TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN

Universidad Tecnològica
de Querètaro
Firmado digitalmente por Universidad Tecnològica de Querètaro
Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnològica de
Querètaro, o=UTEQ, ou=UTEQ, [email protected], c=MX
Fecha: 2014.01.30 14:49:38 -06'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO
Nombre del proyecto:
DISEÑO Y REALIZACION DE DIAGRAMA ELECTRICO UNIFILAR
Empresa:
AUTO CAST MEXICO S.A. DE C.V.
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
MANTENIMIENTO AREA INDUSTRIAL
Presenta:
Eduardo Guerrero Charnichart
Asesor UTEQ
Asesor de la Organización
Ing. David Conde Salinas
Ing. Hugo Fragoso Puga
Santiago de Querétaro, Qro Enero 2014
1
RESUMEN
Este trabajo facilita el conocimiento de las distintas representaciones para la
ejecución e interpretación de planos de instalaciones industriales. Permite
conocer en detalle la fisonomía, funcionamiento y representación de todos los
componentes de una instalación industrial. Se convierte en una útil herramienta
de apoyo.
Así contar con los planos para posibles modificaciones o cambios de acuerdo a
las exigencias de la empresa o posibles fallas que se presenten en la red
eléctrica.
El contenido de este trabajo está estructurado en una serie de capítulos en
donde se analizan la instalación industrial de la empresa AUTO CAST S.A DE
C.V. desde punto de vista de su representación. La normativa, simbología,
descripción de los elementos, integrantes de la instalación desde el punto de
vista del dibujo de planos eléctricos como unifilares.
Este trabajo ha sido realizado mediante una labor de investigación bibliográfica,
redacción de contenidos y dibujo a través de AutoCAD Como resultado final se
presenta un trabajo en formato papel y en formato de libro electrónico.
2
DESCRIPTION
My internship was at AUTO CAST. This is a center of research and technical
assistance which is responsible for developing technological solutions. It is very
clean and productive. It has big lines of production. My boss was Mr. Fragoso,
who is the head of the maintenance area, is a great person, charismatic and a
great leader. He is short, thin, he has white skin and he is very supportive to
work with his staff.
Eduardo Guerrero Charnichart
3
INDICE
RESUMEN………………………………………………………………….…………....2
DESCRIPTION…..…………………………………………………………….…………3
INDICE…………………………………………………………………………………
4
I.
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………..
5
II.
ANTECEDENTES…………………………………………………………………..
8
III.
JUSTIFICACION………………………………………………………………………
17
IV.
OBJETIVOS……………………………………………..………………………..…
19
V.
ALCANCE…………………….. …………………………………………………….
21
VI.
ANALISIS DE RIESGOS……………………………………………………………
22
VII.
FUNDAMENTACIÓN TEORICA……………………………………………………..
25
VIII.
PLAN DE ACTIVIDADES………..………………………………………………
44
IX.
RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS…………………………………………. 46
X.
DESARROLLO DEL PROYECTO ………………………………………………….
47
XI.
RESULTADOS OBTENIDOS……………………………………………………….
77
XII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………………… 78
XIII.
ANEXOS.
XIV.
BIBLIOGRAFIA.
4
I.-
Introducción
La Universidad Tecnológica de Querétaro (UTEQ) de acuerdo a su plan
de estudios y modelo educativo basado en ideologías implementadas en un
70/30 donde en un 70% del tiempo dentro del curso de alguna de sus carreras
se basa en la enseñanza “Practica” y un 30% “Teórica” Ofrece ventajas a los
estudiantes, que hayan terminado la educación media superior, una formación
intensiva que les permita incorporarse, en corto tiempo, al trabajo productivo o a
continuar sus estudios. Imparten estudios de calidad y de formación polivalente
que permiten al egresado desempeñarse profesionalmente en una amplia gama
de actividades productivas.
Combinan los estudios en el aula (parte teórica), y en talleres y/o laboratorios
con prácticas. El último cuatrimestre se cursa la estadía en el sector productivo
de bienes y servicios. Impulsan aptitudes, conocimientos y habilidades del
estudiante para que se desempeñe profesionalmente en el mercado laboral,
prestar sus servicios libremente o establecer su propia empresa.
El modelo educativo que establece la UTEQ tiene en base algunos atributos
como la Polivalencia Para otorgar una formación profesional en uno o varios
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grupos de actividades de los procesos productivos, o en actividades generables
aplicables a todas las ramas de producción.
La Intensidad en el proceso enseñanza-aprendizaje, logrando la optimización
del tiempo para formar en un período de dos años (3,240 horas), los recursos
humanos requeridos por la sociedad y la empresa.
También como la Flexibilidad Para adecuar los planes y programas de estudio a
los constantes cambios que permite el cierre de carreras que no cumplan con la
demanda de la empresa y la apertura oportuna y acertada de nuevas carreras,
cubriendo así las necesidades de la región.
En este caso mediante al tiempo asignado a realizar la Estadía Profesional que
establece la Universidad Tecnológica de Querétaro para obtener el título de
“Técnico Superior Universitario en Mantenimiento Industrial” se presenta el
desarrollo de una Memoria de un proyecto realizado en el campo laboral el cual
se desarrolló en la empresa AUTO CAST México S.A. de C.V.
El desarrollo de la memoria del proyecto trata principalmente en la elaboración
de un diagrama eléctrico unifilar de la nave en general con seguimiento a
realizar modificaciones en el lay out de la planta, conexionado y distribución de
la red de alumbrado e identificación de red de tierras físicas y creación de una
memoria de cálculos eléctricos que evalúan el consumo eléctrico de la nave.
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La importancia de este proyecto es sumamente importante ya que por orden de
mandatarios de la compañía demandan contar con esta documentación ya que
es exigida por empresas externas como lo son protección civil estatal y tal como
la compañía suministradora de energía en este caso CFE.
La mejor manera de desarrollar este proyecto es acudir al apoyo del personal
que cuenta con mayor antigüedad de la planta. Además de que se cuenta con
el total apoyo de gerentes tal como el gerente de mantenimiento y producción y
aprobaciones de avances como el gerente general de la planta que se
involucraran en profundidad para la entrega de un proyecto eficaz que reúnan
los requisitos exigidos por empresas exteriores.
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II.- Antecedentes
La empresa AUTO CAST MÉXICO S.A. DE C.V. existe aproximadamente
desde hace 5 años atrás, relativamente es una empresa joven que se encuentra
en crecimiento las instalaciones de la planta se encuentra en el parque
industrial Bernardo Quintana Av. De las Fuentes N° 9 en el Marques Querétaro.
Su principal producción se deriva para el ramo automotriz ya que cuenta con
líneas de producción de inyección y troquelado de piezas automotrices. Dentro
de sus instalaciones cuenta con áreas de fundición de material el cual es el
mismo que se trabaja durante el proceso de producción este material es el
ZAMAK que es una aleación de zinc, aluminio, magnesio y cobre con alta
resistencia de tracción con una densidad de 6.6 g/cm3 y su punto de fundición
es a 386°C
Sus principales clientes son PHILIPS, HILEX MEXICANA, ALPHA HILEX,
URREA, ASSA ABLOY el proceso de producción de sus piezas comienza
desde el punto de inyección para después continuar con el troquelado de las
piezas al finalizar se les da un tratamiento de vibrado para retirar posibles
rebabas y que obtengan un acabado único para finalizar con un proceso de
inspección.
