KINENERGY - Insights #Energía Eléctrica

Conductores eléctricos óptimos: mayor eficiencia y seguridad

Thu, 09 May 2024 19:11:00 -0600

La eficiencia de una instalación eléctrica se basa en la calidad y el diseño de los conductores eléctricos. La capacidad de conducción de corriente de estos conductores depende de una variedad de factores, como el tipo de instalación (Conduit, charola, ducto subterráneo, etc.), el arreglo de los conductores (plano, trébol, etc.), la temperatura de operación de los conductores seleccionados, la longitud del circuito, entre otros. Y todos estos elementos influyen en el rendimiento general del sistema eléctrico.

En KINENERGY, sabemos que seleccionar el conductor adecuado es crucial para una instalación eficiente y segura. Por eso, antes de cualquier operación, se recomienda realizar un estudio completo de la instalación eléctrica para asegurar que todos estos factores estén debidamente considerados.

Relación entre la eficiencia y costo del conductor

La eficiencia en la transmisión de energía eléctrica está directamente relacionada con el calibre y la sección transversal del conductor. Aumentar el calibre del conductor reduce la resistencia eléctrica y, por ende, disminuyen las pérdidas de energía, lo que se traduce en mayor eficiencia. Sin embargo, este incremento en el calibre también implica un mayor costo inicial.

El retorno de la inversión dependerá de la intensidad del uso del conductor, el tiempo estimado de vida útil de la instalación, y el precio de adquisición del equipo. Por esta razón, es crucial evaluar el uso previsto del conductor y el presupuesto disponible para hacer una selección óptima.

A medida que aumenta el calibre del conductor, la eficiencia del sistema eléctrico mejora, pero hay un límite en el que el costo adicional no justifica la mejora marginal en eficiencia. Este punto se conoce como "conductor óptimo", el cual presenta ventajas técnicas, económicas y ambientales como:

Menor pérdida de energía, que se traduce en menores costos operativos.
Mayor vida útil del sistema eléctrico.
Menor temperatura de operación, lo que reduce el riesgo de sobrecalentamiento.
Mejor comportamiento a eventos de sobrecarga y cortocircuito.

Método tradicional vs método del conductor óptimo

En el método tradicional, la selección del conductor suele basarse en secciones mínimas requeridas por normas o estándares; este enfoque asegura el cumplimiento básico en términos de capacidad de corriente y seguridad, pero no siempre toma en cuenta la eficiencia energética o el costo a largo plazo.

El método del conductor óptimo utiliza modelos matemáticos y normativos para determinar la sección transversal más adecuada, no solo para cumplir con las normas, sino también para optimizar la eficiencia y reducir el costo operativo a lo largo del tiempo. Este enfoque tiene en cuenta factores como la caída de tensión, la temperatura de operación y el uso intensivo para encontrar el calibre ideal.

Cálculo de la sección transversal del conductor óptimo

El cálculo del conductor óptimo puede realizarse mediante diferentes métodos, que incluyen:

Método matemático: utiliza ecuaciones y cálculos avanzados para determinar la sección óptima. Se basa en principios de máximos y mínimos para optimizar la eficiencia.
Método normativo: se basa en normas específicas, como IEC-287-3-2 o NMX-J-685-ANCE. Estas normas proporcionan guías y criterios para el cálculo, teniendo en cuenta aspectos como la corriente máxima permisible, la caída de tensión, la temperatura ambiente, y la corriente de cortocircuito.

Según el artículo 250-122, el conductor de puesta a tierra debe aumentar en proporción con el tamaño de los conductores de fase. Esto significa que cuando se incrementa el calibre de los conductores de fase para mejorar la capacidad de corriente o reducir la resistencia, también debe ajustarse el tamaño del conductor de puesta a tierra.

El cálculo de la sección transversal del conductor óptimo es un proceso complejo que requiere un análisis detallado de múltiples factores. Encontrar el equilibrio adecuado entre eficiencia y costo puede ser un desafío, pero es esencial para garantizar una instalación eléctrica segura y rentable a largo plazo.

El rol de la sostenibilidad

Un conductor óptimo no solo reduce las pérdidas de energía y mejora la eficiencia, sino que también contribuye a un menor impacto ambiental. Al reducir las pérdidas, se minimiza el uso excesivo de energía, lo que a su vez ayuda a disminuir la huella de carbono.

Si buscas una instalación eléctrica eficiente y segura, no dudes en contactarnos. En KINENERGY, te brindamos soluciones que permitan ahorrar costos a largo plazo y garantizar la seguridad de tu instalación.

¡Estamos aquí para ayudarte a alcanzar tus objetivos de eficiencia energética y sostenibilidad!

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Juan Corona

Especialista Eléctrico Jr.

Juan José cuenta con más de 5 años de experiencia en el área de instalaciones eléctricas, ha participado en proyectos de tipo comercial, oficinas e industrial. Juan José es Ingeniero Electricista egresado de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica del IPN. A Juan José le gusta salir a pasear en moto los fines de semana, y escuchar música rock de diferentes estilos.

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El rol de las unidades manejadoras de aire con recuperadores de calor de rueda entálpica y su uso en naves industriales

Tue, 16 Apr 2024 19:10:14 -0600

Una unidad manejadora de aire (UMA) es una parte importante en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Donde tiene como principal función acondicionar y distribuir el aire en un área específica.

En su funcionamiento convencional, las UMAs extraen una proporción mínima de aire del exterior, generalmente alrededor del 10%, mientras que el 90% restante proviene del aire de retorno dentro del edificio, esta combinación se somete a un proceso de enfriamiento o calentamiento a través de un serpentín especializado, adaptando así la temperatura del aire según las necesidades estacionales.

Sin embargo, cuando se enfrentan condiciones extremas, como temperaturas extremadamente altas o bajas, las unidades manejadoras de aire convencionales pueden resultar insuficientes para garantizar un rendimiento óptimo. Es aquí donde entran en juego las UMAs con recuperadores de calor de rueda entálpica, ofreciendo una solución eficaz para maximizar la eficiencia energética.

Estas avanzadas unidades incorporan una tecnología innovadora que utiliza una rueda entálpica para recuperar el calor del aire de salida y transferirlo al aire de entrada, esta transferencia de calor permite reducir significativamente la carga térmica necesaria para calentar o enfriar el aire, lo que a su vez se traduce en un menor consumo de energía y costos operativos más bajos.

El alcance de la aplicación de las unidades manejadoras de aire con recuperadores de calor de rueda entálpica es amplio y diverso. Desde entornos hospitalarios hasta instalaciones hoteleras, estas unidades ofrecen beneficios tangibles en términos de eficiencia energética y confort interior.

Además, su uso está ganando popularidad en el ámbito del acondicionamiento de aire en naves industriales, donde la optimización de la energía y la reducción de costos son prioridades clave.

Innovación en la gestión térmica: la rueda entálpica

La rueda entálpica, también conocida comointercambiador de calor giratorio o rueda de recuperación de energía, es el núcleo de las unidades manejadoras de aire (UMAs) con recuperadores de calor. Este dispositivo opera con el 100% del aire exterior, permitiendo una recuperación parcial de energía que optimiza el proceso de acondicionamiento del aire.

Compuesta por un elemento en forma de panal redondo recubierto con un material absorbente de calor, la rueda entálpica gira constantemente gracias a un motor inducido y esta disposición permite que la mitad de la rueda esté expuesta al flujo de suministro de aire, mientras que la otra mitad está expuesta al flujo de escape de la UMA.

Cuando el aire del interior o de retorno ingresa a la unidad manejadora, la rueda entálpica aprovecha estas condiciones y la mezcla con las del aire exterior. Este proceso de mezcla optimiza las condiciones de temperatura y humedad relativa del aire antes de que entre en el sistema de acondicionamiento, mejorando así la eficiencia del proceso, y su capacidad para recuperar energía y optimizar las condiciones térmicas.

En el esquema mostrado, se observa cómo el aire del interior o de retorno ingresa a la unidad manejadora con condiciones de confort previamente establecidos. La rueda entálpica, ubicada estratégicamente dentro de la UMA, se encarga de optimizar estas condiciones al girar y mezclar el aire de retorno con el aire exterior.

Este proceso permite ajustar tanto la temperatura como la humedad relativa del aire de manera eficiente, garantizando un ambiente interior óptimo en todo momento.

La adaptabilidad en climas fríos y calientes: menor consumo y reducción de la carga térmica

Durante la temporada de verano, la unidad manejadora opera en modo de enfriamiento. Un ejemplo práctico puede ayudar a entender este proceso: supongamos que el aire de retorno a la manejadora tiene una temperatura de 25°C y una humedad relativa del 55%, mientras que el aire exterior alcanza los 38°C con una humedad relativa del 70%.

En este escenario, la rueda entálpica realiza un giro de 180°, mezclando estas condiciones y logrando que el aire antes de ingresar al serpentín de enfriamiento alcance una temperatura de 31.5°C y una humedad relativa del 60%. Esta mezcla reduce la carga térmica y la humedad del aire, lo que resulta en un menor consumo de energía eléctrica en comparación con una manejadora convencional.

Por otro lado, en la temporada de invierno, la unidad manejadora se utiliza en modo de calefacción, de igual manera supongamos que el aire exterior tiene una temperatura de 10°C y una humedad relativa del 50%.

