Ingeniería Hospitalaria

U.N.E.R. Facultad de Ingeniera / Bioingeniera

Ingeniera HospitalariaGuas de Trabajos Prcticos 2010

Docentes: Prof. Titular: JTP: Auxiliar:

Ing. Jos Mara Flores Bioing. Mnica Baroli Bioing. Diego Kadur

Revisin 2010 Gua N 1: Servicios Hospitalarios

1.

Definir hospital

2. Definir servicio hospitalario 3. Definir servicio hospitalario crtico. 4. Qu es el PNGCAM? 5. Considerando las prestaciones definir los servicios de: a. Unidad de terapia intensiva

b. Unidad de terapia intermedia c. Pediatra

d. Neonatologa e. Sector quirrgico f. g. Internacin Neumonologa

h. Cardiologa i. j. k. l. Hemodinamia Guardia Shock Room Maternidad

m. Esterilizacin n. Diagnstico por imgenes

6. Clasifique los servicios mencionados en servicios hospitalarios crticos y no crticos 7. Cmo definira el servicio de ingeniera de un hospital?

Facultad de Ingeniera Bioingeniera - U.N.E.R.

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Revisin 2010 Gua N 2: Diseo y clculo de lneas de baja tensinIntroduccin tericaInstalaciones elctricas de baja tensin (BT) Las instalaciones de baja tensin son las alimentadas con tensiones no superiores a 1100 [V] en CA o 1500 [V] en CC. Los componentes de una instalacin son: Lneas o circuitos (conductores elctricos) Equipamientos * (ej. Transformadores, fusibles, motores, lmparas, etc.) Elementos de maniobra y proteccin * (fallas, corrientes de fuga, etc.)

* no son tratados en este tema. Lneas o circuitos elctricos Estn destinadas a transmitir energa o seales, y estn constituidas por: Los conductores elctricos Sus elementos de fijacin (abrazaderas, bandejas, etc.) Su proteccin mecnica (tableros, cajas, etc.)

Se clasifican en:

Para usos generales:Son circuitos monofsicos que alimentan bocas de salida para alumbrado y bocas de salida para tomacorrientes. Debern tener una proteccin para una intensidad no menor a 10 [A] y el nmero mximo de bocas por circuito es de 15.

La AEA en su reglamentacin para locales de uso mdico establece que: En las salas para pacientes crticos (ciruga, terapia y neonatologa), y en cada cama se dividirn los tomacorrientes por lo menos en dos circuitos. Cada circuito no debe tener ms de seis (6) tomacorrientes. Se recomienda no usar menos de 6 tomacorrientes en los paneles de cabecera de UTI, y no menos de 9 por puesto de neonatologa. En caso de ser el paciente tratado con aparatos electromdicos dependientes de la red, que sirven para intervenciones quirrgicas o medidas de vital importancia (quirfano, UTI, etc.) y de ser necesario ms de dos circuitos por puesto, se recomienda instalar el suministro en forma alternada (cruzada) desde dos redes.


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Revisin 2010Para usos especiales:Son circuitos de tomacorrientes monofsicos o trifsicos que alimentan consumos unitarios superiores a 10 [A] o para alimentar circuitos a la intemperie (parques, jardines, etc.). Debern tener una proteccin para una corriente no mayor a 25 [A].

De conexin fija:Son circuitos que alimentan directamente a los consumos sin la utilizacin de tomacorrientes. No deben tener derivacin alguna.

Tipos de Redes de distribucin: Existen tres sistemas de puesta del centro estrella del transformador de la compaa distribuidora de energa elctrica en baja tensin. Sistema IT El esquema de distribucin consta de las tres fases activas (RST). En ellas el neutro no est rgidamente conectado a tierra (est aislado o conectado a tierra por medio de impedancias de elevado valor).

Sistema TN Por motivos tcnicos y econmicos este sistema es poco utilizado y no se darn muchos detalles del mismo.

Sistema TT Consiste de una puesta a tierra de servicio conectada rgidamente a tierra de la cual se toma el conductor neutro, es decir que la distribucin emplea 4 conductores, tres para las fases y uno para Facultad de Ingeniera Bioingeniera - U.N.E.R. Pgina 4 de 100

Revisin 2010el neutro, mientras que el conductor de proteccin es provisto por el usuario, derivndolo de su puesta a tierra de seguridad. Este sistema es de gran importancia dado que es el actualmente empleado en nuestro pas para la distribucin elctrica en baja tensin, constituyendo el denominado sistema trifsico de tensiones de 3 x 380 / 220 [V]. En los sistemas TT, el centro de estrella de los transformadores de alimentacin est conectado al neutro y a la vez puesto rgidamente a tierra en ese punto. En las condiciones reales de una red se producen desequilibrios en los consumos y circulacin de corrientes por terceras armnicas que ocasionan que este conductor suela tener potenciales respecto de tierra superiores a la mxima tensin de contacto admitida (24 [V]). Por esta razn nunca se debe emplear el neutro de la compaa distribuidora de electricidad como conductor de proteccin, es decir que no se deben conectar al mismo las puestas a tierra de nuestra instalacin.


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Revisin 2010Esquema general de las instalaciones elctricas El reglamento de la AEA (Asociacin Electrotcnica Argentina) dispone el siguiente esquema general al que deben ajustarse las instalaciones elctricas en inmuebles

Donde: Tablero principalEs el centro de distribucin de toda la instalacin elctrica, ya que: Recibe los cables que vienen del medidor. Aloja los dispositivos de proteccin. De l parten los circuitos terminales que alimentan directamente las lmparas, tomas y aparatos elctricos.

Tablero seccionalEs aquel al que acomete la lnea seccional y del cual se derivan otras lneas seccionales o de circuito.


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Revisin 2010

Criterios de dimensionamiento de conductores

Dimensionar un circuito, es determinar la seccin de los conductores y, a corriente nominal, el dispositivo de proteccin contra sobrecorrientes. Clculo por cada de tensin:La mxima cada de tensin admisible segn la AEA es, para el caso de los motores, del 5% durante la operacin y del 15 % para el arranque.

Mtodo de clculo por cada de tensinLneas abiertas de seccin uniforme: aquella lnea alimentada por uno de sus extremos. En todo conductor, bajo la influencia de una corriente elctrica se produce una cada de tensin que segn la ley de Ohm ser: u = i r =

/2A ^ Ul B < Gen i < > < i > > Ull a carga b

Fig. 1 Siendo: A-a y b-B: conductores de alimentacin Ui: tensin en bornes del generador Uii: tensin en bornes del receptor : cada de tensin absoluta en la lnea considerada Si desplegamos la figura 1 podremos apreciar ms claramente la cada absoluta de tensin:

/2

UI

Ull /2 b B

carga A a

Fig. 2 Surge as que tenindose una tensin de origen Ui se producen las cadas: /2; Uii; /2. Por lo tanto: Facultad de Ingeniera Bioingeniera - U.N.E.R. Pgina 7 de 100

Revisin 2010U = + U + = I II 2 2la resistividad, se tiene que:

U

II

+

Si expresamos la resistencia R del conductor considerado entre los bornes A-a en funcin de

R=

lsl s

Reemplazando en la ley de Ohm se puede escribir:

2

= I

Si consideramos el conductor completo A-a y B-b, la cada de tensin absoluta total ser:

= 2 I

l . s

Vemos claramente que, para un circuito en el cual , l y s son constantes, la cada absoluta de tensin , variar en forma proporcional a la corriente i. Si reordenamos la expresin Uii = Ui - , deducimos que si se mantiene constante Ui, al producirse una variacin de la corriente i, tendremos una variacin de la cada absoluta de tensin , y en consecuencia tambin variar la tensin del receptor uii. Por lo tanto si aumentamos la corriente I, la tensin del receptor Uii disminuye. La cada de tensin porcentual por definicin est referida a la tensin del receptor Uii y su expresin es:

Pu =

100Uii

=

(U i U ii ) 100 2 I R 100 = U ii U ii

De esta manera se puede concluir:

100Uii

U ii l = 2IR =2I ss = 2I l

=

2 I R 100

Habitualmente, los datos disponibles son la cada porcentual de tensin Pu o la prdida porcentual de potencia Pp.

Pu = 2 I R 100

I Uii I

=

2 R I2 100 I 100 100 = = = Pp Pii Pii Pii

Reemplazando se obtiene:


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Revisin 20102 I l 100 s= Pu U iiDonde: Pii = potencia en los bornes de la carga en [W]. Ui: tensin en bornes del generador [V] Uii: tensin en bornes del receptor [V] S= seccin del conductor en mm2

2 I 2 l 100 s= Pii U ii

Clculo de la capacidad de conduccin de corriente o clculo trmicoLa corriente transportada por un conductor produce, por el llamado efecto joule, energa trmica. Esa energa se gasta, en parte, para elevar la temperatura del conductor, y el resto se disipa como calor. Luego de cierto tiempo de circular corriente la temperatura del conductor se estabiliza, producindose el equilibrio trmico. La corriente que, circulando continuamente por el conductor produce el equilibrio trmico a la temperatura mxima de servicio continuo es denominada capacidad de conduccin de corriente. Una vez conocida sta, se determina la seccin por el criterio de intensidad mxima admisible por calentamiento o bien, dada la complejidad de estos clculos, se recurre a las tablas incluidas en las hojas tcnicas de los fabricantes de cables. Las mismas estn referidas a la tensin nominal y a los casos de instalacin ms corrientes: la instalacin en caeras embutidas para los cables unipolares y al aire o en instalacin enterrada para los subterrneos.


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Revisin 2010Para cables unipolares aislados en PVC segn norma IRAM 2183, en caeras embutidas o a la vista, se tiene: Dimetro mximo de Seccin alambres nominal del conductor mm 0,75 1,0 1,5 2 (1) 2,5 3 (1) 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 mm 0,21 0,21 0,26 0,26 0,26 0,26 0,31 0,31 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,51 0,51 0,51 Intensidad Intensidad Resist. de Dimetro de Cada de Elctrica corriente Peso exterior tensin mxima a corriente aprox. admisible al admisible en 20C y aprox. (3) aire libre caeras (2) CC (2) mm Kg/Km. A A V/a Km. Ohm/Km. 2,4 2,8 3,0 3,3 3,7 3,9 4,2 4,8 6,1 7,9 9,8 11,1 13,6 16,1 18,3 19,7 12 16 21 25 32 37 46 65 110 185 290 390 550 785 1000 1250 8 10,5 13 15,5 18 20 24 31 42 56 73 89 108 136 164 188 10 12 15,5 18 21 24 28 36 50 68 89 111 134 171 207 239 50 37 26 18 15 12 10 6,5 3,8 2,4 1,54 1,2 0,83 0,61 0,48 0,39 26 19,5 13,3 9,51 7,98 6,07 4,95 3,3 1,91 1,21 0,78 0,554 0,386 0,272 0,206 0,161

Espesor de aislacin nominal mm 0,6 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 1,6

1) secciones no contempladas por la norma IRAM 2183. 2) 3 cables en caeras embutidas en mampostera o en aire libre dispuestos en plano, temperatura ambiente 30C (no se considera el de proteccin). 3) cables en contacto en corriente alterna monofsica 50 Hz., cos fi=0,8 (no se considera el de proteccin) Coeficientes de correccin de la corriente admisible:- para dos cables en caera los valores de intensidad admisible se debern multiplicar por 1,10; si los cables instalados son de 4 a 6 multiplicar por 0,8 y si son de 7 a 9 cables el coeficiente de multiplicacin ser 0,7. En aire libre multiplicar por 1,12 Para temperatura ambiente de 40C multiplicar por 0,89


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Revisin 2010Verificacin de las secciones mnimas exigidas De acuerdo a la ubicacin de los circuitos, el reglamento de la AEA (Asociacin Electrotcnica Argentina) prev las siguientes secciones mnimas (para conductores de cobre):

Tipo de lnea Lneas principales Lneas seccionales Lneas de circuito Derivaciones y retornos a los interruptores de efecto Conductor de proteccin Instalaciones de fuerza motriz

Tramo Medidor - tablero principal. Tablero principal - tablero seccional otros tableros seccionales. Tableros seccionales - tomas corrientes - bocas de luz. Bocas de luz - llave interruptora. Todos los circuitos.

