisibles para conductores al aire libre ................................... 37 Figura 2.19 Cargas generales de iluminación por ocupación ............................................... 38 Figura 2.20 Requerimientos de circuitos de ramales ............................................................ 40 ix

Figura 2.21 Valores de impedancia para conductores .......................................................... 44 Figura 2.22 Cantidad de cables en tubería EMT .................................................................. 46 Figura 3.1 Lectora de proximidad......................................................................................... 53 Figura 3.2 Tarjeta de proximidad tipo clam Shell RBH ....................................................... 53 Figura 3.3 Diagrama distribución de tableros ....................................................................... 59

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ÍNDICE DE TABLAS Tabla 2.1 Rendimiento de a clase en cables UTP ................................................................... 5 Tabla 2.2 Longitudes máximas en cableado de oficina abierta .............................................. 8 Tabla 2.3 Dimensionamiento cuarto TI ................................................................................ 12 Tabla 2.4 Intensidad luminosa mínima por cuarto ............................................................... 27 Tabla 2.5 Factor de ajuste por cantidad de cables ................................................................ 35 Tabla 2.6 Porcentaje de llenado en tubería conduit .............................................................. 45 Tabla 2.7 Área máxima de llenado en tuberías ..................................................................... 45 Tabla 3.1 Tubería para bajantes de cableado ........................................................................ 50 Tabla 3.2 Distribución circuitos tablero TN2 ....................................................................... 61 Tabla 3.3 Distribución circuitos tablero TN1 ....................................................................... 63 Tabla 3.4 Distribución circuitos tablero TUPS 2 .................................................................. 64 Tabla 3.5 Distribución circuitos tablero TUPS 1 .................................................................. 65 Tabla 3.6 Distribución circuitos tablero TU2 ....................................................................... 68 Tabla 3.7 Distribución circuitos tablero TN4 ....................................................................... 69 Tabla 3.8 Distribución circuitos tablero TN3 ....................................................................... 70 Tabla 3.9 Distribución circuitos tablero TUPS4 ................................................................... 72 Tabla 3.10 Distribución circuitos tablero TUPS3 ................................................................. 73 Tabla 3.11 Distribución circuitos tablero TU1 ..................................................................... 75

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Nomenclatura

Área de Distribución de zona: Un espacio en el cuarto de computadoras en donde está ubicada la salida de la zona o punto de consolidación. Asociación de Industrias de Telecomunicaciones (TIA): Una organización de Estándares que, entre otras actividades, se especializa en las características eléctricas y funcionales del equipo de interfaz. Asociación de Industrias Electrónicas (EIA): Organización de normalización que se especializa en las características eléctricas y funcionales de equipo de interfaz. La organización establece normas para interfaces con el fin de garantizar la compatibilidad entre equipos de comunicaciones de datos y equipo terminal de datos. American Wire Gauge (AWG): El calibre de alambre estadounidense es una referencia de clasificación de diámetros. Cuanto más alto es este número, más delgado es el alambre. El alambre de mayor grosor (AWG más bajo) es menos susceptible a la interferencia, posee menos resistencia interna y, por lo tanto, soporta mayorescorrientes a distancias más grandes. Back Bone: Instalación contenida entre los cuartos de telecomunicaciones, crossconnects, o entre las acometidas y los cuartos de equipo dentro o entre edificiones. (Fuente ANSI/TIA/EIA-568-B) Biex: Tubería PVC ó metálica flexible. Blindaje: Capa metálica colocada alrededor de un conductor o grupo de conductores. Bonding: Proceso de conexión a tierra de los conductores/contactos sobre los cableados, los sistemas de rutas o los componentes a un punto a tierra identificado dentro de las instalaciones especificadas en las regulaciones nacionales o internacionales. Breaker: Aparato capaz de interrumpir o abrir un circuito eléctrico cuando la intensidad de la corriente eléctrica que por él circula excede de un determinado valor o, en el que se ha producido un cortocircuito, con el objetivo de no causar daños a los equipos eléctricos. xii

Call Center: Lugar donde agentes, asesores, supervisores o ejecutivos, realizan llamadas y o reciben llamadas desde o hacia: clientes (externos o internos), socios comerciales, compañías asociadas u otros. Conexión cruzada: Esquema de conexión entre tendidos de cable, subistemas y equipos por medio de cordones de parcheo o jumpers que se acoplan al hardware de conexión en cada extremo. Cross-Connect: Instalación que permite la terminación de cables y su interconexión o conexión cruzada (Fuente ANSI/TIA/EIA-568-B) Jack Plate: Conector/salida hembra de telecomunicaciones, posicionado o no, que puede tener seis u ocho posiciones, pero no todas las posiciones necesitan tener contactos. Jumper: Conjunto de pares trenzados sin conectores, usado para unir circuitos/enlaces de telecomunicaciones en el cross-connect. Par Trenzado Blindado (STP): Medio de cable con uno o más pares de conductores de cobre aislados, trenzados, rodeados por un blindaje metálico o pantalla y unidos en una envoltura plástica común. Par Trenzado no blindado (UTP): Medio de cable con uno o más pares de conductores de cobre trenzados, aislados, unidos en una envoltura plástica única. Patch Cord: Cordón de parcheo, unidad o element flexible con uno o dos conectores utilizada para establecer conexiones en un panel de parcheo. Patch Panel: Panel de parcheo, sistema de hardaware de conexión que facilita la terminación del cable y la administración del cableado por medio de cordones de parcheo. Piso Falso: Sistema de piso que consta de paneles de piso completamente desmontables que se apoyan en pedestales o largueros para facilitar el acceso al área que queda debajo. Proveedor de Acceso: El operador de cualquier instalación que se usa para transportar las señales de telecomunicaciones hacia y desde las instalaciones de un Cliente. Proveedor de Servicios: El operador de cualquier servicio que suministre contenido de telecomunicaciones entregadas sobre las instalaciones del proveedor de acceso. Punto de Consolidación (CP): Un punto de conexión en el subsistema de cableado horizontal entre un distribuidor de piso y una salida de telecomunicaciones. xiii

Racks: Soporte metálico destinado a alojar equipamiento electrónico, informático y de comunicaciones. Las medidas para la anchura están normalizadas para que sean compatibles con equipamiento de cualquier fabricante. También son llamados bastidores, cabinas, cabinets o armarios. Switch: Dispositivo digital lógico de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

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Resumen Dado el incremento en el país del número de incendios en edificios provocados por problemas eléctricos y al ser estos los de mayor riesgo para la vida humana, se ha hecho indispensable la necesidad de regular y supervisar de manera adecuada el cumplimiento de los estándares para el diseño e instalación de sistemas eléctricos en edificios, es por ello que nace el código eléctrico nacional. Este proyecto tiene como fin presentar una posible propuesta de diseño eléctrico para el segundo y tercer piso del edificio Tributo ubicado en Santa Ana, conforme con los estándares de la industria y los requerimientos pautados en este nuevo código eléctrico que comenzó a regir a partir del año 2012. En este proyecto no solo se busca realizar un diseño sino también presentar y dar a conocer sub sistemas del sistema eléctrico que no son tan conocidos para los estudiantes tales como, el sistema de cableado estructurado, detección de incendios y control de accesos. Que si bien es cierto son sistemas no tan complicados, muy pocas veces son vistos en nuestros cursos de carrera. Se mostrarán las partes de las cuales se componen estos sub sistemas que son altamente utilizados hoy en día y como realizar una diseño que cumpla con los estándares para su adecuada implementación. Es casi imposible pensar en un edificio comercial y no contemplar un sistema de telecomunicaciones o bien de control de accesos, de ahí nace el interés de mostrar este otro lado de los sistemas eléctricos que no estamos tan acostumbrados a estudiar pero que si se busca un poco en la industria actual se encontrará fácilmente gran cantidad de empresas que se dedican a este diseño, siendo un área inmensa de futuro trabajo para todos los estudiantes de ingeniería eléctrica.

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1. CAPÍTULO 1: Introducción 1.1 Justificación Hoy en día se construyen gran cantidad de edificios de oficinas (call center) el cual es una oficina centralizada con el propósito de recibir y transmitir un gran volumen de requerimientos por medio del teléfono. Se encargan de dar soporte a consumidores de distintos productos o inclusive hacer tele mercadeo entre otras cosas. En estos edificios se aprovecha al máximo el espacio para tener la mayor cantidad de personas dando soporte. Estos edificios de oficinas conglomeran muchos trabajadores y a su vez consumen mucha energía, esto debido a que cada usuario como mínimo cuenta con un computador, dos monitores más su debido teléfono que en muchos casos se maneja con las misma red del computador. Y para poder lograr tener un sistema en todo el edificio se debe de contar con un cuarto de servidores, un sistema de respaldo por medio de fuentes de poder uninterrumpibles (UPS), un muy buen sistema de iluminación, además de aires acondicionados para el confort de los empleados y protección de servidores, entre otras cosas. Con esta cantidad de sistemas es de gran importancia realizar un diseño acorde a la gran cantidad de cargas, para evitar sobrecalentamientos en la red, fallas por la mal cálculo o distribución de cargas, pero sobre todo para evitar la pérdida de información o desconexión temporal del sistema siendo este el pilar fundamental de estas compañías que brindan soporte a los consumidores de su producto. Es por esto que consideré de gran importancia realizar esta propuesta de diseño para un edificio de esta índole, con el fin de lograr un diseño adecuado y acorde tanto a todas los requerimientos exigidos por el código eléctrico nacional como a las

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especificaciones del cliente para el confort de sus trabajadores y buen desempeño de su empresa.

1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo general Realizar una propuesta de diseño adecuado, eficiente y de acuerdo al código eléctrico del sistema eléctrico del 2do y 3er piso del edifico Tributo.

1.2.2 Objetivos específicos  Investigar y describir los componentes que conforman una red de cableado estructurado, sistema de detección de incendio y sistema de control de acceso para comprender el debido funcionamiento de estos sistemas y tener criterios para proponer un diseño de acorde a los requerimientos.  Proponer el diseño completo del sistema eléctrico del 2do y 3er piso del edifico tributo de acuerdo a lo solicitado en el código eléctrico, contemplado acometidas, iluminación, tomacorrientes, cableado estructurado, detección de incendios y control de accesos.  Realizar el conjunto de planos para este sistema eléctrico acorde a la propuesta de diseño, con el uso de la herramienta de diseño Auto cad y con cada una de las especificaciones requeridas para su debida aprobación en el CFIA.

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1.3 Metodología

La metodología consistió en 2 etapas. La primera y primordial se basó en la búsqueda de la información sobre los diferentes sistemas a instalar (alimentación eléctrica, cableado estructurado, detección de incendio y control de acceso) para poder crear un diseño que cumpla con los requerimientos necesarios. Para el desarrollo de esta etapa fue necesario recurrir a libros de texto, manuales de instalación, código eléctrico nacional, entre otros. Para poder tener unas fuertes bases en que basarse para lograr este diseño. Es importante recalcar que esta propuesta de diseño busca contemplar cada una de las pautas estipuladas en el código eléctrico nacional vigente en nuestro país con todo lo que respecta al cálculo de conductores, dimensionamiento de acometidas, centros de carga, cantidad de circuitos, aterrizaje de tierras y demás partes del sistema eléctrico. Para el diseño del cableado estructurado de voz y datos se utilizó la norma ANSI/TIA-568-B, ANSI/TIA-568-C, ANSI/TIA-569C, J-Std-607A que es la norma Estadounidense que se utiliza en Costa Rica para estándares de telecomunicación de un edificio comercial y requerimientos de tierra física en edificios comerciales. Por otra parte la segunda etapa contempla una serie de visitas de campo al edificio para tener un panorama más claro de lo solicitado por el dueño del edificio para la implementación de este complejo de oficinas. Una vez con toda la información recopilada y explicada se continuó con la realización de la propuesta en sí de este sistema. Finalmente se concluyó este proyecto con la realización de los planos eléctricos de este edificio listos para presentarse en el Colegio Federado de Ingenieros y de Arquitectos y cumpliendo todos los requerimientos de este ente.

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2. CAPÍTULO 2: Desarrollo Teórico 2.1 Cableado Estructurado “Cableado estructurado” es un término muy utilizado para definir un sistema de cableado genérico de voz, datos e imagen (telecomunicaciones). Es una infraestructura de tecnología de la información (TI) que define un diseño de cableado basado en los requisitos del usuario final. Cuando se adapta ya sea a instalaciones de campus o de edificios individuales, este cableado consta de tres subsistemas que pueden unirse para formar una red completa en una topología tipo estrella. La norma utilizada en Costa Rica ANSI/TIA/EIA define los siguientes 3 subsistemas para un cableado estructurado:  Cableado horizontal: cableado en cada piso del edificio que conecta las salidas de telecomunicaciones en el área de trabajo a un cableado horizontal localizado en un cuarto de telecomunicaciones.  Cableado conexión inter edificios: es el cableado que enlaza edificios en un ambiente de campus.  Cableado conexión intra edificio: es el cableado que conecta cada cableado horizontal dentro del mismo edificio hacia un cableado principal o intermedio.

Cabe destacar que en el proyecto se tomó como guía la normativa ANSI/TIA y no así la ISO/IEC, es importante señalar que el sistema a diseñar es del tipo cableado horizontal por lo que no ahondaremos en detalles de los otros subsistemas. En cuanto a categorías de desempeño reconocidas por esta normativa en nuestro mercado se encuentran las categorías 3(reconocido para aplicaciones de voz únicamente), 5, 6, 6ª para componentes y cableado balanceado.

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Una categoría caracteriza el nivel de rendimiento de un solo componente: un cable, un conectador o incluso un cordón. Una clase caracteriza el nivel de rendimiento de una conexión formada por varios componentes (cable + conectador). La clase no sirve para caracterizar un componente, sino para definir el nivel de rendimiento de una instalación. Tabla 2.1. Rendimiento de acuerdo a clase en cables UTP.

Categoría Cat. 5 Cat. 5e Cat. 6 Cat. 6a

Clase D D E Ea

Caudal ≤ 100 Mbit/s ≤ 100 Mbit/s ≤ 1 Gbit/s ≤ 10 Gbit/s

Frecuencia 100 Mhz 155 Mhz 250 Mhz 500 Mhz

2.1.1 Cableado Horizontal Este tipo de cableado abarca desde la salida de telecomunicaciones del área de trabajo hasta el cuarto de telecomunicaciones, incluyendo la terminación mecánica y los jumpers o cordones de parcheo y además puede incluir el ensamble de salidas multiusuario de telecomunicaciones y los puntos de consolidación. Este sistema utilizado debe facilitar el mantenimiento continuo y la reubicación al incorporar equipo futuro y cambios de servicio, permitiendo diversidad de aplicaciones a medida que evolucionen las necesidades del usuario. Para un diseño apropiado y acorde a las normas se deben de tomar en cuenta los siguientes requisitos (ANSI/TIA-568-C) y recomendaciones: Cada área de trabajo será atendida por un distribuidor de piso localizado en el mismo piso o en un piso adyacente.