En este caso, las condiciones de temperatura y humedad relativa del aire de retorno serán las mismas que en el ejemplo anterior. Al realizar la mezcla, el aire antes de ingresar al serpentín de calefacción alcanzará una temperatura de 17.5°C y una humedad relativa del 52.5%.

Como resultado, la energía requerida para la calefacción disminuye en comparación con una manejadora convencional, ya que no es necesario calentar y humidificar el aire adicionalmente.

Potenciando la eficiencia energética con la fusión de UMAs

En el ejemplo previamente mencionado de una UMA con recuperador de calor, se demostró una clara reducción en las condiciones de temperatura y humedad relativa durante el verano, pues al combinar diferentes tipos de UMAs, específicamente una equipada con rueda entálpica y unidades manejadoras convencionales, se pueden obtener resultados aún más eficientes en el sistema completo de aire acondicionado.

Para el caso de verano en nuestro ejercicio, las condiciones resultantes en la manejadora con recuperador de calor son de 31°C y 60% HR, se ingresan a una manejadora convencional, considerando dichas condiciones como si se trataran de condiciones de toma de aire exterior, el trabajo energético de la manejadora convencional disminuye, lo que significa que la manejadora sea más pequeña.

Este mismo principio se aplica al modo de calefacción. Al utilizar condiciones pretratadas por una UMA con recuperador de calor en una UMA convencional, se reduce la carga térmica necesaria, lo que contribuye a una mayor eficiencia energética y ahorros adicionales en el consumo eléctrico.

Transformando la climatización en naves industriales

El uso de sistemas de aire acondicionado, como el que hemos explorado anteriormente, está emergiendo como una tendencia en el ámbito de las naves industriales. Esta tendencia no solo se debe al ahorro energético que ofrecen, sino también a la importancia que conlleva garantizar una alta calidad del aire en estos espacios, lo que requiere un tratamiento de dos etapas.

En industrias de empacado y moldeado, la calidad del aire que ingresa en los procesos es crucial, ya que, al combinar diferentes tipos de manejadoras de aire, como las que hemos estudiado en este artículo, se asegura que estas especificaciones de calidad se cumplan con costos operativos reducidos.

La reducción del tamaño de las UMAs dentro de una nave industrial ofrece múltiples ventajas adicionales:

Disminución en el tamaño de los cuartos de máquinas.
Facilita el control y monitoreo en los sistemas de gestión de edificios (BMS).
Reduce el tamaño de los conductos de aire acondicionado y las dimensiones de las tuberías de agua helada.
Aumenta la eficiencia energética del sistema.
La recuperación de la inversión inicial se logra en periodos más cortos.
Al usar menos energía, el sistema se vuelve más amigable con el medio ambiente.

Por último, a lo largo de este artículo exploramos como estas unidades no solo optimizan el proceso de acondicionamiento del aire, sino que también ofrecen beneficios tangibles en términos de ahorro energético, reducción de costos operativos y mejora de la calidad del aire en una variedad de entornos.

En un mundo donde la eficiencia energética y la calidad del aire son prioridades cada vez más urgentes, las unidades manejadoras de aire con recuperadores de calor de rueda entálpica emergen como una solución innovadora y prometedora. ¡Ya sea que necesites orientación sobre cómo comenzar, información adicional sobre nuestras soluciones o simplemente tengas preguntas sobre cómo estas tecnologías pueden beneficiar tu espacio, no dudes en contactarnos!

En KINENERGY, estamos disponibles para responder a tus inquietudes y brindarte la asesoría necesaria para llevar a cabo tu proyecto de manera exitosa, ¡déjanos tus datos!

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¿Qué es un tablero eléctrico y cuáles son sus componentes?

Tue, 05 Mar 2024 16:43:58 -0600

En el artículo de hoy, exploraremos qué es un tablero eléctrico, sus diferentes tipos, componentes esenciales y consideraciones clave para su selección, destacando su importancia en todo tipo de instalaciones eléctricas.

¿Qué es un tablero eléctrico?

El tablero eléctrico, también conocido como panel de distribución, es un equipo esencial en cualquier sistema eléctrico y su función principal radica en controlar, proteger y distribuir la energía eléctrica de manera segura hacia los dispositivos y circuitosque la requieren en una residencia, comercio o industria.

La Norma Oficial Mexicana NOM-001 SEDE-2012 Instalaciones Eléctricas (Utilización) establece distintos tipos de tableros eléctricos, cada uno diseñado para cumplir funciones específicas en un sistema eléctrico. Aquí presentamos algunos de ellos:

Tablero de Alumbrado y Control (Panelboard): Este tipo de tablero se caracteriza por ser un panel sencillo o un conjunto de paneles unitarios diseñados para ensamblarse en una única estructura, accesible únicamente desde el frente. Es utilizado principalmente para controlar y distribuir la energía eléctrica destinada al alumbrado y otros dispositivos de control en edificaciones comerciales, residenciales o industriales.

Tablero de Distribución (Switchboard): El tablero de distribución, también conocido como Switchboard, es de mayor tamaño en comparación con el panelboard. Se trata de un panel grande o un conjunto de paneles, típicamente accesible por la parte frontal y la posterior. Su función principal es distribuir la energía eléctrica a través de diferentes circuitos hacia los dispositivos y equipos correspondientes.

Tablero de Potencia con Envolvente Metálico (Switchgear): Este tipo de tablero se distingue por estar totalmente cerrado por todos lados y contar con una parte superior cubierta con láminas metálicas. El acceso al interior de la envolvente se realiza a través de puertas, cubiertas removibles o ambas. Su diseño robusto y hermético lo hace ideal para aplicaciones de media tensión, garantizando la seguridad del operador y del sistema eléctrico.

Cada tipo de tablero eléctrico tiene sus propias características y aplicaciones específicas, lo que permite adaptarse a las necesidades particulares de cada instalación eléctrica. Es importante seleccionar el tipo adecuado de tablero según los requerimientos del proyecto y cumplir con las normativas establecidas para garantizar su correcto funcionamiento y seguridad.

¿Cuáles son sus componentes?

Los componentes básicos de un tablero eléctrico incluyen:

Caja o gabinete: proporciona la estructura y protección física para los componentes eléctricos.
Barras colectoras (Busbars): son conductores eléctricos en forma de barras utilizados para conectar y distribuir corrientes eléctricas de un punto a otro (suelen ser de cobre o aluminio debido a sus propiedades conductoras).
Circuitos alimentadores: son cables que transportan la energía eléctrica desde una fuente de alimentación (como un Switchboard) hacia un tablero que podría ser secundario (Panelboard). Cabe destacar que este tipo de circuitos se caracterizan por transportar grandes cantidades de corriente).
Interruptores principales: son dispositivos de protección que permiten la desconexión total o parcial de la energía eléctrica en el tablero. Esto es esencial para realizar los mantenimientos de los equipos.
Circuitos derivados: manejan corrientes menores de energía en comparación con los circuitos de alimentación. Estos son dimensionados según la carga específica que alimentan, por ejemplo, iluminación y contactos.
Interruptores derivados: proporcionan la capacidad de desconectar los circuitos derivados y son elementos clave para la protección contra sobrecargas y cortocircuitos.
Barras de neutro: suministran puntos de conexión centralizados para los conductores neutros de los diferentes circuitos conectados al tablero. Este punto de conexión es crítico para, garantizar un retorno eficiente de la corriente y la seguridad del sistema.
Barras de tierra física: proporcionan un camino de baja resistencia para disipar corrientes de falla a tierra. En caso de un cortocircuito u otra falla que cause corriente a tierra, la barra de tierra facilita la disipación segura de esta corriente, ayudando a prevenir daños en el equipo y mejorando la seguridad de nuestro sistema.

¿Cuáles son las consideraciones que debo seguir para elegir mi tablero eléctrico?

Considerar cuidadosamente los siguientes factores al elegir un tablero eléctrico garantizará que el sistema eléctrico funcione de manera segura, eficiente y confiable, cumpliendo con los requisitos específicos de la instalación y las regulaciones aplicables:

Capacidad de corriente: evaluar la carga total de corriente que el tablero manejará y asegurarse de que pueda soportarla sin problemas.
Número de circuitos: determinar la cantidad de circuitos que se requieren y seleccionar un tablero con el número adecuado de espacios (o también conocidos como polos) para albergarlos.
Voltaje máximo de operación: elegir un tablero compatible con el voltaje de la fuente de alimentación y los dispositivos conectados.
Configuración de conexión: considerar el número de fases e hilos requeridos para la instalación.
Capacidad de cortocircuito (kA): verificar la capacidad del tablero para manejar y soportar corrientes de cortocircuito sin sufrir daños significativos.
Espacio disponible: evaluar el espacio físico disponible para la instalación y seleccionar un tablero que se ajuste a estas dimensiones.
Protección y seguridad: asegurarse de que el tablero pueda equiparse con los dispositivos de protección necesarios para el sistema eléctrico.
Ambiente y condiciones de operación: considerar el entorno donde se instalará el tablero y seleccionar uno que tenga la clasificación adecuada para resistir condiciones adversas.
Facilidad de mantenimiento: optar por un tablero que permita un acceso fácil a los componentes internos para realizar inspecciones y mantenimiento regular.
Integración de tecnologías: verificar si el tablero requiere monitoreo y asegurarse de que pueda integrarse con las tecnologías necesarias para el control del sistema.
Fabricante y calidad: elegir productos de fabricantes confiables que cumplan con estándares de calidad reconocidos.
Requerimientos específicos de la instalación: considerar cualquier requisito especial de la instalación, como la necesidad de tableros a prueba de explosiones en entornos peligrosos.

