control de un extrusor de perfiles de etp -...
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Control de un Extrusor de Perfiles de ETP
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
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Memoria Descriptiva
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
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0 Índice 0 Índice 3 1 Objeto del Proyecto 6 2 Antecedentes 6 3 El Material (ETP – Elastómero Termoplástico) 6
3.1 Polímeros industriales (clasificación - propiedades) 6 3.2 ETP - Elastómero Termoplástico 7
4 Métodos de Transformación de Plásticos 9 4.1 Inyección por moldeo 9 4.2 Extrusión 9 4.3 Calandrado 10 4.4 Termo conformado 10
5 Los Plásticos en el Sector del Automóvil 10 5.1 Causas del aumento de la utilización de plásticos en un automóvil 10 5.2 Aplicaciones y presencia del ETP en el automóvil 11
6 Acristalamiento Modular 12 6.2 Encapsulación 12 6.3 Extrusión 13 6.4 Premontaje 14 6.5 Extrusión ETP 15
6.5.1 Comparación entre la extrusión en PU y ETP 15 6.5.2 Ventajas frente a la encapsulación y el premontaje 16
7 Descripción del Proceso – Ciclo del Material 16 7.1 Material nuevo / reciclado 16 7.2 Transporte 17 7.3 Secado 17 7.4 Plastificación 17 7.5 Recubrimiento 18 7.6 Microinyección 18 7.7 Marcado 18 7.8 Embalaje y expedición 18
8 Conceptos Básicos sobre Motores de Accionamiento 18 8.1 Tipos de cargas accionadas 18 8.2 Tipos de motores eléctricos 19 8.3 Punto de funcionamiento del conjunto carga - motor 19 8.4 Ambiente de trabajo 20 8.5 Comparación general entre motores de CC y de CA 20 8.6 Arranque 21
8.6.2 Arranque directo 21 8.6.3 Arranque estrella – triángulo 21 8.6.4 Arranque a tensión reducida 23 8.6.5 Arranque por procedimientos electrónicos 23 8.6.6 Arranque con reóstato en el circuito del rotor 23
8.7 - La variación de velocidad 23 8.7.1 Regulación de velocidad motores de AC 24 8.7.2 Variación electrónica de velocidad 25
8.8 Reductores mecánicos de velocidad 25 9 Características y Principio de Funcionamiento 26
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9.1 Descripción general 26 9.2 Material 27 9.3 Definición básica extrusor 29
9.3.2 El Cilindro 30 9.3.3 El Husillo 31 9.3.4 Principio de Funcionamiento 32 9.3.5 Elección del Extrusor 35 9.3.6 Elección del Sistema de Control de Temperatura 35 9.3.7 Accionamiento 37 9.3.8 Arranque y Variación de Velocidad 39 9.3.9 Bomba de Engranajes 40 9.3.10 Regulación del Sistema 43
9.4 Sistema de Reciclaje de Material 43 9.4.2 Molino Triturador 44 9.4.3 Cinta Transportadora del Molino Triturador 48 9.4.4 Regulación del sistema 49
9.5 Sistema secado y transporte de materias 50 9.5.1 Descripción general 50 9.5.2 Sistema alimentación por succión 50 9.5.3 Sistema de secado de material. 60
10 Sistema de Medición y Control 64 10.1 Conceptos Básicos sobre Automatización 64
10.1.1 Partes del Sistema de Automatización 64 10.2 Sistema de Medición 65
10.2.1 Conceptos Básicos 65 10.2.2 Variables a Controlar en el Proceso de Extrusión 66
10.3 Sistema de Control 67 10.3.1 Conceptos Básicos 67 10.3.2 Autómata Programable de los Sistemas de Control 69 10.3.3 Entradas y Salidas del Sistema de Control 70
10.4 Puesta en Marcha de la Instalación. 73 10.5 Líneas de Maniobra 73 10.6 Líneas de Control 74
11 Iluminación 76 11.1 Datos Generales de los Sistemas de Iluminación 76 11.2 Clases de lámparas 76 11.3 Solución Adoptada 78
12 Tomas de corriente 79 13 Datos generales de la instalación 80 14 Sección de los Conductores 82
14.1 Líneas de Fase, Neutro y Conductor de protección 82 14.2 Caídas de Tensión 83 14.3 Compensación del Factor de Potencia 85
15 Protecciones Eléctricas 85 15.1 Conceptos Básicos 86 15.2 Protecciones Línea Repartidora L0 87 15.3 Protecciones Líneas Principales L1, L2 y L3. 88 15.4 Protecciones Líneas Secundarias L1A, L2A, L3A y L3B. 88 15.5 Protecciones Líneas Alumbrado y Tomas de Corriente 89 15.6 Protecciones Circuitos Secundarios Alumbrado y Tomas de Corriente 90
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15.7 Protecciones para Motores 91 15.7.1 Protección contra Cortocircuitos 91 15.7.2 Protección contra sobrecargas 92 15.7.3 Protección contra electrocución 93
15.8 Protecciones para Motores según su Arranque 93 15.8.1 Motores con Arranque Directo 93 15.8.2 Motores con Arranque Estrella - Triángulo 94 15.8.3 Motores con Arranque con Variador de Frecuencia 95 15.8.4 Tabla Resumen Protecciones para Motores 96
15.9 Protecciones de Cargas Resistivas 96 15.10 Protecciones de Transformadores y Fuentes de Alimentación 97 15.11 Protecciones Líneas de Control y Maniobra 97 15.12 Protección Baterías de Condensadores 98
16 Sistema de Distribución 98 16.1 Cuadros de Distribución 98
16.1.1 Cuadro de Distribución C1 99 16.1.2 Cuadros de Distribución C2, C4 y C6 99 16.1.3 Cuadros de Distribución C3, C5 y C7 99 16.1.4 Cuadros de Control y Maniobra 100
16.2 Bandejas 100 16.3 Tubos de Protección 100 16.4 Cajas de Distribución 101
17 Centro de Transformación 101 17.1 Características Generales 101 17.2 Instalación Eléctrica. 103
17.2.1 Características de la Red de Alimentación. 103 17.2.2 Características de la Aparamenta de Alta Tensión. 103 17.2.3 Características del Transformador 1 105 17.2.4 Medida de la Energía Eléctrica. 106
17.3 Puesta a Tierra. 107 17.3.1 Tierra de Protección. 107 17.3.2 Tierra de Servicio. 107 17.3.3 Tierras interiores. 107
17.4 Instalaciones Secundarias. 107 17.4.1 Alumbrado. 107 17.4.2 Protección contra Incendios. 107 17.4.3 Ventilación. 108
17.5 Medidas de Seguridad. 108
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1 Objeto del Proyecto
El objeto de este proyecto es estudiar y controlar el proceso de extrusión de perfiles de ETP sobre lunas de automóvil. La extrusión es un proceso de transformación de plásticos que consiste en la fusión de dicho material, y en su posterior inyección a través de un conducto que le dará la forma deseada.
En nuestro caso concreto, utilizamos este perfil para el revestimiento de una luna de automóvil, un vidrio con una determinada forma, dimensión y curvatura. Este proceso forma parte de una instalación más compleja, necesaria para la completa elaboración de la luna:
- Transporte del vidrio desnudo - Preparación del vidrio - Extrusión del perfil - Control y almacenaje
En este proyecto se pretende estudiar el proceso de extrusión del material desde su
estado en crudo hasta la obtención del producto elaborado. Se tendrán en cuenta los factores que afecten a su transporte, transformación y tratamiento, así como los elementos necesarios para la medición y control de sus parámetros durante el proceso.
Además del proceso propiamente dicho, se tendrán en cuenta todos aquellos elementos necesarios para la alimentación de la maquinaria, tales como las líneas de distribución, el centro de transformación, etc.
2 Antecedentes
La empresa que adoptará la línea de producción objeto de este proyecto es “Transformados del Plástico, S.A”, situada en la c/ Puniol del Polígono Industrial “Les Mates”, ubicado en el término municipal de El Vendrell.
En los planos de Situación y Emplazamiento, Planos Nº 1 y 2 podemos ver su localización con mas detalle.
La nave industrial destinada puede verse con mas detalle en el Plano Nº 3.