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Los diagramas eléctricos unifilares nos ayudan a saber cuáles son las
consecuencias de; desconectar un equipo, que parte de nuestra infraestructura
quedará sin suministro de energía eléctrica o cuáles son los equipos de mayor
importancia en el sistema. En la gestión de un sistema eléctrico, los diagramas
unifilares permiten conocer en pocos minutos como está organizado.
Al igual es de suma importancia contar con el diagrama unifilar de la instalación
eléctrica del centro de trabajo actualizado y con el cuadro general de cargas
instaladas y por circuito derivado, con el fin de que una copia se encuentre
disponible para el personal que realice el mantenimiento a dichas instalaciones.
Ya que la norma 029 de la Secretaría del Trabajo y Prevención Social, en el
punto 5.2 de las obligaciones de los patrones lo demanda.
El propósito de un diagrama unifilar es el de suministrar en forma concisa
información significativa acerca del sistema ya que la importancia de las
diferentes partes de un sistema varía con el problema, y la cantidad de
información que se incluye en el diagrama depende del propósito para el que se
realiza.
Este documento tiene una validez de suma importancia ya que con la memoria
de cálculo y estudio de los circuitos de la nave en general se podrá establecer
una propuesta de que en un tiempo a largo plazo de puede generar
prolongamiento de circuitos si se desea adquirir maquinaria nueva, aunque
contribuyentes y encargados de mantenimiento hipotéticamente aseguran que
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sin los cálculos es posible con esta documentación la aprobación de futuras
instalaciones será en un menor tiempo establecidas.
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DATOS TECNICOS DEL AREA DE ESTANCIA
Generalidades de la empresa
Nombre o razón social: Auto Cast de México S.A de C.V
Dirección: Av. De las fuentes Nº 9 parque industrial Bernardo Quintana, col.
Municipio del marqués, Santiago de Querétaro.
Tel.: 52 (442) 223-5500 / 52 (442) 223-5505
Fax: (442) 2215180
Mapa de localización:
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Giro de la empresa:
Auto Cast México
S.A. de C.V., es una empresa que se dedica a la
manufactura de piezas de zamak. Es una empresa mediana y pertenece a la
rama metalúrgica.
Misión, Visión Y Políticas
MISION
Crear estrategias que nos permitan la integración de nuevos productos, a la
mejora continua de los existentes y de nuestros servicios dentro de un ambiente
motivante de trabajo, para lograr la satisfacción de nuestros clientes,
crecimiento y rentabilidad de nuestra compañía.
VISION
Ser líderes en la fabricación de partes y productos de calidad mundial
manufacturados en inyección a presión de zamak y aluminio, logrando siempre
la satisfacción del cliente a través de la mejora continua e innovación que nos
permitan ser rentables y mantener tecnología de vanguardia, dar oportunidades
de desarrollo al personal, preservar la armonía con el medio ambiente y la
comunidad.
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POLITICA DE CALIDAD
Lograr la satisfacción de nuestros clientes proporcionando productos y
servicios de calidad, a través del trabajo en equipo y la mejora continua.
PRODUCTOS Y CLIENTES.
PRODUCTOS
CLIENTES
 MANILLA DE MESA
 HEAR HOUSING
 URREA
 FLANGE
 ELICA HI-LIFE
 RETRACTOR
 YALE
 SLIDER
 HARADA
 CONECTING ROD
 SCHNEIDER ELECTRIC
 STIFPLATTE
 BOS
 CASING CAP
 ALPHA HI-LEX
 LEVER RH Y LH
 ASSA ABLOY
 BASE
 SANMINA SC
JABONERA
AMERICA
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CLASS
LAYOUT
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Esta planta está conformada por:
 Área de inyección
En el área de inyección se cuentan con 10 máquinas inyectoras de zamak
(FRECH, LK Y PRODUCER) y es donde se produce las piezas de zamak.
 Área de rebabeo
En el área de rebabeo se quita toda aquella rebaba que queda después de salir
del área de vibrado.
 Área de vibrado y secado
Se cuentan con dos máquinas vibradoras y dos máquinas secadoras.
En esta área se pasa por un proceso de vibrado para que se quite la mayor
parte de rebaba que queda una vez troquelada la pieza
 Área de troquelado
Se cuentan con cuatro prensas donde se montan los troqueles.
En esta área se troquelan las piezas que vienen del área de inyección ya que
salen con colada.
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 Área de inspección.
En esta área se inspeccionan las piezas para poder darle salida al producto ya
terminado.
 Taller mecánico
 Área de mantenimiento
 Estacionamiento
 Anden de carga y descarga
 Comedor
 Oficinas
 Área de lubricantes
 Área de la torre de enfriamiento y compresor principal
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III.- Justificación Del Proyecto
La empresa AUTO CAST S.A.DE C.V. no cuenta con ningún plano unifilar en
sus instalaciones ya que es una empresa con un promedio de 40 equipos por lo
cual es indispensable para el departamento de mantenimiento y así para
facilitar la localización de cada equipo o suministro de energía y capacidad
instalada de los interruptores y no sobrecargarlos.
El Diagrama Unifilar del sistema eléctrico es un elemento importante para
entender el sistema y el orden de las conexiones. Él puede ser especialmente
crítico para transmitir informes durante el planeamiento, la instalación, la puesta
en marcha o el mantenimiento del sistema. Estos diagramas evidencian los
principales componentes como Grupos Generadores, equipos de conmutación
de energía, relés de protección, protección contra sobre-corriente y el esquema
general de conexiones. Un Diagrama Unifilar debe ser desarrollado lo antes
posible en el planeamiento del proyecto como apoyo en el diseño del sistema.
El motivo principal de que no se cuente con diagramas eléctricos unifilares
posiblemente sea por circunstancias que se trasladan desde el arranque de la
compañía ya que al momento de realizar los trámites de acometida de
alimentación eléctrica este se presentó como un proyecto. No se contaba con
ningún tipo de maquinaria por tal motivo no fue de exigencia los diagramas
eléctricos ni tampoco alguna documentación de memoria de cálculos eléctricos
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de consumo máximos y mínimos. Al obtener dicha aprobación los mandatarios
y dueños de la empresa lograron en un corto tiempo obtener toda la maquinaria
con lo que se trabaja hoy en día.
Con la creación del diagrama eléctrico unifilar general se dará conocimiento al
personal de mantenimiento y así como el resto de personal de la planta la
localización de los circuitos y en caso de alguna falla cuáles serán sus posibles
consecuencias. Se darán a conocer los valores de los interruptores y con
relación a la creación de la memoria de cálculo se podrá establecer si los
interruptores instalados son los adecuados de acuerdo a su carga, se conocerá
la posible carga excesiva que contenga algún circuito y dar propuestas para
corregirlas
El conocimiento que se proporcionara al desarrollar tanto los diagramas
eléctricos, memoria de cálculo, planos de distribución de alumbrado y tierras
físicas proporcionara a los directivos de la planta contar con la aprobatoria de
centros de protección civil y presentar la documentación ante la Secretaria de
Trabajo y Prevención Social (STPS) cumplir con la norma 029-2005 que
demanda que es obligación del patrón contar con diagramas eléctricos unifilares
actualizados para la seguridad del personal que labora en la planta
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IV.- Objetivos
El objetivo de este proyecto es lograr la identificación de la instalación
eléctrica tanto en la toma de energía como en iluminación. De igual forma cada
una de las tomas de corriente eléctrica. Así mismo se actualizara el diagrama
unifilar para facilitar la identificación del cableado cuando se presente alguna
falla, tanto en la línea de fuerza como en la iluminación.
