Instalaciones en Edificios

Instalación Eléctrica de Baja Tensión

Comprende la distribución de energía eléctrica en baja tensión desde los transformadores hasta los diferentes puntos de consumo. La red de baja tensión empieza en el cuadro general de baja tensión del edificio, desde el que parten líneas eléctricas principales a los cuadros eléctricos secundarios o de zona. Desde estos cuadros se alimentan los diferentes consumos eléctricos.

En el diseño de una red de baja tensión se deben tener como normas generales: la sectorización, la seguridad y la flexibilidad. Así pues, la instalación debe estar sectorizada para que un error en un punto concreto no afecte a la totalidad de esta, debe ser segura y debe ser flexible para permitir cambios fácilmente en su distribución para necesidades de la empresa en el futuro.

Componentes Principales

Cuadros Eléctricos

Son los armarios en los cuales se alojan los elementos de mando y protección de los diferentes circuitos eléctricos.

Pueden estar constituidos sobre armarios de plástico (los más pequeños) o sobre bastidores y armarios metálicos (los más importantes).

Líneas y Canalizaciones

La transmisión de la energía eléctrica desde la acometida eléctrica hasta los puntos de consumo se realiza con conductores eléctricos de los cuales es necesario conocer algunos aspectos fundamentales en cuanto al uso y aplicaciones.

Tipología de las Líneas de Distribución

Para la distribución de potencias desde el cuadro general a los cuadros secundarios se puede plantear una tipología en anillo o en estrella.

Distribución en Anillo

En la de anillo se utiliza un embarrado que recorrerá el edificio alimentando a los diferentes cuadros, pudiendo al final volver hasta el cuadro general para cerrar el anillo. En este tipo, se consigue un cuadro principal mucho más sencillo y que ocupa menos espacio, ya que solo tiene dos salidas. El anillo de distribución ocupa también menos espacio que el conjunto de cables equivalente. La ventaja más importante es la flexibilidad, ya que tiene muy bien resuelta la posibilidad de ampliar nuevas salidas o mover las existentes. El inconveniente es que si el embarrado sufre una avería, al ser una línea única, deja sin servicio todos los equipos que alimente.

Distribución en Estrella

En el tipo estrella (el más convencional) se instala una línea diferente para cada cuadro secundario (ramificación de líneas) desde el cuadro principal, teniendo la instalación final una forma parecida a una estrella.

Métodos de Distribución

Embarrados Prefabricados

Una opción es la de utilizar embarrados, que son canalizaciones prefabricadas en tramos de poca longitud que se componen de una parte interior con tres secciones conductoras (una por fase) más una para el neutro y otra para la línea de protección a tierra. Las cinco secciones están embutidas en material aislante y acabadas en una envolvente metálica que les da rigidez. Tienen apariencia de perfil metálico y las secciones se van atornillando entre sí, una a continuación de las otras. Sirven para transmitir gran cantidad de corriente eléctrica donde los cables poseerían un diámetro tan grande que no serían flexibles. Tienen una rigidez y una resistencia mecánica muy elevadas, pero su precio es también elevado.

Distribución por Cables

Otro método de distribución de energía eléctrica es por cables. Es el más utilizado tanto para potencias moderadas como para salvar grandes distancias. Los cables vienen en carretes de mucha longitud de manera que se puede evitar el tener uniones en los mismos cables. En instalaciones interiores habitualmente se aconseja que los cables sean continuos entre dos cuadros eléctricos o entre el cuadro eléctrico y el punto de consumo. Los cables se componen de los conductores y del aislamiento. Los conductores habitualmente están conformados por cobre o aluminio, aunque el primero es mejor conductor que el segundo. Esto significa que a igualdad de potencia se necesitan menores secciones de cable en cobre que en aluminio. Además, el cable de cobre es más resistente mecánicamente y más flexible, aunque también es más caro.

Sistemas de Ventilación y Climatización (HVAC)

Consideraciones en el Diseño

Se deben considerar los siguientes puntos en el diseño:

• La centralización de sistemas permite considerar simultaneidades en la producción y transporte de energía.
• Considerar la posibilidad de emplear enfriamiento gratuito por aire exterior a bajas temperaturas (free-cooling), en sistemas todo aire y para épocas intermedias del año.
• Posibilidad de utilizar energía disponible de recuperación.
• Considerar la eficacia en el transporte energético.
• El sistema debe ser capaz de adaptarse al funcionamiento a cargas parciales.
• Se debe considerar el nivel de control de temperatura que se desea.
• Se debe tener en cuenta la renovación de aire necesaria en los diferentes espacios.
• Se deben considerar los ruidos generados por los diferentes equipos.

También se debe considerar el nivel de seguridad de la instalación.

Criterios de Dimensionamiento

El punto de partida del diseño de sistemas de ventilación y climatización es el cálculo de las cargas térmicas que se deben vencer en las diferentes zonas del edificio, así como las necesidades de renovación de aire.

Desde el punto de vista industrial, las necesidades de renovación de aire se miden con renovaciones por hora, que es el número de veces por hora que se renueva el volumen del local. Un posible valor medio podría ser entre 6 y 10 ren/h, pero con valores extremos que van desde 4 ren/h (en grandes almacenes) hasta 60 ren/h en cabinas de pintura.

Respecto a las cargas térmicas, se deben tener en cuenta: las cargas por radiación solar, por transmisiones internas y las cargas de ventilación.

Para seleccionar los equipos frigoríficos principales, conviene tener en cuenta los coeficientes de simultaneidad en el uso del edificio, de modo que la carga total no es la suma de las máximas de cada zona, sino la máxima simultánea.

Elementos de Difusión de Aire

Para impulsar y extraer el aire de un determinado espacio son precisos los elementos de difusión, cuyo fin es introducir el aire de forma lo más homogénea posible, sin provocar corrientes de aire molestas ni ruidos. Los diferentes tipos pueden ser:

• Rejillas lineales y rectangulares
• Difusores lineales
• Difusores cuadrados y rectangulares
• Difusores circulares convencionales, rotacionales y para grandes alturas
• Toberas

Redes de Tuberías de Agua

El material empleado en las redes de tuberías para agua fría y caliente es el acero negro. Tanto unas como las otras deben estar calorifugadas para evitar pérdidas de rendimientos de la instalación.

Componentes auxiliares de las redes de tuberías son:

• Válvulas de regulación y cierre de circuitos
• Elementos de control como manómetros y termómetros
• Puntos de purga, grifos de vaciado y filtros de agua
• Vasos de expansión que absorben las dilataciones del agua al pasar de la temperatura de reposo a la de servicio
• Dilatadores que absorben las dilataciones de la tubería al variar la temperatura del agua que transportan
• Amortiguadores de vibración, que aíslan a las bombas

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