3 El Material (ETP – Elastómero Termoplástico) 3.1 Polímeros industriales (clasificación - propiedades) La utilización de los polímeros sintéticos en la industria ha crecido enormemente en los últimos años debido a sus propiedades y la amplia gama de posibilidades que ofrecen. Existe una gran variedad de polímeros que dificulta su clasificación, pero básicamente podemos distinguir tres grupos fundamentales: termoplásticos, duroplásticos y elastómeros. Los termoplásticos son polímeros con una estructura molecular lineal, pudiendo tener ramas o no, pero no presentan una estructura con reticulaciones. Este tipo de enlace permite la movilidad de las moléculas ante la aplicación de calor, obteniendo un fluido viscoso. Esta característica permite conformar el material tantas veces como queramos por aplicación de temperaturas elevadas y/o presión. Podemos ver estas estructuras en la Figura 1 y Figura 2.
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Figura 1. Estructura lineal sin ramificaciones
Figura 2. Estructura lineal con ramificaciones
Los duroplásticos en cambio, presentan una estructura molecular altamente reticulada, con fuertes enlaces covalentes que restringen prácticamente en su totalidad la movilidad de las moléculas. En la Figura 3 vemos la diferencia con las estructuras anteriores. La aplicación de temperatura sobre estos polímeros, refuerzan esta estructura, por lo que también reciben el nombre de termoestables o termoresistentes. Estos polímeros son rígidos y duros, y el proceso de formación de sus redes moleculares recibe el nombre de curado.
Figura 3. Estructura reticulada
Los elastómeros tienen una estructura molecular reticulada al igual que los
durómetros, pero menos extensa, de forma que sus moléculas tienen más movilidad. La propiedad característica de estos polímeros es una gran cantidad para sufrir deformaciones elásticas, o sea, pueden deformarse por la acción de una fuerza o recuperar s forma cuando dejamos de aplicarla, si no en su totalidad, en gran parte. El proceso de formación de sus enlaces recibe el nombre de vulcanización. Las mezclas físicas de polímeros tienen como objeto la combinación de sus propiedades y personalizar así su funcionalidad. De estos tratamientos obtenemos polímeros como los termoplásticos elastómeros, que se combinan PP con caucho EPDM. Aunque estos polímeros son conocidos mayoritariamente como TPE, Thermoplastic Elastomer, la nomenclatura utilizada en español es ETP, Elastómero Termoplástico. 3.2 ETP - Elastómero Termoplástico
Los elastómeros termoplásticos combinan las características de procesado de los termoplásticos con las propiedades físicas propias de los cauchos vulcanizados, como una
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alta deformación elástica y presentan una serie de ventajas sobre los cauchos convencionales.
Por el proceso de vulcanización (formación de redes moleculares indisolubles), los materiales a base de elastómeros no pueden ablandarse ni fundirse, impidiendo la reutilización del material procedente de rebabas, mazarotas y piezas defectuosas. Los elastómeros termoplásticos, en cambio, pueden volver a fundirse repetidamente a temperatura de moldeo sin sufrir por ello ningún tipo de pérdida. El reciclaje del material es un factor importante a tener en cuenta a la hora de la evaluación de rendimientos, coste, ...
El ETP puede procesarse por los métodos convencionales de transformación de termoplásticos, tales como el moldeo por soplado o por inyección, poco convencionales para los elastómeros, y pueden extruirse a una velocidad mayor, lo que otorga ventajas a tener en cuenta a la hora de la elección del material.
Otras ventajas adicionales son: el control de sus propiedades, que puede efectuarse modificando la relación de sus componentes; la resistencia a fluidos tales como disolventes; y la resistencia a los rayos UV, característica a tener en cuenta especialmente en nuestro producto, debido a la importancia del comportamiento del material ante los factores meteorológicos.
Básicamente, las principales ventajas de los elastómeros termoplásticos, son la ausencia de vulcanización, y el paso de masa fundida a producto sólido mediante enfriamiento a temperatura ambiente. Ambas características hacen del proceso una transición totalmente reversible y rápida.
No obstante, también tenemos algunas desventajas, como es la sensibilidad a la deformación por compresión, su comportamiento a altas temperaturas y la poca adherencia con el vidrio, lo que hace que nuestro proceso sea especialmente crítico en lo que respecta a la correcta adhesión del perfil.
La combinación de todas estas características, hacen del ETP un material con gran variedad de aplicaciones distintas. Así pues, lo encontramos en campos tan distintos como: óptica, telecomunicaciones, electricidad, iluminación, tuberías, botellas, automóvil, maquinaria, ...
Dentro de la industria del automóvil, que es el campo que nos afecta, encontramos la
presencia del ETP: - exterior: parachoques, paneles exteriores, cubiertas de faros, .. - interior: revestimientos interiores, cierres puertas, conductos de aire, manguitos,
fuelles de protección topes de amortiguación, tubos, espaciadores parabrisas, lunas de pequeño tamaño, ...
- iluminación: faros, ... Las ventajas que ofrece el ETP en la industria del automóvil son principalmente: - bajo peso: la reducción de peso en el automóvil reduce el consumo del mismo entre
otras ventajas. - resistencia a los rayos UV: su resistencia a la intemperie y al ozono es importante. - ruido: reducción considerable de las vibraciones, lo que disminuye el ruido en el
interior del vehículo. - Seguridad: estudios sobre impactos demuestran que su resistencia a los impactos es
apreciable. - Reciclaje 100%: factor que reduce el coste directamente. - Centrándonos en nuestro campo, el acristalamiento modular de los vehículos, el uso del
ETP para la fabricación de perfiles es cada vez más frecuente.
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4 Métodos de Transformación de Plásticos Los materiales plásticos se caracterizan no sólo por la gran variedad de aplicaciones que ofrecen, sino también por la diversidad de métodos que podemos utilizar para su tratamiento y la posterior fabricación de productos. A continuación detallaremos brevemente las principales tecnologías. 4.1 Inyección por moldeo
La fabricación de piezas plásticas con la forma deseada utilizando un molde es
posiblemente la técnica más extendida, y se usa para los termoplásticos, durómetros y elastómeros.
Las diferencias técnicas son: moldeo por compresión, moldeo por inyección, moldeo por inyección, moldeo por transferencia, moldeo por soplado y moldeo centrífugo.
El moldeo por compresión consisten en colocar una cantidad de material en un molde hembra, que será comprimido por un contramolde macho hasta que toma la forma deseada. Ambas partes estarán calefactadas para reblandecer el material.
El moldeo por inyección mejora la productividad de la técnica anterior. El molde se mantiene relativamente frío, y se inyecta dentro del mismo, el material ya fundido, que se endurecerá en el molde al entrar en contacto con las paredes frías.
El moldeo por transferencia se utiliza para materiales durómetros y elastómeros. Por un lado, el material se inyecta ya fluido en el molde, y por otra, se carga en cada ciclo de producción. Esta técnica mejora la precisión del producto obtenido y reduce las rebabas.
El moldeo por soplado se aplica en la fabricación de objetos huecos. Consiste en extruir de forma intermitente en un molde el material, y posteriormente inyectamos aire comprimido. El material se aplasta contra el molde obteniendo el objeto final.
El moldeo centrífugo consiste en introducir el material en un molde rotativo que gira adaptando el material a sus paredes. Esta técnica se utiliza en la fabricación de tubos de gran diámetro.
4.2 Extrusión
La extrusión es un proceso mediante el cual se funde el polímero y se le hace fluir a
presión a través de un conducto o tobera con una forma determinada (boquilla) obteniendo así un cordón que polimeriza a la salida de la extrusora.
Las extrusoras mono-husillo son las más típicas, aunque podemos encontrarnos extrusoras de doble husillo, utilizadas en procesos de extrusión de distintos materiales, productos de varios colores, etc...
La extrusión de tubos, consta además del extrusor de un calibrador que enfría el tubo a la salida de la extrusora, un sistema de arrastre y una bobinadora que recoge el tubo y lo corta a la medida adecuada. Los tubos de diámetro grande (∅ > 500 mm) se fabrican mediante moldeo centrífugo.