Se recomienda un mínimo de un cuarto de telecomunicaciones por cada piso. En caso de que un piso este escasamente poblado se permite servir ese piso desde uno de los pisos adyacentes siempre y cuando se cumplan los límites de longitud. Se recomienda un radio máximo de 60 metros como área que puede abarcar efectivamente un cuarto de TI. No se permite el uso de derivaciones puenteadas en el cableado horizontal.

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Estas derivaciones puenteadas son muy utilizadas en aplicaciones telefónicas para disponer de los mismos pares de cable en diferentes salidas, sin embargo degradan de manera significativa el desempeño de transmisión infringiendo el requisito de topología tipo estrella. Figura 2.1. Topología de conexión estrella.

Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”

No se usarán empalmes para cableado horizontal de par trenzado balanceado.

La longitud horizontal del cable debe ser máxima de 90 metros y mínima de 15 metros entre el distribuidor de piso y la salida, para garantizar su funcionamiento adecuado. La longitud combinada de los cordones de par trenzado usados para formar el distribuidor de piso, incluyendo el cable del equipo no excederá los 5m en la instalación. La longitud máxima de los cordones de equipo del área de trabajo no deberá exceder los 5m para cualquier cable horizontal de hasta 90m.

Normalmente se instala cobre para el cableado horizontal entre cuarto de TI y el área de trabajo, el tipo más común de cable de cobre de par trenzado de 4 pares es el UTP. Este no cuenta con ninguna lámina de metal bajo el forro del cable. También se puede utilizar cable SPT que si cuenta con esta lámina de protección, aunque es más utilizado para ambientes donde la interferencia de frecuencias es excesiva. Se requiere de un mínimo de dos puertos de salida en el área de trabajo.

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Esto suponiendo que uno sea para teléfono y otro para conexión de redes. Además se recomienda que si se emplea una salida de fibra óptica en el cableado horizontal sea adicional a estas dos salidas, aunque se permite contemplarla con una de las dos salidas necesarias. Como los requerimientos del usuario van evolucionando se han introducido esquemas flexibles que permiten la redistribución de las áreas de trabajo, con el fin de reconfigurar una oficina abierta si alterar los tendidos del cable horizontal, dos de los métodos más utilizados son el ensamble de salidas multiusuario y el punto de consolidación. El ensamble de salidas multiusuario son especiales para espacios abiertos donde se espera sean movidos para facilitar la conectividad del usuario. Figura 2.2. Ensamble de salidas multiusuario de telecomunicaciones.

Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”

Estos cables que se extienden desde el ensamble de salidas multiusuario hasta el usuario se considera un cordón de equipo y no se terminará en una salida adicional de telecomunicaciones. La longitud máxima de los cordones del área de trabajo utilizados se determinaran por la siguiente fórmula.

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Figura 2.3. Longitudes máximas en cableado de oficina abierta.

Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”

Donde C: es la longitud máxima combinada en metros del cable del equipo del área de trabajo, el cable del equipo en el cuarto de TI y un cable de parcheo adicional en una conexión cruzada. H: es la longitud en metros del cable horizontal. D: es el factor de detrimento, 0.2 para UTP ó 0.5 para SPT. W: es la longitud en Tabla 2.1. Longitudes máximas en cableado de oficina abierta.

Longitud del cable Horizontal H

Metros 90 85 80 75 72 o menos

Longitud máxima combinada del cable del área de trabajo, el cordón de parcheo y el cable del equipo C Sin Blindado(m) blindaje(m) 10 8 14 11 18 15 22 18 25 20 Fuente: Propia

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Longitud máxima del cable del equipo de área de trabajo W Sin blindaje(m) Blindado(m) 5 9 13 17 20

3 6 10 13 15

La longitud máxima de los cordones de equipo del área de trabajo no excederá los 20 metros cuando se use un ensamble de salidas multiusuario. Los ensambles de las salidas de telecomunicaciones multiusuario no estarán localizados en techos falsos, pisos falsos o cualquiera área obstruida.

Los puntos de consolidación brinda un punto de conexión de terminación entre el cableado de oficina abierta y le cableado horizontal para reacomodos menos frecuentes. Cabe resaltar que este punto de consolidación no es un empalme sino una pieza de hardware de conexión. Figura 2.4. Punto de consolidación.

Fuente: Fernadez, B. “Capacitación para cableado estructurado de cobre”

No se permitirá más de un punto de consolidación dentro del mismo tendido de cable horizontal. No se permitirán conexiones cruzadas o equipo activo en el punto de consolidación. La salida máxima entre el distribuidor de piso y la salida de telecomunicaciones será de 90m. La distancia mínima entre el distribuidor de piso y el punto de consolidación será de 5m. La distancia mínima entre el punto de consolidación y la salida de telecomunicaciones será de 5m.

Estos requisitos de distancias mínimas entre el distribuidor de piso y le punto de consolidación, y entre el último y la salida de telecomunicaciones, minimizan una reducción de potencial de desempeño cuando dos piezas de “hardware” de conexión están muy próximas entre sí y optimiza el desempeño general del sistema. El uso de espacios techo falso o piso falso para puntos de consolidación puede ser aceptable siempre y cuando sea accesible sin desplazar estructuras, equipo o mobiliario pesado. 9

2.1.2 Canalizaciones horizontales. Se recomienda que las canalizaciones horizontales permitan un mínimo de tres cables para cada área de trabajo individual. Cuando se dimensiona para espacios de oficina abierta se puede basar en 10 de espacio de piso utilizable por cada área de trabajo. Esta recomendación en cuanto al dimensionamiento para tres cables por cada área de trabajo permite el crecimiento futuro y flexibilidad a medida que evolucionan las necesidades de los ocupantes. Es claro que tampoco se debe dejar de lado las exigencias del cliente y por supuesto el presupuesto a utilizar por lo que se solo se toma como una recomendación. Las canalizaciones horizontales de cableado se diseñaran e instalarán para cumplir los reglamentos eléctricos y de construcción locales y nacionales (código eléctrico y código civil). La puesta y unido a tierra de canalizaciones horizontales de cableado cumplirán los reglamentos y normas aplicables. Las canalizaciones serán apropiadas para el ambiente en el cual se instalarán y no se obstaculizarán por ductos de ventilación, aire acondicionado, distribución de energía eléctrica o límites de espacio de las especificaciones adyacentes. Las canalizaciones horizontales se instalarán o seleccionarán de manera que el radio mínimo de curvatura de los cables horizontales se mantenga dentro de las especificaciones del fabricante durante y después de la instalación.

El radio de curvatura interior mínimo de las canalizaciones horizontales ni debe ser inferior a diez veces el mayor diámetro de los cables a instalarse. Teniendo como finalidad garantizar que el desempeño de los cables, luego de su instalación, será consistente con las especificaciones del fabricante. Todas las canalizaciones utilizadas para el cableado de telecomunicaciones estarán dedicadas a este uso y no serán compartidas por otros servicios del edificio. Todas las canalizaciones instaladas serán accesibles con el fin de efectuar adiciones, cambios o retiros de cables. Las canalizaciones cerradas tendrán puntos de acceso espaciados como mínimo cada 30m.

Es recomendable que todas las canalizaciones cerradas tengan puntos de acceso espaciados cada 15m para facilitar la instalación del cableado de telecomunicaciones. 10

Ningún segmento de tubería “conduit” contendrá más de dos curvas de 90°, o equivalente entre puntos de acceso. Los soportes y canalizaciones de cableado se equiparán con medios estructuralmente independientes al techo falso, sus marcos o sus soportes. En áreas cubiertas por pisos falsos se usarán rutas definidas para cable de telecomunicaciones.

Cuando se utiliza tubería “conduit” para cableado estructurado se trabaja con una serie de limitaciones (acceso limitado, rutas fijas, capacidad fija). Su uso debe considerarse exclusivamente para una sola ubicación remota, o cuando los tendidos horizontales se extienden externos al edificio o cuando se requiera específicamente por reglamentos o normas aplicables. Se recomienda la instalación de una guía de cordón de nylon en cada tubería conduit.

Figura 2.5. Capacidad en tubería conduit o EMT. Medida comercial del conduit 16 21 27 35 41 53 63 78 91 103

Capacidad del conduit para cables horizontales Número máximo de cables basado en capacidad de llenado disponible Diámetro exterior del cable (mm) 3.3 4.6 5.6 6.1 7.4 7.9 9.4 13.5 1 1 0 0 0 0 0 0 6 5 4 3 2 2 1 0 8 8 7 6 3 3 2 1 16 14 12 10 6 4 3 1 20 18 16 15 7 6 4 2 30 26 22 20 14 7 7 4 45 40 36 30 17 14 12 6 70 60 50 40 20 20 17 7 22 12 30 14 Fuente: Propia

Esta tabla ofrece las guías sobre la capacidad del cable con base en dos curvatura de 90° y una longitud máxima de 30m. Además se basa en un factor de llenado del 40% y un factor de detrimento del 15% por cada una de las dos curvas. Los sistemas de canalización más utilizados son los de techo falso y esto se debe ampliamente a su capacidad de reutilizarse en estructuras que carecen de otros medios de distribución de cableado horizontal. La distribución en techo falso se puede implementar 11

utilizando mecanismos tales como tubería conduit, bandejas, ductos, soportes no contiguos, etc. Los sistemas de distribución por techo falso proporcionarán total accesibilidad a las canalizaciones de cableado. No deberán emplearse placas de bloqueo ni techos falsos continuos a menos que se cumplan uno o más de las siguientes condiciones:  

Exista previamente o se proporcione una canalización cerrada Existan pasillos seguros sobre el techo falso a lo largo de las canalizaciones

2.1.3 Cuarto de Telecomunicaciones (TI) La finalidad de un cuarto de telecomunicaciones es la distribución del cableado horizontal y se le considera generalmente como un espacio que atiende un piso individual del edificio. Está destinado a alojar equipo de telecomunicaciones, terminaciones y distribuidores de cableado. Normalmente los cuartos de TI contienen el distribuidor de piso, el cual está conformado por hardware de conexión y cordones usados para conectar servicios, de cableado de conexión o de equipo activo, con el cableado horizontal. Los cables horizontales se deben terminar en “hardware” de conexión que cumpla los requisitos especificados en la sección de cableado horizontal. Las terminaciones fijas de los cables horizontales no deben usarse para cambios rutinarios al sistema de cableado. Para estos cambios se deben utilizar, cordones de parcheo de equipo. El cuarto de telecomunicaciones debe estar dedicado a la función de telecomunicaciones. El acceso a los cuartos de telecomunicaciones debe permitirse sólo al personal autorizado y no debe ser compartido por servicios del edificio que puedan inferir con los sistemas de telecomunicaciones.

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Figura 2.6. Esquema de cuarto de telecomunicaciones típico, ANSI/TIA-569-B.

Fuente: Fernandez, B. “Capacitación de instalación en cableado de cobre”.

Se recomienda que el cuarto de TI se localice cerca del centro geográfico del área del piso que va a atender y que sea accesible desde áreas públicas. El tamaño del cuarto de telecomunicaciones se basa en el espacio de piso atendido. Este espacio de piso debe tomar en cuenta tanto los distribuidores del sistema backbone como los utilizados para atender el cableado horizontal. Para dimensionar el tamaño mínimo del cuarto se presenta la siguiente tabla. Tabla 2.3. Dimensionamiento cuarto TI.

Área de servicio

Tamaño mínimo del cuarto m 3x2.2 3x2.8 3x3.4

500 800 1000

Es recomendable que los interruptores de luz sean fácilmente accesibles a la entrada del cuarto. Las lámparas de iluminación deben montarse en el techo estructural puesto que no se recomiendan los techos falsos en estos cuartos.

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Debido a la cantidad potencial de equipo activo tal como concentradores, enrutadores y servidores utilizados en el cuarto de telecomunicaciones, se necesita tener en cuenta los niveles de calor y humedad para mantener la misma temperatura cerca de las oficinas. Los cables en un cuarto de TI por lo general terminan en un patch panel montado sobre un bastidor de telecomunicaciones. Los cables generalmente se enrutan desde una caída de canasta hacia un administrador vertical que se monta sobre el costado del bastidor. Estos cables pueden ajustarse al administrador vertical de cables mediante abrazaderas. Normalmente los cables transitan hacia los paneles de parcheo mediante un administrador horizontal de cables. Los paneles de parcheo se montan de manera horizontal en el bastidor, en el bastidor se instala generalmente un panel de parcheo de dos unidades de bastidor y 48 puertos, separados por un administrador horizontal de cables de 2 unidades. 2.1.3.1

Tierra física en cuarto TI

La tierra física en el cuarto de telecomunicaciones, ofrece una ruta de baja impedancia hacia la tierra para limitar el voltaje que imponen la iluminación, las líneas de ondas, el contacto no intencionado con líneas de voltajes más alto, la descarga electrostática (ESD) y la interferencia electromagnética (EMI). Un sistema de tierra física de telecomunicaciones consiste en una barra TMGB conectada a la tierra principal del edificio o planta, el cual será normalmente la tierra del servicio eléctrico. Un cable de cobre con aislante verde o verde/amarillo, se en ruta a una barra TGB. Esta barra TGB se localiza en las instalaciones de entrada de telecomunicaciones. Todos los componentes metálicos de conductividad en las instalaciones de entrada a telecomunicaciones, las salas de equipo y las salas de telecomunicación deberán quedar unidos al TMGB o al TGB en esa ubicación. Esto incluirá el acero estructural del edificio, el entubado mecánico y eléctrico, los ductos y el equipo, y todos los racks y cajas metálicas. El conductor mínimo para aterrizaje a tierra de telecomunicaciones es el conductor de cobre #6 AWG con aislante verde. Cada bastidor deberá estar unido individualmente al sistema de tierra.

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2.2 Control de Accesos Un sistema de control de accesos, es un sistema electrónico a través del cual controlamos entradas y salidas y que nos permite conocer quién entra, cuándo entra y a dónde entra cada individuo. Las funciones que debe cumplir un sistema de control de accesos son las siguientes:  Restringir la apertura de puertas o accesos mediante algún medio mecánico.  Identificar al usuario de acuerdo con parámetros establecidos para determinar si el acceso es permitido o denegado.  Registrar y auditar los eventos de acceso por usuario y por puerta.  Programar la autorización o desautorización del acceso relacionando a cada usuario.  Permitir funciones adicionales de seguridad y funcionalidad. Los medios mecánicos para evitar la apertura de una puerta más utilizados son las chapas, contrachapas eléctricas y cilindros electrónicos para cerraduras. Estos medios presentan tanto ventajas como desventajas siendo estos primeros soluciones sencillas y económicas pero que no ofrecen una sujeción confiable de la puerta, los electroimanes dependen del suministro eléctrico para operar con la diferencia que si el suministro eléctrico es cortado la cerradura eléctrica permanecerá cerrada. Por su lado los cilindros electrónicos para cerraduras son soluciones económicas y confiables. Funcionan con sus propias baterías, por lo que no dependen de un suministro eléctrico externo y su fuerza de sujeción depende de la cerradura en la que se instalen, de manera que no está limitada de antemano. Los medios de identificación de usuarios son:     

Teclados para digitación de códigos alfanuméricos Personales y portátiles Tarjetas de proximidad Botones de control remoto Dispositivos biométricos 15

 Lector de huella digital o iris  Identificación de rasgos faciales  Tarjetas magnéticas Al crear perfiles se puede establecer las diferentes categorías de acceso deseadas por ejemplo a un "empleado de mantenimiento" se le podrá restringir las áreas a las cuales tendrá acceso con horarios limitados, mientras que el perfil de usuario de un "ejecutivos administrativos" puede crearse con mayores atributos. Esto les permite a los administradores del sistema que el empleado del aseo no pueda acceder a la puerta de un área restringida en otro horario que no sea el que se le asigno en el sistema de control de acceso. Figura 2.7. Diagrama sistema control de acceso.