Al tener en cuenta todas estas consideraciones, podrás seleccionar el tablero eléctrico adecuado para tus sistemas eléctricos y garantizar así un funcionamiento seguro y eficiente se tus operaciones.

Cumpliendo con las normativas

En México, los tableros eléctricos deben cumplir con diversas normativas y códigos para garantizar su seguridad y eficiencia.

Algunas de las normativas mexicanas relevantes son:

NOM-001-SEDE-2012 que establece las condiciones mínimas de seguridad y eficiencia para la utilización de las instalaciones eléctricas, garantizando la seguridad en el uso de los tableros eléctricos y otros componentes del sistema.
NOM-029-STPS-2011 que se enfoca en el mantenimiento de las instalaciones eléctricas en los centros de trabajo y establece las condiciones de seguridad necesarias para proteger a los trabajadores contra riesgos eléctricos.
NOM-003-SCFI-2014, se refiere a los productos eléctricos y establece las especificaciones de seguridad que deben cumplir para su fabricación, comercialización y uso, asegurando que los tableros eléctricos sean seguros y cumplan con los estándares de calidad requeridos.

Cumplir con estas normativas es fundamental para asegurar que los tableros eléctricos operen de manera segura y eficiente, protegiendo tanto a las personas como a las instalaciones donde se utilizan.

En KINENERGY, estamos comprometidos con la seguridad y la calidad de nuestros servicios. ¡Te ayudamos a cumplir con estas normativas y asegurarnos de que tus proyectos eléctricos sean seguros y eficientes! Compártenos tus datos.

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Horacio Martínez

Coordinador MEP

Ingeniero eléctrico, especialista en calidad de la energía. Experiencia profesional en diseño, planeación, supervisión y consultoría de instalaciones eléctricas en media y baja tensión para el sector residencial, comercial, industrial y hospitalario.
Ha ejecutado exitosamente proyectos complejos y establecido operaciones en la República Mexicana y América Latina, cumpliendo con normas locales e internacionales.

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Implementación de BIM para hospitales de alta especialidad: caso práctico

Thu, 30 Nov 2023 22:01:01 -0600

En el mundo de la arquitectura, el commissioning y la ingeniería, cada proyecto es un reto único que presenta oportunidades para aprender y mejorar.

En el artículo de hoy, te queremos compartir experiencias valiosas derivadas de nuestra participación en una serie de hospitales de alta especialidad, destacando los casos prácticos en Puebla, Reynosa y Tamaulipas.

Desafíos en la implementación de BIM: remodelación de consultorios

El proyectó se enfocó en una remodelación de consultorios con una superficie de 1,332.21 metros cuadrados, desarrollada con la metodología BIM para mostrar la interacción entre todas las ingenierías (eléctrica, FP, PLBG, HVAC, especiales), evitando toda interferencia entre sí, además de las arquitectónicas y estructurales.

La duración inicialmente estimada en 15 semanas se extendió significativamente, superando el año, y uno de los mayores desafíos fue la lentitud en la retroalimentación por parte del cliente.

El último cambio, relacionado con la ingeniería hidráulica, fue el dimensionamiento de una cisterna, atribuido a que no se había calculado de acuerdo con lo que indicaban las dependencias de Puebla, sin embargo, se había calculado de acuerdo con el número de ocupantes del edificio como lo indica el reglamento de construcción.

Aunque se atribuyó inicialmente a un error de cálculo por nuestra parte, la resolución implicó aclarar los estándares de las dependencias de Puebla.

La resolución de este desafío conllevó un análisis minucioso de las causas subyacentes y se demostró que el supuesto "mal cálculo", estaba vinculado a la falta de comprensión de ciertos estándares específicos solicitados por las dependencias locales en Puebla.

A pesar de los obstáculos, se logró cerrar el proyecto de manera exitosa. La implementación de la metodología BIM, junto con la entrega de especialidades trabajadas bajo esta metodología, demostraron ser factores clave para concluir de manera exitosa.

Proyecto Hemodinamia: ampliación y remodelación del área de cirugía

El proyecto Hemodinamia, destinado a la ampliación y remodelación del área de cirugía en Reynosa, Tamaulipas, se erigió como un desafío multidimensional para el equipo.

Con una extensión de 1,630 metros cuadrados distribuidos en dos niveles, este proyecto abordó especialidades críticas como: ingeniería eléctrica, especiales y gases medicinales, todas trabajadas bajo BIM.

La estimación inicial de 12 semanas para su conclusión se vio impactada por la falta de definición en algunas especialidades, desencadenando ajustes constantes debido a cambios internos en las necesidades del cliente y la complejidad se intensificó pues la ingeniería eléctrica estaba duplicada.

Ante la sobrecarga identificada, el equipo de KINENERGY propuso la implementación de una nueva planta de emergencia. Sin embargo, surgió una limitación crucial: la falta de espacio disponible. La situación se volvió aún más compleja, ya que la duplicidad en la ingeniería eléctrica identificada como tema del cliente, era una de las razones fundamentales detrás del estancamiento del proyecto.

La resolución planteada fue doble: primero, cerrar documentos constructivos con la propuesta económica inicial y, posteriormente, abordar la reingeniería necesaria para optimizar la capacidad de la planta de emergencia. Este enfoque estratégico no solo permitió asegurar la continuidad del proyecto, sino que también sentó las bases para una mejora significativa en la infraestructura eléctrica, abordando la redundancia y garantizando la capacidad necesaria para satisfacer las nuevas demandas.

Este proyecto, aunque no exento de obstáculos, se convierte en un valioso aprendizaje para futuras iniciativas, resaltando la importancia de la definición temprana y la adaptabilidad.

Hospital en Puebla: una comunicación constante

Este proyecto abordó el desarrollo de ingenierías y la remodelación del área de cirugía con una extensión de 2,996.83 metros cuadrados, distribuidos en 4 niveles: sótano, área de máquinas y estacionamiento, desarrollada con la metodología BIM.

Aunque la estimación inicial del proyecto apuntaba a 12 semanas, la realidad fue distinta, extendiéndose a lo largo de dos años. Uno de los desafíos principales fue una inadecuada la comunicación por parte del cliente, lo que generó constantes órdenes de cambio y modificaciones que desafiaron la capacidad de nuestro equipo para mantenerse en sincronía con los tiempos de entrega.

Uno de los mayores desafíos fue la gestión de negociaciones, donde cada cambio como se mencionó en el artículo “Cambios de arquitectura y sus implicaciones en los proyectos de ingeniería” por mínimo que parezca, representa un complejo proceso de revisión y ajuste. La posición inflexible del cliente, que a menudo consideraba pequeños ajustes como grandes modificaciones, requería una táctica de negociación cuidadosa y la resolución de estas disputas no solo implicaba ceder, sino demostrar que cada ajuste tenía implicaciones significativas en los planos, cálculos y memoria del proyecto.

A pesar de los desafíos, el proyecto culminó en un cierre que demostró la perseverancia del equipo. Las negociaciones concluyeron con una resolución beneficiosa para ambas partes, demostrando que, a veces, la paciencia y la argumentación cuidadosa son elementos clave en el éxito de un proyecto.

Implementación de BIM: un factor clave

La implementación de Building Information Modeling (BIM) ha demostrado ser un factor determinante en el éxito y eficiencia de los proyectos. Esta metodología, que va más allá de ser una herramienta tecnológica, se ha convertido en un elemento clave para abordar desafíos específicos y potenciar el desarrollo integral de cada proyecto.

En cada caso, desde la remodelación de consultorios hasta la ampliación de áreas especializadas y la construcción de niveles múltiples, se ha destacado la importancia de la comunicación, la anticipación de desafíos y la gestión eficaz de cambios inesperados.

Los aprendizajes extraídos de estos proyectos han forjado un camino hacia la mejora continua y la excelencia con desafíos significativos que han proporcionado lecciones invaluables enriqueciendo el camino hacia futuras iniciativas.

En KINENERGY, nos enfocamos en ofrecer soluciones especializadas y confiables, donde la implementación de tecnologías avanzadas como BIM y la gestión eficiente de cambios se combinan para lograr resultados satisfactorios.

¡Si tienes algún proyecto relacionado con áreas críticas de hospitales o necesitas ayuda con la implementación y gestión de BIM, ¡déjanos tus datos aquí!

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Rebeca Meneses

Project Manager

Rebeca cuenta con más de 6 años de experiencia en proyección, ejecución y administración de obra en diferentes giros de la construcción habitacional, comercial-restaurantero e inmobiliaria.
Destaca su participación en el proyecto de transformación de la Embajada de la Unión Europea en la CDMX.
Rebeca vive en la CDMX con su esposo e hija y disfruta de las actividades al aire libre y de la música Rock Alternativo.

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Importancia de un sistema derivado separado en las instalaciones eléctricas

Thu, 21 Sep 2023 08:17:52 -0600

El concepto de un sistema derivado separado en instalaciones eléctricas es fundamental para garantizar la integridad y eficiencia de equipos electrónicos sensibles.

La NOM-001-SEDE 2012 define el sistema de alambrado de una propiedad como aquel que se alimenta de una fuente de energía diferente a la del suministrador. Algunos sistemas no tienen conexión eléctrica directa entre los conductores de un circuito y los conductores de otro sistema.