La extrusión de filmes es otra técnica de este proceso, que combina la extrusión de plásticos y soplado. Se extruye un tubo de gran diámetro, y posteriormente se hincha mediante soplado de aire comprimido. La burbuja obtenida se hace pasar entre unos rodillos, y posteriormente llega a la bobinadora. El espesor de los filmes obtenidos es del orden de los 3 –200 µm.
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Para la extrusión de láminas y planchas, disponemos a la salida del extrusor de un sistema de rodillos que estiran el material y regulan su espesor, a la vez que lo van enfriando.
El recubrimiento por extrusión es uno de los métodos más empleados, recubriendo así todo tipo de materiales, papel, cartón, aluminio, etc... Consiste en extruir un filme de plástico y aplicarlo por presión sobre el material. Esta técnica también se utiliza para el recubrimiento de cables eléctricos, utilizando boquillas especialmente diseñadas para este fin.
4.3 Calandrado
El calandro es un proceso consistente en hacer pasar el material reblandecido por
una serie de rodillos, de forma que obtenemos placa o láminas de forma continua a las que podemos dar diferentes tipos de acabado superficial. La alimentación de la calandra puede ser una masa fundida de material, o bien un cordón resultante de una extrusión previa del material.
Puede utilizarse el calandrado para el recubrimiento de distintos materiales, para la aplicación de dibujos repetitivos o para estampaciones de distintos colores.
4.4 Termo conformado
Este proceso consiste en el moldeo por soplado o por comprensión de un filme o
placa de material, previamente reblandecida. El conformado en vacío consiste en apretar la lámina contra el molde haciendo el vacío el tiempo suficiente para que esta adopte la forma deseada.
No todos los materiales pueden termoconformarse, ya que se requieren unas características térmicas muy precisas y concretas. 5 Los Plásticos en el Sector del Automóvil En la actualidad podemos encontrar materiales plásticos en todo tipo de sectores y para aplicaciones y funciones muy diversas. Uno de los sectores que más ha evolucionado en los últimos tiempos ha sido el sector de la automoción, que ha ido introduciendo este tipo de material en muchos campos. 5.1 Causas del aumento de la utilización de plásticos en un automóvil Veinte años atrás, el plástico se utilizaba como mero elemento decorativo en el interior del vehículo, pero esta situación ha evolucionado considerablemente. Los constructores de vehículos, en una continua búsqueda de mejoras en la eficacia de sus productos, exigen cada vez más la reducción del peso y consumo de los mismos, obligando a sus proveedores a investigar y desarrollar mejores productos, cada vez más complejos y con mayores prestaciones. Aunque el plástico no es el único material que influye en esta reducción de peso, es uno de los elementos más versátiles y con aplicaciones cada vez mayores, y se espera un incremento en su utilización del 28% de aquí al año 2.008. Las nuevas aplicaciones de estos materiales son: cubiertas y recubrimientos interiores de puertas; nuevos sistemas de seguridad como airbag adicionales; nuevos rellenos de tapicerías; cubiertas para motores y engranajes;... Otros, como pueden ser los techos solares de plástico vitrificado, están en fases de investigación y desarrollo.
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5.2 Aplicaciones y presencia del ETP en el automóvil
El ETP forma parte de una nueva generación de materiales que forman parte de la composición de un vehículo.
Este nuevo material, además de permitir la reducción del peso del automóvil, ofrece nuevas y mejores soluciones a las necesidades del constructor frente a los materiales convencionales. Además de su amplia gama de durezas (35 Shore A – 50 Shore D), permite su combinación en un mismo producto (coextrusión), y una elevada capacidad de coloración en cualquier matiz. La ausencia de vulcanización permite además reducir los tiempos de ciclo, mejorando así la productividad de la línea.
Tanto para sistemas fijos como móviles, el diseño de perfiles en ETP ofrece nuevos diseños más complejos que no serían posibles con otros materiales termoendurecibles. Las principales ventajas que ofrece el ETP podemos resumirlas en los siguientes puntos principales:
Peso y coste reducido: el ETP puede ser un 20% más ligero que el resto de
materiales, con una tolerancia muy restringida. Además, la posibilidad de su reciclaje con sistemas poco complejos reduce su coste considerablemente, la reducción del tiempo de proceso y el reciclaje, son las causas principales de su bajo coste. En la Tabla 1 podemos observar los cambios de propiedades según los diferentes porcentajes de material virgen y reciclado, así como los resultados de los diferentes ensayos. Reciclado: ETP Virgen (%) 0:100 30:70 70:30 10:0 Ensayos a Tª Ambiente (23ºC) Resistencia a la tracción (Mpa) Resistencia al alargamiento(%) Dureza (Shore D)
16.8 640 41
15.1 600 40
14.4 555 39
14 560 37
Ensayos después ciclo térmico (125ºC / 168 h) Resistencia a la tracción (% retención) Resistencia al alargamiento (% retención) Hardness (% retención)
103 93
105
111 98
108
106 96 110
101 92 111
Ensayos resistencia química (125ºC / 168 h) Resistencia a la tracción (% retención) Resistencia al alargamiento (% retención) Hardness (% retención)
73 58 44
70 58 47
71 60 47
72 60 51
Ciclo compresión (%) 100 ºC * 22 h
65
65
65
65
Tabla 1. Comportamiento ETP ante la reutilización
Diseño y fabricación flexible: la flexibilidad que ofrece este material en su proceso de producción, nos permite por ejemplo combinar su dureza, aumentado así considerablemente el campo de aplicación de los perfiles, y su gran funcionalidad. Además, para mejorar la estética del diseño del producto, tratamiento de coloración y matización de la superficie pueden añadirse durante el proceso de extrusión, lo que elimina el sobrecoste producido por un segundo proceso de retrabajo del perfil, mejorando así la cadencia general, y como consecuencia, el rendimiento global del proceso.
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Ventajas globales: el amplio campo de las aplicaciones y posibilidades que ofrece este material, ha impulsado a muchos proveedores hacia la investigación y el desarrollo del mismo. Esto constituye una ventaja para el propio constructor, ya que el abanico de ofertas es cada vez mayor, y el producto cada vez más estudiado y elaborado. Ventajas respecto durómetros y elastómeros: − Reducción del coste global − Reducción del peso − Reciclaje − Complicados diseños − Gama más amplia de coloración − Posible coextrusión para combinar durezas y aplicar tratamientos superficiales − Estanqueidad frente a la entrada de agua (sustitución del caucho EPDM)
El ETP es la nueva generación de materiales plásticos para el sector de la
automoción, ofreciendo cada vez más ventajas frente a los materiales convencionales.
6 Acristalamiento Modular
Para mejorar la seguridad y comodidad de los conductores de vehículos, se ha evolucionado considerablemente en todos los ámbitos constructivos. En lo que se refiere al acristalamiento, encontramos en el mercado vidrios templados, laminados, calefactados, funciones integradas (antenas serigrafiadas, sensores de lluvia, alarmas, etc...).
Para mejorar y facilitar el montaje en las líneas de producción de vehículos, se dispone de varias opciones adicionales al vidrio que lo complementan y lo convierten en un conjunto preparado para el montaje. Llamamos a estos procesos acristalamiento modular, y las técnicas utilizadas son: el premontaje, la extrusión y la encapsulación. Podemos ver algunos ejemplos en la Figura 4.
Figura 4. Distintos productos “Acristalamiento Modular”
6.2 Encapsulación
La inyección de un polímero alrededor del vidrio en un molde es una alternativa al
premontaje manual de un perfil. Esta técnica, llamada encapsulación, permite el acoplamiento perfecto entre el vidrio y la carrocería, es otra técnica que permite el montaje directo de un único conjunto, simplificando así la línea final del montaje.
Además, permite integrar complementos metálicos o plásticos como insertos en un molde, como centradores, bisagras, clips... que añaden funcionalidad a las piezas. Estos insertos, al estar integrados en el mismo perfil, mejoran sus propiedades mecánicas,
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reforzando así estos anclajes. La flexibilidad y adaptación de los perfiles permiten además absorber las tolerancias de la propia carrocería, favoreciendo aún más el montaje.