Algunos objetivos y particulares que se pretenden cumplir son:
-
Elaboración de diagrama eléctrico unifilar general
-
Realizar memoria eléctrica general
-
Diseño y modificaciones de lay out de nave
-
Distribución de alumbrado y red de tierras físicas
Estos objetivos se cumplirán con un orden lógico ya que se realizara
cronológicamente ya que para realizar el diagrama eléctrico debes conocer
perfectamente la planta y así se cumplirán las modificaciones de lay out para
realizar los cálculos se debe tener conocimiento las canalizaciones y los
conductores de distribución por toda la planta ya sea que se deriven de tableros
principales o secundarios, para tener un conocimiento de la red de distribución
de tierras físicas se analizará y estudiara la distribución eléctrica desde la
acometida y es allí donde se podrá identificar los calibres de tierra y como las
fases, cálculos de relación de transformación y soporte de los interruptores.
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Cuando se obtengan todos estos datos es posible diseñar y determinar el
diagrama unifilar ya que se tendrá un conocimiento basto de la instalación de la
nave desde el calibre de los conductores hasta el cálculo de cargas por equipo.
Los objetivos establecidos con el transcurro y desarrollo del proyecto por
necesidad de seguir a los siguientes pasos o exigencias de los mandatarios se
tendrán que cumplir satisfactoriamente. Cuando se tenga como resultado los
planos de diagrama unifilar con sus respectivos cuadros de cargas tanto como
general y por circuito se emplearan formulas básicas eléctricas que se
documentaran en la memoria eléctrica de la empresa
Al final cuando estos pasos se encuentren concluidos se pasara a realizar la
identificación y estudio eléctrico de la segunda acometida con la que se cuenta
que esa diseñada únicamente para el alumbrado de la planta y contactos
bifásicos de las oficinas con esto se empleara el diseño de un plano de la
distribución eléctrica de alumbrado general e identificación mediante plano de
los contactos monofásicos, bifásicos y trifásicos de la planta en general.
Al concluir y llegar a estos objetivos se realizara el cálculo de caída de tensión
por distancia por equipo y propuesta de balanceo de circuitos sobrecargados.
20
V.- Limitaciones Y Alcances
Los alcances que se obtendrán en este proyecto practica y teóricamente
llegaran hasta donde se marca los objetivos como se explicó en la
fundamentación de desarrollo de los objetivos al momento de finalizarlos se
evaluaran exitosamente.
Los alcances que se tendrán dentro de los diagramas básicamente abarcaran
hasta los sistemas generales de alimentación sin adentrarse a los circuitos
integrados de la maquinara. Así como el diseño de los planos de distribución de
red de tierras y alumbrado se extenderá diseñando las dimensiones de la nave
y así identificarlos dentro de ella.
La memoria de cálculo se realizara en forma básica y centrada en los cálculos
que se realizaron para obtener el consumo eléctrico que se tiene por equipo y
así documentando las herramientas que se utilizaron para llegar a esos
resultados. Mencionando los tipos de acometida hasta el tipo de canalización de
los conductores y la capacidad de sus protecciones electromagnéticas.
Ciertas limitaciones que se involucran en este proyecto es la posible pérdida de
tiempo por causa de desconocimiento de ciertos conexionados entre las fases o
identificar circuitos que se derivan de otros circuitos principales que darían
como consecuencias pérdida de tiempo en la identificación de líneas de
alimentación.
21
VI.- Análisis De Riesgo
De acuerdo con la propuesta de trabajo y declaración de los objetivos
establecidos como la programación para el cumplimiento de los mismos, se
llegan a relacionar posibles afectaciones para su cumplimiento.
La causa raíz de estas fallas y que evitan el cumplimiento de los objetivos de
este proyecto principalmente se relacionan con el tiempo de trabajo y desarrollo
del proyecto,
El poco tiempo que se tiene para el desarrollo del proyecto como ya se
menciono es uno de los principales factores que evitan que ciertos objetivos
lleguen a cumplirse el tiempo que se asigna a realizar las practicas o estadía
para el desarrollo de un proyecto esta estimado aproximadamente 4 meses que
da la igualdad a un cuatrimestre escolar.
Durante el desarrollo de este proyecto de 4 meses se derivaron solo 3 de ellos
para el trabajo o desarrollo del mismo ya que el primer mes en la industria se
designó a la identificación y pleno conocimiento de lo que es el trabajo del
personal de mantenimiento industria, el proceso productivo que se tiene en la
empresa y ya ligado con el proyecto tener identificada toda la instalación de la
nave.
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Aproximadamente entre obtener el conocimiento de lo que es trabajar en la
industria y la elección del proyecto se consumió relativamente un mes de
trabajo para el desarrollo implementación o propuesta de trabajo.
Existen otros riesgos para el cumplimiento de los objetivos como lo son los
externos ya que este proyecto es de suma importancia para los mandatarios de
la empresa y debe de cumplirse y tenerlo físicamente en calidad de urgencia ya
que compañías externas de seguridad y la suministradora de energía lo exigen.
En el caso económico no esta tan involucrado en el proyecto ya que todo el
trabajo principalmente se debe realizar con el conocimiento del diseñador tanto
como lo son en instalaciones eléctricas como lo son saber realizar
asertivamente los cálculos eléctricos señalizados.
Una de las posibles barreras que se pueden presentar es el desconocimiento
de algunos arreglos eléctricos e incluso dispositivos que se manejan en la
empresa en este punto no puede afectar tan directamente en el cumplimiento
de los objetivos pero si pueden retrasar un poco los tiempos programados para
la realización de los diagramas planos y memoria de cálculos
El trabajo o rutina que se lleva en el departamento de mantenimiento interfieren
mucho en el desarrollo de los objetivos ya que por cierta parte no se pueden
ignorar trabajos a realizar dentro de la planta. Ya que no se tiene una cultura o
implementación de un mantenimiento preventivo en la mayoría de los equipos
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se debe de realizar lo que es un mantenimiento correctivo ya que no se tiene un
control de la maquinaria.
El estudio de riesgos principalmente se integra con el tiempo que se tiene para
realizar el proyecto y es una de las causas que más impacto podría tener en
caso de que no se cumpla lo planeado
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VII.- Fundamentación Teórica
CONCEPTOS, DESCRIPCIÓN DE MANTENIMIENTO
MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
No es posible determinar con plena exactitud cuándo aparece el mantenimiento
sobre la faz de la tierra, ya que es, evidentemente, innato en el ser humano. Por
esa razón, suponemos que el mantenimiento se ha utilizado desde la
prehistoria, debido a la necesidad del ser humano de mantener en buenas
condiciones sus utensilios de caza y pesca.
La importancia del mantenimiento entonces, dado lo que hemos visto hasta
ahora es muy grande, pues sus objetivos son la base para un adecuado
funcionamiento de los centros de producción de una empresa. Así como para
una persona es muy importante mantenerse en forma para realizar ciertas
actividades diarias sin presentar un desgaste o fatiga excesivos, o simplemente
para poder afrontar los desafíos rutinarios, es también importante para una
empresa mantener en óptimas condiciones de operación todas sus plantas para
obtener el máximo rendimiento de las mismas, y el mínimo en desgaste y
costos de reparaciones.
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El mantenimiento industrial: son una serie de actividades necesarias para
mantener en condiciones normales de operación los equipos, máquinas,
construcciones civiles e instalaciones en general, y disponibles en cualquier
momento que sean requeridas en la línea de producción.
El mantenimiento debe estar encaminado a la permanente consecución de los
siguientes objetivos:
Optimización de la disponibilidad del equipo productivo.