Seccin mnima (mm2) 4 2,5 1,5 1 2,5

Son los que realizan la transmisin de energa para el accionamiento de motores de capacidades relativamente altas, generalmente trifsicos. En hospitales es el caso de los de ascensores, bombas de agua, aire acondicionado, bombas de vaco, compresores de aire, etc. El reglamento exige que los conductores de fuerza motriz sean independientes de los de alumbrado, separando cajas de paso y de distribucin. Cada uno de los circuitos que la componen debe tener su sistema de proteccin.

DistribucinLa distribucin de fuerza motriz se efecta mediante redes trifsicas, generalmente de corriente alterna de 3x220 3x380 [V]. La distribucin monofsica en potencias elevadas no es aconsejable porque requiere conductores de seccin ms elevada. El clculo del ramal alimentador de fuerza motriz es similar al correspondiente a cualquier lnea seccional, por lo tanto ser necesario conocer la corriente nominal (que se obtiene de la potencia y de la tensin de servicio) y la longitud del recorrido de los conductores. Se calcula la seccin de los conductores a corriente nominal y se verifica a la cada de tensin.

Factor de potenciaSe define como factor de potencia cos al cociente entre la potencia activa y la potencia aparente, o sea: Cos = potencia activa / potencia aparente Donde:


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Revisin 2010Potencia activa (P) es la real que toman los motores (en [W]). Potencia aparente (S) es la mxima para la que estn diseados los motores (en [VA]).

Potencia en circuitos trifsicos: La potencia en un circuito trifsico se define como: St= 3 VL IL [VA] Pt= 3 VL IL cos [W] Esta expresin es vlida, independiente de la configuracin del sistema (tringulo o estrella). Algunos smbolos elctricos:

Smbolo

Circuito con tres Significado conductores (esquema unifilar)

Circuito con cuatro

Circuito con tres

Circuito con cuatro

conductores (esquema conductores (esquema conductores (esquema unifilar) multifilar) multifilar)

Smbolo

Significado

Llave interruptora Boca de techo para un Boca de pared para un unipolar efecto efecto

Tomacorriente

Smbolo

Tablero de Significado distribucin, principal

Tablero de distribucin, secundario Transformador Caja de medidor

Smbolo

Significado

Masa puesta a tierra

Tierra

Interruptor diferencial

Tomacorriente con contacto a tierra

Smbolo

Significado

Rel magnetotrmico

Rel magntico

Rel trmico

Fusible


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Revisin 2010Problemas1) Considerar un consultorio de guardia tipo. Disear lo/s circuitos elctricos. Considerar que hay una camilla, una lmpara de pie, un cardiodesfibrilador, un nebulizador ultrasnico, un aspirador, un equipo electrocardigrafo, un oxmetro, un negatoscopio de dos cuerpos, un aire acondicionado fro-calor y luminarias para iluminacin general.

2) Un consultorio odontolgico se compone de los siguientes equipos: a) Silln odontolgico b) Equipo de RX (500 W)

(220V, 70 KV, 8 mA)

c) Negatoscopio (100 W) d) Compresor (1 HP) e) Esterilizadora por calor seco (350 W) f) Lmpara de fotocurado (10 W) g) Micromotor (10 W) Realice el diseo y clculo de la instalacin elctrica, considerando adems los equipos de iluminacin y climatizacin. 3) Calcular la lnea necesaria para realizar el alumbrado y la provisin de potencia de un pasillo de un hospital de 50 mts. Cada 4 mts se debe colocar una luminaria de 40 W (en el techo) y sobre las paredes se colocar, a cada lado y cada 5 mts, una caja conteniendo dos tomacorrientes de 10 [A] c/u.

4) Calcular la acometida de un servicio de radiologa. (Equipo de RX de 500mA, 110 KV, trifsico).

5) En una habitacin se encuentra un equipo de esterilizacin por xido etileno ( ETO): Calcular la seccin de la/s lnea/s elctricas teniendo en cuenta los siguientes consumos esterilizadora: 4 [A] extractor de aire: 1 [A], lmpara: 40 [W], tomacorriente: 2 [A].

6) Un servicio de RX se divide en sala de revelado y sala de estudios. La sala de revelado posee: dos luces rojas (60 [W] de c/u), un extractor de aire con trampa de luz (100 [W]), 1 calentador de inmersin (2 [A]), una secadora de placas (600 [W]), una lmpara (100 [W]). En la sala del equipo hay una lmpara (100 [W]) para iluminacin general, un equipo de aire acondicionado de 3000 Frigoras (5.3 [A]), y el equipo de RX, de alimentacin trifsica, y 60 [A] de lnea para 100 mA.


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Revisin 2010a) El tendido de lnea en la sala de revelado se ha realizado con conductores de 2 mm2. Es correcto el diseo? Justificar. b) Realizar el clculo de lnea para la sala del equipo.

7) El servicio de lavadero de un hospital cuenta con 2 mquinas lavadoras idnticas de 90 Kg. De capacidad de ropa seca, y un consumo de 2 HP c/u; 4 centrfugas de 30 Kg. y 2 HP c/u; 2 secadoras de 60 Kg. Y 2 HP c/u y 1 planchadora de 80 Kg. Con un motor de HP. Todas las mquinas tienen alimentacin trifsica (3 x 380 V). El sistema de iluminacin consta de 12 tubos fluorescentes de 40 W c/u. a) Disear la instalacin elctrica. b) Realizar el clculo de lnea.

8) Se tiene una sala de neumonologa de 6 camas, cada una de ellas tiene 3 tomacorrientes, 1 luz de examen y 1 luz de lectura. El servicio cuenta con 2 aires acondicionados, uno en cada lateral, 12 luminarias suspendidas del techo, y 1 toma especial para un equipo de RX. Las dimensiones de la sala son 10 * 6 mts. a) Realizar el diseo del tendido de lneas para un servicio de neumonologa. b) Realizar el clculo de lnea usando el mtodo de cada de tensin c) Repetir el clculo utilizando el mtodo de calentamiento

9) Dimensionar las lneas necesarias para abastecer un servicio de terapia intensiva de 10 camas. Cada cabecera tiene un panel que posee 6 tomacorrientes. El servicio cuenta con dos tomas trifsicos para conectar un equipo de RX rodante que tiene un consumo aproximado de 15 [A]. La iluminacin general est constituida por 3 hileras de 5 tubos fluorescentes de 22 [W] c/u, ubicados de manera tal que queda un tubo encima de cada cama y una hilera sobre el pasillo. Realizar el croquis de la instalacin

10) Consultar el costo en el mercado local de los conductores de: a) 1.5 mm2 , 2.5 mm2, 4 mm2, 6 mm2, 10 mm2 b) Aproximadamente el costo de mano de obra por la instalacin de 1 boca es de $70 c) Calcular el costo de la instalacin del ejercicio 9


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Revisin 2010

Trabajo de campo: En una Institucin de Salud de la zona, en grupos de no ms de 5 alumnos, se deber: 1. Realizar el relevamiento del consumo elctrico de: a) Un panel de cabecera de UTI b) Un puesto de quirfano c) Una cama de internacin. El resultado deber expresarse en [A] por cama. (Sugerencia: relevar la chapa identificatoria de cada equipo, est o no conectado en ese momento. En internacin verificar el consumo de cualquier artefacto que se encuentre en la habitacin conectado a la red elctrica.)

2. Grupo electrgeno. a. Relevar el modelo de grupo (monofsico o trifsico)

b. Potencia que entrega c. Sectores que abastece

d. Tipo de arranque (manual o automtico) e. Combustible empleado


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Revisin 2010 Gua N 3: Elementos de proteccinIntroduccin terica Fusibles Los fusibles son elementos de proteccin constituidos por un alambre o una lmina metlica dimensionados para fundirse a partir de una determinada intensidad de corriente. Su capacidad de ruptura debe ser igual o mayor a la calculada para su punto de utilizacin, a la tensin de servicio. Existen fusibles rpidos, para que la fusin ocurra en forma instantnea cuando se llega a una determinada intensidad y fusibles retardados para que la fusin ocurra en un plazo ms prolongado; stos se emplean generalmente para proteccin de motores con corrientes de arranque muy superiores a la nominal.

Elementos de proteccin y maniobra Los elementos que combinan las caractersticas de proteccin y maniobra pueden ser de tipo trmico, magntico o termomagntico. Los protectores magnticos se utilizan para cortes rpidos y estn constituidos por una bobina con un ncleo de hierro que acciona un interruptor de la instalacin cuando recibe la sobreintensidad. Los protectores trmicos se emplean para cortes lentos y estn constituidos por dos metales con distinto coeficiente de dilatacin (par bimetlico), soldados entre ellos en toda su superficie, que por efecto joule sufren una curvatura que produce la desconexin de la instalacin.

Interruptores automticos termomagnticos Combinan caractersticas de maniobra y proteccin en un solo aparato, brindando proteccin tanto contra cortocircuitos como contra sobrecargas. En los mismos, la desconexin por corrientes de cortocircuito se realiza a travs de un disparador electromagntico prcticamente instantneo cuando las corrientes son de muy elevada intensidad frente a los valores nominales. Tales corrientes se presentan al aparecer una impedancia muy reducida entre puntos destinados a estar a potenciales diferentes durante el servicio normal. Para esta accin se utiliza un electroimn que libera el mecanismo de desconexin ante la circulacin de la corriente de falla, debindose disponer cmaras de extincin de arco de diseo muy estudiado para el manejo y control del arco derivado de tales intensidades.