Los distintos materiales utilizados requieren procedimientos distintos, así podemos distinguir tres tipos de encapsulación: PU RIM, PVC/ETP y EPDM.
En la encapsulación en PU RIM, inyectamos dos componentes líquidos que se mezclan previamente en la entrada del molde (polyol e isociancto), que al entrar en contacto reaccionan convirtiéndose en poliuretano (PU) muy rígido. Esta técnica se utiliza para vidrios laminados o de geometría compleja.
La encapsulación en ETP o PVC consiste en inyectar estos materiales previamente fundidos en un molde, y al entrar en contacto con el metal frío, solidifican de nuevo formando el perfil. Esta técnica se utiliza para vidrios templados de tamaños medio – pequeños.
La encapsulación de EPDM consiste en inyectar las mezcla de este material en el molde a una presión elevada, y una vez inyectado, la vulcanización del material se produce en el interior a una temperatura aproximadamente de 270º Centígrados. Esta técnica solo es aplicable a vidrios templados, y ofrece unas características especialmente óptimas en cuánto a resistencia, tanto a altas como a bajas temperaturas, y para aplicaciones en ventanas correderas.
Podemos ver un ejemplo de un producto encapsulado en la Figura 5.
Figura 5. Custodias encapsuladas ETP
6.3 Extrusión
La extrusión es otro proceso que permite al constructor del vehículo montar la luna directamente sobre la carrocería. Es un proceso que requiere una instalación más compleja que el premontaje de elementos, y requiere un proceso más elaborado. La limpieza de la superficie del vidrio es un factor sumamente importante en ambos procesos, pero en este caso adquiere una relevancia casi principal. Una vez limpia, se aplica sobre éste un promotor del adhesivado, para que la adherencia del producto que colocaremos más tarde sea total. Mediante un robot previamente programado, se extruye un perfil que puede ser de poliuretano (PU) o de elastómero termoplástico (ETP) en todo el contorno o bien parcialmente (ver Figura 6). Posteriormente a la aplicación del perfil, aplicamos sobre el vidrio un promotor del adhesivado de larga duración sobre el cual el propio constructor colocará el cordón de adhesivo que fijará la luna sobre la carrocería.
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Figura 6. Extrusión mediante robot
Esta técnica mejora visualmente el aspecto aerodinámico y estético del coche, al permitir que el canto del vidrio quede sin cubrir. La correcta adhesión del perfil asegura una perfecta estanqueidad que impide la entrada de agua entre el vidrio y la carrocería. Las distintas secciones vienen dadas por la boquilla de extrusión, mientas que la trayectoria la determinará el programa previo que guía al robot. Vemos un ejemplo en la Figura 7.
Figura 7. Luneta posterior extrusionada en ETP
6.4 Premontaje
El premontaje puede definirse como la colocación o montaje sobre el vidrio de
elementos funcionales, como bisagras, guías, manetas, juntas, etc. El montaje de estos elementos puede ser mecánico, usando tornillos o piezas a presión, podemos soldarlos, o bien podemos utilizar adhesivos específicos para este fin. Las ventajas que puede ofrecer ese método es la simplicidad que tiene, y el bajo coste de las instalaciones necesarias para su montaje. Una vez tenemos el producto acabado, está listo para su montaje en la carrocería del vehículo, proceso que se ve claramente simplificado.
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Figura 8. premontaje
Se analizarán de forma particular y específica para cada elemento los esfuerzos a
los que puedan estar sometidos, y se practicarán ensayos de tracción, cizalladura, ensayos climáticos ..., para garantizar su calidad y durabilidad.
6.5 Extrusión ETP
La extrusión es el proceso de transformación de plásticos que vamos a estudiar en este proyecto, y para ello, es necesario conocer algunas de sus características principales.
6.5.1 Comparación entre la extrusión en PU y ETP
En el sector de la automoción, los dos materiales que se utilizan normalmente para modelos con extrusión son el PUR y el ETP. Hemos podido ver algunas de sus características en el apartado 2.1 de esta memoria, donde comparábamos los duroplásticos y los elastómeros. El PUR es una resina de poliuretano, termoendurecible o duroplástica, y el ETP en cambio un elastómero termoplástico. El ETP presenta una serie de ventajas respecto a la extrusión en PUR, es un material que ofrece muchas posibilidades al combinar características de elastómeros y termoplásticos a la vez, características que detallamos a continuación.
Reutilización: debido a los enlaces altamente reticulados del PUR una vez curado, no es posible la reutilización del mismo en el proceso. El ETP en cambio, vuelve a fundirse con la temperatura, sin pérdida de propiedades, y por tanto, podemos reutilizarlo, lo que supone una gran ventaja respecto del PUR.
Polimerización: El PUR necesita estar sometido a temperatura en un túnel de secado para la formación de sus enlaces, que es lo que llamamos “curado”. El ETP, no necesita túnel climático, ya que es capaz de polimerizar a temperatura ambiente. La ventaja de esto es que la retención de la forma del perfil es mucho mayor en el caso del ETP, siendo más fácil la manipulación de las piezas que en el caso del PUR.
Resistencia a los rayos UV: La resistencia a los rayos UV del ETP es mucho mayor que la del PUR, así como su resistencia a la intemperie.
Formas complejas: Debido a la gran retención del ETP a la salida de la boquilla, podemos obtener formas más complejas que en el caso del PUR.
Flexibilidad: La flexibilidad del ETP es mucho mayor debido a sus propiedades elastoméricas, lo que hace que se adapte con mayor facilidad a la carrocería en el montaje final.
Montaje en carrocería: El ETP adhiere al PUR, y puesto que el adhesivo para el montaje en carrocería tiene base de poliuretano, no puede aplicarse directamente sobre el perfil de ETP. El PUR en cambio, permite que el cordón del cliente sea colocado directamente sobre él. Esto tiene dos efectos distintos, y dependerá del diseño final del vehículo decidir el más adecuado: con extrusión ETP la carrocería puede estar más próxima al vidrio que con extrusión PUR. Podemos ver esto en la figura siguiente:
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Figura 9. Extrusión ETP – Extrusión PUR
Adhesión vidrio: Esta es la principal ventaja del PUR sobre el ETP, ya que su adhesión
con el vidrio es muy buena, mientras que la del ETP, depende de muchos factores, como la temperatura del material, la humedad, ..., y es el factor más crítico de la fabricación.
Vibraciones y ruido: En extrusión ETP, reducimos las vibraciones y el ruido en el interior del vehículo, debido a su mayor elasticidad y adaptabilidad a la carrocería.
6.5.2 Ventajas frente a la encapsulación y el premontaje
Las principales ventajas frente a la encapsulación, es el aspecto aerodinámico que puede ofrecer la extrusión, ya que el canto del vidrio puede ir visto en lugar de tapado, lo que ofrece un aspecto más actual en cuanto a diseño.
Frente a un perfil premontado, la ventaja que ofrece la extrusión es la calidad de la colocación del perfil y la repetibilidad del proceso de montaje. Esto es difícil de asegurar en procesos tan manuales como el premontaje, ya que dependes del factor humano, y por tanto, no puedes obtener la precisión que se proporciona un robot.
7 Descripción del Proceso – Ciclo del Material
En este apartado, definiremos el ciclo del proceso, las fases principales que componen el proceso de extrusión, con su descripción y principales puntos a tener en cuenta. El proceso empieza con el material en su estado virgen, y finaliza con este material convertido en un perfil extruido sobre el vidrio. 7.1 Material nuevo / reciclado
El ETP es un material 100% reciclable, lo que permite utilizar material nuevo y
reciclado conjuntamente sin sufrir pérdidas considerables de propiedades físicas y químicas del material.
Para permitir esta reutilización, disponemos de un sistema de trituración de materias, compuesto por una cinta transportadora y un molino desmenuzador.
El material se aplica sobre la luna con la ayuda de un robot, que tiene alojada la boquilla de extrusión en su cabezal.
Entre una aplicación y otra, el material sigue fluyendo de forma continua hasta la herramienta. El ETP bombeado entre dos ciclos es desviado a una pequeña bandeja alojada en el mismo cabezal del robot, que durante el tiempo de pausa se situará sobre la cinta transportadora de materias. Esta cinta conducirá el material hasta la tolva de alimentación del molino desmenuzador.