Fuente: Fernandez, B. “Capacitación de instalación en cableado de cobre”.

Además que es posible programar el comportamiento que las puertas o accesos deben tener para cada usuario en diferentes condiciones. Por ejemplo, el acceso a cierta puerta 16

puede estar condicionado a que otra puerta esté cerrada (exclusa). Así como usos especializados en los que se puede programar una apertura con retardo, para que cierta puerta específica tenga un tiempo específico de cerrado. La programación es basada en preguntas que sólo tienen que ser marcadas como habilitadas o deshabilitadas en la mayor parte del “software”. Se puede manejar reportes en tiempo real de las transacciones realizadas durante el día, calendarización de eventos como son días festivos y vacaciones. El diseño de este sistema va acorde a las necesidades de cada cliente, siendo este el que al fin de cuentas decide quien entra y adonde entra cada usuario, los horarios respectivos y el uso exclusivo de ciertos usuarios para lugares específicos tales como baños, cuartos eléctricos, cuarto de telecomunicaciones, etc. Con la ventaja que en su mayoría son programas que se pueden instalar en cualquier computador y que son muy fáciles de modificar en caso que así se necesite.

2.3 Detección de Incendios El sistema de detección de incendios consiste en componentes y circuitos programados para anunciar y monitorear el estado de la alarma contra incendios o de los dispositivos de supervisión iniciadores de señales, y es capaz de iniciar una respuesta apropiada a esas señales. Componentes básicos:    

Panel de control Detectores DI Avisadores manuales AM Dispositivos de notificación DN (aviso y señalización)

2.3.1 Panel de control de Alarma Es el componente que recibe señales de entrada de dispositivos manuales o automáticos de alarma contra incendio, y que puede suministrar energía a dispositivos de detección, además de comunicadores que transmiten las señales de alarma. La unidad de control puede también suministrar energía a los Dispositivos de Notificación y transferir su condición a relés o dispositivos conectados a esta unidad. La unidad de control de 17

alarma contra incendios puede ser una unidad de control local o una unidad de control maestra. Este panel puede ser convencional o direccionable. Según sus funciones, los sistemas pueden operar en forma: a) Sistema Local: Su objetivo principal es la activación de las alarmas locales para evacuación. En este caso, las funciones de seguridad contra incendio son controladas dentro de la propiedad que se encuentra protegida. Entre las funciones de este sistema podemos enumerar: control de humo, detección direccionable, control de aberturas, llamado al elevador, extinción, hidrantes y supervisión. b) Sistema auxiliar: El suministro de energía debe ser propietario y debe estar aislado eléctricamente de la red pública. Debe contar con vías de comunicación paralelas; cada sitio, en forma separada, debe estar conectado al control de alarma contra incendios de por ejemplo, la estación de bomberos más cercana. c) Sistema conectado a una estación central: Se encuentra en una ubicación independiente de la Estación de Monitoreo. La transmisión de un evento puede realizarse por diferentes medios: línea telefónica fija, línea o canal dedicado, radio, red LAN- /WAN. Debe contar con alimentación de energía secundaria para 24/5 en stand by 24 horas y en alarma de 5 minutos. d) Estación de supervisión remota: Está ubicada generalmente en la Central de Incendio, con dotación permanente de personal. En este caso, los métodos de transmisión pueden ser: • Vía Telefónica. • Vía Radio. • Vía TCP/IP. • Vía Línea dedicada (Polaridad Inversa). 2.3.2 Paneles notificadores Este tipo de paneles caen en la categoría de estaciones notificadoras visuales, ya que constan de un panel ubicado en el cuarto de control contra incendio, el cual se debe ubicar cerca de la entrada del edificio para que a la hora de un incendio el personal 18

entrenado contra incendio pueda identificar rápidamente el lugar de la emergencia. Este tipo de paneles indican la ubicación del incendio, así como el estado de los elevadores, el estado de los extractores e inyectores de aire, el estado de la bomba contra incendio, el estado de los parlantes de emergencia, y el estado de los teléfonos para bomberos entre otras.

2.3.3 Detectores de Incendio El tipo de detección puede ser: Lineal: Continua a lo largo de un camino, por ejemplo, detector de haz, cable térmico, etc. Puntual: Concentrado en una ubicación particular, tal como los detectores de humo y de calor. Muestreo de Aire: El aire es conducido por tubos y llevado a una cámara cerrada o caja donde a su vez, es conducido a un detector de humo sensible. Combinada: Firmas de diferentes fuentes y tipos de incendios pueden ser examinadas sin errores por sensores múltiples y tecnología avanzada instalados en un solo detector. Figura 2.8. Topología Sistema detección de incendios.

Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.

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2.3.3.1 Detectores de Humo Todos los detectores de humo son contadores de partículas. La concentración de las mismas, así como su tamaño, color y distribución, afectan cada tecnología sensora de forma diferente. Los detectores de humo de tipo puntual sólo son sensibles a la densidad y coloración del humo en su inmediata cercanía. Los detectores de humo por aspiración y por haz óptico son sensibles al valor medio de la densidad de humo a lo largo del tubo de muestras del detector sensor o del haz luminoso y, por esta razón, son particularmente aptos para el uso al ras de techos altos o allí donde el humo pueda haberse dispersado por un área extensa antes de ser detectado. En general, los detectores de humo ofrecen tiempos de respuesta apreciablemente más rápidos que los detectores de calor, pero pueden ser más propensos a generar falsas alarmas. Los detectores de humo no pueden detectar productos provenientes de líquidos de combustión limpia (tales como el alcohol) que no producen partículas de humo. Si el fuego se debiera restringir a dichos materiales y no afectara a ningún otro material combustible, deberán utilizarse detectores de calor o de llamas en esa área. Allí donde se lleven a cabo procesos de producción u otros que generen humo, vapores, polvo, etc. que puedan poner en funcionamiento detectores de humo, deberá utilizarse un tipo de detector alternativo, por ejemplo, de calor o de llama.

2.3.3.2 Detectores de Humo Iónicos Los detectores de humo de cámara de ionización y los de tipo óptico poseen un espectro de respuesta suficientemente amplio para su uso generalizado. Los detectores de humo de cámara de ionización son particularmente sensibles a los humos que contienen pequeñas partículas, tales como los que se generan en fuegos de combustión rápida con llamas, pero son menos sensibles a las partículas mayores que se encuentran en humo ópticamente denso como el que puede producirse por materiales de combustión lenta. Los detectores de humo ópticos son sensibles a las partículas de mayor tamaño ópticamente activas que se encuentran en el humo ópticamente denso y son menos sensibles a las micro partículas que se encuentran en los fuegos que arden limpiamente.

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2.3.3.3 Detectores de temperatura El efecto a detectar es la temperatura. Hay dos tipos básicos:  De temperatura fija (o de máxima temperatura).  Termo-velocimétrico. Los de temperatura fija que son los más antiguos detectores y actúan cuando se alcanza una determinada temperatura. Se basan en la deformación de un bimetal o en la fusión de una aleación. Los termo-velocimétricos miden la velocidad de crecimiento de la temperatura. Normalmente se regula su sensibilidad a unos 10ºC/min. Se basan en fenómenos diversos como dilatación de una varilla metálica, etc. Comparan el calentamiento de una zona sin inercia térmica con otra zona del detector provista de una inercia térmica determinada (que permite modificar la sensibilidad del detector). Actualmente es raro encontrar instalaciones un poco grandes protegidas por detectores de temperatura fija. Se prefiere utilizar detectores termo-velocimétricos que incluyen un dispositivo de detección por temperatura fija. Sus efectos perturbadores son la elevación de temperatura no procedente de incendio (calefacción, cubiertas no aisladas, etc.). 2.3.4 Dispositivos de activación manual Las estaciones activadoras de operación manual necesita la acción de un individuo para poderse activar la notificación en el caso de una emergencia. La señal se transmite al panel de control, en el cual se activan los respectivos notificadores. Estos dispositivos solo pueden ser utilizados en edificaciones donde siempre se tenga personal humano, que en el caso de una emergencia active la alarma. Se tiene varios tipos de dispositivos manuales, entre los cuales se tienen: • Estaciones codificadas o no codificadas • Estaciones generales o pre-activadas • Estaciones de acción simple o doble acción 21

• Estaciones protegidas con vidrio o sin vidrio 2.3.5 Zonas Críticas En general, al elegir los sitios de instalación de los sensores ya sea de humo o de temperatura, se deben seguir las recomendaciones del fabricante correspondiente con excepción de donde el sector de techo tiene contacto directo con el exterior o existe muy poco aislamiento térmico con respecto al ambiente externo. En los casos donde la temperatura del techo es excesivamente alta o excesivamente fría respecto del ambiente protegido, pueden surgir dificultades en el libre acceso del humo al sensor. Existen casos que se recomienda la instalación sobre una pared lateral como una posible solución del problema. 2.3.6 Normas de diseño Para el diseño del conjunto de detectores puntuales hay que considerar: 1. El espaciamiento en techos planos típicos 2. La estratificación, cajones y distancia mínima entre una pared lateral/techo y el detector 3. La velocidad de recambio del aire, que hay que corregir si es mayor a 7,5 recambio/hora 4. En caso de techos en pendiente, no planos o con vigas, existen requerimientos especiales. Para hacer cumplir esto el diseñador debe demostrar que la propuesta y el desempeño del equipo a escoger sobrepasan los requerimientos dados por la NFPA 72 para cada tipo de instalación. A continuación se muestra un resumen con las normas necesarias para el debido diseño de este sistema de detección de incendios.

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2.3.6.1 Paneles de Incendio Todos los paneles de los sistemas de alarmas contra incendio deben cumplir con el código NFPA 72. Este exige que los paneles deben ser alimentados por dos fuentes independientes de energía. Fuente primaria: Esta deberá ser la fuente de 120 V de corriente alterna, la cual llega a todos los edificios, casas, bodegas, etc. Aunque este nivel de voltaje no es totalmente constante debido a tormentas eléctricas, o por deficiencias del sistema, es recomendado pero no obligatorio por la NFPA 72 el uso de reguladores de voltaje y supresor de picos, esto para garantizar el correcto funcionamiento del panel de control y evitar un posible daño por alguna de estas situaciones. El uso de estos supresores no es obligatorio por la NFPA 72. Fuente secundaria: Se deberá proporcionar de una segunda fuente de alimentación la cual podrá ser una batería recargable, o un generador. La fuente secundaria entrara a funcionar 30 segundos después de la detección de la falta de energía en la fuente primaria. 2.3.6.2 Notificaciones del sistema de detección Los sistemas de alarma contra incendio deberán ser capaces de emitir los siguientes tipos de alarmas según su función: • Las alarmas contra incendio deben ser fácilmente distinguibles de los sonidos del ambiente de las edificaciones, y estas se deberán usarse para no otro propósito que el de alertar a las personas en el caso de un incendio. • Señal de falla, sean audibles o visibles estas deberán hacer saber de una manera clara y entendible el tipo de falla que se esté presentando en el sistema, sea una falla a tierra, un terminal desconectado, baja batería, o detectores dañados. • Señales de supervisión, estas deberán proveer información acerca del estado del sistema que está siendo supervisado, como por ejemplo la posición de las válvulas de los rociadores, presión de la tubería de incendio o nivel de agua en el tanque de la bomba contra incendio. Estas deberán proveer información tanto del funcionamiento normal como del mal funcionamiento de alguno de estos.

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2.3.6.3 Detectores de incendio Un detector de incendio no posee los cinco sentidos de un ser humano, pero puede llegar a ser más efectivo que un ser humano, esto si se encuentra bien diseñado, instalado y en buenas condiciones. Para ello debe cumplir con ciertas condiciones de protección, cableado y soportado. Además se debe hace una evaluación del recinto. Tomando en cuenta las condiciones de humedad, temperatura, polvo, presión, luz, y circulación de aire en el lugar donde se tengan instalados los dispositivos. Ya que estas pueden afectar el correcto desempeño de los detectores, por lo que en casos extremos se deberán escoger dispositivos que si cumplan su desempeño en las diferentes condiciones. Para los detectores de empotrar se utiliza la regla de las 4 pulgadas. La NFPA 72 exige que un detector de empotrar en cielo se sitúe a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) a la pared, y que un detector de pared sea instalado a una distancia mínima de 0.1016 m (4”) y máxima de 0.3048 (12”) abajo del techo. Esta regla se puede observar en la figura 2.9. Figura 2.9. Regla de las 4 pulgadas.

Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.

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UL exigen que para un detector de humo o de calor listados para un espaciamiento máximo Smax uno del otro, la distancia máxima que pueden estar a la pared deber ser de SMmax / 2. Este caso se muestra en la figura 2.10. Figura 2.10. Separación mínima de paredes y esquinas.

Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.

La NFPA 72 nos da la siguiente figura para determinar el espaciamiento máximo en áreas rectangulares. Este dependerá del ancho del pasillo, por esto se muestra un círculo el cual contiene rectángulos inscritos a este, cada rectángulo indica el ancho del pasillo y el distanciamiento máximo entre detectores. Esto se hace partiendo del caso en que SMAX = 9.144 m (30 ft), suponiendo que un detector con esta característica este situado en el centro del cuadrado de 9.144 m x 9.144 m (30ft X 30ft), se traza un circulo de radio 0.7 SMAX = 6.4 m (21ft). Se observa que con un radio de 6.4 m (21ft) se pueden crear varios rectángulos dentro del círculo, los cuales como se mencionó anteriormente su ancho representa el ancho del pasillo y su largo representan el distanciamiento máximo entre detectores. Por lo que como se muestra en la figura 2.11 para un detector listado para un SMAX = 9.144 m (30 ft), al utilizarse en un corredor de 4.572 m (15ft) de ancho este se puede distanciar uno de otro una distancia máxima de 12.4968 m (41 ft).

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Figura 2.11. Espaciamiento de detectores en áreas rectangulares.

Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.