Es importante mencionar que la conexión solamente se realiza a través de la tierra, metal, canalizaciones metálicas o conductores de puesta a tierra de equipo (desnudo).

En el artículo 250-30, en la nota 1, se dice que un generador en sitio no es considerado una fuente de energía separada. Esto se debe a que el conductor puesto a tierra (neutro) del generador está conectado al conductor puesto a tierra (neutro) de la acometida. Esta distinción es crucial para comprender qué constituye verdaderamente un sistema derivado separado y qué no.

Un ejemplo de esto es cuando el equipo de transferencia de la fuente alterna no desconecta el conductor puesto a tierra, el conductor sigue conectado al conductor puesto a tierra de acometida mientras la fuente alterna está en funcionamiento y alimentando la carga.

En la imagen podemos ver un generador de transferencia de un sistema derivado separado ya que el neutro no es corrido.

Aquí tenemos una imagen de un transformador delta estrella.

Es importante destacar que las definiciones de la norma están especialmente dirigidas a situaciones con generadores y plantas de emergencia. Sin embargo, este concepto no se limita únicamente a estas dos últimas, sino que se extiende a una variedad de equipos eléctricos, enriqueciendo su aplicabilidad y utilidad en diversas situaciones, tales como transformadores de aislamiento, UPS (Sistemas de Alimentación Ininterrumpida) o un acondicionador de línea.

El sistema derivado separado está en función de la conexión o no conexión del neutro. El neutro es un punto fundamental en sistemas eléctricos, conectado de diversas maneras para garantizar la seguridad y el funcionamiento.

En un sistema derivado separado, este enlace o desconexión del neutro juega un papel crucial en determinar la esencia y el propósito del sistema.

¿Para qué sirve un sistema derivado separado?

Al considerar los contactos de tierra aislada, es común asociarlos con equipos informáticos o dispositivos electrónicos. Aunque esta asociación es válida, es importante comprender que el sistema derivado separado va más allá, este sistema desempeña un papel esencial en la protección de equipos electrónicos sensibles.

Estos equipos son susceptibles a voltajes aleatorios por debajo de los niveles que son perceptibles para humanos y no tienen ningún efecto sobre los equipos de energía eléctrica, por lo tanto, no afecta a transformadores o equipos robustos y estas perturbaciones son conocidas como ruido.

El ruido eléctrico se manifiesta como una deformación en la onda senoidal de la corriente eléctrica. Esta deformación conlleva picos de voltaje o altos voltajes que directamente afectan la funcionalidad y la integridad de equipos electrónicos.

Para contrarrestar los efectos dañinos de estas corrientes circulantes o perdidas, es vital mantener separado el sistema de tierra de la computadora de los componentes de tierra del equipo, conectándolos juntos en un único punto.

Es importante recalcar que donde se menciona computadora nos referimos a todo equipo eléctrico sensible.

Principales áreas donde se implementa un sistema derivado separado

El uso de un sistema derivado separado en instalaciones eléctricas puede ser beneficioso en una variedad de entornos donde se requiere un mayor nivel de control, seguridad y eficiencia en la distribución de energía eléctrica. Algunas de las instalaciones donde es común implementar sistemas derivados separados incluyen:

Hospitales y Centros de Salud: estas áreas ocupan ciertos equipos que son críticos (puedes conocer más del diseño eléctrico en estos espacios en el artículo “Diseño eléctrico de unidades de atención médica. Consideraciones generales que debes conocer”).

Centros de Datos: se tienen servidores que son los equipos que nos apoyan para guardar datos (computadoras grandes).
Instalaciones de telecomunicaciones: antenas, switches, routers, firewalls (se considera equipo electrónico sensible).
Instalaciones de entretenimiento y espectáculos: cámaras, iluminación, etc.

En general, el uso de sistemas derivados separados se basa en las necesidades específicas de la instalación y los equipos involucrados. Se requiere un diseño eléctrico cuidadoso y el cumplimiento de las normativas y regulaciones aplicables.

En el ámbito de diseño eléctrico, la anticipación y la colaboración desempeñan un papel crítico para asegurar la eficiencia y la fiabilidad en las instalaciones del cliente. Es esencial tener una visión clara de los equipos que se van a instalar y su uso previsto.

Como buena práctica es importante contar con los "data sheets" de los equipos, que contienen información detallada sobre las características y requisitos eléctricos de los mismos. En KINENERGY hemos trabajado diferentes equipos electrónicos sensibles como rayos X y aceleradores, en estos proyectos es de vital importancia entender las especificaciones de los cables conductores y el tamaño de los conductores de tierra física aislada.

Esta comprensión garantiza que se cumplan los requisitos técnicos precisos y que los equipos funcionen de manera óptima.

Consideraciones, normativas y técnicas

En el diseño y la implementación de sistemas derivados separados, la adhesión a las consideraciones normativas y técnicas es esencial para garantizar la seguridad y la eficiencia del sistema. El artículo 250-30 de la norma proporciona directrices clave en relación con la "puesta a tierra de sistemas de corriente alterna derivados separados".

Uno de los requisitos fundamentales es la inclusión de dos puentes de unión en un sistema derivado separado: el puente de unión principal y el puente de unión del sistema.

Puente de unión del sistema.

Esta conexión debe establecerse en cualquier ubicación a lo largo del sistema derivado separado, que va desde la fuente de energía hasta el primer dispositivo de desconexión del sistema o el dispositivo de protección contra sobre corriente.

Electrodo de puesta a Tierra.

Elemento crítico en la seguridad de cualquier sistema eléctrico. Para sistemas derivados separados, este electrodo debe estar ubicado lo más cerca posible y preferiblemente en la misma área de la conexión del conductor del electrodo de puesta a tierra al sistema como:

Tubería metálica para agua.
Estructura metálica.

La ubicación de los sistemas derivados separados juega un papel crucial en la eficiencia y seguridad del sistema eléctrico.

Es común que estos sistemas se coloquen en niveles secundarios o terciarios, y su implementación encuentra su hogar en los IDFS (Infraestructura de Distribución de Fibra Óptica) o MDFS (Main Distribution Frame) destinados a áreas de redes y datos.

Al ubicarse estratégicamente en estos puntos, los sistemas derivados separados aseguran la seguridad eléctrica y minimizan las posibilidades de perturbaciones.

En KINENERGY, entendemos la importancia de contar con instalaciones eléctricas de la más alta calidad. ¡Contáctanos para explorar cómo podemos contribuir a optimizar tus sistemas eléctricos!

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Antonio Andrade

Ingeniero Eléctrico de Diseño Jr.

Antonio cuenta con más de 4 años de experiencia en el desarrollo de proyectos ejecutivos y supervisión de obra en ingeniería eléctrica implementados en México; destaca su participación en el desarrollo del proyecto ejecutivo y supervisión de obra en la remodelación y actualización de la instalación eléctrica del Museo Internacional del Barroco, Puebla, México. Antonio está firmemente convencido de que la preparación y el continuo aprendizaje son herramientas fundamentales para lograr el éxito en cualquier proyecto.

Referencias

NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (utilización).

https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/512096/NOM-001-SEDE-2012.pdf

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Diseño eléctrico de unidades de atención médica. Consideraciones generales que debes conocer

Wed, 02 Aug 2023 20:26:51 -0600

Como sabrás los sistemas eléctricos están presentes en diferentes sectores de ingeniería como son:

Domésticos.
Hospitalarios.
Comerciales.
Industriales y manufacturero.
Tecnologías de la Información (principalmente en Data Centers).

Dentro de los proyectos del ramo hospitalario, el tema del diseño eléctrico es sumamente importante debido a la complejidad y detalle que se debe tener para su ejecución, por lo que cumplir con las normativas establecidas, nos permitirá que nuestras instalaciones operen de manera adecuada y así garantizar una atención ininterrumpida.

Normativas para el diseño eléctrico en hospitales

Normas Nacionales

NOM-001-SEDE-2012, ARTICULO 517 “Instalaciones en establecimientos de atención a la salud”.
NOM-016-SSA3-2012, “Características mínimas de infraestructura y equipamiento de hospitales y consultorios de atención médica especializada”.

Normas Internacionales

IEEE STD 602 – “Prácticas recomendadas para sistemas eléctricos en instalaciones de atención médica”.
NFPA 99 – “Código de establecimientos de cuidado de la salud (capítulo 6 y 10)”.
NFPA 110 – “Estándar para sistemas de energía de emergencia y reserva”.

Proyectos hospitalarios

A través de los diversos proyectos en los que ha participado el equipo de KINENERGY, se han identificado los siguientes 3 puntos en los que se debe tener sumamente cuidado al momento de realizar el diseño eléctrico de estos espacios para garantizar así su adecuado funcionamiento y puedan cumplir con su principal objetivo que es la atención de la salud y la vida humana.

Áreas del Hospital.
Sistema Eléctrico Esencial.
Equipos Biomédicos y Sistemas Especiales.

Áreas del hospital

Desde el inicio del proceso de diseño se requiere la participación del director del hospital y del ingeniero biomédico responsable, ya que ellos intervienen en la designación de las diferentes áreas de acuerdo con el tipo de atención y cuidados que se otorguen al paciente, las principales áreas son las siguientes:

Áreas de atención general.
Áreas de atención crítica.
Localizaciones para procedimientos húmedos y mojados.