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Revisin 2010La desconexin por corrientes de sobrecarga se efecta mediante un rel trmico formado por un bimetal, que se deforma al calentarse durante cierto lapso por la circulacin de una corriente superior a la nominal y hace accionar el mecanismo de desconexin. Por lo tanto su operacin depende a la generacin de calor por efecto Joule, respondiendo a la integral en el tiempo de la intensidad elevada al cuadrado. As se obtiene una respuesta intensidad tiempo del tipo inversamente proporcional, de manera que ante una elevada corriente opera en un tiempo muy reducido, y ante una corriente ligeramente superior a la nominal opera en un tiempo mas prolongado. Como consecuencia de la influencia de la temperatura ambiente y las operaciones previas, la actuacin de la proteccin trmica presenta una banda de dispersin de funcionamiento, limitada por una curva de trabajo "en fro" y otra de trabajo "en caliente". La ventaja que presenta frente a la proteccin basada en fusibles, es la facilidad de reposicin del servicio y la eliminacin del riesgo de utilizacin de elementos fusibles improvisados no calibrados. La norma IRAM 2169, basada en la IEC 898, determina las caractersticas que deben tener los interruptores automticos de sobreintensidad para usos domsticos y aplicaciones similares, que son operados por personas no instruidas para tal fin y sin requisitos de mantenimiento. La misma se aplica a interruptores de ruptura en aire para CA de 50 60 Hz, tensiones nominales menores a 440 V entre fases, corrientes nominales menores a 125 A y capacidad de cortocircuito nominal menor a 25 kA. Normalizan los tipo B (magntico no regulables entre 3 y 5 veces la corriente nominal), los tipo C (magnticos no regulables entre 5 y 10 veces la corriente nominal) y los tipo D (magnticos no regulables entre 10 y 20 veces la corriente nominal). La corriente nominal de un interruptor termomagntico es aquella que puede conducir durante el servicio continuo a la temperatura de referencia. Este valor no deber exceder en ms de un 25% a la corriente de carga nominal del circuito a proteger. Su valor est especificado por el fabricante, y una serie de valores preferenciales puede ser 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 63 - 80 y 100 A. La capacidad de cortocircuito nominal de un interruptor termomagntico es la capacidad de ruptura lmite de cortocircuito asignada por el fabricante del mismo, y sus valores normales son 1,5- 3- 4,56 - 10 y 20 kA.

Marcacin de los valores caractersticosEn el frente de los interruptores automticos, como mnimo, debern figurar los siguientes datos: Marca y tipo Tensin de servicio


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Revisin 2010Capacidad de ruptura, expresada en ampere dentro de un rectngulo. Tipo de curva y corriente nominal, por ej. B10 significa curva B y 10 A de corriente nominal.

Clculos Los circuitos de la instalacin deben estar adecuadamente protegidos contra sobrecargas por interruptores con proteccin trmica, donde el criterio de seleccin es: Una vez elegida la seccin del conductor que conforma el circuito, en base a la corriente a plena carga, la seleccin de la corriente nominal del interruptor con proteccin trmica debe ser tal que cumpla las siguientes dos condiciones:

1) Ic InI Iadc 2) Ift 1,45 Iadc Donde: Ic: corriente de carga del circuito InI: corriente nominal del interruptor de proteccin Iadc: corriente admisible en el conductor del circuito Ift: corriente de funcionamiento de la proteccin trmica (en un tiempo menor a una hora) La corriente de funcionamiento del protector trmico en un tiempo menor a una hora debe ser como mximo Ift =1,45 InI; por lo que al cumplirse la condicin 1 se cumple la condicin 2.

La proteccin trmica obedece a una banda que est acotada por una curva de funcionamiento mnimo y una de mxima; que depende de la temperatura ambiente y del estado previo de carga.

Interruptores diferenciales por corriente de fuga El interruptor diferencial es un aparato destinado a producir el corte de la corriente elctrica cuando por causas accidentales, desperfectos o maniobras defectuosas una persona queda bajo los efectos de aqulla; se emplea para complementar las medidas clsicas de proteccin contra contactos directos. Los interruptores diferenciales estn diseados para funcionar automticamente cuando la corriente de fuga exceda un valor de 30 mA y en 0,03 segundos. Deben cumplir con las normas IRAM 2301 e IEC 1008. La corriente diferencial de defecto a tierra se presenta al aparecer una impedancia reducida entre la tierra y un punto destinado a estar a un potencial diferente durante el servicio normal. sto puede suceder por el contacto accidental de un elemento bajo tensin por parte de una persona en


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Revisin 2010contacto con la tierra, que puede originar su muerte; o bien por una falla en la aislacin a tierra de un conductor de la carga, que genera una prdida de energa y en los casos ms graves puede dar lugar a un incendio. Resulta conveniente recalcar que el interruptor diferencial no provee proteccin al aparecer una impedancia reducida slo entre puntos de la instalacin destinados a estar a potenciales diferentes durante el servicio normal. Esto puede ocurrir por el contacto accidental de dos o ms conductores energizados por parte de una persona, o bien por una falla en la aislacin entre los conductores de la instalacin. Por lo tanto, el interruptor diferencial debe estar acompaado por otros elementos que provean proteccin ante sobrecargas y cortocircuitos (como fusibles interruptores termomagnticos). Estos pueden hallarse antes o despus de los diferenciales, de acuerdo con la conveniencia o las reglamentaciones locales vigentes, y asimismo deben estar adecuadamente coordinados. Los interruptores diferenciales generalmente se fabrican con una intensidad residual de operacin nominal de 300 mA 30 mA. La proteccin de la vida humana se consigue con la utilizacin de interruptores diferenciales con una sensibilidad igual o menor a 30 mA. Los interruptores de 300 mA slo se emplean para la proteccin contra incendios y en industrias.

Funcionamiento del interruptor diferencial Los interruptores diferenciales del tipo de desenganche directo, esto quiere decir que la apertura del interruptor est comandada directamente por la corriente de fuga. Este principio de funcionamiento est basado en la suma vectorial de las intensidades de corriente de lnea de un circuito elctrico. Para el caso de interruptores diferenciales monofsicos y en condiciones normales (aislacin perfecta) esta suma es igual a cero (Fig. 1). Cuando se presenta un fallo, (aislacin defectuosa de las instalaciones o aparatos) se establece una corriente de fuga a tierra que hace que sa suma vectorial sea distinta de cero (Fig. 2). En este caso la intensidad de corriente "entrante" I1, en un aparato o instalacin, es distinta de la saliente l2. Porque sta se divide en dos partes, una que retorna como I2 y la otra If, que se deriva a tierra.


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Revisin 2010

Fig. 1

Fig. 2

Si el mdulo de la corriente lf entra en la zona de operacin diferencial, generar en el transformador diferencial toroidal td un flujo magntico que inducir una F.E.M. En el secundaria s. Esta ltima es la que provoca el desenganche del rel sensible "RP, polarizado en forma permanente, el que determina la apertura instantnea del interruptor (tiempo mximo de apertura = 0.03 seg.). En el caso de interruptores diferenciales tetrapolares, el funcionamiento es anlogo. Conectado en el circuito trifsico, el interruptor diferencial interviene en caso de fuga a tierra.

Independientemente de la distribucin de cargas en cada uno de las fases. Esto es as, porque en los sistemas trifsicos sin neutro. La suma vectorial de las tres corrientes de las tres fases es siempre igual a cero, incluso en el caso en que las tres fases estn desequilibradas El interruptor diferencial analiza la suma vectorial de las tres corrientes, e interviene cuando por una fugo esta suma es distinto de cero, y su valor entra en la zona de operacin diferencial. Si el sistema es trifsico con neutro, la suma vectorial de las intensidades de corriente de las tres fases, es igual y opuesta a la intensidad de corriente que circula por el neutro, por lo que la suma vectorial total, es igual a cero. Tambin en este caso, el interruptor diferencial analiza la suma vectorial de las cuatro corrientes, e interviene cuando por una fuga esta suma difiere de cero y su valor entra dentro de la zona de operacin del interruptor diferencial. Los interruptores diferenciales puros "sin proteccin adicional incorporada" deben estar acompaados de la proteccin contra sobre cargas y cortocircuito. Los interruptores diferenciales "con proteccin contra sobrecargas y cortocircuito" constituyen una unidad completa para la proteccin de las instalaciones contra sobrecargos, cortocircuitos y tensiones de contacto.


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Revisin 2010Los interruptores diferenciales cuentan con un dispositivo o botn de prueba (T en los diagramas) mediante el cual es posible verificar el correcto funcionamiento de la proteccin diferencial.

Coordinacin de las protecciones La continuidad del servicio es una exigencia de una instalacin moderna. La falta de una adecuada selectividad puede provocar la apertura simultnea de ms de un elemento de proteccin situado aguas arriba de la falla. Las protecciones de sobrecarga y cortocircuito instaladas en las cajas de acometida, tableros principales y seccionales deben tener una actuacin selectiva frente a los ocasionales cortocircuitos o sobrecargas, es decir que debe accionarse la proteccin correspondiente al circuito o la ms prxima ubicada aguas arriba del lugar donde se localiza la falla, y slo por ella. En la figura podemos observar un ejemplo: Se produce un cortocircuito en el interruptor E. El interruptor A permanece cerrado. Desconecta exclusivamente el interruptor E, asegurndose la alimentacin de B, C y D.

Las tcnicas de selectividad empleadas se basan en la utilizacin de los parmetros de disparo, siendo las ms comunes las siguientes:

Selectividad amperomtrica Se obtiene separando los umbrales de los rels instantneos (o de corto retardo) de los interruptores automticos sucesivos. Es decir que se acta sobre el valor de las corrientes de disparo im. Se puede obtener una selectividad total mediante la utilizacin de interruptores limitadores. Se usa, sobre todo, en distribucin terminal.

Selectividad cronomtrica Se obtiene por el escalonamiento de los tiempos de disparo (td) de los interruptores; por lo que stos deben estar equipados con rel de disparo de corto retardo. Las temporizaciones pueden ser de varios tipos, por ejemplo:


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Revisin 2010A tiempo inverso A tiempo constante A una o varias etapas selectivas entre ellas, etc.

Las reglas prcticas para la coordinacin de protecciones son:

1. Para la coordinacin de fusible con fusible se debe cumplir con: Infa > 1,6 Infp Aunque se recomienda: Infa > 2 Infp

Siendo: Infa la corriente nominal del fusible ms alejado a la carga Infp la corriente nominal del fusible ms cercano a la carga Por ejemplo sera fusible cercano 16 A. Y alejado 25 A.

2. Para la coordinacin de fusible con interruptor termomagntico se debe cumplir con: Inf > 1,2 I nfI Siendo: Inf la corriente nominal del fusible. InfI la corriente nominal del interruptor termo-magntico. 3.- Para la coordinacin de interruptores termomagnticos se debe cumplir con: Ina > 2 Inp Siendo: Ina la corriente nominal del interruptor alejado a la carga Inp la corriente nominal del interruptor cercano a la carga

Si los trmicos fueran ajustables valdr la corriente trmica ajustada en cada uno de los interruptores. La proteccin magntica slo puede coordinarse en corrientes bajas frente a las de cortocircuito, ya que al ser de actuacin instantnea (no dispone de temporizaciones) una vez que se establece una corriente superior a la de actuacin de ambos interruptores el funcionamiento puede ser simultneo e incluso no selectivo. Por esta circunstancia debe tratarse de separar lo ms posible la corriente de intervencin magntica, a efectos de dar lugar a una corriente de actuacin de la proteccin pospuesta para los cortocircuitos ms frecuentes, que normalmente son de bajo valor.