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En el triturador de materias, el material es regranulado de nuevo para su reutilización y aprovechamiento. Debemos cuidar que el tamaño de la grazna resultante no sea demasiado pequeño, ya que esto podría provocar la obturación del mismo a la salida de las tolvas.
7.2 Transporte
Para el transporte del material, desde las tolvas de almacenamiento hasta la propia
extrusora, disponemos de un sistema de alimentación por succión. El control del sistema de transporte de materias es independiente del sistema de control de la extrusora, y regula la alimentación de la misma.
El material nuevo, es succionado a través de un tubo flexible hasta la tolva de almacenaje de material nuevo. Dicha tolva dispone de un sistema de varillas que mantendrán el material en continuo movimiento, para evitar apelmazamientos entre los granos.
El material reciclado, a su vez, se almacenará en una tolva similar a la anterior procedente, dicho material del molino desmenuzador.
A la salida de ambas tolvas, un tubo flexible succionará el material hasta la secadora. Mediante una válvula de dosificación, succionamos el material de una u otra tolva según el tanto por ciento determinado previamente, y regulado por el propio sistema de control.
7.3 Secado
Durante el transporte debido a la fricción que se produce entre el granulado plástico y el tubo de aspiración (también plástico), el granulado se carga de electricidad estática. Para desionizar el material, lo conduciremos a través de tramos de tubos metálicos, que eliminará la carga estática del material.
El material debe perder completamente la humedad antes de ser procesado, ya que las altas temperaturas que se alcanzan durante la plastificación, provocarían la formación de burbujas y el revestimiento no sería regular. Para este fin disponemos de una planta secadora cuya alimentación se controla a través del sistema de transporte de materias.
El material se conduce por aspiración desde las tolvas y a través de la tolva secadora. Debe permanecer un mínimo de cuatro horas en la secadora antes de ser procesado. Durante la producción en continuo, el tiempo de secado se controla automáticamente.
A la salida de la secadora, disponemos de un detector de metales para evitar la introducción de cualquier partícula sólida en el cuerpo de la extrusora.
7.4 Plastificación
La plastificación del material se produce en la extrusora. El material que llega a la
tolva de alimentación del extrusor proviene de la secadora. No debemos introducir en la extrusora material húmedo por los múltiples problemas que esto puede ocasionar.
La tolva de alimentación dispone de un sistema de varillas que agita el material continuamente. De la tolva pasamos al husillo, un tornillo sin fin que gira continuamente y que está alojado en el cilindro.
El material es empujado hacia la salida, y presionado contra las paredes del cilindro. Las temperaturas que se alcanzan son del orden de los 200 º C, y aseguran la gelidificación del material. Para evitar un choque térmico en la entrada, la zona de
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alimentación está provista de un sistema de refrigeración por agua, para evitar que el material quede apelmazado a la entrada.
Al final del husillo, disponemos de un filtro o tamiz. Su función es homogeneizar el material, a la vez que evita el paso de cualquier partícula sólida.
7.5 Recubrimiento
A la salida del filtro, la bomba de masa empuja el material de forma constante,
suministrando un flujo constante a la manguera que va a parar al cabezal del robot. La manguera es un tubo flexible que dispone en ambos extremos de juntas
giratorias para absorber el movimiento rotativo del robot. La herramienta o cabezal está dispuesta de una tovera de soplado de aire caliente.
La boquilla de extrusión es el conducto por el cual saldrá el material; la salida de este conducto es la que dará la forma deseada al perfil.
Durante el recorrido del robot, el aire caliente aumenta la temperatura del vidrio un instante antes del recubrimiento, esto evita el choque térmico entre el material plástico y el vidrio.
7.6 Microinyección
Si el revestimiento está en todo el contorno de la luna, el inicio y el fin de la aplicación debe unirse posteriormente. Esta unión se hace mediante otro sistema de tratamiento de plásticos: el moldeo por inyección.
Utilizando un molde adaptado a la dimensión y forma deseada, conformamos la unión de los extremos obteniendo un recorrido cerrado.
7.7 Marcado
Para el control del producto una vez procesado, el perfil se marca mediante un sistema de rayos infrarrojos. Se marca cada una de las piezas resultantes con la hora y fecha de su elaboración, el material y el modelo / referencia correspondiente.
7.8 Embalaje y expedición
El perfil se endurecerá a temperatura ambiente, sin necesidad de túnel de secado, así que colocamos las lunas en posición horizontal y separadas unas de otras. Una vez revisadas pueden embalarse y almacenarse para su posterior envío a la planta de montaje de vehículos.
8 Conceptos Básicos sobre Motores de Accionamiento
Debido al número de motores necesarios en nuestra instalación, y la diversidad de aplicaciones que se requieren, dedicamos un apartado a recordar los diferentes tipos de motores eléctricos que podemos adoptar, así como los distintos sistemas de arranque y regulación de velocidad.
Una vez vistos, pasaremos a estudiar cada caso en particular para poder establecer el motor necesario así como su regulación, esto será en el apartado 8 de esta memoria.
8.1 Tipos de cargas accionadas
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La carga que debe arrastrar el motor es uno de los factores más importantes a tener en cuenta a la hora de dimensionar un motor. Los tipos más comunes de cargas que nos podemos encontrar en el ámbito industrial son los siguientes: 1. Par independiente de la velocidad: bombas de desplazamiento positivo y cintas
transportadoras 2. Par y velocidad tienen una relación lineal: generador de DC 3. Relación parabólica entre el par y la velocidad: ventiladores, bombas centrífugas,
bombas rotodinámicas 4. Relación hiperbólica entre el par y la velocidad: laminadoras, tornos y fresadores. 8.2 Tipos de motores eléctricos
Disponemos de distintos tipos de motores a utilizar para el accionamiento de estas máquinas, y debemos estudiar sus diferentes características para determinar el más adecuado a nuestras necesidades:
1. Motor síncrono / motor DC de excitación compuesta. La velocidad en este caso es
independiente del par, no varía. 2. Motor asíncrono / motor DC de excitación derivación. Tiene una curva muy rígida de
par – velocidad, pero no tanto como en el caso anterior. El par disminuye a medida que aumenta la velocidad aunque muy poco.
3. Motor DC de excitación serie. Característica elástica de par / velocidad. No podemos trabajar en vacío con este tipo de motores porque es inestable sin carga.
8.3 Punto de funcionamiento del conjunto carga - motor
Para poder estudiar el comportamiento de un motor al poner en movimiento una carga, debemos conocer la característica mecánica de la misma. Así, compararemos la característica mecánica de la carga a accionar con la del motor, pudiendo estudiar el arranque necesario, los puntos de inestabilidad, etc
El comportamiento dinámico de un motor respecto a su carga responde a la siguiente fórmula:
M-Mr = J (dW/dt) (1) siendo:
Mm: Par motor Mr: Par resistente de la carga J: momento de inercia de las partes giratorias W: velocidad angular de giro del rotor En el momento del arranque, debe cumplirse que Mm-Mr >0, de tal modo que se
produzca una aceleración del conjunto. En caso contrario, cuando M-Mr <0, el motor no arrancará. Una vez en funcionamiento, cuando ambos pares se igualen, diremos que el sistema
ha alcanzado el punto de equilibrio. El punto de funcionamiento se define como el punto de equilibrio en condiciones nominales en régimen permanente.
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La estabilidad del sistema que forman la máquina de accionamiento y la máquina accionada viene dada por cómo reacciona el sistema frente a una perturbación. Si el sistema evoluciona a un nuevo punto de equilibrio se dice que el sistema es estable.
8.4 Ambiente de trabajo
A la hora de elegir un motor, debemos tener en cuenta además de la potencia necesaria para arrastrar la carga, la futura ubicación del motor.
Las condiciones ambientales en que debe trabajar la máquina son factores determinantes a la hora de elegir un motor. Algunas características son: - Temperatura: la temperatura de trabajo suele ser de 40ºC máximo, y si estas
condiciones varían, debemos recalcular la potencia. - Altitud: la ubicación geográfica influye en la densidad del aire, y por tanto en la
disipación de calor. Así pues, en caso de superar la altitud el valor de 1000 m, debemos también recalcular la potencia.