Cada una de estas áreas tienen requerimientos particulares los cuales deben ser considerados en el diseño eléctrico.

Áreas de atención general

Son aquellos espacios que cuentan con camas para atender pacientes internos con el fin de realizar diagnósticos, aplicar tratamientos y cuidados continuos de enfermería.

Algunas de las consideraciones eléctricas más importantes son las siguientes:

En las camas de pacientes se deben de suministrar cuando menos 2 circuitos derivados, uno del sistema de emergencia y uno del sistema normal.
Cada ubicación de cama para pacientes debe estar provista como mínimo de 4 contactos sencillos, dúplex o cuádruplex.
En áreas de pediatría, los contactos deben ser resistentes a la manipulación.

Áreas de atención crítica

Son espacios de atención especiales, tales como son: terapia intensiva, terapia intermedia, áreas de recuperación, cirugía, emergencias, hemodiálisis, salas de tomografías computarizadas, salas de resonancia magnéticas y/o áreas similares en las cuales los pacientes estén sujetos a procedimientos invasivos y/o conectados a equipos médicos.

Algunas de las consideraciones eléctricas más importantes para estas áreas son:

En las camas de pacientes debemos de suministrar cuando menos 2 circuitos derivados, uno del sistema de emergencia y uno del sistema normal.
Cada ubicación de cama para pacientes debe estar provista como mínimo de 6 contactos ya sea sencillos, dúplex o cuádruplex, cuando menos uno debe ser de emergencia y todos los contactos deben ser de grado médico.
Dependiendo de la zona se puede utilizar un método de protección adicional (sistema aislado).

Lugares con procedimientos húmedos

Son los espacios de atención a pacientes donde normalmente existen condiciones de humedad mientras está presente el paciente. Estas áreas incluyen depósitos con fluidos a nivel del piso o áreas de trabajo que rutinariamente estén húmedas o mojadas, siempre y cuando alguna de estas condiciones esté íntimamente relacionada con el uso de equipos médicos, los pacientes y con el personal.

Las principales zonas consideradas como lugares húmedos son:

Salas de cirugía.
Salas de hemodinamia.
Salas de atención critica.
Salas de rayos x - resonancia magnética.
Terapia intermedia - intensiva.

Sistema eléctrico esencial

El sistema eléctrico esencial, debe de ser capaz de suministrar una cantidad ilimitada de servicios de alumbrado y fuerza, los cuales son considerados esenciales para la seguridad de la vida del paciente, y para que se suspendan ordenadamente los procedimientos en ejecución durante el tiempo que se interrumpa el servicio eléctrico normal.

El sistema eléctrico esencial se compone de tres circuitos derivados que tienen la función de suministrar energía eléctrica a determinadas cargas.

Circuito derivado de seguridad para la vida. Este debe alimentar las rutas de evacuación, señalización de salidas, sistemas de alarmas, sistemas de comunicación, alumbrado del local donde se encuentre el generador de respaldo y sus accesorios, así como a los sistemas de alumbrado y control de los elevadores.
Circuito derivado crítico. Debe de suministrar energía para el alumbrado del lugar de trabajo y equipos fijos, así como a contactos seleccionados para la atención de los pacientes, principalmente en lugares como salas de operaciones y atención critica, unidades de terapia intensiva, farmacias, bancos, etc.
Sistema de equipos. Debe de suministrar energía al equipo de utilización y al equipo médico necesario para la atención crítica de pacientes, así como para que el hospital opere sin problemas, como son: elevadores públicos y de servicio, sistemas de vacío y compresión de aire, equipos de aire acondicionado, entre otros.

Equipos biomédicos y sistemas especiales

Los procesos médicos requieren de equipos e instrumentos determinados, cada uno de ellos con requerimientos eléctricos específicos, por lo que es importante tener las fichas técnicas de cada uno de ellos y así poder realizar el diseño eléctrico de manera correcta.

Se debe verificar en el diseño los parámetros eléctricos, como tensión, corriente, frecuencia, si se requiere que el equipo tenga respaldo de energía o si requiere considerar un sistema de tierra electrónica.

De la misma manera se requiere conocer las características de los sistemas especiales que proporcionan servicio a las distintas áreas del hospital, principalmente a las áreas de preparación de medicamentos, gases medicinales, puertas de acceso a salas de tomografía, señalización de salas de rayos x, etc.

Cuidar cada uno de los aspectos que nos marcan las normativas nos ayudará a garantizar una adecuada atención a los pacientes al evitar y estar preparados para fallas imprevistas.

En KINENERGY contamos con el expertise que tu proyecto necesita ¡escríbenos y cuéntanos de tu proyecto!

Referencias:

NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (utilización) (Continúa en la Sexta Sección). https://dof.gob.mx/nota_detalle.php?codigo=5280615&fecha=29/11/2012#gsc.tab=0

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Malas ejecuciones y no conformidades de la NOM-001-SEDE-2012 en instalaciones eléctricas. Cosas que no debes hacer

Thu, 27 Jul 2023 15:22:30 -0600

Parte del commissioning es el tema documental, pero no solamente se debe de ser cuidadoso con este punto, además debemos verificar que las instalaciones eléctricas han sido realizadas de la manera más limpia, profesional y, sobre todo, cumpliendo con la normativa establecida; en este caso, para México es la NOM-001-SEDE-2012 (utilización).

En este artículo haremos algunas recomendaciones que puedes seguir para tus proyectos eléctricos, y las cuales están fundamentadas en diversos trabajos deficientes que hemos encontrado en las instalaciones de diversos proyectos.

Antes que nada, hay que recordar que el objetivo de toda instalación eléctrica es que debe ser segura, eficiente y funcional para el usuario final. Para lograr este objetivo se debe ser cuidadoso desde el diseño de ésta, pero en caso de que existan aspectos que no fueron correctamente revisados en esta fase, también puedes tomar decisiones de mejora durante la fase de comisionamiento.

En diversas visitas a obras que se encuentran en desarrollo, así como de las que ya se encuentran finalizadas, se pueden llegar a encontrar algunas no conformidades a la NOM-001-SEDE-2012, causando que las instalaciones de los clientes no sean del todo seguras y que puedan llegar a poner en riesgo la integridad de los usuarios finales, así como de los activos de un inmueble.

¿Cuál es la razón de todo esto?

Desconocimiento técnico por parte de la casa de ingeniería que desarrolla el proyecto.
Falta de experiencia por parte de la mano de obra.
Una mala supervisión en campo.

A continuación, algunas malas prácticas implementadas que incumplen con la norma:

1. 110-14 NOM-001-SEDE-2012. Terminales o zapatas eléctricas

Más de un conductor por opresor en zapatas o terminales que no están preparadas ni aprobadas para este uso.

Se recomienda optar por zapatas o terminales con opresores suficientes para los conductores o en su caso, utilizar algunas que estén aprobadas para recibir más de un conductor.

Imagen 4. Interruptor marco L 250 A Square D, Zapata para dos conductores

2. 110-26 a) 1) NOM-001-SEDE-2012. Profundidad de trabajo en tablero eléctricos

No se respeta el espacio de trabajo al frente de tableros eléctricos de por lo menos 0.9 metros, lo que nos facilitará las labores de mantenimiento a futuro.

Se recomienda respetar esta medida de por lo menos 90 cm libres hacia el frente de tablero, así como el espacio de 80 cm de ancho o lo que tenga el equipo (lo que sea mayor) y en todos los casos las puertas deben tener la posibilidad de abrir a 90°.

3. 110-26 a) 3) NOM-001-SEDE-2012. Espacio libre o altura de trabajo en equipos eléctricos

No se respeta el espacio libre de trabajo (altura) del equipo eléctrico, donde además de tener una altura de 2 metros o la del tamaño del equipo (la que sea mayor) medido desde el piso. Se indica que equipos asociados a la instalación eléctrica pueden estar arriba o debajo de algún equipo eléctrico, pero que no se extiendan más allá de 15 cm hacia el frente.

Se recomienda no instalar los medios de desconexión de transformadores secos u otros equipos arriba de estos, lo ideal es colocarlos a un lado.

4. 210-6 NOM-001-SEDE-2012. Identificación de conductor puesto a tierra (neutro)

Conductores menores al calibre 4 AWG utilizados como neutro en circuitos monofásicos o donde sea requerido, con aislamiento en color no permitido, lo cual es una no conformidad con los medios de identificación del conductor puesto a tierra (neutro).

Se recomienda seguir lo siguiente, a la hora de instalar conductores destinados a ser utilizados como neutro en circuitos monofásicos o donde se requiera:

En calibres >= 4 AWG, se permite que se marque alrededor del conductor con una cinta blanca o gris.

En calibres <= 6 AWG, el asilamiento debe ser blanco o gris en toda su longitud.

5. 240-4 b) NOM-001-SEDE-2012. Protección contra sobre corriente

Los conductores se deben proteger contra sobre corriente con base en su ampacidad, cuando un dispositivo automático o fusible no corresponda (comercialmente) a la ampacidad del conductor se permite que sea el inmediato superior pero que no supere los 800 A.

En este caso se tienen conductores 4 AWG Cu (70 A. 60°C Tabla 310-15 (b) (16)) no protegidos contra sobre corriente por ITM 3P-100 A.

Se recomienda no colocar un interruptor o fusible con capacidad más grande a los conductores que protege.