Disminución de los costos de mantenimiento.
Optimización de los recursos humanos.
Maximización de la vida útil de la máquina.
Historia Del Mantenimiento
A lo largo del proceso industrial vivido desde finales del siglo XIX, la función
mantenimiento ha pasado diferentes etapas. En los inicios de la revolución
industrial eran los propios operarios quienes se encargaban de las reparaciones
de los equipos. Conforme las máquinas se fueron haciendo más complejas y la
dedicación a tareas de reparación aumentaba, empezaron a crearse los
primeros departamentos de mantenimiento, con una actividad diferenciada de
los operarios de producción. Las tareas en estas dos épocas eran básicamente
correctivas, dedicando todo su esfuerzo a solucionar las fallas que se producían
en los equipos.
26
A partir de la Primera Guerra Mundial y, sobre todo, de la Segunda, aparece el
concepto de fiabilidad, y los departamentos de mantenimiento buscan no sólo
solucionar las fallas que se producen en los equipos sino además prevenirlas,
actuar para que no se produzcan. Esto supone crear una nueva figura en los
departamentos de mantenimiento, personal cuya función es estudiar qué tareas
de mantenimiento deben realizarse para evitar las fallas.
Funciones Y Responsabilidades Del Departamento De Mantenimiento.
El mantenimiento es la actividad que se encarga de conservar en las mejores
condiciones de operación y producción a cualquier equipo, máquina o planta de
una empresa. Por ende, la mayor responsabilidad de un programa de
mantenimiento industrial es no sólo la correcta, sino la óptima operación de
dichas plantas.
De la correcta administración del mantenimiento depende el éxito operativo de
una planta, cualquiera que ésta fuere. Es también, por ello, que las
responsabilidades de las personas que están a cargo de planear, programar e
implementar las rutinas de mantenimiento en una empresa tienen una carga de
responsabilidad enorme.
Por ello, además de los objetivos que son obvios de cubrir cuando se
implementa
un
programa
de
mantenimiento,
planeado
o
no,
deben
especificarse las funciones que tendrá el departamento encargado del mismo.
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Así, podemos decir que un departamento de mantenimiento únicamente se
justifica cuando logra conservar los equipos en óptimas condiciones de
funcionamiento al más bajo costo, implicando esto el mayor rendimiento que se
puede obtener de la relación mantenimiento-costo-producción en las plantas
que componen una empresa.
ZAMAK
El Zamak es una aleación de zinc con aluminio, magnesio y cobre. Tiene
dureza, alta resistencia a la tracción, densidad 6,6 g/cm³ y temperatura de
fusión de 386 °C. Este material puede inyectarse (por cámara fría o caliente y
por centrifugación), otro proceso posible es la fundición en tierra de coquilla. Es
un material barato, posee buena resistencia mecánica y deformabilidad plástica,
y buena colabilidad. Se puede cromar, pintar y mecanizar. La única desventaja
de este material es que la temperatura en presencia de humedad lo ataca
provocándose una corrosión intercristalina (aspecto similar al desierto). Puede
ser utilizado para piezas estructurales. Durante la inyección a presión, es
posible la aparición de poros internos o burbujas en el proceso de inyección o
colada, lo que puede derivar en la disminución de la resistencia mecánica de las
piezas. Sin embargo, una correcta inyección generará una distribución
homogénea de poros finos, lo cual favorecerá la tenacidad de la pieza
inyectada, al verse frenado el crecimiento de grietas por dichos poros finos.
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Su uso está muy extendido en el sector del herraje, debido en gran parte al
encarecimiento de materiales más habituales, como el latón. Últimamente se ha
difundido el uso en partes metálicas de accesorios en cuero y piel, por la alta
capacidad estética con costes de fabricación más baratos. Igualmente el sector
de la automoción también es un claro consumidor de Zamak en forma de piezas
de seguridad, carcasas, bielas, etc.
La aleación más comúnmente usada de ZAMAK en Europa es ZAMAK-5, en
EEUU y China es ZAMAK-3, pero ZAMAK-2 y ZAMAK-8 también se fabrican y
su uso es bastante extenso. La norma española que regula la composición
química de Zamak es la UNE-EN 1774. La norma que específica las
propiedades de piezas fundidas en Zamak es la UNE-EN 12844.
La aleación Zamak fue creada por New Jersey Zinc Company en la década de
1920, su nombre es un acrónimo alemán de los materiales que componen la
aleación: Zinc (Zinc), Aluminium (Aluminio), Magnesium (Magnesio) y Kupfer
(cobre). Figura 1
Las piezas fabricadas en Zamak se utilizan en componentes de automóvil,
construcción, electricidad, electrónica, vestido, bolsos, telefonía, juguetes,
artículos de deporte, y decoración.
Últimamente se ha puesto muy de moda como parte de objetos de bisutería; a
pesar de no tener el mismo aspecto que el acero, tiene bastante resistencia y
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no se ensucia como la plata. Es habitual verlo formar parte de pulseras de
cuero. Sólo se aprecia una pérdida de brillo con el paso del tiempo.
Ventajas del Zamak
La fabricación de piezas de fundición de Zamak presenta una serie de ventajas
frente a la fabricación de piezas por inyección de aluminio. Estas ventajas se
traducen sobre todo en ahorro de tiempo, costos y mejores acabados de las
piezas.
•El zamak precisa de menos consumo de energía para su transformación, pues
se funde a 400 - 420º.
•La inyección de Zamak a presión permite fabricar piezas en grandes
volúmenes con una alta precisión.
•La fabricación de piezas por inyección de Zamak permiten reproducir
fácilmente todos los detalles de las piezas, prescindiendo del proceso de
maquinado, reduciendo costes.
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Descripción De Diagrama Unifilar
Diagrama: Son instrumentos de anotación, donde se consigna información
detallada, con precisión y en forma estandarizada.
Unifilar: se refiere a una sola línea para indicar conexiones entre diferentes
elementos, tanto de conducción como de protección y control.
Diagrama unifilar: Características del suministro de energía eléctrica de la
Compañía Suministradora ó del Generador Eléctrico, como tensión, frecuencia,
fases, número de hilos. Para el caso de los generadores eléctricos debe
proporcionarse los valores de las reactancias sub transitoria, transitoria,
síncrona.
Para los circuitos eléctricos, indicar número de circuito, capacidad en C.P o KW
y capacidad del dispositivo de protección. Opcionalmente indicar longitud, caída
de tensión en %, calibre y cantidad de conductores.
En transformadores se debe indicar la potencia en KVA, número de fases, tipo
de conexión, tipo de enfriamiento, tensión en el lado primario y secundario,
impedancia en %, número de clave del equipo, elevación de temperatura.
Clasificación De Los Sistemas De Distribución
Los sistemas de distribución pueden clasificarse de diversas formas:
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- De acuerdo a la carga: alumbrado público, industrial, comercial, residencial,
mixto.
- De acuerdo a la corriente: continúa y alterna.
- De acuerdo a la tensión: distribución primaria, distribución secundaria.
- De acuerdo a su topología: radial, anillo, enmallada.
- De acuerdo al número de conductores: bifilar, trifilar, a cuatro hilos.
- De acuerdo al tipo de instalación: aérea o subterránea.
Componentes De Los Sistemas De Distribución
En todo sistema de distribución suelen encontrarse los siguientes elementos:
alimentadores, transformadores, líneas y cables, capacitores o condensadores
y equipos de protección.
Transformadores
Un transformador es un sistema estático destinado a transmitir la energía
eléctrica de un circuito eléctrico a otro, usando como enlace un campo
magnético variable.