La NFPA 72 dicta que los detectores no deberán ser instalados una distancia menor a 3 pies de un ducto de techo y de una distancia de 3.048 m (10ft) de un ducto de pared. Hoy en día son muy utilizados los cielos suspendidos, este sistema se instala en la mayoría de lugares como oficinas, centros educativos, hospitales, etc. Debido a que en ese espacio es donde se ubica el cableado eléctrico, equipo de aire acondicionado, y tuberías entre otros. Los pisos falsos son muy utilizados en cuartos de comunicaciones, de control y de computación, ya que el cableado se hace a través de este. Es por esto que la NFPA 72 exige la ubicación de detectores de humo en ambas partes, sin importar si se encuentren sustancias inflamables o no. Para las áreas arriba del cielo suspendido, la detección puede ser omitida siempre y cuando se tengan ventiladores que hagan que la presión sea negativa en ese espacio, lo que hará que el humo salga a través de las grillas del cielo suspendido, ya que de esta forma podrá ser detectado por los detectores de humo. 26

2.3.6.4. Estaciones Luminosas de Pared NFPA 72 exige para este tipo de estaciones lo siguiente: • La base de la estación luminosa debe quedar a una altura del nivel de piso terminado de entre 2.032 m (80 in) y 2.4384 m (96 in) • La máxima distancia una de otras en pasillos debe ser de 30.48 m (100 ft) • La máxima intensidad luminosa por cuarto o localidad es de 1000 cd, ya que un nivel mayor puede llegar a causar ceguera temporal. • El nivel mínimo de intensidad luminosa por cuarto es dado por la NFPA 72, la cual aparece en la tabla 2.3.6.1. Tabla 2.4. Intensidad luminosa mínima por cuarto. Tamaño del cuarto(m) 1 Luz 6.1x6.1 15 9.14x9.14 30 12.2x12.2 60 15.2x15.2 95 18.3x18.3 135 21.3x21.3 185 24.4x24.4 240 27.4x27.4 305 30.5x30.5 375 33.5x33.5 455 36.6x36.6 540 39.6x39.6 635

2 Luces N/A 15 30 60 95 95 135 185 240 240 305 375

4 Luces N/A N/A N/A N/A N/A N/A 60 95 95 135 135 185

Fuente: NFPA 72. “Código nacional de alarmas de incendios”.

2.4 Alimentación eléctrica Sin duda alguna de todos los sub sistemas del diseño eléctrico, la parte fundamental es la alimentación eléctrica. Que nos brinda la energía necesaria para la mayoría de labores realizadas hoy en día en cualquier lugar del mundo y muchos más en un complejo de oficinas. He de ahí la importancia en el buen diseño de esta red de alimentación eléctrica y es por esto que se debe revisar meticulosamente cada mínimo detalle para no

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crear un diseño que no cumpla con las normas que establece el código eléctrico y además cumplir con las exigencias del cliente. Cuando se realizó este diseño se escogió de muy buena manera los conductores adecuados que transportaran toda esta corriente hasta nuestro punto de salida, pero el diseño pata estos conductores no viene solo. Fue en conjunto con un sistema de protecciones adecuadas para estos conductores, así como una canalización apropiado para la cantidad y tipo de conductores que se escojan. En esta sección se presentó un resumen con conceptos importantes y las normas a seguir en el diseño de la alimentación eléctrica de un edificio.

2.4.1 Diagrama Unifilar. Un diagrama unifilar es el resumen de cómo va a estar interconectado y distribuido el sistema eléctrico. Suministra de manera sencilla y concisa los datos más significativos e importantes del sistema. El diagrama unifilar contiene:  Simbología estándar.  En los elementos de protección se indica la capacidad nominal, número de polos y la capacidad interruptora.  Para los conductores se indica: el calibre, el aislamiento, número de conductores y tipo de canalización.  Capacidad nominal de los transformadores, motores, plantas eléctricas, bancos de condensadores, UPS.  En los tableros principales se indica la tensión, cantidad de fases e hilos y si cuenta con barra de neutros y tierra.

 

Los elementos de medición se indica la relación de transformación y el rango de medición de los instrumentos. Orden geográfico de los elementos

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2.4.2 Cargas Continuas. Carga continua: Carga cuya corriente máxima se prevé que circule durante tres horas o más. Para efectos de cálculo: a) Las cargas no continuas pueden coincidir con la capacidad nominal del circuito ramal. b) En el caso de las cargas continuas, estas se deben considerar al 125% de la carga. También existe el criterio de que la carga no debe exceder el 80% de la capacidad nominal del circuito ramal.

2.4.3 Capacidad nominal de circuitos. Los conductores de los circuitos ramales deben tener la ampacidad no inferior a la carga máxima que van a alimentar. Cuando un circuito ramal alimenta cargas continuas o cualquier combinación de cargas continuas y no continuas, el calibre mínimo del conductor del circuito ramal, antes de la aplicación de cualquier factor de corrección o ajuste, debe tener una ampacidad permisible no inferior a la carga no continua más el 125% de la carga continua. Esto es detallado en la sección 210.20 protección contra sobrecorriente del NEC 2011 y mostrado en la figura 2.12. Figura 2.12. Diagrama capacidad nominal de circuitos.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

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Dispositivos de salida: El valor nominal o ajuste no debe exceder lo especificado en la Sección (210.21 NEC) para dispositivos de salida presente en la figura 2.13 A) Electrodomésticos o cargas específicas: Una salida para un electrodoméstico específico u otra carga se debe calcular con base en la corriente nominal del electrodoméstico o carga alimentada. B) Luminarias: Una salida que alimenta una(s) luminaria(s) se debe calcular con base en el valor máximo nominal en volt-amperes del equipo y las lámparas para las que estén designadas dichas luminarias. Figura 2.13. Capacidad nominal de circuitos (NEC 2011). Tamaños de tomacorrientes para distintos circuitos Ampacidad Circuitos (A) Ampacidad Tomacorrientes (A) 15 No más de 15 20 15 o 20 30 30 40 40 o 50 50 50 Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

C) Ensambles fijos de múltiples salidas: Los ensambles fijos de múltiples salidas, usados en edificios diferentes de unidades de vivienda o habitacionales de huéspedes o suites de huéspedes, en hoteles o moteles, se deben calcular de acuerdo con (1) y (2). (1) En el caso de electrodomésticos que sea improbable que se usen simultáneamente cada 1.5 m (5 pies) o fracción de cada longitud separada y continua se debe considerar como una salida de mínimo 180 volt-amper. (2) En el caso de electrodomésticos que sea probable que se usen simultáneamente, cada 300 mm (1 pie) o fracción se debe considerar como una salida mínimo 180 volt-amperes.

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Figura 2.14. Ensambles fijos de múltiples salidas.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

2.4.4 Conductores Para el cálculo de conductores se debe cumplir una serie de disposiciones presentadas en tablas en el NFPA 70 y que nuestro código eléctrico también contempla, que van desde cantidad de conductores en ducto, temperatura de operación, ambiente en el que se opera entre otros factores que se presentan a continuación. Se debe tomar en cuenta que para circuitos de 100 A nominales o menos, o marcados para conductores# 14 a 1 AWG, los conductores deben seleccionarse para 60°C. Para circuitos mayores 100 A nominales, o marcados para conductores mayores que el # 1 AWG, los conductores deben seleccionarse para 75°C.

2.4.4.1 Conductor de neutro El código establece que para el conductor de neutro en muchas ocasiones no se contempla como conductor de corriente, ya que se dice que transporta sólo la corriente de desequilibrio de otros conductores del mismo. Sin embargo, en un circuito 3 hilos que consta de dos hilos de fase y neutro, derivado de un sistema trifásico 4 hilos conectado en estrella, el neutro transporta aproximadamente la misma corriente que la de carga de línea a neutro de los otros 31

conductores. Al igual que en instalaciones trifásicas 4 hilos en estrella para cargas no lineales se debe contemplar como conductor portador de corriente.

2.4.4.2 Conductor de puesta a tierra. Este conductor no se debe tener en cuenta como portador de corriente. Por esto se permite que los conductores de puesta a tierra sea de menor tamaño que los conductores no puestos a tierra

2.4.4.3 Corrección por temperatura del ambiente Se debe de realizar un factor de corrección dependiendo de la temperatura del ambiente en el que se vayan a instalar los conductores. Para esto el código eléctrico NFPA 70 nos brinda la siguiente tabla. Figura 2.15 Factor de corrección por temperatura ambiente.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

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2.4.4.4 Aislamiento de conductores Los conductores aislados deben de cumplir con las disposiciones presentes en las siguientes figuras 2.16(a) y 2.16(b). Estas tablas aseguran el buen funcionamiento y buena escogencia del aislador para los conductores dependiendo de las condiciones y ambientes en los que se opere. Figura 2.16(a) Aplicaciones y aislamiento de conductores (NEC 2011).

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

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Figura 2.16(b) Aplicaciones y aislamiento de conductores(NEC 2011).

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

Estas tablas nos muestran un elemento importantísimo como es el aislamiento en los conductores, no es lo mismo instalar un conductor que va a operar enterrado directo en la tierra a uno que e encuentra al aire libre o cercano a zona marítima por lo que se debe de tomar en cuenta y escoger el conducto de acuerdo a sus características de aislamiento.

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2.4.4.5 Ajuste por cantidad de conductores Se debe de realizar un factor de ajuste cuando se instalan más de tres conductores portadores de corriente en una canalización cable. Cuando el número de conductores portadores de corriente en una canalización o cable es mayor de tres, o cuando los conductores sencillos o cables multiconductores están agrupados o empaquetados más de 600 mm (24 pulgadas) sin mantener separación y no están instalados en canalizaciones, la capacidad de corriente permisible de cada conductor se debe reducir como se ilustra en la tabla 2.5 Tabla 2.5 Factor de ajuste por cantidad de cables.

Número de conductores para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable 4-6 7-9 10-20 21-30 31-40 41 y en adelante

Porcentaje de los valores en las Tablas 310-16 a 310-19 NEC, ajustadas para temperatura ambiente, si es necesario 80 70 50 45 40 35

Fuente: Propia

2.4.4.6 Escogencia de conductores por amperaje. Para la escogencia de los conductores de acometidas y alimentadores que funcionan como principal alimentador de energía de un complejo de oficinas el código provee de las siguientes tablas de capacidades permisibles en conductores sencillos aislados para tensiones nominales de 0 a 2000V al aire libre basados en una temperatura ambiente de 30°C.

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Figura 2.17 Capacidades permisibles para conductores canalizados (NEC 2011).

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

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Figura 2.18 Capacidades permisibles para conductores al aire libre.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

Estas tablas nos muestran las capacidades de amperaje para los conductores de distintos tamaños que se encuentran en el mercado, con sus distintos tipos de aislantes, para conductores tanto de aluminio como cobre y si se instalarán en canalización o al aire libre.

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2.4.5 Iluminación. Para el cálculo de cargas generales de iluminación se recurre a la tabla 220.12 del NEC que se presenta en figura 2.19 la cual nos muestra cómo se debe calcular para distintos tipos de edificios. Figura 2.19 Cargas generales de iluminación por ocupación.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

La figura 2.19 nos da un valor aproximado en Volt-Ampere por metro cuadrado para diferentes tipos de edificaciones, esto porque no es lo mismo iluminar un hogar, a una escuela o un complejo de oficinas. Por ser lugares de trabajo que se necesita un ambiente fresco y óptimo para trabajar largas jornadas se debe instalar un sistema de iluminación adecuado a estas necesidades. 38

2.4.6 Tomacorrientes o receptáculos. Dependiendo de la condición en la que se esté utilizando un tomacorriente así va ser la forma de calcular su carga: 1) Receptáculo individual instalado en un circuito ramal individual, un tomacorriente individual instalado en un circuito ramal individual debe tener valor nominal en amperes no menor a la de dicho circuito. 2) Carga total conectada con cordón y clavija. Cuando esté conectado a un circuito ramal que suministra corriente a dos o más receptáculos o salidas, el tomacorriente no debe alimentar una carga total conectada con cordón y clavija que supere el máximo establecido en la figura 2.12. 3) Cuando estén conectados a un circuito ramal que alimenta dos o más salidas o receptáculo, el valor nominal de los receptáculos debe corresponder a los valores de la figura 2.13 o si es de más de 50 amperes, el valor nominal del receptáculo no debe ser inferior al valor nominal del circuito ramal. 4) Las salidas de receptáculos se deben calcular mínimo de 180 volt-amperes para cada receptáculo sencillo o para cada receptáculo múltiple. Una pieza individual de equipo que conste de un receptáculo múltiple compuesto de 4 o más receptáculos, se debe calcular a no menos de 90 volt-amperes por receptáculo. En la figura 2.20 se resumen los requisitos de los circuitos que tengan dos o más salidas o receptáculos. Esta tabla solo brinda un resumen de los requisitos mínimos.

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Ampacidad del Circuito Conductores Taps Sobrecorriente protección Ampacidad de salida Carga máxima

Figura 2.20 Requerimientos de circuitos de ramales. 15A 20A 30A 40A

50A

14 14 15A

12 14 20A

10 14 30A

8 12 40A

6 12 50A

15A max

15A o 20A

30A

40A o 50A

50A

15A

20A

30A

40A

50A

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

2.4.7 Tomacorrientes con protección de falla a tierra La función de la toma GFCI es monitorear la cantidad de corriente que fluye de la línea al neutro, y si existe una diferencia, como en el caso en el que la corriente fluya a tierra pasando por una persona, el dispositivo abre el circuito, cortando el flujo de corriente. Son capaces de sensar diferencias tan pequeñas de entre 4 a 6 mA y tienen un tiempo de reacción de 0.025 seg. El uso de las tomas GFCI es recomendado en lugares “húmedos”, tales como cocinas, baños, lavanderías, vestidores, estacionamiento, patios de servicios, lugares a la intemperie, etc. En el caso de tomacorrientes de áreas de cocina y de acuerdo al NFPA 70, se deben utilizar tomacorrientes de falla a tierra y se deben de presentar al menos dos circuitos de tomacorrientes para esta área. Para los equipos de refrigeración se puede enviar otro circuito aparte de estos dos con una salida individual de 15A.

2.4.8 Interruptores Dispositivo diseñado para que abra y cierre un circuito de manera no automática, y para que abra el circuito automáticamente cuando se produzca una sobrecorriente predeterminada sin daños para sí mismo cuando esté aplicado correctamente dentro de su alcance nominal. Existen de diversos tipos: 40

   

Ajustable Dispara instantáneo No ajustable Tiempo inverso (retardo disminuye cuando aumenta la magnitud de corriente)

Interruptor de falla a tierra (GFCI): Estos dispositivos deben instalarse en los circuitos de las zonas que se puedan mojar, como cocinas, cuartos de baño, cocheras, talleres y exteriores. Actualmente son de instalación obligatoria en esas zonas de la vivienda. Los GFCI tienen botones de prueba y de reinicio. Una vez interrumpido el circuito, los tomacorrientes instalados en línea después del GFCI no funcionarán hasta que no se oprima el botón de reinicio.