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Revisin 2010Dimensionamiento de las protecciones Consiste en determinar el valor de la corriente nominal de los elementos de proteccin adoptados (ej. Disyuntor diferencial + interruptores termomagnticos) de forma de evitar el recalentamiento de los conductores por sobrecargas y cortocircuitos. En el tablero principal la proteccin puede consistir en un interruptor automtico termomagntico bipolar de 63 A. En el tablero seccional la proteccin se conforma con un disyuntor diferencial bipolar de 63 A y corriente de fuga de 30 mA., respaldados por interruptores termomagnticos bipolares cuyo dimensionamiento se puede realizar con las frmulas o con las tablas anteriores. Por ejemplo para el diagrama siguiente, a los circuitos 1, 2, 3 y 5, con conductor de 2,5 mm2, con capacidad nominal de conduccin de 18 a le corresponde un interruptor con rango de 15-20 A., y para el circuito 4 con conductor de 1,5 mm2 uno de rango 10-15 A. En base a ellos el esquema general de la instalacin sera:

1- fusible de la concesionaria de electricidad 100 A. 2- medidor de energa elctrica. 3- interruptor trifsico termomagntico de 63 A. 4- interruptor diferencial de 63 A. Y i = 30 mA.

5- interruptor bipolar termomagntico de 15 A para el circuito 4 y de 20 A para los dems.


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Revisin 2010ANEXO: Ejemplo de valores comerciales de llaves termomagnticas Marca SiemensDESCRIPCION, DETALLES E IMAGENES:

Los interruptores termomagnticos protegen los cables y conductores de sus instalaciones elctricas contra sobrecargas y cortocircuitos: Amplia gama de productos Capacidad de ruptura 3ka: para aplicacin residencial o standard Capacidad de ruptura 6ka: para aplicacin comercial o media Capacidad de ruptura 10ka: para aplicacin industrial o para altas corrientes Amplio rango de corrientes nominales Los interruptores termomagnticos tienen el ms extenso rango de corrientes nominales, cubriendo con sus diferentes familias desde los 0,5 a 125 A Con diferentes curvas caractersticas de disparo B, C y D de acuerdo a la Norma IEC 60 898 Los termomagnticos estn disponibles en ejecuciones Unipolar, Bipolar, Tripolar y Tetrapolar.

POLOS

3KA - Curva C

6KA - Curva C

10KA - Curva C

0,5 Amp. (5SX1105-7) 1 Amp. (5SX1101-7) 2 Amp. (5SX1102-7) 4 Amp. (5SX1104-7) 6 Amp. (5SX1106-7) 10 Amp. (5SX1110-7) 16 Amp. (5SX1116-7) 20 Amp. (5SX1120-7) 25 Amp. (5SX1125-7) 32 Amp. (5SX1132-7) 40 Amp. (5SX1140-7) 50 Amp. (5SX1150-7) 63 Amp. (5SX1163-7) 2 Amp. (5SX1202-7) 4 Amp. (5SX1204-7) 6 Amp. (5SX1206-7) 10 Amp. (5SX1210-7) 16 Amp. (5SX1216-7) 20 Amp. (5SX1220-7) 25 Amp. (5SX1225-7) 32 Amp. (5SX1232-7) 40 Amp. (5SX1240-7) 50 Amp. (5SX1250-7) 63 Amp. (5SX1263-7) -

1 Amp. (5SX2101-7) 2 Amp. (5SX2102-7) 4 Amp. (5SX2104-7) 6 Amp. (5SX2106-7) 10 Amp. (5SX2110-7) 16 Amp. (5SX2116-7) 20 Amp. (5SX2120-7) 25 Amp. (5SX2125-7) 32 Amp. (5SX2132-7) 40 Amp. (5SX2140-7) 50 Amp. (5SX2150-7) 1 Amp. (5SX2201-7) 2 Amp. (5SX2202-7) 4 Amp. (5SX2204-7) 6 Amp. (5SX2206-7) 10 Amp. (5SX2210-7) 16 Amp. (5SX2216-7) 20 Amp. (5SX2220-7) 25 Amp. (5SX2225-7) 32 Amp. (5SX2232-7) 40 Amp. (5SX2240-7) 50 Amp. (5SX2250-7) 40 Amp. (5SX4240-7) 50 Amp. (5SX4250-7) 63 Amp. (5SX4263-7) 80 Amp. (5SX4280-7) 100 Amp. (5SX4291-7) 125 Amp. (5SX4292-7)-


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Revisin 20102 Amp. (5SX1302-7) 4 Amp. (5SX1304-7) 6 Amp. (5SX1306-7) 10 Amp. (5SX1310-7) 16 Amp. (5SX1316-7) 20 Amp. (5SX1320-7) 25 Amp. (5SX1325-7) 32 Amp. (5SX1332-7) 40 Amp. (5SX1340-7) 50 Amp. (5SX1350-7) 63 Amp. (5SX1363-7) 2 Amp. (5SX1602-7) 4 Amp. (5SX1604-7) 6 Amp. (5SX1606-7) 10 Amp. (5SX1610-7) 16 Amp. (5SX1616-7) 20 Amp. (5SX1620-7) 25 Amp. (5SX1625-7) 32 Amp. (5SX1632-7) 40 Amp. (5SX1640-7) 50 Amp. (5SX1650-7) 63 Amp. (5SX1663-7) 1 Amp. (5SX2301-7) 2 Amp. (5SX2302-7) 4 Amp. (5SX2304-7) 6 Amp. (5SX2306-7) 10 Amp. (5SX2310-7) 16 Amp. (5SX2316-7) 20 Amp. (5SX2320-7) 25 Amp. (5SX2325-7) 32 Amp. (5SX2332-7) 40 Amp. (5SX2340-7) 50 Amp. (5SX2350-7) 10 Amp. (5SX2610-7) 16 Amp. (5SX2616-7) 20 Amp. (5SX2620-7) 25 Amp. (5SX2625-7) 32 Amp. (5SX2632-7) 40 Amp. (5SX2640-7) 50 Amp. (5SX2650-7) 40 Amp. (5SX4340-7) 50 Amp. (5SX4350-7) 63 Amp. (5SX4363-7) 80 Amp. (5SX4380-7) 100 Amp. (5SX4391-7) 125 Amp. (5SX4392-7) 40 Amp. (5SX4440-7) 50 Amp. (5SX4450-7) 63 Amp. (5SX4463-7) 80 Amp. (5SX4480-7) 100 Amp. (5SX4491-7) 125 Amp. (5SX4492-7)


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Revisin 2010ANEXO: Ejemplo de valores comerciales de interruptores diferencialesarca Siemens

Los interruptores diferenciales son los productos que protegen su vida contra los riesgos de descargas elctricas o electrocucin y eliminan las posibilidades de incendios en las instalaciones elctricas: Caractersticas principales: Aplicables para corrientes de defecto alternas, continuas pulsantes filtradas y sin filtrar. Ejecuciones bipolares y tetrapolares Para corrientes nominales de 16, 25, 40, 63, 80 y 125 A Corrientes por defecto asignadas: 10, 30, 100, 300, 500 y 1000 mA Caractersticas de disparo: instantnea, selectiva y de retardo breve Amplia gama de accesorios: dispositivos de bloqueo, contactos auxiliares para sealizacin de estado, bloques de proteccin diferencial adosables a los interruptores termomagnticos, etc.

BIPOLARES 10MA DE SENSIBILIDAD Interruptor Diferencial Bipolar In: 16A, 10mA (5SM1111-0) BIPOLARES 30MA DE SENSIBILIDAD Interruptor Diferencial Bipolar In: 25A, 30mA (5SM1312-0) Interruptor Diferencial Bipolar In: 40A, 30mA (5SM1314-0) Interruptor Diferencial Bipolar In: 63A, 30mA (5SM1316-0) BIPOLARES 300MA DE SENSIBILIDAD Interruptor Diferencial Bipolar In: 25A, 300mA (5SM1612-0) Interruptor Diferencial Bipolar In: 40A, 300mA (5SM1614-0) Interruptor Diferencial Bipolar In: 63A, 300mA (5SM1616-0) TETRAPOLARES 30MA DE SENSIBILIDAD Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 40A, 30mA (5SM1344-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 63A, 30mA (5SM1346-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 80A, 30mA (5SM1347-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 125A, 30mA (5SM3345-0) TETRAPOLARES 300MA DE SENSIBILIDAD Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 40A, 300mA (5SM1644-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 63A, 300mA (5SM1646-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 80A, 300mA (5SM1647-0) Interruptor Diferencial Tetrapolar In: 125A, 300mA (5SM3645-0)


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Revisin 2010Problemas: 1) En un quirfano de ciruga general un circuito de tomacorrientes est protegido por un interruptor termomagntico de I nominal 10[A]. Indicar V F, y justificar. a. Es correcta una I de carga del circuito de 14 [A].

b. Es correcta una I admisible del conductor de 7[A].

2) En una habitacin se encuentra un equipo de esterilizacin por xido etileno (ETO): a. Calcular la seccin de la/s lnea/s elctricas teniendo en cuenta los siguientes consumos: esterilizadora 4 [A], extractor de aire 1 [A], lmpara: 40 [W], tomacorriente 2[A]. b. Utilizando un interruptor termomagntico proteger los circuitos punto a. Indicar cmo se obtiene el valor del mismo. calculados en el

3) Un esterilizador por vapor monofsico, posee dos resistencias que en conjunto consumen 2300[W]. Emplea los siguientes tiempos para un ciclo de 121 C: Calefaccin 10 min. Esterilizacin 10 min. Secado 20 min. La instalacin elctrica donde se montar la estufa posee un conductor de 1 mm2 y un interruptor termomagntico de 10 A. a. Indicar si con esta instalacin la mquina funcionar correctamente (justificar conductor y proteccin). b. Realizar la curva tiempocorriente del interruptor termomagntico, sabiendo que para una corriente de 10.12 a se accionar a los 18 mn.

4) Se desea instalar un equipo de esterilizacin por vapor. En el manual de instalacin del fabricante se indica que el consumo elctrico por fase (trifsico) es de 6 [KW], y el cos de 0.95. a. Calcular la seccin aproximada del conductor que alimentar al equipo

b. Calcular la proteccin trmica del interruptor termomagntico correspondiente.

5) Realizar el diseo de las protecciones del ejercicio 9 de la gua 2.