Transformadores de potencia: son los destinados a transmitir potencia eléctrica
entre dos circuitos eléctricos. Normalmente, se alimentan a tensión y frecuencia
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constantes. Su funcionalidad esencial es adaptar los valores de la tensión y de
la corriente entre los dos circuitos.
Protecciones Eléctricas
Todo equipo e instalación eléctrica debe cumplir para su operación con ciertos
requisitos técnico- económicos y de seguridad. [6]
Uno de estos requisitos está dado por la necesidad de contar con un medio de
conexión- desconexión y protección, capaz de permitir o cortar el paso de
energía eléctrica cuando se requiera. Asimismo, protegerlos en caso de
condiciones de operación anormal (fallas por corto circuito y/o sobrecarga
prolongada).
El Interruptor De Seguridad
Es un medio de protección y desconexión eléctrico, a base de cartuchos con
elemento fusible de fácil fundición, con un sistema de cuchillas de navaja. Los
interruptores de seguridad de 2x30 A y de 3x30 A son utilizados para servicios
de instalaciones eléctricas, principalmente de uso doméstico y comercial. Los
de 2x60 A, 3x60 A y 3x100 A, son para utilización en áreas con mayor demanda
de carga eléctrica, de uso residencial, comercial e industrial. [6]
Los elementos limitadores que protegen a los circuitos y/o equipos contra corto
circuito y/o sobrecargas prolongadas por medio de una interrupción al ocurrir la
falla, pueden clasificarse de acuerdo a su principio de operación:
33
En esta clasificación se consideran por lo dicho anteriormente, que al circular
una corriente eléctrica en un conductor, se produce un calentamiento que es
proporcional a la corriente que circula por él, si la corriente es muy grande, la
temperatura aumentara gradualmente y esto puede ocasionar daños al
aislamiento del conductor, lo que originara que fallara en alguna de las formas
mencionadas
Interruptor Magnético
Los interruptores magnéticos frecuentemente permiten resolver situaciones
difíciles para otros tipos de interruptores, como son los mecánicos, o incluso los
electrónicos.
En su versión más frecuente, los tipos que utilizan tubos del tipo “Reed”, de muy
normal aplicación en la industria actual, presentan importantes ventajas, que
pueden aprovecharse favorablemente, a condición de respetar sus limitaciones
eléctricas.
Ofrecen algunas particularidades difícilmente realizables con otros tipos de
interruptores, como son la ausencia de mecánica para su accionamiento, una
34
velocidad de accionamiento muy elevada, una duración de vida muy superior a
los interruptores clásicos, escasa generación de rebotes indeseables (sobre
todo en aplicaciones electrónicas), estanqueidad excelente, y posibilidad de ser
utilizados en medios agresivos, o de muy elevada suciedad ambiental.
Por otra parte, suelen ser eléctricamente “delicados”, así difícilmente pueden
soportar sobrecargas, cortocircuitos. Tampoco son insensibles a los impactos
mecánicos, ni a las vibraciones importantes
Conductores Eléctricos
Son materiales que permiten con facilidad la conducción de la corriente
eléctrica. Los más utilizados son el cobre y el aluminio. También, son
empleados el oro y la plata. Un material es buen conductor si posee mayor
cantidad de electrones libres. Los conductores se definen, también, como el
camino por el cual circula la corriente eléctrica. Es el medio por el cual se
transporta la corriente eléctrica
Conductores Eléctricos
Los conductores están conformados por tres partes:
• El alma o elemento conductor, fabricado de cobre o aluminio; según su
constitución puede ser: alambre o cable, según el número de conductores
puede ser: monoconductor o multiconductor.
35
• El aislamiento, que se explicará en el punto 2.5.1 y las cubiertas protectoras,
utilizadas para proteger la integridad del aislamiento y el alma conductora.
Los conductores eléctricos pueden tener diferentes formas: hilos, barras
rectangulares, barras circulares, etc. Los materiales de los conductores
típicamente utilizados en las instalaciones eléctricas son el cobre y el aluminio
por ofrecer una buena conductividad a un costo razonable.
El aluminio posee menor conductividad eléctrica que el cobre aproximadamente
en un 16% y es más liviano, lo que resulta más económico al hacer un cálculo
comparativo. A pesar de estas diferencias el cobre es preferido en el mercado
por sus propiedades mecánicas.
Para la selección del conductor es importante tener en cuenta los agentes que
influyen durante su funcionamiento, los más relevantes son: mecánicos,
químicos y eléctricos.
Entre los agentes mecánicos que pueden afectar se encuentran: presión
mecánica, abrasión, elongación y doblez a 180º, siendo los más comunes
agentes externos como el desempaque, manejo e instalación del conductor que
le pueden causar daño ocasionando fallas de operación al sistema.
36
Los agentes químicos dependen directamente de los contaminantes que se
encuentran en el lugar de la instalación y se clasifican en: Agua o humedad,
hidrocarburos, ácidos y álcalis. El aislamiento del conductor se determina según
las necesidades ante la acción de los contaminantes presentes, ya que estos
pueden variar en espesor y capas de aislamiento.
Aislamiento De Los Conductores
Para el aislamiento de los conductores las denominaciones varían dependiendo
de su utilización o tipo de fabricante, por ejemplo el material termoplástico se
identifica como tipo T, y su designación según la norma UL (Underwriters
Laboratories Inc.) se indica a continuación
TW, THW, THHN, TTU. También se encuentran los polímeros que se identifican
como: R, RW, RHW, RH, RHH.
Para seleccionar el tipo de aislamiento de los conductores, se debe considerar
la capacidad para resistir diversos aspectos a los que están expuestos en la
instalación, como el tipo de lugar de la instalación:
Lugares Secos y Húmedos: Los conductores aislados y cables usados pueden
ser de los tipos: FEP, FEPB, MTW, PFA, RHH, RHW, RHW-2, SA, THHN,
THW, THW-2, THHW, THHW-2, THWN, THWN-2, TW, XHH, XHHW, WHHW-2
ó ZW.
37
Lugares Mojados: Los conductores aislados y los cables usados serán
impermeables a la humedad con forro metálico de los tipos: MTW, RHW, RHW2, TW, THW, THW-2, THHW,
THHW-2, THWN, THWN-2, XHHW, XHHW-2, ZW; o de un tipo aprobado para
el uso en lugares mojados.
Como último aspecto se tienen los agentes eléctricos, las condiciones de
operación de la instalación vienen determinadas por la rigidez dieléctrica del
aislamiento de los conductores, debido a que determina la diferencia de
potencial establecida por los límites de seguridad, el aislamiento de los
conductores permite soportar sobrecargas transitorias o impulsos de corrientes
por cortocircuito.
Calibre de los conductores eléctricos
Los conductores se identifican por el número del calibre que por lo general
siguen el sistema de designación americano AWG (American Wire Gauge por
sus siglas en inglés). En caso de tener un área mayor se emplea una unidad
denominada circular mil (sección de un círculo que tiene un diámetro de un
milésimo de pulgada). Por ejemplo 1 mm2 = 1974 CM. En la tabla I se muestran
en orden ascendente los calibres AWG de uso común y su área
correspondiente.
38
Selección del calibre del conductor
Se emplean dos criterios para escoger el calibre adecuado para el conductor
La capacidad de conducción de corriente: representa la máxima corriente que
se puede circular por un conductor considerando las propiedades del mismo sin
producir daño.
Caída de tensión: Cálculo que se considera las pérdidas del conductor.