- Agresividad: la agresividad en el ambiente de trabajo influye negativamente en el estado de la máquina. Tenemos la agresividad química, producida por gases o líquidos corrosivos; y la agresividad mecánica, producida por polvo, virutas, arena, y demás partículas que se encuentran en el aire y que pueden penetrar en el circuito del motor. La agresividad determinará el grado de protección de la máquina a elegir.
8.5 Comparación general entre motores de CC y de CA
A igual potencia, el motor de DC es el más caro, seguido por el motor asíncrono de
anillos rozantes, el motor asíncrono de jaula resistente, y por último el motor de jaula estándar.
El motor asíncrono de jaula de ardilla estándar se utiliza cuando las condiciones de trabajo son severas. Se trata de un motor muy robusto, preparado para trabajar en condiciones de trabajo adversas. Su coste inicial es económico, ya que constructivamente es un motor sencillo; y su coste de mantenimiento es muy bajo, debido a su robustez y simplicidad. El inconveniente de estos motores es que la velocidad viene dada por sus características constructivas, y por tanto su regulación es compleja.
La principal ventaja que tiene el motor de corriente continua frente al resto de motores es la facilidad que ofrece en su control. Mediante la tensión aplicada al inductor controlamos fácilmente su velocidad, y mediante la tensión aplicada al inducido, controlamos su par. Esta ventaja los ha hecho ser líderes en aplicaciones donde la variación y control de velocidad es el factor principal.
El inconveniente principal de estos motores es su forma constructiva. Por una parte, la complejidad del colector de delgas aumenta considerablemente su coste frente a otro tipo de motores, y por otro lado, las escobillas requieren un mantenimiento delicado y constante que hacen que la explotación de este motor sea también elevada.
Actualmente, los avances de la electrónica nos ofrecen una regulación de la velocidad ágil y precisa para motores de corriente alterna, lo que implica que la ventaja de éstos sobre los motores de corriente continua es muy superior en gran número de aplicaciones.
Una vez comparados ambos tipos de motores, y debido a las condiciones de trabajo
necesarias en nuestra instalación, nos decantaremos por adoptar motores de corriente alterna en lugar de continua, y por tanto, en los próximos apartados, nos centraremos en este tipo de motores.
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8.6 Arranque
El arranque en motores de AC con rotor en cortocircuito es uno de sus principales inconvenientes, ya que la intensidad de arranque es entre 6 y 8 veces la intensidad nominal del motor.
Debido a que el par motor es directamente proporcional a la intensidad, los métodos para reducir esta intensidad de arranque reducen a su vez el par motor:
La intensidad de arranque está limitada por el reglamento de baja tensión, para evitar caídas de tensión en las líneas.
Los valores para motores de AC son:
Potencia nominal del motor
Constante máxima de proporcionalidad entre la intensidad de arranque y la intensidad a plena carga
0.75 Kw a 1.5 kW 4.5 1.5 kW a 5 kW 3 5kW a 15 kW 2
> 15 kW 1.5
Tabla 2. Intensidad absorbida máxima admisible
Según el tipo de rotor, podemos adoptar diferentes tipos de arranque, y su elección vendrá dada por las los requisitos de la carga y las características del propio motor. Pasamos a detallarlas brevemente.
8.6.2 Arranque directo
Este es el método de arranque más sencillo que podemos tener, ya que el motor se conecta a la línea sin elementos que reduzcan la punta de intensidad en el arranque.
En este caso, la intensidad de arranque es asimilable a la intensidad de cortocircuito, y alcanza valores de hasta 8 veces la intensidad nominal. Podemos observar la punta que se produce en el arranque en la siguiente figura:
Figura 10. Curva par-intensidad con arranque directo
Este tipo de arranque sólo es aplicable en caso de tener una potencia P < 5 kW, ya
que para potencias superiores la intensidad es demasiado grande.
8.6.3 Arranque estrella – triángulo
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Es un arranque a tensión reducida. Reduciendo la tensión, reducimos la intensidad, ya que son directamente proporcionales. El problema que tenemos el que el par de arranque se ve afectado y reducido considerablemente, ya que es directamente proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación. Esto podemos verlo claramente en las siguientes expresiones:
2
⋅=
UnU
MaM (2)
UnU
IaI ⋅= (3)
siendo: M = Par motor Ma = Par motor de arranque directo I = Intensidad absorbida Ia = Intensidad absorbida con arranque directo U = Tensión fase aplicada al motor Un = Tensión línea En arranque directo, la tensión de fase es la la tensión de la línea a la que está conectado el motor, en cambio, en un arranque estrella triángulo, la tensión de fase es 3 veces menor que la intensidad de línea, por tanto, al reducir la tensión reducimos la intensidad de arranque, y a su vez, y el par de arranque. Podemos verlo en las siguentes expresiones. Arranque estrella-triángulo:
3Un
U = (4)
3Ia
I = (5)
3Ma
M = (6)
La consecuencia que puede ocasionar este método es que el motor no arranque.
Figura 11. Gráfica par-intensidad arranque estrella-triángulo
Este arranque sólo es aplicable cuando la conexión en régimen permanente va a ser
una conexión triángulo. Tanto este arranque como el arranque a tensión reducida (punto
Memoria Descriptiva
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siguiente), son aplicables en caso de que la carga accionada tenga una característica ventilador (el par aumenta con la velocidad), ya que el par resistente en el momento del arranque es muy pequeño.
8.6.4 Arranque a tensión reducida
Es como el arranque estrella-triángulo, pero en lugar de tener sólo dos valores de tensión, tenemos valores más regulables.
Las ventajas e inconvenientes de este arranque son los mismos que hemos visto en el caso anterior.
8.6.5 Arranque por procedimientos electrónicos
Este método pretende controlar las variaciones de tensión. Se trata de alimentar el motor con una rampa continua de tensión, de tal modo que podemos reducir la intensidad y no provocar caída de tensión en la red, y además, no es un arranque escalonado, sino lineal.
Los métodos a utilizar son los arrancadores estáticos y los variadores de frecuencia, que dan opción a facilitar el arranque y el frenado del motor además de controlar ala velocidad.
8.6.6 Arranque con reóstato en el circuito del rotor
Este método de arranque puede ser utilizado exclusivamente por motores con rotor bobinado, ya que los motores de rotor en cortocircuito no ofrecen la posibilidad de conectar nada en el rotor.
El aumentar la resistencia del circuito del rotor, el par de arranque aumenta, llegando a alcanzar el valor de par máximo. A medida que el motor va acelerando, podemos desacoplar estas resistencias, hasta llegar al punto de funcionamiento normal.
Con este método conseguimos disminuir la intensidad de arranque aumentando el par.
Figura 12. Gráfica par-velocidad con arranque con resistencias rotóricas
8.7 - La variación de velocidad
Hablamos de regulación de velocidad cuando somos nosotros los que actuamos sobre el motor o circuito auxiliar del mismo para modificar su velocidad. Las características que nos ayudan a comparar los distintos sistemas de variación de velocidad son los siguientes:
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Gama regulación: Nos da la relación entre las velocidades máxima y mínima que podemos alcanzar con un determinado sistema de regulación. Los márgenes en los que se mueve nuestra velocidad.
minmax
ωω
δ = (7)
ex: 3:1; 20:1; … Flexibilidad o progresividad: Nos indica si podemos obtener puntos intermedios entre cada valor. Cuanto más lineal sea la regulación mejor será.
Rentabilidad: Es importante saber el precio de compra y el coste de mantenimiento de la máquina. Podemos tener una máquina cara de coste pero muy barata de mantener, lo cual nos indica que es una buena inversión. Además, la potencia del motor debe ser la adecuada, porque si está muy sobredimensionado, tenemos muchas pérdidas innecesarias que nos encarecen su consumo, y por tanto su coste.
Estabilidad: Decimos que un sistema formado por un motor y su carga accionada es estable cuando, al presentarse una perturbación, el mismo sistema encuentra un nuevo punto de equilibrio. Cuanto más horizontal sea la característica mecánica del motor, más estable será, ya que las variaciones de par provocarán pequeñas modificaciones de velocidad.