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Revisin 2010Trabajo de laboratorio 1) Armar el siguiente circuito:

A

a

Carga

220 V

Llave Trmica

Variar la carga, medir la corriente, el tiempo de accionamiento y levantar la curva de funcionamiento del protector trmico. (realizar al menos tres mediciones) 2) Conectar a la red un motor monofsico de corriente alterna y determinar la corriente de arranque, en vaco y bajo carga. 3) Proteger al motor, utilizando un interruptor trmico. Dar una conclusin. Trabajo Prctico 1. Considerando los planos adjuntos disear la instalacin elctrica completa. 2. Realizar los planos de instalaciones segn norma. 3. Presentar la memoria de clculo El trabajo se debe realizar en grupo.

U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera

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Revisin 2010

Sector de internacin

Sector de reas crticas


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Revisin 2010

Sector quirrgico


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Revisin 2010 Gua 4: Puesta a Tierra

Introduccin terica

Una instalacin de puesta a tierra se compone de: Dispersor Conductor Colector

Los electrodos (dispersores) se definen como un cuerpo metlico puesto en ntimo contacto con el terreno y destinados a dispersar en ste las corrientes elctricas. Se clasifican en: Pica o jabalina Placa Anillo Malla

Mtodos para calcular electrodos 1. Picas

d

L

Mtodo convencional Rt = L Siendo la resistividad del terreno en [ .m] Mtodo de Dwight Rt = 0.366 lU.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera

log 3L. dPgina 31 de 100

Revisin 2010Terrenos Heterogneosd

H

1 2Si p2 < p1 : L' = ( L - H ) + p2 H p1 siendo: L' : Longitud equivalente H >> d Por Dwight R = 0.366 p2 log 3 L' L' d Por el mtodo aproximado R = p2 L' Si p1 < p2, se desprecia la parte enterrada en p2 L' = H Por Dwight R = 0.366 p1 log 3 L' L' d Por el mtodo aproximado R = p1 L' Si H/L es muy pequeo se puede usar la frmula: R = 0.366 p2 log 3 L L d

L

Si H/L es muy grande conviene usar electrodos horizontales, ya que se desprecia L-H de la jabalina.

Influencia recproca: Cuando se aumenta el nmero de picas se debe tener en cuenta el rea de influencias recprocas, ya que si se las coloca muy cerca pueden llegar a actuar como una sola. A ttulo orientativo la distancia entre picas debe ser mayor a 5 veces su longitud.


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Revisin 2010Rtotal = Rind . k K se toma del diagrama de pgina 4, segn el nmero de picas

Estas influencias recprocas dependen de la cantidad de jabalinas y de la distancia de separacin. Rtotal se puede calcular entonces como: Rtotal = Rind + R n de picas R es un valor que se debe tomar de tabla. Se puede emplear la figura 1 para determinar el porcentaje de variacin de la resistencia de tierra resultante con relacin al nmero de electrodos colocados en paralelo y su separacin. .

2. Anillo

A

Mtodo aproximado Rt = 0.5 t . A Rt = 0.5 t . d d = dimetro del rea circular equivalente = 4a/

Mtodo simplificado

Rt = 2 t . P P = permetro


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Revisin 20103. Mallap = permetro

A

L = suma de todos los lados

Mtodo simplificado Rt = . L Mtodo de Laurent Rt = 4r + . L

R = radio de la superficie circular equivalente =

A/

L = sumatoria de todos los lados que componen la malla. (Longitud de los conductores activos)

Mtodo de Schwarz R = 0.318 ( 2.303 log L2 + k1 L - k2 ) L D = dimetro del conductor. K1 y k2 de los diagramas de la pgina siguiente, y dependen de A, h y las dimensiones de la malla. dh A


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Revisin 2010

figura 1

Donde a = distancia entre las jabalinas, L = longitud de las jabalinas, n =cantidad de jabalinas


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Revisin 2010

Los coeficientes k1 y k2 deben extraerse de las curvas a, para valores despreciables de la profundidad. De las curvas b para profundidad 1/10 de la raz cuadrada del rea y de la curva c para profundidad 1/6 de la raz cuadrada del rea. Profundidades normales de implantacin: malla apartada h = 0,60 m, malla separada h = 0,80 m


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Revisin 2010 Anexo: Norma IRAM 2309Jabalinas para hincar de acero revestido por cobre (254 micrones) Denominacin IRAM Dimetro JL 1415 JL 1420 JL 1430 JL 1615 JL 1620 JL 1630 JL 1815 JL 1820 JL 1830 JL 1015 JL 1020 12,6 mm 12,6 mm 12,6 mm 14,6 mm 14,6 mm 14,6 mm 16,2 mm 16,2 mm 16,2 mm 9,0 mm 9,0 mm Largo 1500 mm 2000 mm 3000 mm 1500 mm 2000 mm 3000 mm 1500 mm 2000 mm 3000 mm 1500 mm 2000 mm


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Revisin 2010Problemas1) Calcular una malla mediante el mtodo de Laurent y verificar por Schwarz. La longitud de la malla es 20 [m] y el ancho 10 [m], consta de 3 travesaos de cable de acero de 1 [cm] de dimetro colocados a una profundidad de 70 [cm] con un valor de resistividad del terreno de 9 [ m]

2) Una instalacin de tierra est formada por un cable desnudo de Cu de 35 [mm2] enterrado a 0.5 [m] y dispuesto de modo que forme un cuadrado de 10 [m] de lado. Dicho cuadrado se complementa con 4 picas situadas en los vrtices y enterrados a 5 [m]. Cables y picas forman por lo tanto un conjunto unido a tierra. Qu valor de resistencia total se obtiene?. La resistividad del terreno es 100 [ m].

3) Realice el clculo y disposicin de la puesta a tierra de un servicio de neonatologa, con 6 puestos de trabajo completos (dimensiones 6 x 5 x 3 mts), considerando que se dispone slo de jabalinas de 3 mts de longitud. = 80 [ m].

4) En un quirfano se midi una resistencia de puesta a tierra de 8 . El sistema est formado por una pica de 3 metros de longitud y la resistencia del terreno es de 24 [ m]. Explicar y calcular una forma prctica de mejorar la resistencia de puesta a tierra para obtener un valor inferior a 3 .

5) Se dispone de 3 jabalinas de 2 mts. que pueden usarse para la instalacin de puesta a tierra de un servicio de terapia intensiva. La resistividad del terreno es de 50 [ m]. La superficie del servicio es de 5 x 8 mts. Podrn usarse estos electrodos? Si es necesario se puede utilizar un conductor desnudo.

6) En una Institucin de Salud, se est remodelando la instalacin elctrica del servicio de Terapia Intensiva. Se desea realizar el clculo de los electrodos necesarios para configurar la puesta a tierra del servicio (utilizando electrodos tipo jabalina). La UTI se encuentra emplazada en la planta baja. Considerar que los estudios de suelo han arrojado los siguientes resultados: Resistividad [ m]. 26.69 7.22 36.9 Profundidad (m) 1.07 1.65

Trabajo de laboratorioUtilizando un telurmetro medir la puesta a tierra del laboratorio de Electrotecnia.


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Revisin 2010 Gua N 5: Mando y ManiobraIntroduccin terica

En toda instalacin elctrica es necesario disponer de elementos que sean capaces de poder conectar o interrumpir en una o en varias partes la lnea que transporta energa, pudiendo estar esta bajo carga o en vaco; a estos elementos se los llama aparatos de mando. Dentro de los aparatos de mando se encuentra el contactor, ste es un dispositivo de maniobra destinado a comandar equipamiento elctrico en estado no perturbado o bajo las sobrecargas normales de servicio, con la posibilidad de ser accionado a distancia y preparado para grandes frecuencias de operacin. El contactor slo puede adoptar dos estados: uno estable o de reposo, cuando no recibe accin alguna por parte del circuito de mando, y otro inestable, cuando es accionado y mantenido por su sistema de operacin. Los contactores generalmente pueden operar corrientes del orden de 6 a 12 veces la intensidad nominal. Se caracterizan por su poca inercia mecnica y rapidez de respuesta; resultando elementos indispensables en las tareas de automatizacin. Si se combinan con rels adecuados, pueden emplearse para la proteccin de las cargas (generalmente motores) contra faltas de fase, sobretensiones, sobrecargas, corrientes inversas, etctera. En estos casos el rel acta sobre el circuito de operacin del contactor. Cabe agregar que para la proteccin contra cortocircuitos deben utilizarse otros elementos colocados aguas arriba, como por ejemplo cartuchos fusibles.

Construccin de un contactor electromagntico Estos contactores contienen los siguientes elementos constructivos principales: Contactos principales: son los instalados en las vas principales para la conduccin de la corriente de servicio, destinados a abrir y cerrar el circuito de potencia. Generalmente tienen dos puntos de interrupcin y estn abiertos en reposo. Segn el nmero de vas de paso de corriente, el contactor ser bipolar, tripolar, tetrapolar, etc. Realizndose las maniobras simultneamente en todas las vas. Contactos auxiliares: son los acoplados mecnicamente a los contactos principales, encargados de abrir y cerrar los circuitos auxiliares y de mando del contactor; asegurando los enclavamientos de contactos y conectando las sealizaciones. Pueden ser del tipo normalmente abierto (NA o NO) o normalmente cerrado (NC), y generalmente tienen dos puntos de interrupcin y son de dimensiones reducidas, pues operan corrientes relativamente pequeas. Bobina: elemento que genera una fuerza de atraccin al ser atravesado por una corriente elctrica. Su tensin de alimentacin puede ser de 12, 24, 110 y 220V de corriente alterna o continua.


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Revisin 2010Armadura: parte mvil del contactor que forma parte del circuito magntico. Desplaza los contactos principales y auxiliares por la fuerza de atraccin de la bobina. Ncleo: parte fija por la que se cierra el flujo magntico producido por la bobina. Resortes antagnicos: son los encargados de devolver los contactos a su posicin de reposo una vez que cesa la fuerza de atraccin. Cmaras de extincin o apagachispas: son los recintos en los que se alojan los contactos y que producen que el arco de ruptura se alargue, divida y finalmente se extinga. Soporte: conjunto que permite fijar entre s a las piezas que constituyen el contactor y ste a su tablero de montaje, mediante tornillos o riel Din.

Funcionamiento del contactor electromagntico Cuando la bobina del contactor se excita por la circulacin de corriente, el ncleo atrae a la armadura y arrastra los contactos principales y auxiliares, estableciendo el circuito entre la red y el receptor. Este desplazamiento puede ser: Por rotacin, pivote sobre su eje. Por traslacin, deslizndose paralelamente a las partes fijas. Combinacin de movimientos, rotacin y traslacin. Cuando la bobina deja de ser alimentada, se abren los contactos por efecto del resorte de presin de los polos y del resorte de retorno de la armadura mvil. El circuito magntico est preparado para resistir los choques mecnicos provocados por el cierre y la apertura de los contactos y los choques electromagnticos debidos al paso de la corriente por las espiras de la bobina. Con el fin de reducir los choques mecnicos, a veces se instalan amortiguadores. Si el contactor se debe gobernar desde diferentes puntos, los pulsadores de marcha se conectan en paralelo y los de parada en serie con la bobina.