Además de las dos condiciones necesarias para escoger el calibre de un
conductor la CFE recomienda considerar el calibre mínimo permitido según su
tensión nominal y tipo de instalación.
39
Selección del conductor puesto a tierra
El conductor de puesta a tierra se conecta al chasis de los equipos,circuitos o
canalizaciones al electrodo de puesta a tierra, para determinar dicho calibre se
muestra a continuacion una tabla que determina los calibres a la capacidad
nominal del dispositivo automatico de sobrecorriente ubicado del lado de la
alimentacion.
Principios de puesta a tierra.
Este sistema se basa en la conexión física entre las partes metálicas de un
equipo eléctrico y tierra, de esta forma se limita la tensión en las partes
metálicas de los equipos para evitar que alcancen valores peligrosos para la
vida de un ser humano, además de evitar el acumulamiento de cargas
electrostáticas que podrían provocar explosiones. Adicionalmente, la conexión
40
de puesta a tierra crea un camino de baja impedancia para el drenaje de la
corriente, en el caso que se presente falla de aislamiento del equipo.
Existen varios tipos de puesta a tierra:
Electrodos de tierra
Barra conductora enterrada usada para reunir o disipar la corriente a tierra, la
cual debe poseer no menos de 2,4 m de longitud y sección comercial 5/8
pulgadas (15,78 mm de diámetro) y el extremo superior del electrodo debe
quedar a nivel del piso a menos que esté protegido contra daño físico. Los
electrodos de hierro o acero deben tener una superficie exterior galvanizada o
revestida de cualquier otro metal que lo proteja contra la corrosión.
Rejilla o red de tierra
Es un arreglo horizontal de electrodos interconectados que proporciona un
punto común de tierra para dispositivos eléctricos o estructuras metálicas.
Placa de tierra
Consiste en una lámina sólida metálica que a menudo se coloca en sitios pocos
profundos encima de una red de tierra o en otra parte de la superficie, con el
propósito de obtener una medida extra de protección minimizando el daño de la
exposición a altas tensiones de paso y de contacto en áreas críticas de
operación o en áreas que son frecuentemente transitadas. Una forma común de
41
la placa de tierra es una malla de cable puesta directamente bajo la piedra
picada, cada electrodo de placa debe tener una superficie útil de contacto con el
suelo de al menos 0,2 m2. Los electrodos de hierro o de placa de acero serán
de un espesor mínimo de 6 mm, mientras que los electrodos de metales no
ferrosos serán de un espesor mínimo de 1.5 ms.
Anillo de tierra
Un anillo de tierra consiste en un conductor de cobre desnudo no menor al
calibre N° 2, de longitud no menor a 6 m, enterrado en contacto directo con el
suelo a no menos de 80 cm del nivel del terreno y que rodee el inmueble o
estructura.
Tuberías
Las tuberías son uno de los elementos más importantes, se encargan de
resguardar los conductores desde la fuente de alimentación hasta la carga,
éstas puede ser de dos tipos: embutidas o a la vista.
Las dimensiones de la tubería dependen directamente del número de
conductores que protege, considerando un espacio libre que se habilita con la
finalidad de disipar el calor de los alimentadores, por tal razón se diseña una
relación entre la sección del tubo y la de los conductores, llamada factor de
relleno que viene dado por:
42
AC
FR =
A
En donde:
FR = factor de relleno.
Ac = área total de los conductores.
A = área interior de la tubería
Tuberías tipo “Conduit” (IMC)
Estas tuberías se utilizan por lo general en instalaciones a la vista, las cuales
requieren de diversos elementos de sujeción tales como, abrazaderas o
estructuras de soporte. El artículo 360 del CEN explica todas las disposiciones
generales respecto este tipo de tuberías, tales como su uso, instalación y
especificaciones de fabricación.
Los diámetros de este tipo de tubería están establecidos dentro del mismo
rango que para las tuberías tipo EMT. En el apéndice I se encuentra la
información relacionada al área de ocupación porcentual de las tuberías y la
cantidad máxima de conductores de acuerdo a su calibre
43
44
45
46
VIII.- Desarrollo Del Proyecto
CAPITULO 1
Levantamiento De Información
Etapa 1
Se realizó un recorrido por la empresa para localizar el suministro de energía
de la Comisión Federal de Electricidad, el recorrido se comenzó desde el punto
de entrada del suministro eléctrico la cual en su defecto fue catalogada como
etapa.
La empresa cuenta con dos acometidas por parte de la CFE de las cuales una
de ellas que su tensión se establece de 220/127 VCA, 60Hz a 3 fases está
destinada principalmente al alumbrado de la nave así como al igual al consumo
eléctrico de las oficinas. La segunda acometida que conlleva 34.5 KVA 60Hz a
3 fases es destinada para el uso de la maquinaria de las cuales se derivan a 2
tensiones diferentes en la parte de la subestación una de ellas tiene una
relación de transformación de 34.5KVA a 440/254 VCA y 34.5 KVA a 220/127
VCA a 3 fases 60Hz
Figura 2.- Suministro de energía eléctrica a 34.5 KVA
47
Figura 3.- Suministro de energía de 34.5 KVA a la empresa
Figura 4.- Suministro de
Energía eléctrica a 220/127 VCA 60Hz 3Φ
48
Etapa 2
Subestación Eléctrica
En la parte de la subestación con la que se cuenta en la empresa tenemos una
tipo blindada de las cuales estas subestaciones los aparatos y las máquinas
están bien protegidos, y el espacio necesario es muy reducido, generalmente se
utilizan en fábricas, hospitales, auditorios, edificios y centros comerciales que
requieran poco espacio para su instalación, generalmente se utilizan en
tensiones de distribución y utilización.
Las tensiones que se manejan son caso especial de la empresa ya que se
utilizan dos diferentes voltajes como lo son a 440VCA y 220VCA
Sus principales componentes son.
1. Cuchillas desconectadoras.
2. Interruptor.
3. TC.
4. TP.
5. Cuchillas desconectadoras para sistema de medición.
6. Cuchillas desconectadoras de los transformadores de potencia.
7. Transformadores de potencia.
8. Barras de conexión.
9.
Aisladores soporte.
10. Conexión a tierra.
49
Figura 5.- Subestación tipo blindada de la empresa AUTO CAST S.A. DE C.V.
Figura 6.- Cable XLP 34.5 KVA 60Hz 3 Φ
50
Figura 7.-Aisladores
Figura 8.- Cuchillas Desconectadoras con fusible
51
Etapa 3
Relación De
Principal
Transformación
Y
Tablero
De
Distribución
La empresa cuenta con dos transformadores en aceite trifásicos tipo pedestal.
Este tipo de transformadores está diseñado bajo las normas NOM J 285 y NOM
002, para trabajar a la intemperie montado sobre una base de concreto.
• Tiene integrado un gabinete el cual contiene los accesorios y las terminales
para conectarse a los sistemas de distribución subterránea o aérea que es en
este caso.
Entre las características sobresalientes de este tipo de equipo se encuentran:
• Requerimiento mínimo de espacio para su instalación
• Desconexión de alimentación en forma rápida y segura
•Toda la instalación es subterránea y no presenta líneas aéreas
•El transformador no cuenta con partes vivas o energizadas accesibles desde el
exterior (frente muerto)
•Auto protegido
•Mantenimiento mínimo por contaminación
52
La relación de transformación indica el aumento o decremento que sufre el valor
de la tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir,
la relación entre la tensión de salida y la de entrada.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado
primario y la fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es
directamente proporcional al número de espiras de los devanados primario (Np)
y secundario (Ns) , según la ecuación:
(Ver cálculos de elección y
relación transformación en el Anexo A)
Figura 9.- Transformador de aceite trifásico tipo pedestal
53
Figura 10.- Bornes de Salida de Transformador
Tablero Principal
El tablero con el que se cuenta en la empresa es un autosoportado” SQUARE
D QD Logic”
el cual tiene un marcado desarrollo tecnológico de sus
componentes y un diseño pensado en facilitar la operación del equipo.