Sentido regulación: Nos indica si con nuestro sistema de regulación podemos sobrepasar la velocidad nominal por debajo de ella, por encima, o en ambos sentidos.
8.7.1 Regulación de velocidad motores de AC
La velocidad de los motores de corriente alterna depende directamente de sus características constructivas, asi pues, los posibles métodos de regulación que tenemos son los siguientes:
− Añadir resistencias rotóricas: este es un método aplicable tan sólo en motores de rotor bobinado.
− Cambio de número de polos: es una solución constructiva, y tiene poca flexibilidad
− Regulación por variación de frecuencia: actualmente este es el método más común, por la cantidad de ventajas que ofrece respecto a los otros dos. Podemos ver en más detalle las características que ofrece en cuanto a regulación de velocidad: a. Gama regulación: es muy buena, ya que tenemos un amplio campo de
valores. b. Flexibilidad: como la variación se produce por rampas continuas, no por
saltos, tenemos un gran número de valores intermedios en todo el rango de velocidades.
c. Rentabilidad: el precio de compra puede ser elevado comparándolo con otros sistemas de regulación, pero no precisa mantenimiento, y adapta las características del motor al momento de funcionamiento en que se encuentra, controlando así consumos, etc
d. Estabilidad: la estabilidad es buena, ya que regula el par en función de la relación entre la tensión y la frecuencia, manteniendo así el flujo constante.
e. Sentido de regulación: el sentido es en ambas direcciones, tanto para velocidades inferiores a la nominal ,como para velocidades superiores.
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8.7.2 Variación electrónica de velocidad
Como hemos visto, la variación electrónica de velocidad presenta una serie de ventajas respecto a los métodos tradicionales, ya que es fácil intervenir sobre los parámetros principales de velocidad y corriente. Las ventajas inmediatas que presenta son:
- Poder controlar la velocidad mediante una señal que puede ser manual o a distancia. - Poder obtener gran precisión mediante el empleo de una regulación analógica o
bien digital. - Poder adaptar o modular la señal de referencia para responder a criterios de
funcionamiento particulares: arranques progresivos, generación de leyes de velocidad, control de posición, etc
- Permite la asociación de un autómata programable para realizar programas complejos, de tal modo que permiten ofrecer soluciones muy adaptadas a cada necesidad y de gran fiabilidad.
Respecto al par, podemos actuar sobre la limitación de corriente del variador para
ajustar el par a las exigencias del funcionamiento. Para frecuencias por debajo de 50 Hz, el flujo se mantiene constante, regulado así el par, ya que podemos mantener la relación tensión – frecuencia constante. Para valores de frecuencia superiores, el par empieza a disminuir ya que la tensión se mantiene constante. Podemos observar claramente esta evolución en la figura siguiente:
Figura 13. Variaciones del par y la potencia en función de la tensión y la frecuencia
8.8 Reductores mecánicos de velocidad
Un motor puede aplicarse directamente a la máquina accionada, en cuyo caso
aplicamos a la máquina la misma velocidad del motor. Los motores eléctricos de media y gran potencia, raramente se aplican directamente sobre la máquina accionada, sino que normalmente se acoplan a la máquina mediante un reductor de velocidad, de tal modo que la velocidad de accionamiento es la que proporciona el reductor.
La potencia que proporciona el motor en su eje viene dada por la siguiente fórmula:
)(1000
cos3kW
IUP
ηϕ ⋅⋅⋅⋅= (8)
siendo: P = Potencia absorbida por el motor de accionamiento U = Tensión de alimentación del motor I = Intensidad absorbida por el motor
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cosϕ = factor de potencia η = rendimiento del motor
Y el par que proporciona el motor a la máquina accionada viene dado por esta otra expresión:
nP
M ⋅= 55.9 (9)
siendo: M = par proporcionado por el motor P = Potencia absorbida por el motor de accionamiento n = velocidad en el eje del motor Al reducir la velocidad de la máquina se consigue aumentar el par motor, cosa que favorece notablemente el arranque, especialmente cuando la inercia a vencer es importante. No todos los reductores tienen las mismas características, por lo que a la hora de elegirlo se deberá tener en cuenta el tipo de funcionamiento que va a tener el motor, la carga accionada y las condiciones de trabajo del propio reductor.
Figura 14. Esquema conjunto motor – reductor mecánico de velocidad
Siendo i la relación de transmisión del reductor, el par resultante viene dado por la
siguiente expresión:
nrn
i = (10)
iMMr ⋅= (11) siendo: n = velocidad en el eje del motor nr = velocidad en el eje del reductor M = Par proporcionado por el motor Mr = Par proporcionado por el reductor
En función del tipo de transmisión del reductor, podemos tener reductores de engranajes cilíndricos, de corona-tornillo sin-fin, tipo tandem, etc. La elección de unos u otros vendrá dada por la futura aplicación del reductor. 9 Características y Principio de Funcionamiento 9.1 Descripción general
En este apartado, describiremos con más detalle cada uno de los elementos que forman parte y/o intervienen en el proceso de producción, así como los puntos más críticos de cada una de las fases del proceso.
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El proceso de extrusión que vamos a analizar, es un proceso de extrusión de perfiles de ETP (Elastómero Termoplástico) sobre una luna de automóvil. Mediante la utilización de un robot, se extruye el perfil plástico sobre el contorno de la luna, formando el vidrio junto con el perfil un conjunto elaborado preparado para el montaje directo en la carrocería del automóvil. El esquema básico de la instalación que vamos a analizar a continuación es el siguiente:
Figura 15. Esquema general del proceso de extrusión
9.2 Material
Empezaremos la descripción de esta instalación decidiendo qué material vamos a utilizar, analizando sus propiedades y los requisitos necesarios para su almacenamiento, procesado, etc.
El material elegido es el ETP de la marca comercial SANTOPRENE, ya que cumple con las características que buscamos. Todos los grados de caucho Santoprene pueden extruirse para producir mangueras, tuberías, perfiles, planchas o aislamientos para cables.
El grado que utilizaremos es el 121-55 M100, con una dureza de 55 Shore A. No podemos escoger una dureza excesivamente alta, ya que si bien necesitamos que el perfil cumpla con su función de distancial entre el vidrio y la carrocería, debe a su vez ser mantener cierta plasticidad para poder adaptarse bien a su superficie y las variaciones que ésta pueda sufrir. El material se suministra en sacos de 25 kg con barrera antihumedad para protección adicional. Puede almacenarse a temperatura ambiente siempre y cuando estén
SECADOR
EXTRUSOR
TOLVAS ALIMENTACIÓN
MOLINO TRITURADOR
ROBOT
MANGUERA
BOQUILLA
BOMBA ENGRANAJES
Memoria Descriptiva
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los sacos bien cerrados y resguardados de la humedad. La naturaleza higroscópica1 del caucho Santoprene obliga a secarlo previamente en una tolva deshumidificadora o en una estufa de vacío, especialmente para el proceso de extrusión. La temperatura del secador debe oscilar entre 70-80 ºC, y el material debe permanecer en el secador durante 3-4 horas. La exposición del material a una humedad excesiva no afecta a las propiedades físicas del material, pero la entrada en el proceso de material húmedo puede provocar daños en el cuerpo del cilindro, y producir huecos en el producto extruido por la formación de burbujas de vapor de agua. La naturaleza termoplástica de este material permite el reciclado de piezas defectuosas y de restos de producción. El material puede regranularse y volver a emplearse en el proceso, pasando nuevamente por el proceso de deshumidificación. Las propiedades del material no se ven alteradas significativamente ante el reprocesado. Mantienen valores aceptables hasta después de 5 reprocesados. Estos valores podemos verlos en la Tabla 1 de esta memoria. El caucho Santoprene puede extruirse en la misma maquinaria que usamos para procesar termoplásticos, y los extrusores recomendados son los que tienen una relación L/D (longitud / diámetro) de 24:1 como mínimo. Las más adecuadas son las extrusoras convencionales, de un solo tornillo, con una relación de compresión de 3 a 1. Es un material estable al calor hasta temperaturas del orden de 246ºC, y no desprende productos gaseosos corrosivos al emplearlo en las condiciones de proceso recomendadas. Las condiciones de temperatura óptimas para la extrusión de este caucho se pueden ver en la siguiente tabla2:
Zona extrusor Temperatura (ºC ± 5º) Z. carga 176 ºC
Z. alimentación 176 ºC Z. compresión 182 ºC Z. dosificación 182 ºC
Z. frontal 194 ºC Hilera / cabezal 200 ºC Masa fundida 200 ºC
Tabla 3. Temperatura por zonas del extrusor
Podemos ver en las Figuras 16 y 17 La temperatura afecta en baja medida a la viscosidad del ETP en comparación con otros materiales termoplásticos, lo que provoca que para actuar sobre esta viscosidad, debemos actuar sobre la cizalla.