6. 210-8 NOM-001-SEDE-2012. receptáculos sin protección por falla a tierra (GFCI o ICFT)

Uso de receptáculos convencionales instalados en áreas donde debe haber protección contra falla a tierra (GFCI) para estos accesorios.

Se debe proveer protección contra falla a tierra por un interruptor (GFCI) o un receptáculo equipado con este dispositivo 6 mA, en las siguientes áreas:

1. Unidades de vivienda:

Baños.

Cocinas.

Exteriores.

Fregaderos.

2. Unidades que no sean de vivienda

Baños.

Cocinas.

Azoteas.

Exteriores.

Instalaciones interiores húmedas.

Fregaderos (a menos de 1.8 m).

Vestidores con regadera.

Se recomienda instalar receptáculos de 127 V 15 o 20 A con protección por falla a tierra GFCI o ICFT, o breakers o interruptores termomagnéticos con esta protección en donde el circuito recibe su alimentación.

7. 250-30 1) NOM-001-SEDE-2012 Puente de unión del sistema

No existe puente de unión del sistema o principal, el cual puede hacerse en la fuente, primer medio de desconexión odispositivo contra sobre corriente.

Se recomienda realizar el puente de unión (neutro con puesta a tierra) con un conductor dimensionado de acuerdo con la tabla 250-66 NOM-001-SEDE-2012, no asumir que el envolvente o tanque es una trayectoria “eficaz” para la corriente eléctrica.

8. 300-4) g) NOM-001-SEDE-2012 Protección de conductores (monitores aislados)

La canalización no está bien rematada con sus debidas protecciones aisladas para los filos en los extremos de la tubería con conductores calibre 1/0 AWG. Solo cuenta con contratuercas.

Se recomienda instalar accesorios (monitores) con una superficie redonda, lisa y aislada en cuyas canalizaciones que se acoplen a cajas o gabinetes y contengan conductores calibres 4 AWG o mayores.

9. 300-15 c) NOM-001-SEDE-2012 Protección de conductores (monitores)

No se instalaron monitores en el remate de tuberías, para protección contra los filos en los extremos.

10. 392-10 b) 1) NOM-001-SEDE-2012 conductores menores el 4 AWG en charola porta cable

Uso de un calibre de conductor monopolar no permitido en charola porta cable.

Se recomienda instalar conductores monopolares aprobados y marcados con las letras CT (cable tray) cuando sean aislados en tamaños >= 4 AWG, ya sea para conductores portadores de corriente o de puesta a tierra.

11. 110-4 NOM-001-SEDE-2012 Contactos utilizados a mayor tensión que para la que se diseñaron

Se están utilizando receptáculos NEMA 5-15 125 V, 15 A en un circuito cuya tensión es de 220V, lo cual puede afectar el aislamiento de este, además de ser incompatible con clavijas NEMA 6-15 250 V.

En ambos casos se recomienda instalar receptáculos o conectores con una tensión igual o mayor a la tensión real del circuito a la que están conectados.

12. 376-100 Continuidad eléctrica del ducto cuadrado embisagrado

No se asegura la continuidad eléctrica en toda la instalación de este tipo de canalización.

Se recomienda interconectar con conductor 10 AWG (minimo) y zapatas, todas las secciones y accesorios para cambios de dirección a lo largo de toda la trayectoria del ducto cuadrado. Para asegurar la continuidad eléctrica.

13. 110-12 NOM-001-SEDE-2012 Ejecución mecánica de los trabajos (KO´s abiertos)

Se han dejado KO´s o aberturas destinadas para el acople de tuberías sin utilizar, por lo que podría entrar suciedad al interior del gabinete.

Se recomienda colocar un tapón de diámetro adecuado para poder cerrar esa abertura que no se está utilizando.

14. 408-7 NOM-001-SEDE-2012 Ranuras para interruptores sin utilizar

Hay ranuras destinadas para la instalación de interruptores que no se están utilizando, lo cual deja los buses de potencial expuestos.

Se recomienda colocar las tapas originales compatibles con el gabinete, para impedir que las barras de potencial queden expuestas.

15. 408-4 NOM-001-SEDE-2012 No hay directorio eléctrico

En el interior del tablero no hay un directorio eléctrico que informe claramente ¿qué interruptor corresponde a que circuito?

Se recomienda colocar un directorio eléctrico con al menos (pero no es limitativo) número de circuito, capacidad del interruptor, calibre de conductor y nombre del área o equipo que alimenta.

16. 310-15 b) 3) (a) Factor de ajuste por agrupamiento

Colocan más de 3 conductores portadores de corriente en una tubería, la ampacidad se ve decrementada por un factor de ajuste por agrupamiento.

Recomendamos utilizar ducto cuadrado ya que ahí se pueden instalar hasta 30 conductores sin verse afectados por este factor. Revisar Tabla 310-15 (b) (3)(a) NOM-001-SEDE-2012.

Si quieres evitar todas estas malas prácticas dentro de tus proyectos nosotros podemos asesorarte desde el diseño hasta el comisionamiento de tus instalaciones ¡escríbenos y cuéntanos de tu proyecto!

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Lineamientos del Código de Red 2.0: Centros de Carga

Wed, 21 Jun 2023 12:59:39 -0600

¿Qué es el Código de Red?

Es la regulación emitida por la Comisión Reguladora de Energía (CRE), que establece los requerimientos técnicos-operativos mínimos para el desarrollo eficiente de los procesos asociados con el Sistema Eléctrico Nacional (SEN). Regula las diversas actividades que se llevan a cabo en el SEN como son:

Planeación.
Control operativo.
Control físico.
Operación de la Red Nacional de Transmisión (RNT).
Operación de las Redes Generales de Distribución (RGD).
Interconexión de Centrales Eléctricas.
Conexión de Centros de Carga.

Objetivo

Establecer los criterios técnicos que los integrantes de la industria eléctrica deben cumplir de manera obligatoria en el desarrollo de sus actividades en el Sistema Eléctrico Nacional para garantizar la continuidad y la calidad del suministro de energía eléctrica.

¿A quién va dirigido?

El Código de Red es de cumplimiento obligatorio para todos los usuarios del SEN, como son:

El Centro Nacional de Control de Energía.
Transportistas.
Distribuidores.
Centrales Eléctricas.
Centros de Carga.
Generadores.
Suministradores.
Usuarios calificados participantes del mercado.
Comercializadores no suministradores.
Contratistas.

Contenido del Código de Red

El contenido del Código de Red está dividido en las disposiciones generales administrativas de carácter general y en las disposiciones operativas.

Disposiciones Generales del SEN:

Planeación (P).
Operación (OP).
Interconexión para Centrales Eléctricas.
Conexión de Centros de Carga.
Red Eléctrica Inteligente (REI) en materia de telemetría, interoperabilidad y seguridad de la información.
Aplicables a Sistemas Eléctricamente Aislados (SEA).

Manual Regulatorio:

Planeación del Sistema Eléctrico Nacional.
Estados Operativos del Sistema Eléctrico Nacional.
Control y Operación de la Generación y Recursos de Demanda Controlable.
Coordinación Operativa.
Requerimientos Técnicos para la Interconexión de Centrales Eléctricas al Sistema Eléctrico Nacional.
Requerimientos Técnicos para la Conexión de Centros de Carga al SEN.

Manual Regulatorio de Requerimientos Técnicos para la Conexión de Centros de Carga al SEN

I. Objetivo

Establecer los requerimientos técnicos que deben cumplir los Centros de Carga conectados al SEN en Media o Alta Tensión, para garantizar la eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad, seguridad y sustentabilidad del SEN.

II. Alcance y aplicación

Los requerimientos del Manual regulatorio de requerimientos técnicos para la Conexión de Centros de Carga al SEN (Manual Regulatorio de Conexión) son de aplicación para todos los Centros de Carga conectados o que pretendan la Conexión SEN en los niveles de Media o Alta Tensión.

Por otro lado, para los Centros de Carga sujetos a la obligación prevista en el Capítulo 1 del Manual Regulatorio de Requerimientos Técnicos para la Conexión de Centros de Carga del Código de Red publicado en el DOF el 8 de abril de 2016. Se deberá entender que la obligación referida para Centros de Carga en Media Tensión o Alta Tensión continua vigente y exigible por la CRE, en un plazo que no podrá exceder de 3 años, debiendo presentar un Plan de Trabajodetallando las acciones que serán implementadas para asegurar el cumplimiento de lo establecido en este Manual.

Los Centros de Carga en Baja Tensión, no son objeto del presente Manual Regulatorio de Conexión.

Finalmente, los Centros de Carga que se encuentren conectados en Media Tensión, y que tengan una demanda contratada mayor o igual a 1 MW, contarán con un periodo transitorio no mayor a dos años, contados a partir de la publicación en el DOF de la presente versión del Código de Red, para asegurar el cumplimiento con los requerimientos técnicos señalados en los numerales 2.4 y 2.8 del presente Manual Regulatorio de Conexión, referidos a factor de potencia y calidad de la potencia.

Antes de hablar sobre los requerimientos del Código, vamos a mencionar dónde se aplica.

La evaluación de los requerimientos se debe realizar en el Punto de Conexión en donde el distribuidor, su equipo de medición y el centro de carga se conectan para recibir el suministro de energía eléctrica. Un Punto de Conexión es determinado por el CENACE, donde uno o varios Centros de Carga se conectan en un mismo nivel de tensión.

¿Qué es un Centro de Carga?