2.4.9 Reglas de diseño 3. Interruptor Automático: Existen tres métodos para la selección de conductores de un circuito ramal, derivado o alimentador. Y es a partir de estos factores que se realizan los diseños y queda a decisión del profesional a cargo escoger cual utilizar. 2.4.9.1 Método por capacidad de corriente En este método primero se calcula la corriente a partir de la ley de Ohm, con esta corriente en ampere se le aplica la tabla 2.4.5 de corrección por temperatura del ambiente y la tabla 2.4.6 de corrección por agrupación de conductores. Con esta corriente llamada corriente corregida se consulta la tabla 2.4.7 de capacidad de conductores por amperaje para conductores canalizados o la figura 2.4.8 para conductores al aire libre. Para cargas de 0 a 100A, se utiliza la columna a 60°C de las tablas 2.4.7 y 2.4.8, para cargas mayores a 100A, se selecciona con la columna de 75°C debido a capacidad de soporte de temperatura de los dispositivos conectados(interruptores, tableros, etc.) La columna a 90°C no se utiliza directamente para seleccionar el conductor por capacidad de corriente, primero se deben de realizar las correcciones tanto de temperatura y de agrupamiento para que se permita utilizarla, esto si pasarle por encima a las columnas de 75°C y 60°C. 41

2.4.9.2 Método por caída de tensión. En este método se debe tomar en cuenta la distancia del circuito eléctrico, con respecto a la cantidad de corriente que circulará por el conductor, esta caída se calcula según el tipo de circuito considerando resistencia y reactancia del conductor. Con este método se busca asegurar que el conductor se capaz de evitar una caída de tensión excesiva y llegar a dañar equipos. El código nos dice que para conductores en circuitos de alimentadores se debe tener como máximo una caída de tensión que no supere el 3% en la salida más lejana. Y que para la suma del circuito alimentador y el ramal no se debe de superar el 5% de caída de tensión a la salida más lejana para ofrecer una eficiencia del sistema. Para un sistema monofásico a 2 hilos se tiene:

dónde:

Para un sistema monofásico a 3 hilos se tiene:

Para un sistema trifásico a 3 hilos se tiene √

42

Para un sistema trifásico a 4 hilos se tiene

En el código eléctrico NFPA 70 capítulo 9 se incluyen las tablas con los valores de resistencia e impedancia para los distintos tamaños de conductores y se muestra en la figura 2.4.6. Con estos valores se calculan las caídas de tensión para cada circuito y de acuerdo a esto se escoge el conductor a utilizar. Figura 2.21 Valores de impedancia para conductores.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

43

2.4.9.3 Método por cortocircuito. Este método es utilizado debido a que el conductor escogido debe soportar las condiciones de cortocircuito, ya que en un muy poco tiempo el calor generado produce un gran daño en el aislamiento. Para esto es importante conocer el tiempo de falla que duran las protecciones en operar. Se deben de considerar el cortocircuito balanceado, calculando la corriente de falla de secuencia cero para determinar la corriente permisible en el conductor. Una vez que se conoce la corriente de falla y la duración de la misma se puede obtener la sección transversal del conductor con la siguiente ecuación. ( )

(

)

Donde:

2.4.10 Cálculo de ducto El primer paso para calcular el diámetro de la tubería que se debe utilizar es conocer el tamaño de los conductores a instalar para en base a esto diseñar la tubería. En el cálculo de porcentaje de ocupación en una tubería se deben tomar en cuenta todos los conductores de fase, de neutro y puesta a tierra. El NEC 2011 en el capítulo 9 tabla 1 nos brinda el cálculo para la ocupación máxima permitida en tubería conduit y esta se presenta en la tabla 2.6.

44

Tabla 2.6 Porcentaje de llenado en tubería conduit.

Fuente:Propia

El porcentaje del área interna de la tubería ocupada por los conductores es el llenado del ducto. Y afecta en la instalación de los mismos por que influye en la fricción de arrastre entre conductores y pared del ducto, el espacio libre y la posibilidad de atascamiento. Otro factor que afecta es la capacidad de corriente de los conductores encerrados debido a que entre más conductores hayan mayor va ser la disipación de calor desde el ducto hacia el ambiente, entre más conductores hay menos corriente se puede llevar. El llenado de ductos se calcula de acuerdo a la siguiente ecuación y con ayuda de la tabla 2.7. ∑ Tabla 2.7 Área máxima de llenado en tuberías.

Número de conductores en el ducto 1 53 72

Área máxima Ocupada (%) Diámetro máximo de conductores en el ducto (%)

2 31 39

3 40 36

4 40 31.6

>4 40 -

Fuente:Propia

Además el NEC nos brinda en su tabla C1 para ahorrar tiempo en este cálculo de acuerdo a la cantidad de cables y calibre, la tubería que se debe utilizar, utilizando estas reglas anteriormente vistas. Esto se puede observar en la figura 2.22. Brindando para los distintos tamaños de tuberías, la cantidad y calibres de cables que el código permite.

45

Figura 2.22 Cantidad de cables en tubería EMT.

Fuente: Earley M. y Sargent J NFPA 70. “Código eléctrico nacional”.

3 Propuesta de Diseño Esta propuesta se basa en el diseño del sistema eléctrico en el segundo y tercer piso del edificio Tributo ubicado en el cantón de belén, contemplado como sistema eléctrica la iluminación total en ambos pisos, alimentación eléctrica, sistema de control de accesos y de detección de incendios. En ella se busca satisfacer las necesidades eléctricas para la implementación de un Call Center en dicho edificio, para esto se realizaron una serie de visitas al lugar y reuniones con el propietario del edificio para de esta manera, realizar una propuesta de diseño acorde tanto a los requerimientos en el nuevo código eléctrico nacional y lo solicitado por el propietario para un eficiente desempeño de su empresa. Cabe destacar que de acuerdo a las visitas realizadas y reuniones con el propietario se determina que el cableado en general para todo el inmueble no debe ser expuesto, se utilizarán paredes falsas y se manejarán las cajas eléctricas dentro de paredes así como las 46

luminarias en cielo suspendido, en su totalidad el edificio contará con cielo suspendido, únicamente el cuarto de TI y los cuartos eléctricos no se les instalará cielo suspendido. En la figura 3.1 y 3.2 se pueden observar los planos civiles para el segundo y tercer piso respectivamente. Para el 2do piso se contemplaron un total de 85 usuarios y para el 3er piso un total de 104 usuarios. A continuación se realizó un resumen con los requerimientos por piso dados por el propietario: Requerimientos Segundo Piso:         

Cuarto eléctrico Bodega Sala de conferencias Sala de entrenamiento Comedor (Refrigeradora, maquina dispensadora, 2 hornos microondas) 3 oficinas 69 cubículos para usuarios Control de acceso en puerta principal y cuarto eléctrico Detección de incendio

Requerimientos Tercer Piso:         

Cuarto eléctrico 2 bodegas (Mantenimiento y equipos) Comedor (Refrigeradora, maquina dispensadora, 2 hornos microondas) Recepción (2 usuarios) Data center para ambos pisos 5 oficinas cerradas 100 cubículos para usuarios Sala de entrenamiento Control de acceso en puerta principal, cuarto eléctrico y data center.

47

3.1

Diseño del sistema de cableado estructurado

Para este diseño, se propuso un único Data Center para ambos pisos ubicada en el tercer piso, con el fin de aprovechar espacio y reducir gastos porque al manejarse tantos equipos que generan calor es necesario la instalación de aires acondicionados especializados para el control de la temperatura y humedad en dicho cuarto. Y de acuerdo a que la norma nos permite longitudes máximas de 90 metros entre el distribuidor y la salida y para todas las salidas se respeta esta distancia, no se generó ningún inconveniente con esta medida. Es claro que el sistema a instalar es considerado de tipo cableado horizontal como se vio anteriormente llegando desde el cuarto de telecomunicaciones hasta la salida para el usuario. Además se propone un sistema en categoría 6 por ser este de una excelente calidad. Tanto para el segundo como para el tercer piso se diseñó con 2 salidas de telecomunicaciones por piso, una para datos y otra para telefonía, si bien es cierto hoy en día la telefonía IP es utilizada en cualquier punto de datos y no es necesario la segunda salida telefónica, es importante dejar un salida de respaldo ya sea para una impresora o para un futuro crecimiento. Es muy importante a la hora de instalar el sistema de cableado estructurado cumplir en todos los elementos de este con la designación en categoría 6, porque nada se gana si instalamos todo el cableado, la placa de datos y el cable de parcheo en categoría 6 y en el cuarto de telecomunicaciones se instala un panel de parcheo de categoría inferior. Se debe de ser congruente con el diseño realizado. Como se observó anteriormente se requiere un aproximado de 85 usuarios aproximadamente en el segundo piso y 104 en el tercer piso. Como cada usuario cuenta con dos puntos de red, en total se contemplaron 171 salidas de datos para el 2do piso y 208 salidas de datos aproximadamente para el 3 piso con estos datos se realizaron los siguientes cálculos para la escogencia de la canasta respectiva en cada piso: Revisando hojas de fabricantes para distintas marcas, se determinó que para cableado en categoría 6 en UTP de 4 pares 24 AWG se tiene un aproximado para el diámetro externo de 5.9mm por cable. Entonces con este dato se calculó lo siguiente: 48

Con

el área de cables del segundo piso y

área de cables del tercer piso.

Ahora con estas áreas de cable se determinó la canasta respectiva, en el mercado se encuentran diferentes marcas, estilos y tamaños, por lo que hay mucha variedad en cuanto a la elección. Recordando que de acuerdo a norma el área máxima de llenado para canastas no debe de sobrepasar el 40% de la misma para instalación con un futuro crecimiento hasta el 60% de la canasta o rejilla. Con estos datos se obtuvo para una canasta 54/300 (ancho/largo):

Y aplicando la limitación en llenado máximo se tiene.

Como se mostró con esta canasta se cumple lo esperado y se determina que para ambos pisos se utilizara una canasta 54/300 que nos permite mantener bastante espacio libre por un futuro crecimiento de la red de cableado estructurado. Cabe recalcar que esta canasta es exclusivamente para el uso de cableado de datos. Ahora para el cuarto de telecomunicaciones como llegan ambas canasta 54/300, se necesita una canasta que soporte la totalidad de las líneas que llegan a este cuarto es por esto que calculando con (2) y (3) se tiene que el área total del cableado que ingresa al cuarto TI es . Con este dato es necesario una canasta 54/500 que tiene un área de llenado máximo de .

Esta canasta calculada realizó un recorrido por las zonas donde se encuentra la mayoría del cableado de datos para así luego mediante tramos cortos salir de la canasta hacia los bajantes de muebles con tubo flexible (biex) metálico. El recorrido de la 49

canasta se diseñó con el fin de llevar el cableado lo más cerca posible de los bajantes de cada mueble de usuario. Además el biex fue determinado dependiendo de la cantidad de cables por bajante a muebles. Esto se muestra en la siguiente demostración: Para los muebles de 12 usuarios: Se tienen 24 cables y con ayuda de la ecuación (1) se tiene y con esto se determina que para un biex de 1½ pulgadas con el 40% de llenado que nos permite la norma se tiene por lo que se utilizaran 2 tubos flexibles de 1½ pulgadas. Con el uso de esta ecuación (1) se generó la tabla para todos los bajantes de cable UTP de cada piso y se muestra a continuación.

Cantidad Cables Bajante

24 17 16 12 4 2 1

# Tubos flexibles(biex)

Tamaño Biex (in)

2 1 1 1 1 1 1

1½ 1½ 1½ 1½ 1 ¾ ¾

Tabla 3.1 Tubería para bajantes de cableado.

Este tamaño de tubería se denota en pulgadas debido a que aunque en nuestro país se utiliza el sistema internacional de unidades, en todas las ferreterías del país la tubería es conocida por los vendedores en pulgadas y no en centímetros. Una vez identificadas la cantidad de salidas de datos se continuó con la enumeración de cada uno de las salidas. Como se demostró anteriormente para el 2do piso es necesario el uso de 4 paneles de parcheo y se enumeraron de la siguiente manera: Primero se identifica el piso en el que se encuentra la salida, seguido del número de bastidor al que este punto llega, luego el panel de parcheo en el que será ponchado y su posición en él. Por ejemplo: Para el punto 2B-C01

50

Este se encuentra en el segundo piso, bastidor “B” del cuarto de telecomunicaciones y en el panel “C” posición 01. La numeración de los bastidores se hizo de la siguiente manera: Como se propone el uso de 4 bastidores, el primer bastidor llamado “A” es el servicios, fibras ópticas de los distintos proveedores. El segundo es el “B” que se utilizó para los puntos de datos del segundo piso y el tercer bastidor “C” para los puntos de datos provenientes de tercer piso y el bastidor “D” para los servidores, enrutadores y demás equipos. Con estas clasificación, se crea un plano de cableado estructurado (E-09 Distribución de cableado estructurado 2do piso) para el segundo y el tercer piso (E-10 Distribución de cableado estructurado 3er piso) en donde se plasma la enumeración de cada punto de datos y la ruta de la canasta.

3.1.1 Cuarto de tecnología e información (TI) Para empezar y con las tabla vista anteriormente se observó que un espacio de trabajo de 800 metros cuadrados se necesita como mínimo un cuarto de TI de 3m x 2.8m que es alrededor 8.4 y como en ambos pisos el área de trabajo es cerca de 800 se tiene en total un área de 1600 y el espacio mínimo serían 17 por lo que se determina que el espacio para el cuarto de TI será de 4.5m x 5m, alrededor de 22.5 cumpliendo con el requerimiento de espacio mínimos. Como se vio anteriormente se diseñaron 370 salidas de datos entre los dos pisos. Con estos números se deben instalar 4 bastidores (rack) de 4 postes en el cuarto, el primero denominado bastidor de servicios, en el cuál se instalan los distintos servicios de los proveedores (fibras ópticas), el segundo para todos los puntos de datos provenientes del 2do piso, consecutivamente el tercero para las líneas de datos del 3er piso y finalmente el bastidor # 4 para servidores, enrutadores y demás equipos del sistema. En el bastidor # 2 se recomendó la instalación de cuatro paneles de parcheo categoría 6 de 48 puertos cada uno y por ende 4 switches como mínimo para brindarle red a estos paneles. Con estas conexiones se tiene un total de 192 posibles conexiones de datos, de las cuales 171 se tienen contempladas y dejando 21 posibles conexiones a futuro en el último panel. En el bastidor # 3 se recomendó la instalación de 5 paneles de parcheo categoría 6 de 48 puertos cada uno con sus respectivos 5 switches categoría 6. Brindándonos un total de 51

240 posibles conexiones de datos, de las cuales 208 se tienen contempladas y dejando 32 posibles conexiones para un crecimiento futuro. En cuanto al aterrizaje del bastidor y demás carcasas, se coloca una barra de tierra TGB en la parte superior de cada bastidor conectada por un cable #6 AWG verde a una barra TMGB que se encuentra a en la pared, esta barra de tierras TMGB recibe todas las barras TGB de cada rack y el cable #6 AWG proveniente del aterrizaje de la canasta, esto porque se va a aterrizando con conectores de barril a cada metro de canasta a lo largo de todo el recorrido de dicha canasta. Es importante recalcar que esta barra de tierras TMGB debe estar conectada a la misma tierra de los tableros y del edificio por medio de un cable #2 AWG. Con estos datos se terminó de crear los planos “E-08 Distribución de cableado estructurado 2do piso” y “E-09 Distribución de cableado estructurado 3er piso” respectivamente. Además de que se comenzó a crear la lámina “E-08 Diagrama control de acceso, telecomunicaciones y detalla de conexiones” en donde se mostró el diagrama de sistema de telecomunicaciones.