Smbolos

Contacto normal abierto (k impar)

Contacto normal cerrado (k par)


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Revisin 2010

Pulsador normal cerrado (parada)(p)

Pulsador normal abierto (arranque)(a)

Protector trmico( normal cerrado) (t)

Interruptor (s)

Conmutador(c)


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Revisin 2010Problemas 1. Realizar el circuito de comando y potencia de un contactor que se utiliza para iluminacin del estacionamiento subterrneo de un hospital. Considerar: Un mnimo de 40 lmparas de 60 [W] c/u. Accionamiento manual (30 lmparas, siempre encendidas) Accionamiento mediante clula fotoelctrica (10 lmparas) Luces indicadoras en el tablero

2. Disear el circuito con contactores para la apertura y cierre de un portn de acceso de ambulancia. Contemplar: Apertura manual (algn tipo de interruptor sea pulsador o llave o bien control remoto) Temporizacin entre abierto y cerrado Cierre automtico (invirtiendo la marcha al motor) Luces indicadoras en el tablero

3. La mesa basculante de un equipo de RX funciona con movimientos (90 a -15). Se utiliza un motor trifsico de 0.75 KW. Realizar el esquema de mando teniendo en cuenta que se acciona con una palanca pequea hacia un lado y otro dependiendo sea el movimiento hacia arriba o abajo. Tiene dispositivos de fin de carrera y el stop (arranque - parada) funciona con un botn de reset.

4. Disear el circuito de mando de una incubadora neonatal, tener en cuenta que el sistema posee dos sensores, uno de testigo para el circuito de calefaccin y otro para el circuito de alarma. La consigna se fija en 36,5C y la temperatura mxima en 38C. El sistema se desconecta si se llega a la temperatura mxima. En el frente existen indicadores lumnicos de: encendido, calefaccin, baja temperatura, temperatura ptima.

5. Disear el arranque estrella tringulo de un motor que contemple la inversin de la marcha del mismo.


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Revisin 2010 Gua N 6: Diseo De Alumbrado De InterioresIntroduccin terica

Una vez conocidos los datos del local a iluminar mediante alumbrado general y las luminarias que se van a utilizar, es posible calcular el nmero de luminarias necesarias para producir tal iluminacin. En el caso de los alumbrados local y general localizado, es preciso evaluar la iluminacin en el punto de localizacin de la tarea visual propiamente dicha, puesto que la iluminacin media de todo el local es menos significativa.

Mtodo de clculo de los lmenesAl emplear el mtodo de los lmenes han de tenerse en cuenta cinco puntos fundamentales: Punto 1. Determinacin del nivel de iluminacin requerido Valores tabulados, mencionan muchas de las tareas visuales ms comunes en un hospital, junto con la cantidad de iluminacin que ha de proporcionarse para cada una de ellas. Estas recomendaciones representan valores mnimos en el lugar mismo de la tarea visual de acuerdo con la prctica actual; la total comodidad visual puede exigir niveles muy superiores. Punto 2. Determinacin del coeficiente de utilizacin El coeficiente de utilizacin es la relacin entre los lmenes que alcanzan el plano de trabajo (ordinariamente se toma como tal un plano horizontal a 75 centmetros sobre el suelo) y los lmenes totales generados por la lmpara. Es un factor que tiene en cuenta la eficacia y la distribucin de la luminaria, su altura de montaje, las dimensiones del local y las reflectancias (o factor de reflexin: relacin entre la luz reflejada por una superficie y la luz incidente sobre ella) de las paredes, techo y suelo. A causa de las mltiples reflexiones que tienen lugar dentro de un local, una parte de luz pasa hacia abajo a travs del plano imaginario de trabajo ms de una vez, por lo que en algunas circunstancias el coeficiente de utilizacin puede sobrepasar la unidad. Los locales se clasifican de acuerdo con su forma en diez grupos, identificados por el valor de su relacin de la cavidad del local. La relacin de la cavidad del local (RCL) puede calcularse como sigue:

Relacin de la cavidad del localDonde h es la altura de la cavidad (ver Fig. 1).

= 5H (longitud longitud

X

+ Ancho) ancho


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Revisin 2010

Figura 1: esquema de un recinto interior La relacin de la cavidad puede determinarse tambin mediante tabla. Los datos tcnicos para distintas luminarias vienen recogidos en la tabla 7. El coeficiente de utilizacin buscado puede determinarse entonces para la propia relacin de la cavidad del local y las reflectancias apropiadas de la pared y de la cavidad del techo. Para luminarias montadas o empotradas en el techo, la reflectancia de la cavidad del techo es la misma que la del techo real. Para lmparas suspendidas, en cambio, es necesario determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo como sigue:

1- Determinar la relacin de la cavidad del techo utilizando la misma frmula o tabla que se uso para determinar la del local. El valor usado para h es la distancia desde las luminarias al techo. 2- Determinar la reflectancia efectiva de la cavidad del techo a partir de tabla. La reflectancia base es la del techo; la de la pared es la correspondiente a la parte de la pared que est por encima de las luminarias.

Punto 3. Determinacin del factor de conservacin o de prdidas de luz A partir del da en que una instalacin de alumbrado nueva se pone en funcionamiento, la iluminacin va sufriendo cambios constantes a medida que las lmparas envejecen, las luminarias acumulan suciedad y se hace sentir el efecto de otros factores que contribuyen a las prdidas de luz.

El factor final de prdidas es el producto de todos los factores parciales. Hay ocho factores parciales de prdida que deben tenerse en cuenta. De algunos de ellos puede hacerse una estimacin y otros se pueden evaluar basndose en gran nmero de datos de ensayo o de informaciones suministradas al respecto. Estos ocho factores son:


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Revisin 20101- caractersticas de funcionamiento de la reactancia. (adoptar 0,95) 2- tensin de alimentacin de las luminarias. (adoptar 1) 3- variaciones de la reflectancia y transmitancia de la luminaria. (adoptar 1) 4- fallo de lmparas. (adoptar 1) 5- temperatura ambiente de la luminaria. (adoptar 1) 6- luminarias con intercambio de calor. (adoptar 1) 7- degradacin luminosa de la lmpara. La gradual reduccin de la emisin luminosa de la lmpara a medida que transcurre su vida es ms rpida en unas lmparas que en otras. Para el factor consultar la tabla 8 del apunte. 8- disminucin de emisin luminosa por suciedad. Este factor vara con el tipo de luminaria y el ambiente en que trabaja consultar la tabla 18 del apunte

Punto 4. Clculo del nmero de lmparas y luminarias requeridas.

Nm. lmparas =

Nivel luminoso [lux] x Sup.[m2 ] Lmenes por lmpara x coef. utilizacin x factor conservacin

Nm. luminarias =

Nm. lmparas Lmparas por luminaria

Punto 5. Fijacin del emplazamiento de las luminarias La colocacin de las luminarias depende de la arquitectura general y dimensiones del edificio tipo de luminaria, emplazamiento de las salidas de conductores existentes con antelacin, etc.

Para conseguir una distribucin uniforme de iluminacin sobre una zona, no conviene excederse de ciertos lmites en la relacin "espacio entre luminarias-altura de montaje. La columna "separacin entre luminarias no superior a" de las tablas del coeficiente de utilizacin (tabla 7) da las mximas relaciones admisibles entre la distancia entre luminarias y altura de montaje sobre el plano de trabajo, para los tipos considerados. En la mayora de los casos es necesario colocar las luminarias ms prximas de lo que indican dichas mximas, a fin de obtener los niveles de iluminacin requeridos. Los equipos fluorescentes deben montarse con frecuencia en filas continuas.


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Revisin 2010Ejemplo Una sala de esterilizacin de 7,20 [m] de ancho, 9,60 [m] de largo y 3,75 [m] de altura, se va a iluminar con alumbrado general, con luminarias compuestas de lmparas fluorescentes suspendidas a 60 [cm.] del techo. Calcular el nmero de ellas y su distribucin

Datos: Reflectancia del techo = 80 % Reflectancia de las paredes = 50 % Luminaria con dos lmparas t-12 430 [ma] envoltura prismtica. (tabla 7) Desarrollo: Punto 1: de la tabla 3, para la unidad de esterilizacin, se tiene un alumbrado general de 300 lux (mnimo valor recomendado) Punto 2: se determina la RCL mediante la frmula o bien mediante la tabla 6. Con los datos de Largo = 9,60 [m] Ancho = 7,20 [m] Altura de la cavidad = h = hcl 2,40 [m] ( ver fig. 1)

Por frmula RCL = 2,9 Por tabla 6 = 2,5 Se adopta un valor de RCL = 3

Como las luminarias estn suspendidas 0,6 [m] del techo, es necesario determinar la reflectancia efectiva, haciendo en la ecuacin de RCL o bien en la tabla 6 h = hct = 0,6 [m]. Esto da como resultado: RCL = 0,73 (de frmula) RCL = 0,6 (de tabla) Se adopta un valor de RCL = 0,67 Con este valor de RCL en la tabla 5 (reflectancias efectivas de cavidad), se toma para: Reflectancia del techo = 80 % Reflectancia de las paredes = 50 %

Un valor de reflectancia efectiva de cavidad para el techo de 70%


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Revisin 2010Luego en la tabla 7 para la luminaria antes mencionada, RCL = 3, la nueva reflectancia de techo (70%) y la reflectancia de las paredes (50%) se obtiene un coeficiente de utilizacin (Cu) = 0,52 Si las luminarias estaran empotradas en el techo, la reflectancia de la cavidad del techo es la misma que la del techo real. Reflectancia de techo = 80%, RCL = 3, luminaria y reflectancia de las paredes. Cu = 0,54 (de tabla 7)

Punto 3: determinacin del factor de conservacin: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Caract. de funcionamiento de la reactancia = 0,95 Tensin de alimentacin de las luminarias = 1,00 Variaciones de la reflectancia y transmitancia de la luminaria = 0,98 Fallo de lmparas = 1,00 Temperatura ambiente de la luminaria = 1,00 Luminarias con intercambio de calor = 1,00 Degradacin luminosa de la lmpara, segn la tabla 15 es una f40 CW y de la tabla 8 para

12 Hs. De encendido se tiene una degradacin de la emisin luminosa de 0,84. 8. Disminucin de emisin luminosa por suciedad, de tabla 7 se ve que la luminaria es categora

V, se toma en la tabla 18 la grfica para dicha categora y dentro de esta la curva de muy limpio, un valor aprox. Es 0,96.