Son las instalaciones y equipos que, en un sitio determinado, permiten que un “Usuario Final” reciba el suministro eléctrico.

En otras palabras, un punto de conexión es la frontera donde limitan las responsabilidades del distribuidor y del Centro de Carga.

Requerimientos Técnicos aplicables a los Centros de Carga

Los Centros de Carga conectados en Media Tención con demanda contratada <1 MW, así como los conectados en Media Tensión con demanda contratada ≤1 MW deben cumplir con los requerimientos estipulados en la siguiente tabla:

RDC: Recursos de Demanda Controlable

Son Centros de Carga que tienen la capacidad de disminuir su consumo de energía eléctrica en tiempo real.

2.1 Tensión

Los Centros de Carga deberán soportar Variaciones de Tensión: En Estado Operativo Normal

+/- 5% de manera permanente, en condiciones distintas al Estado Operativo Normal.
+/- 10% hasta por 20 minutos.

2.2 Frecuencia

Los Centros de Carga deberán soportar variaciones de frecuencia:

+/- 1 Hz en estado permanente.
+/- 2.5 Hz por 30 minutos.

2.3 Corto Circuito

2.4 Factor de Potencia

El Factor de Potencia (FP) o Cos (φ), se define como la relación entre la potencia que produce el trabajo (Potencia Activa) y la potencia total (Potencia Aparente) consumida o suministrada.

Los Centros de Carga Conectados en Media tensión con una demanda contratada igual o superior a 1 MW, tendrán un periodo transitorio no mayor a 2 años, contados a partir de la publicación del presente documento en el DOF, para asegurar el cumplimiento con el requerimiento de factor de potencia.

2.5 Protecciones

Los Puntos de Conexión de Centros de Carga en la RNT y en las RGD deben contar con esquemas de protección. En tanto no se cuente con Norma Oficial Mexicana o especificación técnica aprobada por la CRE, todos los esquemas de protección de los Centros de Carga en los Puntos de Conexión deben cumplir con los requerimientos señalados durante los procesos de Conexión o Modificación Técnica conforme al Manual para la Interconexión de Centrales Eléctricas y Conexión de Centros de Carga.

El Transportista y/o Distribuidor deberán verificar los sistemas de protección para asegurar su adecuada coordinación de protecciones para liberar fallas atendiendo los siguientes criterios y durante el proceso de Conexión o Modificación Técnica:

Detección de fallas internas y externas a la Red particular.
Operación ante baja y alta tensión.
Operación ante baja y alta frecuencia.
Operación ante sobrecarga de circuitos.
Operación ante sobrecarga de transformadores.
Operación de protecciones de respaldo.

Los Centros de Carga se deberán coordinar con el Transportista y/o Distribuidor para el ajuste de las protecciones en el Punto de Conexión.

Cualquier cambio o ajuste que el Centro de Carga desee realizar a los sistemas de protección en el Punto de Conexión deberá notificarlo previamente de conformidad con el Manual Regulatorio de Coordinación Operativa.

Los Centros de Carga son responsables de la implementación y funcionamiento de sus sistemas de protección. Las protecciones de los Centros de Carga en el Punto de Conexión que se encuentren conectados en Alta o Media Tensión se deberán coordinar con el Transportista o Distribuidor según corresponda para lograr este objetivo. Los sistemas de protección de los Centros de Carga deben estar coordinados y ser capaces de liberar las fallas causadas en sus instalaciones.

Referencias:

RESOLUCIÓN Núm. RES/550/2021 de la Comisión Reguladora de Energía por la que se expiden las Disposiciones Administrativas de Carácter General que contienen los criterios de eficiencia, calidad, confiabilidad, continuidad, seguridad y sustentabilidad del Sistema Eléctrico Nacional: Código de Red. https://dof.gob.mx/2021/CRE/CRE_311221.pdf

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Cables VFD y su uso para alargar la vida de los motores

Mon, 31 Oct 2022 14:42:40 -0600

Los cables para variador de frecuencia o cables VFD sirven como interconexión entre el variador de velocidad y el motor utilizado en los procesos de una planta industrial, además, su uso nos permite brindar protección contra sobre voltajes e interferencia magnética.

Estos cables nos permiten proteger nuestros equipos y sus entornos de las interferencias y corrientes parasitarias gracias a que su estructura garantiza que las señales y los impulsos sean transmitidos sin ninguna alteración.

Las características generales de un cable VFD son:

Blindaje total para impedir inducción y radiación.
Diseño de tierras simétricas para evitar corrientes inducidas.
Aislamiento robusto para soportar estrés por altos picos de voltaje.

Los variadores de frecuencia nos permiten tener un control sofisticado de los motores de corriente alterna debido a que estos posibilitan el ajuste de velocidad con precisión; éste se logra con la variación de la frecuencia al motor. Sin embargo, no se envía una frecuencia de onda pura al motor, más bien se envía una serie de pulsos, cuyo ancho varía y puede generar ruido o interferencias electromagnéticas (EMI) reduciendo la vida útil del cable e interrumpiendo el funcionamiento del sistema.

Los VFD son utilizados para alimentar motores en una variedad de aplicaciones de control de movimiento industrial, bombeo y extrusión. Los beneficios de utilizar un VFD sobre los accionamientos tradicionales incluyen un control más preciso del motor y una eficiencia energética mejorada.

Este tipo de cables de suministro de energía eléctrica-electrónica nos permiten dar forma a la tensión en los devanados de un motor y así estimular un control estricto de la velocidad del motor y de la salida de par.

El problema es que puede haber corrientes incontroladas y otros fenómenos eléctricos asociados a este suministro eléctrico conformado y si no se mitigan, pueden resultar perjudiciales para la mayoría de los componentes y sistemas de automatización que se encuentran en las proximidades del VFD.

En resumen, los cables VFD:

Aceptan como entrada la corriente sinusoidal de la alimentación eléctrica.
Rectifican (convierten) la energía de línea en corriente continua.
Utilizan transistores bipolares de puerta aislada para invertir la corriente continua, más concretamente, en trenes de impulsos modulados con precisión.

En palabras simples, los interruptores del accionamiento apagan y encienden la tensión para la corriente que hace girar al motor como si recibiera una onda sinusoidal de corriente suavemente modulada. Con esta forma de accionamiento, denominada modulación por ancho de pulsos, la velocidad de salida depende en última instancia de la frecuencia de los pulsos de corriente.

En el momento de la puesta en marcha, los devanados del estator del motor eléctrico se comportan como un inductor que construye gradualmente un campo magnético y luego pasa la corriente.

El cable que alimenta la energía eléctrica desde el VFD hasta el motor ve un desajuste de impedancia en su unión con el motor, en este caso, los excesos antes mencionados hacen que las ondas de reflexión hagan rebotar algunos de los bordes de ataque de la forma de onda de la tensión hacia el cable (hacia la electrónica de accionamiento) en la conexión de alta impedancia del cable con el motor. Es por este punto, la importancia de utilizar el cable VFD más óptimo para el funcionamiento del sistema.

Características de un cable VFD

Aislamiento de polietileno reticulado (XLPE)

Este aislamiento debe tener excelentes propiedades dieléctricas que permitan evitar la ruptura de las tensiones de voltaje y corriente, descargas de corona, etcétera. El aislamiento de polietileno reticulado nos ayuda a reducir los efectos potenciales de los armónicos y nos proporciona un rendimiento eléctrico estable que reduce paradas en el sistema ocasionados por el fallo del cable y prolonga la vida útil de la instalación, cabe destacar que el polietileno reticulado (XLPE) es la opción recomendada, frente a los cables de polietileno o PVC estándar.

Pantalla con cobertura 100%

La pantalla con cinta de aluminio-poliéster solapada y trenza de hilos de cobre estañado con una cobertura del 100% de los conductores que rodea nos permite asegurar un apantallamiento total, ésta cumple la función de evitar que el ruido generado por el cable VFD se escape.

Geometría del cable

Se recomienda la distribución simétrica de los conductores de tierra, para reducir los efectos de las corrientes inducidas; esta simetría crea características eléctricas más uniformes en el cable, proporciona un sistema de puesta a tierra más equilibrado.

Seguridad adicional en caso de incendio

Se recomienda la instalación de cables VFD cuyo aislamiento exterior tenga cero contenidos de halógenos y baja emisión de humos en caso de incendio. De este modo se protegen las vidas humanas y los equipos electrónicos.

¿Cuáles son los beneficios por usar cables VFD?

Reducción del efecto corona.
Reducción en el desgaste y deterioro en la cubierta y asilamiento.
Mayor soporte en los picos de tensión y variaciones de voltaje.
Reducción del ruido eléctrico hacia el exterior como al interior, esto gracias a la pantalla helicoidal.
Se minimiza el efecto de onda reflejada, generado por las diferencias de impedancia que existen entre el cable y el aislamiento del motor.
Minimiza las distorsiones armónicas hacia el motor.
Se reducen potenciales defectos en el motor, por ejemplo, en el bobinado o rodamiento mecánico.
Posee una alta confiabilidad en instalaciones con grandes distancias entre el motor y el variador.
Mejora el control del proceso.
Tiene mayor confiabilidad.
Mejora la seguridad.
Mejora el factor de potencia.

¿En dónde podemos aplicar el uso de los cables VFD?