3.2

Propuesta control de accesos

El sistema de control de accesos es otro punto importante de este diseño. Claramente el escenario ideal sería poder instalar control de acceso en la mayoría de puertas del edificio para así controlar los ingresos a los diferentes cuartos u oficinas, pero debido al aumento en los costos se busca también una propuesta que vaya de la mano de un costo racionable y no tan elevado. Es por esto que se propone la instalación de este sistema para:  Puertas principales en ambos pisos.  Puertas de cuartos eléctricos en ambos pisos.  Puerta del cuarto de TI Con esto definido se prosiguió con la creación del diagrama del sistema del control de acceso a instalar. Para las puertas de las entradas principales en ambos pisos, se escogió implementar un control con lectora de proximidad en ambos lados de la puerta, esto con el fin de registrar tanto la hora en que un empleado ingresa a trabajar, como la hora a la que este 52

abandona el edificio. Como se vio anteriormente se puede utilizar para la salida tanto una lectora de proximidad como un botón de apertura. Para los cuartos eléctricos, se decidió diseñar que para el ingreso se instale una lectora de proximidad y para la salida por comodidad se propone un botón de apertura. Para el caso del cuarto de telecomunicaciones y al ser este tan delicado por la cantidad de información que se maneja en estos servidores y el costo de los equipos que se pueden instalar en él, se decide diseñar con lectora de proximidad en el ingreso y con botón de apertura para su salida. Para el cableado del sistema de control de acceso se requiere las siguientes especificaciones en cuanto a cables se refiere: Cada lectora trabaja con un cable UTP categoría 6 que debe ser instalado en tubería “conduit” de ¾ de pulgada de acuerdo al código eléctrico, se utiliza cable UTP debido a que la corriente que maneja es muy pequeña. Si bien es cierto hay diferentes tipos de lectoras muchas en su mayoría utilizan 3 pares de los 4 posible en el cable. Figura 3.1 Lectora de proximidad.

Fuente: www.tienda.insumosdecontrol.com

Estas lectoras como las mostradas en la figura 3.1 tiene un rango de alcance de 4 pulgadas a 6 pulgadas. Son compatibles con todos los sistemas estándar de control de acceso y son para uso en interiores. Puede utilizar tarjetas de proximidad de concha, imprimibles o adhesivos, en la siguiente figura se muestra una de ellas.

53

Figura 3.2 Tarjeta de proximidad tipo clam Shell RBH.

Fuente: www.tienda.insumosdecontrol.com

Los botones de apertura trabajan con un cable UTP categoría 6, que al igual que las lectoras se instala en tubería “conduit” de ¾ de pulgada y del cual únicamente se utilizan 2 pares de los 4 posible. Para la cerradura magnética se alimenta con un cable pareado SPT 2x18 AWG, ya que lo que manejan son 12v. Se recomienda instalar cerraduras de 600lb de presión con led indicador. Esto con el fin de que la puerta soporte algún intento de ingreso. También se recomendó instalar un botón de pánico en caso de que alguna de las puertas quede cerrada y no abra con la lectora o con el botón de apertura. Este botón trabaja con un cable UTP categoría 6, del cual solo se utilizan 3pares de los 4. Este botón se instalara en una de las entradas y deberá contar con una tapa de protección con llave para utilizarlo únicamente en caso de emergencia y no en uso común. De acuerdo a la gran variedad de marcas que existen en el mercado, así variara la conexión de cada sistema de control de accesos. Lo que bien es cierto es que cada panel cuenta con un cierto número de lectoras con las que puede trabajar y se desea agregar más lectoras se debe agregar otro panel. En este caso y por la cantidad de lectoras a instalar se manejó con 2 paneles de control de acceso, cada panel con posibilidad de instalar hasta 4 lectoras. Para el panel #1 se contemplaron las 4 lectoras de las puertas principales de cada piso, para el panel # 2 se incluyeron las lectoras para el ingreso a cuartos eléctricos y cuarto de TI. Además estos 2 paneles de control de acceso, manejan 4 lectoras por panel y con características mínimas como, velocidad programable en comunicadores de 9.6 a 56kbps, distancia de hasta 150 metros en puntos de acceso, entre otros. 54

Una vez obtenidos estos datos se realizó el diagrama de conexión del sistema de control de acceso y se muestra en la lámina “E-08 Detalles de conexión sistema eléctrico y diagramas”. Se diseñaron los planos del sistema de control de acceso y estos se observan en las láminas “E-11 Plano de control de acceso 2do piso y E-12 Plano de control de acceso 3er piso”. Y se continuó con la construcción de la lámina “E-08 Diagrama control de acceso, telecomunicaciones y detalla de conexiones” en la que se agrega el diagrama de conexión del sistema del control de acceso con su respectiva simbología.

3.3

Propuesta detección de incendios

El diseño para el sistema de detección de incendios se realizó en base a un sistema local, esto que nos dice es que al detectar algún problema realiza la activación de las alarmas locales del edificio. Si bien es cierto el edificio como tal ya cuenta con sistema de detección y supresión de incendios en áreas comunes (lobby, parqueo, entrada, baños, etc) los pisos no cuenta con este, es por eso que se plantea instalar un sistema de detección de incendios y enlazarlo con el sistema principal del edificio. Para lograr este enlace entre sistemas, se debe cerciorar que el sistema nuevo sea compatible con el panel de incendios del edificio, esto porque en muchas ocasiones se instala una marca específica pero el edificio cuenta con otra marca y no son compatibles, generando una incomunicación entre paneles del sistema que no es lo deseado. Para el diseño de los planos del sistema de detección de incendio, primero se tomaron las láminas “A01 Planta arquitectónica 2do piso y A02 Planta arquitectónica 3er piso” brindadas por el propietario y a partir de estas se montó el diseño. Realmente no fue un diseño muy complicado debido a que el diseño del edificio da cierta facilidad, se pudo observar como casi en su mayoría se puede contemplar cada piso como un gran rectángulo y se puede ir dividiendo en cuadrados más pequeños que cumplan con el espacio máximo que un detector de incendio puede atender. Otro punto a favor es que el piso se desea con cielo suspendido, únicamente el cuarto TI no posee esta característica facilitando nuevamente el diseño. En la teoría se 55

mostró las distintas reglas de diseño que se deben de seguir y en base a ellas se realizó este diseño. El código eléctrico permite para el cableado de este sistema de detección de incendios el cable FPLR por sus siglas en inglés “Power limited fire alarm riser cable” que es un cable con chaqueta de PVC retardante al fuego. Además solicita que el calibre del cable sea 2 x 18 AWG. Puntos importantes en el diseño del sistema de detección de incendios: Los paneles de control de detección de incendios manejan un lazo de control para todas las luces estroboscópicas y otro lazo independiente para los detectores de incendio en conjunto con las estaciones de activación manual. Del panel de control salen ambos lazos y estos mismos llegan al panel, como se desea este sistema de detección de incendios El área máxima que puede atender un detector de incendios es un cuadrado de 9m x 9m por ende , se hizo un cálculo rápido por áreas de cada piso se tiene aproximadamente y , con esto se requerirían 9 detectores y 11 para cada piso respectivamente. Esto simplemente es un parámetro mínimo de diseño, a partir de este se hace el diseño correcto para el edificio. Ahora como cada oficina y cuarto cerrado debe tener su propio detector entonces en base a sus medidas en el segundo piso se tienen:     

7 detectores para oficinas 1 detector para cuarto eléctrico 1 detector en bodega 2 detectores en comedor 24 detectores en área abierta del piso

Y la distribución se realizó para una distancia máxima entre detectores por lo tanto la distancia máxima hacia una pared no puede exceder 0.7* espacios no cuadrados o rectangulares.

. en

Luego se plantearon 6 estaciones de activación manual distribuidos en el piso, ubicadas en las salidas y áreas con facilidad de activación en caso de que el detector no 56

active la alarma. La idea de estas estaciones es que si por alguna razón uno de los detectores falla cualquier persona que vea la situación active la alarma y es por esto que deben de dejarse estaciones manuales por todo el piso bien distribuidas. Así mismo en cada ubicación en donde se instale una estación de activación manual, se instalará una luz estroboscópica de pared, estas luces se recomienda que se encuentren a una altura entre 2m y 2.5m de acuerdo a la norma. De acuerdo a la tabla 2.3.6.1 la intensidad luminosa de estas lámparas debe ser de 60cd. Con esta distribución propuesta y los datos obtenidos se realizó la lámina “E-13 Plano detección de incendios 2do piso”. Luego para el tercer piso se diseñó lo siguiente:       

13 detectores para oficinas 1 detector para cuarto eléctrico 1 detector en bodega 1 detector bodega limpieza 2 detectores en comedor 1 detector en Cuarto TI 24 detectores en área abierta del piso

Nuevamente se realizó la distribución de todos los 43 detectores de humo y además se distribuyen 6 estaciones manuales con el respectivo lazo de luces estroboscópicas. El lazo de detectores del segundo piso es el mismo lazo del tercer piso, lo que se hace es que del panel de detección de incendios se sale con un lazo y todos los detectores y estaciones manuales del tercer piso se conectan en serie, con este mismo lazo se sigue en el 2 piso con todos los detectores y estaciones manuales y se llega de nuevo al panel de detección ubicado en el cuarto de telecomunicaciones. Como se recomendo la instalación de un sistema de detección de incendios direccionable, con el fin de reconocer en que sector se presenta el problema y una vez que se tienen la ubicación de cada componente se enumeró cada detector, estación manual y luz estroboscópica y se registró en los planos. Finalmente se realizó la segunda lámina de detección de incendios con su respectiva simbología y se plasman todos los detalles aquí explicados en la lámina E-14 Plano detección de incendios 3er piso. 57

3.4

Propuesta Alimentación eléctrica

Una vez diseñados el resto de subsistemas se pasa a la parte fundamental de todo sistema eléctrico como lo es la alimentación eléctrica. Esta sección es la más laboriosa y más interesante debido a las distintas pautas que se deben de seguir para cumplir con el diseño acorde a nuestro código eléctrico. Primero se inició con los planos de salidas eléctricas tanto para el 2do como para el 3er piso. De acuerdo a lo visto en sitio y suponiendo por el tipo de oficinas que se desean implementar se debe de contar para cada usuario una salida eléctrica respaldada por una fuente uninterrumpida de potencia (UPS) y otra salida eléctrica normal sin respaldo. La idea es que el usuario tenga conectado su computador a la salida respalda con el fin de que en una falla no se pierda la información que este está manejando. De acuerdo a este dato y con los cubículos de usuarios y distribución de oficinas mostrado en las lámina “A01- Planta Distribución 2do piso” y “A02-Planta Distribución 3er piso” se realizó una distribución recomendada de salidas eléctricas. Con estas salidas eléctricas distribuidas se crean los distintos circuitos y se creó el plano “E03- Planta Distribución Eléctrica tomacorrientes 2do piso” y “E04-Planta Distribución Eléctrica tomacorrientes 3er piso” donde se muestra la ubicación de cada salida y la cantidad de circuitos propuestos. Para el diseño de la iluminación, este se realizó en base a luminarias fluorescentes de 3 tubos, 75W ó 2 tubos, 60W, de empotrar en cielo suspendido y para el cuarto de TI luminarias fluorescentes colgantes. Esta distribución de luminarias se realiza por sectores para no manejar un equilibrio entre luminarias del piso y apagadores en las áreas compartidas. La distribución y especificación del sistema de iluminación se muestra en las láminas “E05- Planta Iluminación 2do piso” y “E06-Planta Iluminación 3er piso”. En estas láminas se distribuyó para el segundo piso una cantidad de 15 luminarias fluorescentes de 3 tubos de 75W en su mayoría para oficinas y cuartos separados y 57 luminarias fluorescentes de 80W, para un total de 6 circuitos de iluminación con potencias que van desde 400W hasta 900W. Las luminarias al ser una salida que va permanecer encendidas más de 3 horas al día se contemplaron como cargas continuas y a la hora de hacer la escogencia de conductores se les debe aplicar un factor de corrección del 125% en la potencia de cada circuito.

58

Para la escogencia de centros de carga y de acuerdo a las visitas realizadas al edificio se encontró la existencia de 2 centros de carga trifásicos PRL1 de 42 espacios, 120/208V, barra de tierras de 125A, interruptor principal de 3x175A y una acometida con cables 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN (tierra). Claramente la idea fue aprovechar al máximo estos centros de carga, por lo que se decidió a dejar un centro de carga por piso para todas las salidas eléctricas que necesitaran respaldo eléctrico y el otro centro de carga para las salidas que no deberían de estar respaldadas. Cada tablero se identificó dejando el tablero U1 para las salidas respaldadas por UPS en el 2do piso, U2 para las salidas respaldadas del 3er piso, TN1 para los circuitos sin respaldo de 2do piso y finalmente el tablero TN3 para los circuitos sin respaldo del 3er piso. Se diseñó el cuarto eléctrico del 2do piso que contiene un tablero trifásico sin respaldo TN2 alimentado por TN1, dos tableros trifásicos con respaldo (UPS1 y UPS2) alimentados desde una transferencia manual trifásica y una UPS para el respaldo de dichos tableros. Para el diseño del cuarto eléctrico del 3er piso se recomendó, un tablero trifásico sin respaldo TN4 alimentado por TN3, dos tableros trifásicos con respaldo (UPS3 y UPS4) alimentados desde una transferencia manual trifásica respaldada por una UPS. De aquí se creó la siguiente figura con la ayuda del Auto Cad.

59

Figura 3.3 Diagrama distribución de tableros.

Fuente: Propia

Para el cálculo de dimensionamiento de cables, número de salidas por circuito y cantidad de circuitos se calculó la salida eléctrica tanto con o sin respaldo a 180VA de acuerdo a lo requerido por el código. La escogencia de conductores tanto para los circuitos ramales como para la acometida se realizó utilizando tanto el método por amperaje, como el de caída de tensión. Una parte esencial en una propuesta de diseño es la creación de una memoria de cálculo, esta memoria de cálculo contiene como su nombre lo dice un historial de todos los cálculos realizados para la escogencia de conductores, protecciones, centros de carga, caídas de tensiones y demás cálculos que conlleva la creación de un diseño. La importancia de la memoria de cálculo está en que el día de mañana si alguna falla ocurre el diseñador puede respaldarse con esta memoria y demostrar que se hizo un diseño eficiente y acorde a lo requerido en el edificio por lo que la falla no ocurrió por un mal cálculo en este diseño.