Por lo que el factor de conservacin o de prdidas es: Fp = 0,95*1,00*0,98*1,00*1,00*1,00*0,84*0,96 = 0,75

Punto 4: clculo del nmero de lmparas y luminarias requeridas: Aclaracin: los lmenes por lmpara se obtienen de la tabla 8

Nm. Lmparas = 300 lux * 7,2[m] * 9,6[m] = 16.61 => 17 3200 lum * 0,52 * 0,75 Cada luminaria posee 2 lmparas, se toma el nmero de lmparas igual a 18. Nm. Luminarias = 18 = 9 2 Punto 5: fijacin del emplazamiento de las luminarias. A modo de hacer ms uniforme la distribucin de las luminarias se toman 10 en vez de 9, las luminarias no deben exceder la separacin de 1,2 [m] * altura de montaje sobre el plano de trabajo, segn la tabla 7. Por lo tanto no deben separarse ms de 2,88 [m] unas de otras.U.N.E.R. - Facultad de Ingeniera Bioingeniera Pgina 47 de 100

Revisin 2010La disposicin de las luminarias que se muestra es una de muchas posibles, (no est a escala). N: nm. Luminarias = 5 R: nm. De filas = 2 A: ancho del local = 7,2 [m] l: largo del local = 9,6 [m]L / 2N L/N A / 2R

A/R

Clculo de lmparas germicidas El nmero de lmparas germicidas requerido para la irradiacin de una habitacin depende del rea y la altura de techos de la misma, y del tipo y eficacia de la linterna utilizada. Los clculos se pueden hacer aplicando la siguiente frmula:

Nm Lmparas =

Intensidad Recomendada Intensidad UV x vatio de lmpara x Potencia UV de la lmpara en Vatios x FM

Intensidad recomendada: es la intensidad media efectiva recomendada de emisin ultravioleta en miliwatios por metro cbico, sobre el volumen de aire que existe por encima de la altura de montaje de la linterna. Estos valores, que estn en las listas de la tabla 11, dependen slo de la distancia entre la linterna y el techo. Debido a que los microorganismos estn slo expuestos a la accin germicida mientras estn en el aire superior, cuanto menor sea el volumen del aire irradiado en relacin con el volumen total de la habitacin, menor ser el tiempo expuesto. Y como el efecto letal es proporcional al producto del tiempo expuesto y de la intensidad, se requerirn elevadas intensidades de ultravioleta cuando la linterna est muy prxima al techo. Al establecer las intensidades recomendadas en la tabla, se supone una altura de montaje de 2,15 metros. As, la distancia entre la linterna y el techo es la altura de ste, menos 2,15 metros.


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Revisin 2010Intensidad ultravioleta por vatio de lmpara: es la intensidad normal de energa ultravioleta, en milivatios por metro cbico de aire irradiado, producida por un vatio de energa ultravioleta emitida por la lmpara desnuda. La tabla 11 da la informacin para linternas directas e indirectas en habitaciones de diversas dimensiones y alturas de techos.

Potencia ultravioleta de la lmpara: es la emisin ultravioleta, total de la lmpara a utilizar, expresada en vatios. Las emisiones ultravioletas de las distintas lmparas germicidas utilizadas en la irradiacin de habitaciones pueden encontrarse en la tabla 10.

Mf (factor de mantenimiento o conservacin): es el nmero que representa la prdida de intensidad ultravioleta que necesariamente hay que tener en cuenta, causada por la depreciacin de la emisin de la lmpara y por la acumulacin de suciedad sobre sta y la linterna. Los factores de conservacin ms apropiados en la mayora de los casos son los de 0,70 y 0,80 para instalaciones que emplean lmparas "Slimline" o de ctodo fro, y de 0,65 y 0,75 para las de ctodo caliente. La cifra exacta elegida depende tanto de las condiciones atmosfricas y del plan de limpieza como del tipo de lmpara, y es el producto del factor de conservacin de la linterna por el de la lmpara. La emisin ultravioleta normal a lo largo de la vida de las lmparas germicidas de ctodo caliente es alrededor de 0,78 del valor nominal. Para las lmparas germicidas con bulbos de vidrio Vycor, el factor es ms alto, siendo alrededor de 0,88 de la emisin nominal.

El factor de conservacin de las linternas, dejando un margen para la suciedad conjunta de la propia linterna y la lmpara, es mejor que para la mayor parte de equipos de alumbrado, ya que en las lmparas germicidas, una gran parte de la superficie reflectora es vertical o cncava hacia abajo y recoge poca suciedad en proporcin. Con buenas condiciones atmosfricas y frecuentes limpiezas, un valor del factor de conservacin de la linterna, de 0,90 es razonable. Bajo condiciones relativamente desfavorables, se pueden conseguir valores de 0,75 a 0,80.

Para determinar el factor de conservacin que ha de utilizarse en la ecuacin, el valor del factor de conservacin de la linterna seleccionada sobre la base de las condiciones supuestas, debe ser multiplicado por la cifra de conservacin de la lmpara apropiada.


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Revisin 2010Problemas:1. Realizar el diseo para una sala de traumatologa de un hospital, que posee las siguientes dimensiones: = 2,75 [m]

Ancho = 7,30 [m], largo = 12,20 [m], alto

La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz.

2.

Realizar el diseo para un consultorio de guardia de un hospital, con las siguientes dimensiones: = 2,75 [m]



3.

Realizar el diseo para un pasillo de un hospital, con las siguientes dimensiones: = 3,20 [m]

Ancho = 3,05 [m], largo = 21,25[m], alto


4.

Disear el alumbrado general de una UTI de 10 camas, y calcular el tipo y potencia de la lmpara de examen que se encuentra en c/u de las cabeceras de cama. Considerar las dimensiones de la sala y dems factores como parte del diseo.

5.

Calcular el nmero de lmparas germicidas requerido para una sala de 7.30 x 9.15 y altura 3.05 [m]

6.

Se dispone de una sala de internacin con las siguientes dimensiones: = 2,75 [m]


La reflexin del techo es del 80 %, y la de las paredes 50%, buena conservacin de luz. Realizar el diseo de iluminacin general, inclusive con el croquis de disposicin de las luminarias.


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Revisin 2010 Tablas de luminotecniaMagnitud Flujo luminoso Smbolo Definicin de la unidad Flujo emitido en un ngulo slido unidad por una fuente con una Lumen [lm] intensidad luminosa de una candela. Flujo luminoso emitido por unidad Lumen por vatio [lm/w] de potencia. Lumen por segundo Flujo luminoso emitido por unidad [lm s] de tiempo. 1/60 de la intensidad luminosa por cm2 del cuerpo negro a la Candela [cd] temperatura de fusin del platino (2.046 k) . Flujo luminoso de un lumen que Lux [lx] recibe una superficie de 1 m2 Intensidad luminosa de una Candela por m2 [cd/m2 ] candela por unidad de superficie. Unidad Relaciones =i/

Rendimiento Cantidad de luz Intensidad luminosa Iluminancia Luminancia

Q

=/w Q=.T

I

I=/

E L

E= /s L=I/S

Tabla 1: resumen de las magnitudes y unidades luminosas fundamentales.


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Ingeniera Hospitalaria

Luminotecnia - Tablas

Caractersticas Tipos de lmparas Incandescencia Incandescencia con Fluorescentes tubulares Fluorescentes compactas Vapor de mercurio Halogenuros metlicos Sodio alta presin Sodio baja presin

Rendimiento ( lm / W ) 20 30 100 80 60 95 120 180

Vida til ( horas ) 1000 3000 8000 5000 12000 6000 12000 10000

Color de la luz Blanco Clido Blanco Varios blancos Blanco Blanco Blanco Amarillento Amarillo

Rendimiento en color 100 100 97 80 50 95 25 Nulo

Conexin a la red Directa Directa Balasto Directa Balasto Balasto Balasto y arrancador Balasto y arrancador Transformador

Encendido tiempo de calentamiento Inmediato Inmediato 2 seg. 2 seg. 5 min. 2 min. 7 min. 12 min.

Reencendido en caliente Inmediato Inmediato 2 seg. 2 seg. 7 min. 7 min. 15 seg. 20 min.

Tabla 2: Caractersticas de las lmparas


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ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX ) Area LocalizacinHabitaciones de enfermos alumbrado general alumbrado de cuidados alumbrado lectura normal alumbrado lectura reducida alumbrado examen mdico alumbrado de posicin noche (suelo) Cuidados Intensivos alumbrado general alumbrado localizado ( examen mdico ) Sanitarios alumbrado sanitarios alumbrado espejo Puesto de enfermera alumbrado general ( da ) alumbrado general ( noche ) Circulacin ( pasillos y escaleras ) alumbrado escaleras alumbrado normal ( pasillos ) alumbrado reducido ( pasillos ) alumb. de zonas de operaciones y Lab. Salas de da ( enfermos y visitantes ) alumbrado general alumbrado lectura y juego 100 300 100 300 200 200 30 300 200 200 30 300 30 10 10 10 700 300 700 300 50 50 300 500 300 300 1,000 300 1,000 1,000 5 a 15 100 200 300 200 200 300 150 1,000 5 150 Niveles segn U.S. Departament of Health Niveles segn IES* Niveles de Emergencia U.S. Departament of Health

General Localizado General Localizado General Localizado

HOSPITALIZACION

Preparacin cuidados alumbrado general alumbrado localizado Unidad Utility alumbrado general alumbrado localizado rea trabajo Vestbulos alumbrado da alumbrado noche Unidad Office alumbrado general alumbrado rea trabajo Salas de Espera alumbrado general alumbrado de lectura Unidad Pediatra sala lectura sala juegos sala cunas sala camas Unidad Neonatologa alumbrado general alumbrado cuna ( examen ) mesa de examen y tratamiento Vestuarios alumbrado general alumbrado espejo Despachos Mdicos Despachos Mdicos Preparacin alimentos alumbrado general alumbrado localizado * Illuminating Engineering Society Of North America 300 400 300 300 300 500 300 500 300 1,000 2,000 300 1,000 1,000 100 300 300 300 100 300 300 200 100 20 20 200 300 200 300 150 300 500 200 500 200 200 500 300

Facultad de Ingeniera Bioingeniera U.N.E.R.