El uso de cables para variadores de frecuencia VFD es común en instalaciones fijas, motores o bombas de velocidad variable, estos son de utilidad para aplicaciones de control y mando de los variadores, electroválvulas, arranque de máquinas, regulación de temperatura, intensidad y tensión en válvulas motorizadas que son utilizadas en los equipos instalados en plantas industriales, edificios, centros informáticos, aeropuertos o mejor dicho en donde sea necesario evitar los campos de interferencia electromagnética y sus efectos adversos en nuestros sistemas.

Las industrias donde se recomienda el uso de este tipo de cables son: industria alimenticia, plantas de generación de energía, industria automotriz, sistemas de aire acondicionado, cementeras, industria del acero, farmacéutica, entre otras.

Cuando debemos conectar motores con controladores VFD en nuestros proyectos siempre recomendamos utilizar este tipo de cables porque en caso de utilizar cables normales que solo sirven para una misma señal de frecuencia, es decir, para un encendido y apagado, servirán por poco tiempo, pues se verán dañados por las corrientes parasitas que salen del motor y esto llevará a un mayor número de paros por mantenimiento y gastos extras.

Algunas pruebas en sitio que se les pueden hacer a los cables son:

Pruebas de continuidad: permiten asegurar que los conductores y las pantallas son continuos a lo largo de la trayectoria y permite también confirmar la identificación de fases.

Pruebas de aislamiento con un VLF: la prueba de muy baja frecuencia (VLF) para cables de media y alta tensión es un método para verificar la integridad del aislamiento del cable. Esta prueba posibilita la detección de daños de aislación en el menor tiempo posible sin afectar la calidad del material de aislación.

Pruebas de descargas parciales: el propósito de la prueba de descarga parcial es verificar que el aislamiento del cable esté libre de descargas parciales por encima de una magnitud especificada a un voltaje especificado, esta descarga parcial puede tener lugar o no junto al conductor.

Conclusiones

Este tipo de cables son ideales para conectar motores con controladores VFD, aquellos que varían la frecuencia de la señal y el voltaje para regular al mismo tiempo la velocidad del motor de corriente alterna. Los cables VFD son los únicos cables que logran reducir significativamente la interferencia, además, soportan el aislamiento de tres o más veces el voltaje típico nominal y evitan la perdida de energía al optimizar el consumo de la misma.

Es importante que el cable que conecte al motor con el variador no sea cualquier cable industrial estándar, pues estos solo sirven para una misma señal de frecuencia, es decir, para un encendido y apagado. Estos cables comunes servirán por poco tiempo pues se verán dañados y se necesitará un mayor número de paros en el sistema para realizar el mantenimiento, mismo que implicará un gasto extra durante la operación de tu negocio.

Los variadores de frecuencia VFD los utilizamos en aplicaciones de procesos en HVAC, en operaciones generales de bombas, compresores y calderas; también son esenciales para el funcionamiento de una serie de sistemas discretos de automatización industrial que emplean motores eléctricos y otros equipos que pueden beneficiarse del aumento de la eficiencia.

El éxito de la aplicación de estos variadores de frecuencia VFD depende de la consideración de sus efectos eléctricos y electrónicos perjudiciales en los componentes y sistemas conectados y contiguos, razones por las cuales, es de vital importancia la correcta selección y utilización de los cables VFD.

En KINENERGY traducimos tus necesidades de hoy y mañana en ingeniería confiable, entendible y aplicable, seleccionando las mejores soluciones para tus proyectos. ¡Escríbenos para hablar de tu proyecto!

Fuentes:

¿Qué es un cable para variadores de frecuencia VFD / EMC?, https://www.topcable.com/sites/es-lat/cables-vfd/, último acceso (31/10/2022).

Cómo abordar el ruido de los VFD y los motores con cables especiales, https://www.digikey.es/es/articles/addressing-vfd-and-motor-noise-with-specialty-cable, último acceso (31/10/2022).

¿Cómo reducir la interferencia electromagnética?, https://www.topcable.com/sites/es-pe/reducir-interferencia-electromagnetica/, último acceso (31/10/2022)

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Sistema de protección contra descargas atmosféricas

Thu, 12 May 2022 22:57:50 -0500

La carga eléctrica es aquella propiedad que tiene la materia de ser influenciada por fuerzas de atracción o repulsión a través de campos electromagnéticos.

La materia puede tener tres tipos de carga eléctrica:

Neutra
Positiva
Negativa

Tipos de descargas atmosféricas

Nube-ionosfera: Es la descarga que se produce desde la parte superior de las nubes hacia la ionosfera.
Nube-nube: Son el tipo de descargas eléctricas más comunes en la atmósfera, ocurren entre dos cargas opuestas de la misma nube o con nubes adyacentes.
Nube-tierra: Se presentan cuando hay trasferencia de cargas eléctricas entra la atmósfera y la tierra, la mayoría de estas descargas se presentan desde las nubes hacia la tierra (descargas descendentes), pero también es posible que se presenten desde la tierra hacia las nubes (descargas ascendentes).
Tierra- nube: Se presentan cuando hay trasferencia de cargas eléctricas desde la tierra a las nubes.

Sistemas de protección contra descargas atmosféricas

Son un conjunto de elementos utilizados para proteger un espacio contra el efecto de tormentas eléctricas. El cual tiene como objetivo el interceptar, conducir y disipar una descarga atmosférica de manera confiable a tierra y así, proteger la vida humana y la integridad de la estructura. Existen dos tipos:

Sistemas de protección externa: Busca disipar o canalizar la energía de un rayo de manera segura.
Sistemas de protección interna: Son usados para mitigar los riesgos que podrían presentarse como consecuencia de la energía de un rayo.

También, existen normas establecidas para regular este procedimiento como son:

Nacional

• NOM-001-SEDE-2012

Referencia

• NMX-J-549-ANCE-2005 SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS ELÉCTRICAS

Internacional

• NFPA 780 NORMA PARA LA INSTALACIÓN DE SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

Metodología de riesgos de rayos

Esta metodología nos proporciona una evaluación del riesgo de rayos que puede presentar un edificio o estructura y así poder determinar si se requiere o no un sistema de protección contra descargas atmosféricas. Este método toma en cuenta los siguientes criterios:

Ambiente de la Construcción.
Tipo de construcción.
Ocupación de la estructura.
Contenidos dentro de la estructura.
Consecuencia de los rayos.

Frecuencia anual promedio de impacto de rayo a una estructura u objeto

El primer paso para el análisis es determinar qué tan frecuentemente podría un rayo impactar sobre la estructura u objeto de estudio. Para determinar la amenaza anual de ocurrencia de una descarga atmosférica a un edificio u objeto ocuparemos la siguiente ecuación:

Donde:

Nd= Frecuencia anual de un rayo a la estructura u objeto.

Ng= Densidad de rayos a tierra por metro cuadrado dada en rayos/m2/año.

Ae= Área de recolección de la estructura en m2.

C1= Coeficiente Ambiental.

Densidad de rayos a tierra

El número anual de rayos a tierra por metro cuadrado (Ng), se puede localizar en los mapas de isodensidad de rayos establecidos en la NMX-J-549 Apéndice D. 2, donde nos muestran los mapas de cada estado de la república mexicana.

En el plano se muestran isolíneas que representan el promedio anual de rayos que caen en un lugar determinado.

La unidad DRT es la expresión de los rayos/ km2/año.

El valor de cada isolínea en el mapa es de 0.25 y debe tomarse el nivel superior de la isolínea que corresponda a la ubicación de la instalación a proteger.

Área de recolección de la estructura

El área de recolección de la estructura (Ae), expresa el área equivalente de tierra que tiene la vulnerabilidad de recibir un rayo.

El área equivalente de vulnerabilidad de una estructura se obtiene extendiendo una línea con una pendiente de 1 a 3 desde la parte superior de la estructura hasta el suelo, completamente alrededor del edificio, es decir, por cada metro de altura se debe extender 3 metros alrededor la proyección de captura del rayo, este factor puede ser determinado de manera matemática o gráfica.

El área de recolección equivalente de una estructura cuadrada con longitud L, ancho W y altura H es la siguiente;

Factor de localización

El factor de localización (C1), explica la topología de sitio en la que se encuentra la estructura y cualquier objeto que se encuentre dentro de la proyección dada por la expresión 3H que puede afectar el área de recolección de la estructura. Esta está dada por la siguiente tabla:

Con estos factores podemos obtener la frecuencia de rayos (Nd), cuyo valor es necesario para la evaluación simplificada de riesgos.

Frecuencia tolerable de rayos

La frecuencia tolerable de rayos (Nc), es una medida de riesgo de daños a la estructura, la cual toma en cuenta factores de riesgo, contenido de la estructura y perdidas ambientales.

La frecuencia tolerable de rayos es expresada por la siguiente fórmula:

Donde:

El valor predeterminado de la frecuencia tolerable de pérdidas de propiedad es de

El coeficiente C es el producto de los coeficientes estructurales C2 a C5

Los coeficientes estructurales son obtenidos por las siguientes tablas:

Evaluación simplificada de riesgos

La evaluación de riegos simplificada calcula la frecuencia tolerable de rayos (Nc) y la compara con la frecuencia anual de rayos (Nd) y de acuerdo con el resultado determinar la necesidad de un sistema de protección contra descargas atmosféricas.

En KINENERGY contamos con especialistas que te pueden orientar a garantizar la seguridad de tu personal y proyecto contra descargas atmosféricas, contáctanos para saber más.