Se adapta a todos los requerimientos de distribución de energía hasta 6300 A
en BT.
Un tablero QDLogic se compone de varias secciones ensambladas entre sí
(dependiendo de la aplicación). La conexión de potencia de una sección a otra
se realiza mediante barras de empalme rígido, las cuales unen el bus principal
del tablero.
54
La continuidad eléctrica de todas las masas metálicas queda garantizada
mediante la unión de los conectores de tierra de cada sección a la barra de
tierra principal del tablero.
Los cables de acometida/alimentación pueden entrar al tablero bien por la parte
superior o bien por la parte inferior de cada sección (ver descripciones
particulares por sección).
Figura 11.- Tablero de distribución “SQUARE D QD Logic”
55
Etapa 4
Conductores Y Canalizaciones
Las canalizaciones con las que cuenta la empresa para la distribución principal
de la tensión se cuenta con la instalación de bandejas para cables las cuales
La bandeja porta cables es simplemente una estructura tipo puente que lleva
cables eléctricos y de datos durante todo un proyecto.
Usando bandejas porta cables, todos los tipos de cableado pueden ser
instalados en una forma eficiente, manejable y cómoda.
El diseño depende de muchos factores, incluyendo la naturaleza de los cables
a ser instalados, condiciones del lugar, y estética. La bandeja que se encuentra
instalada es tipo escalera.- Usada en aplicaciones con espacios intermedios a
lo largo del soporte.
La distribución de la instalación de la bandeja principalmente comunican
únicamente las líneas de tensión a los tableros derivados de la nave.
Figura 12.- Bandeja tipo escalera instalada en la nave
56
Tubos Conduit
El tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos
usados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o
aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos
pesado, semipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la
pared.
Tubo conduit de acero pesado
Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada
o bien con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05
metros de longitud con rosca en ambos extremos. Se usan como conectores
para este tipo de tubo los llamados coples, niples (corto y largo), así como
niples cerrados o de rosca corrida.
Tubo conduit metálico de pared delgada (thin wall)
A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es
permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embebido en concreto o
embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a
humedad o ambiente corrosivo.
57
De acuerdo a los cálculos realizados se demuestra que en las instalaciones de
la maquinaria y su debido horno de fundido de zamak se manejan
canalizaciones diferentes por motivo de sus conductores de alimentación
Figura 13.- Tubería Conduit de maquinaria 1” y Hornos de material 11/4”
58
Etapa 5
Tableros Secundarios
De acuerdo con el diagrama unifilar diseñado se dio el conocimiento de 4
tableros secundarios de los cuales son modelo I-LINE marca “SQUARE D”
Tableros de distribución I-LINE: Los Tableros I-Line de la marca Square D son
el sistema de distribución más versátil del mercado, son utilizados para
alimentar tableros de alumbrado NQOD, NF, así como otras cargas principales
de la red.
Están diseñados para distribuir y controlar energía eléctrica en sistemas de
máximo 600Vca y 250Vcd, por lo tanto pueden operar en sistemas de
220Y/120Vca y 480Y/277Vca.
Estos tableros cuentan con el sistema enchufable de interruptores derivados ILine, exclusivo de Square D, por lo que sólo este tablero de distribución le
puede proporcionar tanta versatilidad, rapidez y seguridad al instalar sus
interruptores derivados.
Figura 14.- Tablero de distribución en BT I-LINE
59
Etapa 6
Interruptores Termomagneticos
El conocimiento de los valores de capacidad interruptiva de cada equipo fue de
suma importancia para diseñar el diagrama unifilar así como sus respectivos
cuadros de carga de cada circuito derivado.
Se realizaron cálculos para comprobar que los interruptores con los que se
contaban en cada circuito y en su defecto en cada máquina fueran los
correctos.
La oferta de interruptores en caja moldeada de Square D termomagnéticos se
complementa con los nuevos Powerpact marcos H 150A y J 250A, obteniendo
la oferta más completa del mercado, con lo que se pueden cubrir aplicaciones
desde 15 A hasta 2500 A.
Figura 15.- Interruptor termomagnetico
60
Etapa 7
Cargas Eléctricas
Las cargas instaladas en las instalaciones de la nave principalmente se dividen
en 4 circuitos diferentes los cuales definen las áreas de consumo de acuerdo a
la maquinaria con la que se trabaja como lo son:
-
Área de Servicios
Área de Inyección
Área de Troquelado
Área de Taller Mecánico de Moldes
Existen 3 circuitos que se derivan de los circuitos principales los cuales se
encuentran en un arreglo de conexión en paralelo a los interruptores
principales de cada área tal como son
-
Área de Laboratorio
Oficinas
Alumbrado General
Almacén
Horno de Fundición
En el área de inyección se cuentan con 4 máquinas inyectoras de zamak
FRECH DAW-80 Y LK-280 trabajando las 24 horas del día lo cual su
alimentación es de 220 VCA 60Hz a 3 Φ.
Además de la maquinaria se
alimentan a su respectivo horno de fundición de material donde se realiza la
operación de inyección de la máquina por medio de un pistón que realiza vacío
por un ducto reforzado y se realiza la inyección, estos hornos se encuentran
61
conectados a 220VCA 60Hz 3 Φ. Dentro del consumo eléctrico de la
maquinaria se incluyen elementos importantes que son las resistencias de la
prolunga que es el conducto por donde pasa el material al molde que se
encuentre fijado estas resistencias son tipo banda cerámica las cuales se
alimentan a un voltaje de 230VCA y tienen un consumo de 1800W. Existen al
igual las resistencias tipo cartucho que son instaladas en el cuello de ganso de
la maquinaria lo cual su principal propósito es calentar la recamara de inyección
y evitar que se tape el conducto de inyección que es la prolunga. Este circuito
se encuentra empalmado un segundo circuito lo cual alimenta la maquinaria del
laboratorio que solamente son 3 máquinas como lo son un Comparador Óptico,
Espectro y el sistema de climatización del área. Este mismo tablero derivado de
inyección al igual alimenta la toma de corriente del área de inyección y
pequeños motores del área de Horno de Fundición.
El área de Servicios principalmente alimentan
a 2 máquinas inyectoras de
zamak modelo LK-160 que se encuentran conectadas así como la distribución
del tablero a 440 VCA 60Hz 3 Φ y sus respectivos hornos de fundición de
material donde las resistencias tipo cinta nicromel están al igual conectadas a
440 VCA al igual como lo son sus respectivas resistencias de la prolunga que
tienen un consumo de 2000W y son instaladas dos por cada máquina.
62
Además de la maquinaria se alimenta el compresor de la empresa la torre de
enfriamiento y 2 bombas de suministro de agua para la nave.
En el área de troquelado se encuentran instalados 3 prensas hidráulicas de 60
toneladas que se alimentan a una tensión de 440 VCA 60Hz 3 Φ
En el área de taller de moldes se encuentran instalados equipos tales como dos
tornos fresadoras y cortadoras además que suministran tensión a el área de
barrenado de la empresa ya que se encuentra una tensión de 220 VCA 60Hz
3Φ Conocer las cargas instaladas en toda el área de la nave fue de suma
importancia para poder realizar el diagrama unifilar de la planta así como
calcular y realizar sus respectivos cuadros de cargas por circuito y generales.