60

Una vez determinada la distribución de centros de carga y planteando el diagrama unifilar eléctrico de este proyecto se continuó realizando la memoria de cálculo para cada circuito del diseño separado en los centros de cargas correspondientes, en la formación de circuitos como se mostró anteriormente cada usuario debe contar con una salida eléctrica respaldada y otra sin respaldar, además en la distribución de salidas eléctricas del área de cocina se contemplan 2 circuitos para hornos microondas, 1 circuito para refrigeradora y otra para una máquina dispensadora de alimentos. Se propone instalar un sistema de aire acondicionado de 9 unidades manejadoras o evaporadoras en el 2do piso y 10 unidades manejadoras en el 3er piso. A continuación se presenta un resumen con los datos más importantes en el cálculo de conductores y protecciones en los diferentes centros de cargas. 3.4.1 Tablero TN2 Este tablero se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del segundo piso y en el quedarán los circuitos de iluminación, salidas eléctricas no respaldadas y aires acondicionados más cercanas. Luego de la distribución y escogencia realizada el tablero quedó diseñado con una potencia instalada de 19.37 kVA distribuidos en 18 circuitos. En la tabla 3.2. se muestra un resumen de estos circuitos. Cuenta con 10 circuitos de salidas eléctricas para los usuarios, en estos circuitos para la escogencia de conductores y protecciones primero se calcula por capacidad de amperaje de acuerdo a la cantidad de salidas por circuitos, determinando cada salida eléctrica a 180 VA y como el código eléctrico permite para circuitos con menos de 13 salidas (2340 VA) una protección de 20 A (figura 2.4.5), se escoge para cada uno de estos circuitos una protección de 20A ya que ningún circuito excede y ni siquiera se le acerca a esta cantidad. Con estos datos de corriente obtenidos por la ley de ohm se realiza la escogencia también de los conductores por medio de la tabla 2.4.7 y 2.4.8. Pero la escogencia de los conductores no se queda ahí también se utiliza el método de la caída de tensión debido a que si el circuitos se encuentra muy largo se debe variar el calibre del cable para evitar una caída muy grande, es por esto que con ayuda de la ecuación (6) para cálculo de caída de tensión en sistemas trifásicos a 4 hilos y la figura 2.4.6 impedancias en conductores se determina la caída de tensión de cada circuito, determinando de una vez por todas si la escogencia realizada para el circuito es la adecuada.

61

Tabla 3.2 Distribución circuitos tablero TN2. Posición

Descripción

1

Tomacorrientes Cuarto Eléctrico y Bodega

Potencia VA

Calibre/ Cable

900

3 # 12 THHN

1/20

900 900 1080 1080 900 900 1080 360 1500 1500 360 1500 500

3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN

1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20

937.5

3 # 10 THHN

16 17

Tomacorrientes Oficinas y sala entrenamiento Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cocina Horno de Microondas Refrigeradora Tomacorrientes Cocina Horno de Microondas Máquina dispensadora Iluminación Sala de Entretenimiento, Bodega, Cuarto Eléctrico, Oficina, Pasillo Iluminación Cubículos Iluminación Cubículos y Comedor

900 956.25

3 # 10 THHN 3 # 12 THHN

1/20 1/20 1/20

19 - 21

Aire Acondicionado UM0204/05/06

3120

2 # 10 THHN, 1#12 T

2/30

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Ducto (mm)

Fases A-B-C

Caída de Tensión %

120

13

A

2.102

120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

A B B C C A A B B C C A A

1.85 2.522 2.222 2.119 2.522 2.943 2.539 1.042 2.91 2.91 1 2.998 1.541

120

13

B

1.925

120 120

13 13

B C

2.645 2.811

208

13

A-B

2.442

Break Voltaje

Fuente: Propia

Como las cargas a alimentar en su mayoría para salidas eléctricas en este tipo de edificaciones son cargas no lineales el neutro se contempla con el mismo calibre de las fases. También el tablero TN2 cuenta con 2 tomacorrientes para microondas con una carga de 1500VA cada uno, un circuito de refrigeradora 1500VA, uno de máquina dispensadora 500VA, utilizando para el cálculo de conductores el mismo procedimiento anteriormente expuesto. Luego para los circuitos de iluminación la diferencia con respecto a los otros circuitos eléctricos es que estos se consideran de carga continua por lo que se debe utilizar un factor de demanda del 125% en la potencia de cada circuito, a

62

partir de ahí la escogencia de conductores y protecciones es idéntica a los demás circuitos. Finalmente el tablero también cuenta con un circuito de aires acondicionados que incluye a las unidades manejadoras 4,5 y 6, estas unidades trabajan a 5A y 208V, lo que nos da un total de 15A y 3120VA, se escogió una protección de 2/30 debido a que si bien es cierto se pudo diseñar con una de 20 ampere se debe de contemplar el arranque de las unidades que genera un pico de corriente con lo que se recomienda este de 2 polos/30A. Otra diferencia en cuanto a los conductores se refiere es que estos equipos de aire acondicionado no trabajan con neutro, trabajan únicamente con dos fases generando 208V más el conductor de tierra. Con la escogencia de cables realizada se utilizó la figura 2.4.12 que nos brinda los tamaños necesarios de tubería para las exigencias de cada circuito y en base a ella se obtuvo el tamaño del ducto que por obvias razones también se deben de respetar. A continuación se presenta un ejemplo de la escogencia de conductores y protecciones para un circuito de este tablero: Circuito # 13 Horno de microondas P= 1500 VA Distancia aprox.= 34 m V=120 v Con la ley de Ohm se obtiene I= 12.5A Protección= 1 polo/20A y de tabla 2.4.7 se escogen conductores # 12AWG Ahora de acuerdo a la ecuación (6) de caída de tensión para sistemas trifásicos a 4 hilos se tiene que para un circuito con estas características y en calibre # 12 AWG, R=5.64Ω/km, aplicando la fórmula nos da: % Caída de tensión= 4.121% Muy por encima del 3% máximo permitido, se debe aumentar el calibre del cable a # 10 AWG, R=3.54Ω/km y volviendo a aplicar la fórmula (6) se tiene: % Caída de tensión= 2.593% Con lo que se escoge conductores # 10 AWG para este circuito. Luego de la Tabla 2.4.12 que nos dice que en tubería de 13mm ( ½”) se permite hasta 5 conductores # 10 AWG THHN.

Con este ejemplo se demuestra el método utilizado para la escogencia de conductores y protecciones de cada circuito. Ahora también se debe escoger el calibre de la alimentación eléctrica del tablero TN2 así como su breaker principal y demás características del centro de carga, entonces si se tiene: 63

3.4.2 Tablero TN1 Este tablero se encuentra ubicado en el sector sur del 2do piso, es uno de los tableros ya instalados y es el encargado de alimentar el tablero TN2, además cuenta con una alimentación de: 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN (tierra), con breaker principal 3polos/75A. Tabla 3.3. Distribución circuitos tablero TN1. Posici ón 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 15 17 14 16 19 21

Descripción Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Oficinas Iluminación Cubículos Iluminación Centro de Conferencias, Oficina y Pasillo Iluminación Oficina y Cubículos Tablero Tablero TN2 Aire Acondicionado UM0201/02/03 Aire Acondicionado UM0207/08/09

Potencia VA

Calibre/ Cable

Break

Fases A-B-C

Caída de Tensión %

720 720 900 900 1080 900 1440 720 720 1125

3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN

1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20

120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

A A B B C C A A B B

1.22 0.873 1.527 1.236 1.309 1.527 2.197 1.571 1.745 2.574

825

3 # 12 THHN

1/20

120

13

C

2.333

865

3 # 10 THHN

1/20

120

13

C

1.671

19374

4 # 4 THHN

3/60

208

32

A-BC

1.358

3120

2 # 10 THHN, 1#12 T

2/30

208

13

A-B

1.584

3120

2 # 10 THHN, 1#12 T

2/30

208

13

A-B

1.848

64

Voltaje Ducto (V) (mm)

En este centro de carga se proponen instalar 9 circuitos de salidas eléctricas no respaldadas, 3 circuitos de iluminación general, la alimentación del tablero TN2 y dos circuitos para unidades manejadoras de aires acondicionados. Nuevamente como se explicó anteriormente con el método de capacidad de amperaje y la tabla 2.4.7 se calculan las protecciones de cada circuito y el calibre de los cables, recalcando que para los circuitos de iluminación y por tratarse de cargas continuas se contempla un factor de demanda del 125%. Luego de calculados los calibres de los conductores se utiliza el método de caída de tensión con ayuda de formula (6) y la figura 2.4.6 con las que se corrigen los calibres de los cables que no cumplan con el máximo de 3% en su caída de tensión. Seguido de esto se utilizó la figura 2.4.12 con las tuberías necesarias para la escogencia de conductores realizada Los datos obtenidos se presentan en la tabla 3.4.2 donde se muestra cada circuito con su respectivo calibre, protección, tamaño de tubería, potencia requerida y posición en el tablero TN1. 3.4.3 Tablero TUPS2 Al ser este tablero un tablero alimentado por la UPS, estará constituido por los circuitos eléctricos que necesiten respaldo por parte de esta fuente. Se utilizaron dos tableros UPS por piso por exigencia del propietario para poder tener una ventana de espacio amplia en caso que se requiera ampliar este sistema de salidas eléctricas respaldadas. Otra consideración muy importante es que al ser estas las salidas eléctricas que van a manejar la mayor cantidad de equipos conectados a ellas en todo momento, se debe de aplicar un factor de demanda del 125% en estos circuitos. Dicho esto se realizó la distribución y se diseñaron 11 circuitos de salidas eléctricas con valores de potencia desde 540VA hasta 900VA, después de esto se les aplico este factor de demanda del 125%, una vez aplicado este factor se utilizó el método de capacidad de amperaje y la figura 2.47 para determinar los calibres y las protecciones de cada circuito. Al igual que en los tableros anteriores se corrigió el calibre de estos cables con el método de caída de tensión visto anteriormente para finalizar con las tabla 2.4.12 en la determinación del ducto necesario para cada circuito.

65

Una vez que se obtuvieron todos estos datos en la memoria de cálculo se realizó la tabla 3.4. Distribución de circuitos en tablero TUPS 2 que contiene todos estos datos de interés. Tabla 3.4 Distribución circuitos tablero TUPS 2.

Posición

Descripción

Potenci a VA

1

Tomacorrientes Cubículos

900

2

Tomacorrientes Cubículos

900

3

Tomacorrientes Cubículos

1125

4

Tomacorrientes Cubículos

1125

5

Tomacorrientes Cubículos

1350

6

Tomacorrientes Cubículos

1350

7

Tomacorrientes Cubículos

900

8

Tomacorrientes Cubículos

900

9

Tomacorrientes Manager

900

10

Tomacorrientes Oficina

675

11

Tomacorrientes Oficina

675

Calibre/ Cable 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN

Break Voltaje

Ducto Fases A(mm) B

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

C

1/20

120

13

C

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

C

Caída de Tensión % 2.036 1.144 2 1.716 2.334 2.608 1.922 1.968 1.83 1.88 2.059

Fuente: Propia.

3.4.4 Tablero UPS1 Este tablero esta alimentado por la transferencia trifásica manual y a su vez por la UPS y se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 2do piso, este contiene 8 circuitos de salidas eléctricas y a su vez alimenta el tablero TUPS 2, por ende debe ser de mayor amperaje. Nuevamente se hace el proceso de cálculos para determinar calibres y protecciones con el método de capacidad de amperaje y el método de caída de tensión. Este tablero lleva cargas continuas por lo que se debe de aplicar el factor de demanda al 125% en sus 66

circuitos. Con todos los circuitos agregados y las correcciones hechas se crea la tabla 3.5 donde se muestra cada uno de los circuitos y sus especificaciones.

Tabla 3.5. Distribución de circuitos tablero TUPS 1.

Posición

Descripción

1

Tomacorrientes Oficina y bodega Tomacorrientes sala entrenamiento Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 - 13 15 12 - 14 16

Potencia Calibre/ Cable VA

Caída Polos / Ducto Fases Ade Voltaje Break (mm) B-C Tensión % 1/20 120 13 A 1.766

900

3 # 12 THHN

900

3 # 12 THHN

1/20

120

13

A

2.522

1125 1125 1350 1350 1350 1350

3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN

1/20 1/20 1/20 1/20 1/20 1/20

120 120 120 120 120 120

13 13 13 13 13 13

B B C C A A B B

2.627 2.943 1.984 2.777 2.93 2.93

Supresor de Transcientes

-

-

-

208

-

C-A

-

Tablero TUPS2

10800

4 # 4 THHN, 1# 8 T

3/60

208

32

C-A

0.05

Fuente: Propia

Luego de obtenidos estos datos se diseña el centro de carga y sus respectivas alimentaciones eléctricas:

67

3.4.5 Tablero U1 Este centro de carga, ubicado afuera del cuarto eléctrico del 2do piso, es uno de los tableros existentes y es el encargado de alimentar la transferencia y la UPS para luego alimentar los centros de carga UPS del segundo piso y cuenta con las siguientes características:

Como ya se determinó la carga a alimentar se dimensionó la UPS necesaria para dar soporte a este centro de carga UPS 1 y como se calculó anteriormente:

Si bien es cierto esta es la potencia instalada, difícilmente se llegue a tener esta carga. Para el dimensionamiento de una UPS se sabe que el máximo valor de carga al cual debe operar es al 70%, siendo este el máximo recomendable por una razón de tiempo de respaldo, lo que sucede es que si se tiene una UPS operando al 100% de carga el tiempo de respaldo es muy pequeño y no tendría lógica respaldar en ese caso. Mientras que a una carga del 60% o 70% la UPS nos brinda un tiempo razonable de respaldo. Dicho esto si se espera una carga máxima del 70% de la UPS y con una potencia instalada de 20.250 KVA, se recomienda instalar: UPS trifásica de 30 kVA, 60 Hz, tensión entrada 208V, tensión de salida 120/208V. Con estos datos obtenidos se realizó la tabla 3.6 Distribución de circuitos tablero TU2.

Tabla 3.6 Distribución de circuitos tablero TU1.

Posición

Descripción

1-3-5 2-4-6

UPS Transferencia

Potencia VA

Calibre/ Cable

Break Voltaje

30000

3 # 1/0 3 # 1/0

2/125 2/125

Fuente: Propia

68

208 208

Ducto Fases A(mm) B 41 41

A-B-C A-B-C

Caída de Tensión % 0.2

3.4.6 Tablero TN4 El centro de carga se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 3er piso , conformado por 13 circuitos de salidas eléctricas no respaldas, 2 circuitos de microondas de 1500VA, un circuito de refrigeradora de 1500VA, un circuito de 500VA para una máquina dispensadora de alimentos, 6 circuitos de iluminación y un circuito de manejadoras de aire acondicionado de 3120VA. Con los métodos de cálculo de calibres y protecciones se obtuvo la tabla 3.7 que muestra la distribución de circuitos en el centro de carga TN4 y sus respectivas características. Para el cálculo de los circuitos de iluminación estos se calcularon al 125% de demanda por ser cargas continuas. Tabla 3.7 Distribución de circuitos tablero TN 4.