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Tabla 3: niveles de iluminacin (1-4)ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX ) Area LocalizacinUnidad Operatoria sala anestesia salas de anestesia almacn sala postanestesia sala lavado instrumental vestuarios sala esterilizacin ( secundaria ) preparacin de medicamentos Sala Operacin alumbrado general campo operatorio Salas recuperacin post operatoria alumbrado general alumbrado localizado Unidad partos zona limpio zona sucio Dilatacin alumbrado general alumbrado localizado Salas de Partos alumbrado general Campo operatorio Salas de Recuperacin alumbrado general alumbrado localizado 300 1,000 1,000 20,000 200 300 Sala Dental alumbrado general silla dental armario instrumental Recuperacin Dental para descanso para observacin Unidad Encefalogrfica sala examen almacn registros y grficas Sala de Trabajo alumbrado general alumbrado localizado Sala de Preparacin alumbrado general alumbrado local Unid. ojos, nariz, odos y garganta sala oscura sala examen y tratamiento ojos Salas ojos, nariz, odo,garganta Unidad de Fracturas Yesos Entablillados Sala de Fracturas alumbrado general alumbrado localizado * Illuminating Engineering Society Of North America 500 2,000 500 2,000 500 500 500 500 0 a 100 500 500 0 a 100 500 500 300 500 300 500 300 1,000 300 100 700 300 300 300 50 700 50 700 1,000 10,000 1,500 700 10,000 150 1,000 20,000 20,000 Sala de Urgencias alumbrado general alumbrado localizado Unidad Dental ( espera enfermos ) alumbrado general alumbrado lectura 300 1,000 100 1,000 25,000 1,000 25,000 25,000 200 1,000 200 1,000 300 300 300 300 300 1,000 300 1,000 100 1,000 25,000 2,000 25,000 25,000 1,000 300 300 300 300 300 300 200 300 200 300 1,000 Niveles segn U.S. Departament of Health Niveles segn IES* Niveles de Emergencia U.S. Departament of Health

General

Localizado

General

Localizado General

Localizado

ESPECIALES

Tabla 3: niveles de iluminacin (2-4)Facultad de Ingeniera Bioingeniera U.N.E.R. Pg. 54 de 100


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ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX ) Area LocalizacinSala de Tratamiento alumbrado general alumbrado localizado Unidad Fisioterapia y Electroterapia general sala ejercicios boxes tratamiento bao terapia Sala Radioterapia ocupacional sala general de trabajo mesas de trabajo ordinario mesas de trabajo fino Solarium 1,000 1,000 15,000 200 300 Unidad Radiolgica radiologa general fluoroscopa general terapia de superficies y profunda control ( generadores ) cuarto oscuro examen radiografas cuarto claro : archivos , pelculas reveladas almacn pelculas no reveladas Unidad de Radioisotopos laboratorio radioqumico exploracin ( scanner ) mesa examen Unidad Electrocardiogrfica alumbrado general mesa muestras ( paciente ) electrocardigrafo Unidad de Farmacia alumbrado general mesa de trabajo sala parenteral ( solucin ) almacn activos ( productos ) manufacturados Unidad de Esterilizacin alumbrado general mesa de trabajo sala guantes sala jeringas almacn salidas suministros estriles inspeccin defectos y roturas Unidad de Preparacin frmulas lavado botellas preparacin y llenado inspeccin lquidos Unidad Laboratorios sala ensayo mesa trabajo trabajos delicados Unidad Lavandera clasificacin y lavado trabajo y planchado mquina planchado planchado ropa fina sala costura * Illuminating Engineering Society Of North America 1,000 500 500 700 1,000 500 700 1,000 1,000 500 30 30 30 300 500 1,000 300 500 50 50 50 500 1,500 300 700 1,000 300 700 500 1,500 300 500 50 300 500 500 300 300 1,000 500 300 500 1,000 50 50 50 50 50 300 500 500 300 500 500 500 20 300 300 200 500 300 100 300 100 0 a 10 100 100 0 a 50 100 100 100 300 300 100 300 500 1,000 200 300 200 200 300 300 200 300 300 500 1,000 500 1,000 Niveles segn U.S. Departament of Health Niveles segn IES* Niveles de Emergencia U.S. Departament of Health

General

Localizado

General

Localizado

General

Localizado

ESPECIALES SERVICIOS

alumbrado general alumbrado lectura

Tabla 3: niveles de iluminacin (3-4)


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ILUMINACION : NIVELES MINIMOS RECOMENDADOS PARA HOSPITALES ( EN LUX ) Area LocalizacinUnidad Cocina general ( produccin comidas ) preparacin y cocinado juego bandejas paciente lavado platos 500 700 500 700 500 300 300 500 500 700 700 500 300 Unidad Mortuorio espera familiares 200 500 150 100 150 Sala Autopsias Alumbrado general Alumbrado mesa Auditorio sala, reuniones, juntas 150 300 50 700 300 500 700 300 300 300 300 300 300 300 500 1,000 5,000 500 100 500 2,000 200 300 500 100 200 200 100 200 100 500 300 50 50 30 Unidad Mantenimiento general banco trabajo vasto banco trabajo medio banco trabajo fino sala pintura almacn pinturas instrumentos medida y ensayo instrumentos medida y ensayo sensible Manipulacin Materiales carga y descarga almacenaje y clasificacin embalado y empaquetado Salas de Mquinas planta de calderas sala de quemadores tratamiento de agua E.T. y C.G.B.T. generador de emergencia registro de potencia C.G.B.T. Central telefnica * Illuminating Engineering Society Of North America Unidad Administracin direccin economato personal admisiones caja servicio social Unidad Librera sala de estudio y notas sala lectura catlogos archivos ( correspondencia ) 1,000 25,000 1,000 25,000 200 500 150 100 150 Unidad de Cafetera mostrador entrega cuidados caja comedor 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Niveles segn U.S. Departament of Health Niveles segn IES* Niveles de Emergencia Departament of Health U.S.

General

Localizado

General

Localizado

General

Localizado

SERVICIOS ESPECIALES ENSEANZA TECNICA ADMINISTRAC.

lavado marmitas lavado vasos lavado carros cmaras central alimentos

reconocimiento salida cmaras fras capilla

exposicin actividades sociales

Tabla 3: niveles de iluminacin (4-4)


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Gua N 7: Alimentacin de emergenciaIntroduccin terica Los sistemas de alimentacin de electricidad de emergencia se clasifican en: Initerrumpidos: UPS on line Grupos electrgenos de servicio continuo

Interrumpidos: Circuitos de corriente continua con acumuladores y / o red propia UPS off line Grupos electrgenos: diversas configuraciones Desde el punto de vista de la alimentacin elctrica los servicios hospitalarios se clasifican en: Servicios crticos Quirfanos U.T.I. U.T.I. Neonatal Salas de Parto Guardia de Urgencias Salas de Angiografa o Hemodinamia (datos) Hemodilisis Laboratorios de Urgencias Sistema de soporte vital (compresores de aire medicinal, bombas de vaco, PSA, telemetra,...) Sistemas de iluminacin general de emergencia

Servicios parcialmente crticos Unidades de cuidados intermedios Servicios de Diagnstico por imgenes Elevadores y montacargas Iluminacin de accesos y circulacin prioritaria Suministro de agua potable Pozos de bombeo cloacales Sistemas de seguridad y vigilancia Monitoreo de equipos y maquinaria Esterilizacin


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Caractersticas principales de los grupos electrgenos Potencias desde 0,8 KVA 3500 KVA Ciclo Otto ( a nafta o gas natural) hasta 20 KVA Ciclo Diesel : de cuatro o dos tiempos hasta 3500 KVA Sistemas de precalefaccin (mejoran el tiempo de arranque) Tiempo de entrada en servicio menor de 15 Tipo de arranque: hasta 1000KVA motor elctrico de CC. ms de 1000 KVA por aire comprimido Cmo seleccionar el grupo electrgeno? 1. Definir a qu servicios hospitalarios se va a alimentar

2. Definir el consumo de esos sectores 3. Definir la potencia mnima req uerida 4. Seleccionar el equipo adecuado, segn la disponibilidad del mercado 5. Definir el sistema de transferencia Problemas 1. Calcular la potencia del GE para una institucin que posee: UTI de 8 camas. UTIP (UTI peditrica) de 4 camas Neonatologa de 5 puestos. Tres (3) quirfanos Una (1) sala de partos Dos (2) ascensores Sala de mquinas con dos (2) compresores de 5,5 HP c/u y dos (2) bombas de vaco de 3 HP c/u. Todos trifsicos. Internacin con 35 habitaciones de dos camas con aires acondicionados de 3000 frig. Internacin con 12 habitaciones de una cama con aires acondicionados de 3000 frig. Laboratorio de anlisis clnicos con 3000 W de equipos y aires acondicionados de 4500 frig.

2. Una Institucin peditrica se emplaza en un edificio de 3 plantas. 2 Pisos pertenecen a internacin, cada piso tiene 25 habitaciones de 1 cama y un office de enfermera. En planta baja se ubica la guardia, el laboratorio, 2 quirfanos, UTI (10 camas). Indique: 2.1. 2.2. Qu servicios recibirn alimentacin de emergencia desde un GE ubicado en el subsuelo. Indique caractersticas de tensin y potencia del GE

3. Disee un panel de cabecera de UTI, que contemple alimentacin de red y alimentacin de emergencia, slo en la mitad de sus tomacorrientes.Facultad de Ingeniera Bioingeniera U.N.E.R. Pg. 75 de 100


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Gua N 8: Redes MedicinalesIntroduccin Terica

La regulacin de las presiones de los fluidos medicinales consta de 2 etapas: 1. Regulacin primaria 2. Regulacin secundaria

La presin primaria se define como el valor de presin que entrega la central de almacenamiento (7- 10 bar), que es el existente en la red troncal, y que se establece a partir de la prueba de funcionamiento. La prueba de funcionamiento se ejecuta cuando est montada toda la caera y se tienen todos los equipos de utilizacin, y los respiradores. Antes de efectuar la prueba de funcionamiento se debe realizar la prueba de estanqueidad, cuyo objetivo es el de verificar que no haya prdidas en el montaje de las caeras. Se realiza por un perodo mnimo de 12 horas continuas. La presin secundaria es la presin obtenida a partir de una regulacin de la presin primaria,

normalmente 3,5 +/- 0,7 bar, es el existente en las redes secundarias. Implica contar con vlvulas reguladoras en cada red secundaria (segunda reduccin).

Red principal o troncal: tramo de caera que se extiende desde la central de almacenamiento hasta las centrales de segunda reduccin o vlvulas de seccionamiento en cada red secundaria. Red secundaria: se extiende desde la vlvula de seccionamiento o desde la central de regulacin secundaria. En su extensin se encuentran los puestos de consumo. Puestos de consumo: estn formados por poliductos, cajas de pared, torretas de techo. A stos se acoplan los equipos de utilizacin. Estos puestos se unen a la red secundaria. Consumo de los puestos: existen valores de consumo instantneos orientativos que sirven para determinar el consumo soporte de cada red, para as determinar la seccin de las caeras.

Clculo de una red de gases medicinales El dimetro interior de la caera se calcula de acuerdo a la frmula:

D = 18.8 [( Q/( v x P )] 1/2 D: dimetro interior de la caera en mmFacultad de Ingeniera Bioingeniera U.N.E.R. Pg. 76 de 100


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V: velocidad del fluido en [m/seg] Q: caudal total [m3/h] P: presin de trabajo a la que se somete la caera [bar] Se recomienda, para las caeras medicinales, que la velocidad del fluido no exceda los 15 m/seg., trabajando normalmente con 8 m/seg., de esta manera el coeficiente de seguridad es mayor. En el caso de la aspiracin se trabajar con una velocidad de 100 m/seg., y con una depresin media de 0,65 bar.

Componentes de una red Las caeras son totalmente construidas en cao de Cu electroltico, debido a su alto coeficiente de seguridad, debido a su proceso de fabricacin y su mayor resistencia al poder oxidante del oxgeno. La presin de utilizacin del cao de 1 mm de espesor de pared, que es el que normalmente se usa, es de 30 bar de mximo con 15 bar de presin de trabajo, lo que se ajusta al tipo de caera requerido. Las vlvulas sern de tipo esfrica y cumplen con la funcin de vlvulas de seccionamiento; se montan al principio de cada red secundaria, en un pu

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