En esta parte se realizó un formato para reunir la ficha técnica y todos los
demás datos de cada equipo y así poder tener un mejor orden para realizar los
cálculos de consumo.
Dentro de la planta existen tableros que se derivan o empalman sobre los
tableros secundarios tal como es en el área de vibrado donde se cuentan con
dos vibradoras y un secador de piezas que tiene integrado 8 resistencias
tubulares de 500 W y un soplador conectado a una tensión de 220 VCA.
63
AYUDA VISUAL DE CARGAS INSTALADAS
Figura 16.- Maquinas Inyectoras de zamak
Figura 17.- Resistencia Banda Cerámica 2000 W- 230 VCA
64
Figura 18.- Maquina Inyectora de ZamakFRECH DAW 80 220 VCA
Figura 19.- Maquina Inyectoras de Zamak LK-160 440 VCA
65
Figura 20.- Taladros, Área de Barrenado
Figura 21.- Prensas Hidráulicas a 440 VCA
66
Figura 22.- Compresor de Tornillo Ingerool Rand 440 VCA
Figura 23.- Área de Vibrado
67
Figura 24.- Conexión y balanceo de resistencias tipo
tubulares 500 W para hornos de zamak de la maquinaria
Figura 25.- Horno de Fundición de Zamak
68
Figura 26.- Instalaciones de la nave
Figura 27.- Área de pulido
69
Alumbrado General
En este apartado se decidió realizar un diagrama unifilar únicamente del
sistema de alumbrado general de la planta. Lo cual se encuentra distribuido por
todas las áreas de la nave.
Se cuentan con lámparas de vapor de mercurio controladas por una tensión de
220 VCA y con un consumo de 400 W por hora de trabajo, para energizar se
cuentan con dos interruptores termomagneticos lo cual por defecto da a
entender que solo existen dos circuitos para el sistemaSe encuentran instaladas
un total de 25 lámparas lo cual se muestra su descripción a continuación.
Figura 28.- Lámparas de Vapor de Mercurio
70
Las lámparas de vapor de mercurio de alta presión consisten en un tubo de
descarga de cuarzo relleno de vapor de mercurio, el cual tiene dos electrodos
principales y uno auxiliar para facilitar el arranque.1
La luz que emite es color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para
resolver este problema se acostumbra añadir sustancias fluorescentes que
emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las
características cromáticas de la lámpara
Figura 29.- Luminarias tipo campana de la plant
71
Capítulo 2
Diseño Y Digitalización
En ese apartado del proyecto se demuestra cómo fue después del
levantamiento de información de la nave como se comenzó a desarrollar los
planos como lo son
-
Diagrama eléctrico unifilar general con cuadros de carga
Diagrama unifilar de alumbrado
Modificaciones de Lay-Out
Se desarrolló un dibujo a mano alzada del posible diseño del diagrama que
resultara más factible y fácil de entender para el personal de la planta.
Después de contar con la información necesaria para la realización del
diagrama unifilar, me dedique a su realización en el software de diseño
conocido como AUTOCAD. Los cuales se encuentran en anexos.
(Ver diseños de planos en Anexo A)
En todos los casos se indicarán las características de cada equipo y
ubicación por medio de una tabla por plano.
72
Se realizó el reconocimiento de los diferentes equipos que existen
en la empresa. Para dibujar en el software de AUTOCAD
ELECTRICAL los símbolos que representan cada equipo así tener
una biblioteca completa para poder estructurar y tener una idea
clara del plano unifilar que se va a realizar en cada área.
Figura 30.- Digitalización de parte de subestación y
transformación de tensión
En esta sección del plano unifilar de la sección principal se
identifica la subestación tipo blindada de 34.5 KVA y un
transformador de 300 Kvas así como su aterrizaje a tierra, y sus
73
cuchillas desconectadoras con fusible integrado del cual se
desprenden ramales de distribución que en la siguiente figura se
describen.
Figura 31.- Tablero principal QD-LOGIC
En esta parte del plano se plasma la alimentación que llega de
la subestación al interruptor principal para cada circuito o equipos
que se alimentan. Cabe destacar que en el plano se describen las
capacidades y características de cada interruptor. Para saber hasta
74
qué punto pueden soportar o alimentar los equipos y no saturarlos y
así proteger la instalación eléctrica y no ocasionar un problema.
Esta parte del diagrama unifilar es la última ya que se
muestran los interruptores o pastillas termomagnéticas con los que
se controla cada equipo con los que cuenta la empresa. Los cuales
son extractores, motores, luminarias, ventiladores, calefactores
entre otros. Cabe mencionar que en el plano unifilar se muestran
cuatro tablas donde se describen las características de cada equipo
con los que cuenta cada sección así como el alumbrado con el cual
cuenta la empresa.
Figura 32.- Tableros Derivados Con interruptores de equipos y sus cargas
75
Después de tener el diseño del diagrama se realizaron los cuadros
de carga por equipo demostrando en las tablas el consumo de cada
máquina, para demostrar esos resultados se diseñó una memoria de
cálculo eléctrico donde se explica la forma con su respectivo
desarrollo de operación para la demostración de los resultados.
76
Resultados Obtenidos
Primera etapa. Se muestra el suministro principal de alimentación de la
compañía (CFE Comisión Federal de Electricidad). Y también la unidad de
medición así como el transformador, el banco de capacitores para corrección
del factor de potencia y por último la puesta a tierra de la empresa.
Segunda etapa. En esta sección se deja ver los principales interruptores tanto el
de seguridad o cuchillas así como el interruptor termo magnético principal o
derivador para enseguida tener el interruptor termo magnético para cada
sección o ramal.
Tercera etapa y última se muestran los equipos que aquí se mencionan los
cuales son motores, luminarias, contactos, bombas y zumbadores con sus
respectivas protecciones las cuales son interruptores de diferentes amperajes
acorde a las necesidades de cada equipo para su buen funcionamiento.
Se localizaron los transformadores de la empresa para facilitar al departamento
de mantenimiento industrial, su ubicación con sus interruptores y capacidades
de carga.
Se lograron identificar ciertas anomalías en el cableado ya que en algunas
aéreas se localizaron tramos de cable sin aislante y s´s de roedores a los
cuales se les atribuye este daño. Esto da origen a posibles pérdidas de voltaje y
accidentes para los operarios que están en contacto con los equipos.
77
Conclusiones y Recomendaciones
Se hace referencia a la continuación de este proyecto, para que se dé pie al
balanceo de cargas de cada sección y también lograr la localización de cada
uno de los equipos que existen en la empresa para tener el diagrama unifilar
completo y actual de la red eléctrica.
Que se realice un estudio de tierras físicas ya que la mayoría de los equipos no
tienen esta importante protección para los equipos eléctricos como para las
personas que laboran en dicha empresa.
Se recomienda que se realice una supervisión de la red eléctrica para detectar
posibles daños en los conductores que originan fugas de voltaje y posibles
accidentes para el personal que labora en la empresa
78
ANEXOS
79
ANEXO A DIAGRAMA UNIFILAR Y PLANOS DE PLANTA
80
81
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COLEGIO SALESIANO – CONCEPCIÓN Depto. Eléctrico. .
10.- ING. Manuel Pacheco Pacheco 2003 DISEÑO DE
INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN PLANTAS INDUSTRIALES
México Pemex.
82