Posición

Descripción

1

Tomacorrientes Bodega y Cuarto Eléctrico

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cocina Horno de Microondas Refrigeradora Tomacorrientes Cocina Maquina Dispensadora

Caída Potencia Calibre/ Ducto Fases de Break Voltaje VA Cable (mm) A-B-C Tensión % 3 # 12 900 1/20 120 13 1.818 THHN A 3 # 12 900 1/20 120 13 1.963 THHN A 3 # 12 1080 1/20 120 13 2.356 THHN B 3 # 10 1620 1/20 120 13 2.059 THHN B 3 # 12 720 1/20 120 13 2.036 THHN C 3 # 12 900 1/20 120 13 2.545 THHN C 3 # 10 1440 1/20 120 13 2.782 THHN A 3 # 12 500 1/20 120 13 1.41 THHN A 3 # 10 1500 1/20 120 13 2.746 THHN B 3 # 10 1500 1/20 120 13 2.822 THHN B 3 # 12 500 1/20 120 13 1.535 THHN C 500 3 # 12 1/20 120 13 1.616 C 69

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 27 -29

Horno de Microondas

1500

Tomacorrientes Cubículos

900

Tomacorrientes Cubículos

900

Tomacorrientes Manager

1080

Tomacorrientes Oficina y Recepción

1080

Iluminación Cubículos

675

Iluminación Comedor y Cubículos

731.25

Iluminación Cubículos

750

Iluminación Pasillo, Cuarto Eléctrico y Bodega Iluminación Entrada, Oficinas, y Sala de Entretenimiento

675 787.5

Iluminación Cubículos

450

Aire Acondicionado UM03-01/02/03

3120

THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 2 # 10 THHN

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

120

13

1/20

208

13

2/30

208

13

A A B B C C A A B B C C B-C

2.898 2.68 2.691 2.618 2.705 2.182 2.659 2.424 1.636 1.909 1.273

1.848

Fuente: Propia

Con todos los circuitos obtenidos y sus respectivas potencias se calculó el centro de adecuado y se obtuvo:

70

3.4.7 Tablero TN3 Este tablero es el encargado de alimentar el tablero TN4, es otro de los tableros existentes del 3er piso, con las siguientes características: Trifásico 42 espacios, 120V/208V, B/N, B/T 125A , igual o similar al PRL1 A 1.40 SNPT. Con alimentación 3 X 1 # 2/0 THHN (fases), 1 # 2/0 THHN (neutro), 1#6 THHN (tierra) y breaker principal 3x175A. Diseñado para manejar gran cantidad de cargas, en el que se proponen los siguientes circuitos: 9 circuitos de salidas eléctricas sin respaldar, 4 circuitos de iluminación, 2 circuitos de unidades manejadoras de aire acondicionado 3120W, 1 circuitos de 2 unidades evaporadoras mini Split y 2 circuitos de unidades condensadoras de aire acondicionado a ubicar en el rasca cielos del edificio. Con estos datos se creó la tabla 3.8 que contiene la distribución de circuitos en dicho tablero y sus especificaciones respectivas. Tabla 3.8. Distribución de circuitos tablero TN 3.

Posición

Descripción

1 2 3 4 5

Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Cubículos Tomacorrientes Oficinas y sala entrenamiento Tomacorrientes Oficinas Tomacorrientes Data Center y Bodega Tomacorrientes Cubículos Iluminación Cubículos, Cuarto TI y Bodega Iluminación Cubículos y Oficinas Iluminación Cubículos, Oficinas, Conferencias

6 7 8 9 10 11 12

Caída Ducto Fases de Voltaje (mm) A-B-C Tensión % 120 13 A 2.343 120 13 A 1.745 120 13 B 2.545 120 13 B 2.197 120 13 C 2.036

Potencia VA

Calibre/ Cable

Break

1440 720 900 1440 900

3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN

1/20 1/20 1/20 1/20 1/20

900 1080

3 # 12 THHN 3 # 10 THHN

1/20 1/20

120 120

13 13

C A

2.182 1.92

900 720

3 # 12 THHN 3 # 12 THHN

1/20 1/20

120 120

13 13

A B

1.527 1.745

675

3 # 12 THHN

1/20

120

13

B

1.909

750

3 # 12 THHN

1/20

120

13

C

1.939

750

3 # 12 THHN

1/20

120

13

C

2.424

71

14 - 16 18

20 - 22

Tablero TN4 Aire Acondicionado UM0305/06/07 Aire Acondicionado UM0308/09/10 Aire Acondicionado UE0301/02

21 - 23

Aire Acondicionado UC03-01

24 - 26

Aire Acondicionado UC03-02

13 - 15 17 - 19

24709 3120 3120 1248 2500 2500

4 # 2 THHN 2 # 10 THHN, 1#12 T 2 # 10 THHN, 1#12 T 2 # 12 THHN, 1#12 T 2 # 10 THHN, 1#12 T 2 # 10 THHN, 1#12 T

3/80 2/30 2/30 2/15 2/30 2/30

208 208 208 208 208 208

38

A-B-C

1.572

13

A-B

2.112

13

C-A

1.32

13

A-B

1.074

13

B-C

2.115

13

C-A

2.115

Fuente: Propia

3.4.8 Tablero UPS4 Este tablero se encuentra ubicado en el cuarto eléctrico del 3er piso, es alimentado por el centro de carga TUPS 3 y respaldado por la UPS de este piso. Para su diseño se realizó la distribución y se diseñaron 15 circuitos de salidas eléctricas con valores de potencia desde 540VA hasta 900VA, después de esto se les aplico el factor de demanda del 125%, una vez aplicado este factor se utilizó el método de capacidad de amperaje y la figura 2.47 para determinar los calibres y las protecciones de cada circuito. Al igual que en los tableros anteriores se corrigió el calibre de estos cables con el método de caída de tensión visto anteriormente para finalizar con las tabla 2.4.12 en la determinación del ducto necesario para cada circuito. Una vez que se obtuvieron todos estos datos en la memoria de cálculo se realizó la tabla 3.9 Distribución de circuitos en tablero TUPS 2 que contiene todos estos datos de interés.

Tabla 3.9. Distribución de circuitos tablero TUPS 4.

Posición

Descripción

Potencia VA

72

Calibre/ Cable

Caída Ducto Fases Ade Break Voltaje (mm) B Tensión %

1

Tomacorrientes Cubículos

900

2

Tomacorrientes Cubículos

1125

3

Tomacorrientes Cubículos

900

4

Tomacorrientes Cubículos

1125

5

Tomacorrientes Cubículos

1350

6

Tomacorrientes Cubículos

900

7

Tomacorrientes Oficinas

1350

8

Tomacorrientes Oficinas

900

9

Tomacorrientes Sala de Entrenamiento

900

10

Tomacorrientes Oficinas

1350

11

Tomacorrientes Oficinas

1125

12

Tomacorrientes Servidores

1000

13

Tomacorrientes Servidores

1000

14

Tomacorrientes Servidores

1000

15

Tomacorrientes Servidores

1000

16

Panel de Incendio

500

17

Panel Control de Acceso

500

3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

A

1.922 2.46 2.327 1.83 2.471 2.327 2.059 2.545 2.545 2.54 2.574 1.78 1.83 1.881 1.932 1.414 1.454

Fuente: Propia

Luego de realizada la distribución de circuitos y obtenidas las cargas a alimentar por este centro de carga se determinó que la alimentación de este tablero se determinaron las características de este centro de carga:

73

Si bien es cierto la protección y los conductores se escogieron un poco sobre dimensionados, la idea es tener espacio para un futuro crecimiento en la cantidad de salidas eléctricas u en equipo. 3.4.9 Tablero UPS3 El tablero UPS3 se diseñó para alimentar 14 circuitos de salidas eléctricas respaldadas por la UPS, a su vez también es el encargado de alimentar el tablero UPS 4 por lo que su capacidad es mucho mayor. Como en los tableros anteriores a la carga de estos circuitos se les aplicó un factor de demanda del 125% por tratarse de cargas continuas. Además se contempla un supresor de transcientes para proteger los equipos de sobre voltajes. Con estos datos obtenidos por medio del cálculo y con ayuda del método de capacidad de amperaje y del de caída de tensión y las tablas 2.4.7, 2.4.8, 2.4.12 se realizó la tabla 3.10 Distribución de circuitos del tablero TUPS 3 que se presenta a continuación. Tabla 3.10. Distribución de circuitos tablero TUPS 3. 1

Tomacorrientes Cubículos

1125

2

Tomacorrientes Cubículos

900

3

Tomacorrientes Cubículos

1125

4

Tomacorrientes Cubículos

900

5

Tomacorrientes Cubículos

1125

6

Tomacorrientes Cubículos

900

7

Tomacorrientes Cubículos

900

8

Tomacorrientes Cubículos

900

9

Tomacorrientes Cubículos

900

10

Tomacorrientes Cubículos

1125

11

Tomacorrientes Cubículos

900

3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 12 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 74

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

C

1/20

120

13

C

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20

120

13

B

1/20

120

13

B

1/20

120

13

C

1.364 1.454 2 1.673 2.454 1.963 2.545 2.174 1.739 2.28 1.83

12

Tomacorrientes Cubículos

1125

13

Tomacorrientes Cubículos

900

14

Tomacorrientes Cubículos

1125

15 16 17 - 19 18 - 20

Supresor de Transcientes Tablero TUPS4

18925

3 # 10 THHN 3 # 10 THHN 3 # 10 THHN

3 # 2 THHN

1/20

120

13

C

1/20

120

13

A

1/20

120

13

A

1/20 1/20 3/20 3/80

120 120 208 208

13 13 35

B B C-A C-A

2.402 1.922 2.574

1.447

Fuente: Propia

Con las cargas obtenidas se dimensionaron los conductores alimentadores de este centro de carga, y se propone un centro de carga con las siguientes especificaciones:

3.4.10 Tablero U2 Centro de carga existente ubicado en el 3er piso, encargado de alimentar la UPS del 3er piso y la transferencia para luego alimentar los tableros UPS de dicho piso, este centro de carga cuenta con las siguientes especificaciones:

75

Con la carga determinada que manejará cada centro de carga UPS del 3er piso se determina que la UPS recomendada a instalar en este piso cumple con las siguientes características: UPS trifásica de 40 kVA, 60 Hz, tensión entrada 208V, tensión de salida 120/208V. Con estos datos obtenidos se realizó la tabla 3.11 Distribución de circuitos tablero TU2. Tabla 3.11. Distribución de circuitos tablero TU2.

Posición

Descripción

1-3 2-4

UPS Transferencia

Potenci a VA

Calibre/ Cable

Break Voltaje

40000

3 # 1/0 3 # 1/0

2/125 2/125

240 240

Ducto Fases A(mm) B 41 41

A-B A-B

Caída de Tensión % 0.2

Con la distribución de centros de carga realizada y hechos los cálculos para la alimentación de dichos centros de carga se continuó con la realización de la lámina E02Diagrama Unifilar. Una vez realizado el diseño completo del sistema de alimentación eléctrica, quedan aún 2 láminas por realizar, se realizó la lámina “E07- Distribución de tableros” que contiene las especificaciones de los centros de cargas instalados y existentes en cada uno de los pisos, con su respectiva distribución de cargas, caídas de tensión y calibres de alimentadores eléctricos. Y por último se realizó la lámina “E01 Simbología, notas eléctricas y detalles” que contiene como su nombre lo dice la simbología de este sistema eléctrico y algunas notas y detalles importantes que se deben de tomar en cuenta a la hora de realizar una instalación de este tipo. Este diseño quedó conformado por 14 láminas de diseño, concluyendo la propuesta para un sistema eléctrico compuesto por sistema de detección de incendio, sistema de control de acceso, sistema de cableado estructurado y sistema de alimentación eléctrica. En estas 14 láminas se detalla específicamente cada parte del diseño, si bien es cierto esta no es más que una propuesta, en ella se busca mantener un diseño acorde a las especificaciones requeridas en el código eléctrico nacional y sin dejar de lado las comodidades que son necesarias en un complejo de oficinas o centro de llamadas.

76

4 Conclusiones Sin duda alguna este proyecto mostró las diferentes normas y pautas que se deben de tomar en cuenta a la hora de realizar un diseño eléctrico para un edificio de oficinas y sin embargo no se puede dejar de lado lo interesante que se vuelve el diseño eléctrico en general, porque a pesar de que en este proyecto se muestra una diseño acorde a las normas no quiere decir que no se puedan crear distintos diseños que igualmente cumplan con las normas pero simplemente cuentan con ideas o acomodamientos distintos, que al final de cuentas queda en manos del diseñador escoger un diseño adecuado para el tipo de edificio y para un cliente en específico. En este proyecto se mostró la importancia en realizar un diseño que ayude al ahorro energético y a una buena escogencias de cada uno de los componentes que conforman un sistema eléctrico, sin dejar de lado que el cliente también presenta una serie de exigencias y requerimientos pero que fueron tomados en cuenta sin pasarle por encima a una normativa vigente. Es de gran importancia para el diseñador tomarse el tiempo de visitar y estudiar el lugar para a partir de ahí realizar un diseño acorde a las condiciones que se presentan. Esta propuesta de diseño contempla como sistema eléctrico el conjunto de subsistemas: cableado estructurado, detección de incendios, control de accesos y alimentación eléctrica. Y se pudo observar como en el tema del diseño a pesar de que se cuentan con normas y reglas, estas solo son un parámetro o lineamiento que se debe de seguir pero no por esto nos limite a realizar un diseño de acuerdo a las exigencias de cada cliente. Se mostró un breve pero concreto resumen del funcionamiento, importancia y conformación de cada uno de los subsistemas del sistema eléctrico a diseñar en el proyecto y en base a esta investigación se realizó el diseño. 77

Se realizó un diseño del sistema eléctrico para este edificio de oficinas, acorde a las normas y requerimientos que están estipulados en el código eléctrico vigente en nuestro país, logrando a la misma vez un sistema que cumple con las exigencias del propietario para el confort y buen desempeño de la empresa a trabajar en este edificio. Se logró realizar exitosamente cada una de las láminas eléctricas necesarias exigidas por el Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica, con su respectiva simbología, identificación y demás parámetros exigidos por el mismo. Se pusieron en práctica muchos de los conceptos vistos y brindados por los profesores a lo largo de carrera universitaria en los diferentes cursos del énfasis en sistemas de potencia para el adecuado y eficiente diseño de este sistema eléctrico y este proyecto en general.

78

Anexos. Valores de impedancias para conductores NEC 2011

79

Bibliografía [1] NFPA 72. “Código Nacional de Alarmas de Incendios” , Edición 2002, Estados Unidos, 2002. [2] Earley M. y Sargent J, NFPA 70. “Código Eléctrico Nacional” , Edición 2011. [3] Fernandez B. Capacitación para Instalación de cableado de cobre , 2010. [4] Jimenez A. “Sistemas de control de accesos” , Centro de Innovación, Mexico, Abril 2006 - http://www.syscom.com.mx/PPT/control_acceso.pdf [5] Mattenet A. “Componentes básicos del sistema de alarmas contra incendios”, Roberto Bosh Argentina Industrial, 2010 - http://www.seguridad-online.com.ar/ [6] Determinar la mejor solución de canalización superficial para enrutar todos los tipos de cable en una aplicación -http://www.panduit.com/wcs/Satellite? pagename=PG_Wrapper&friendlyurl=/en/support/support/calculators-and-designtools [7] Cablofil - http://www.cablofil.co.cr

80

[8] Grupo ICE- www.grupoice.com/ [9] Insumos de acceso- www.tienda.insumosdeaccceso.com/

81