1 Higroscópico: cuerpo propenso a absorber y exhalar la humedad 2 Valores relativos a una extrusora de ETP de relación L/D 24:1, y diámetro entre 30-65 mm.
Memoria Descriptiva
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Figura 16. Efecto de la temperatura sobre la viscosidad del ETP
Figura 17. Efecto de la cizalla sobre la viscosidad del ETP
Una vez vistas las características principales de nuestro material, podemos decir que
además del propio extrusor, el proceso necesita una instalación que garantice la deshumudificación del material, y su posible reutilización y reciclaje. 9.3 Definición básica extrusor
El extrusor es el núcleo de toda nuestra instalación. Se trata de un extrusor de monohusillo, formada básicamente por un cilindro y un husillo alojado en su interior.
Al girar, el tornillo o husillo recoge el material de la tolva de alimentación y lo hace avanzar a lo largo del cilindro. Con esto el material se somete a constantes esfuerzos de cizalla y compresión durante su recorrido, y al final del cilindro, pasa a través de un filtro o tamiz que homogeneizará la mezcla antes de llegar al cabezal del extrusor.
El material se funde debido al movimiento relativo entre el husillo y el cilindro, y al calor que éste le proporciona. Los efectos cortantes del husillo favorecen el aumento de temperatura del material. Mediante el uso de un robot, podemos extruir el perfil sobre una superficie rígida, o alrededor de ella, en nuestro caso, se trata de una luna de automóvil. En el cabezal o hilera, el extrusor comunica mediante una manguera con la herramienta del robot. Para que el flujo de material llegue de forma regular hasta el cabezal del robot, colocaremos a la salida del extrusor una bomba, cuyas características detallaremos más adelante.
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El esquema básico de la extrusora y los elementos principales que intervienen en su funcionamiento es el siguiente:
Figura 18. Esquema de las partes principales del extrusor
9.3.2 El Cilindro Al cilindro del extrusor podemos definirlo como un barril caliente que aloja en su interior al tornillo sin fin o husillo. El diámetro del cilindro determina el tamaño del extrusor, y viene dado en función del producto final que deseamos obtener y del nivel de producción final necesaria. Las recomendaciones para la extrusión de perfiles mediante una extrusora de tornillo único son las que siguen. Para perfiles de sección pequeña (= 10 cm2), se utilizan extrusoras con diámetros pequeños entre 45 – 65 mm. Las hileras de sección mayor (> 10 cm2), necesitan diámetros entre 75 – 90 mm; y para la extrusión de láminas, el diámetro del cilindro supera los 115 mm. Además de los requisitos determinados por las propiedades físicas y químicas del material, debemos tener en cuenta el nivel de producción que necesitamos: el tipo de producto, su volumen, … El tipo de perfiles que vamos a extruir son similares entre ellos en lo que se refiere a la sección, ya que su función es la misma: facilitar el posterior montaje del conjunto en carrocería. Las características que definen un perfil de extrusión son la altura, la base y el labio, podemos ver un ejemplo en la siguiente figura:
Figura 19. Figura perfil de extrusión ETP
La sección final no supera los 10 cm2, y por tanto, las extrusoras más adecuadas son las de diámetro pequeño, entre 45 y 65 mm. Las paredes interiores del cilindro suelen ser resistentes a la abrasión y corrosión, debido a la posible formación de sustancias abrasivas y corrosivas, producto de someter al material a elevadas temperaturas (por ejemplo: formación de HCl con la utilización del PVC).
MOTOR ACCIONAMIENTO
TOLVA
CILINDRO/HUSILLO
FILTRO BOMBA
CABEZAL
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Los distintos componentes del acero determinan sus características finales. En la siguiente tabla podemos observar los aditivos más comunes y la característica asociada más representativa:
Característica Elemento Dureza al aumento de temperatura Tungsteno, molibdeno, cobalto, vanadio,
cromo, manganeso Resistencia al desgaste por fricción Tungsteno, molibdeno, vanadio, cromo,
manganeso Endurecimiento profundo Molibdeno, vanadio, cromo, manganeso,
níquel, silicio Distorsión mínima en el temple Molibdeno, cromo, manganeso Resistencia al impacto Tungsteno, molibdeno, vanadio, cromo,
manganeso
Tabla 4. Aditivos del acero y sus características asociadas
Los materiales más habituales que se utilizan en estos casos son los aceros nitrurados, o camisas de acero con alto contenido en cromo. El proceso de nitrurado de los aceros consiste en el endurecimiento de las capas superficiales mediante la ionización del nitrógeno, y este endurecimiento y resistencia es la característica necesaria para la fabricación de husillos y cilindros para procesos de extrusión de plásticos. 9.3.3 El Husillo El husillo o tornillo sin fin, recoge y amasa el material de la tolva de alimentación, siendo el elemento clave para su plastificación, y posteriormente su expulsión a través de el cabezal. El husillo está dividido en 3 zonas bien diferenciadas:
1. Zona alimentación 2. Zona comprensión 3. Zona dosificación
Figura 20. Partes constructivas del husillo
La longitud total viene dada en función del diámetro, y suele comprender un rango de entre 20 ÷ 35: 1 L/D. De esta longitud, 4 ÷ 6 D corresponde a la zona de alimentación, 10 ÷ 14 a la zona de comprensión, y 6 ÷ 10 D a la zona de dosificación. Aumentar la longitud del cilindro mejora la homogeneidad de la mezcla, pues aumenta con ella el tiempo al cual está sometido el material a la temperatura y presión necesarias para su plastificación. La mínima relación L/D recomendada para obtener una plastificación correcta es de 20: 1 L/D, mientras que la óptima recomendada es de 24: 1 L/D.
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Además de la longitud, el diseño del husillo es un factor que afecta directamente a la relación de comprensión del material. Los tornillos convencionales, son aquellos que mantienen el diámetro del núcleo y el paso de rosca constante, aunque para favorecer la comprensión, podemos modificar ambos factores y combinarlos a lo largo del tornillo. Los diseños más habituales son aquellos que aumentan el diámetro del núcleo progresivamente (compresión por núcleo), o el paso de rosca (compresión por filete). La combinación de ambos, nos llevan a diseños más complejos, en los que la zona de alimentación y dosificación tiene sección cilíndrica, y la de la zona de comprensión es tronco-cónica de disminuir la profundidad de los canales, aumenta la comprensión y la cizalladura del material. La relación de compresión más habitual, suele estar entre 3 ÷ 5: 1, para extrusoras con una relación L/D 24÷ 26: 1. La geometría del husillo incide directamente sobre el caudal de material que expulsa la extrusora. Tomando en consideración valores obtenidos para extrusoras de ETP de grado de dureza 55 Shore A, con una relación L/D de entre 24÷ 26: 1, y a una velocidad de 100 min-1, los valores aproximados del caudal que puede suministrar el extrusor son:
DIÁMETRO CILINDRO FLUJO MATERIAL ∅ 30 mm 15-20 kg/h ∅ 45 mm 60-85 kg/h ∅ 60 mm 100-150 kg/h ∅ 90 mm 225-300 kg/h
Tabla 5. Caudal salida del extrusor
9.3.4 Principio de Funcionamiento
En este apartado describiremos brevemente el principio de funcionamiento de un extrusor en cuanto al efecto del husillo sobre el material, y las fases por las que pasa.
El material entra en la extrusora en estado sólido a través de la tolva de alimentación, y se va plastificando a lo largo del recorrido por el cilindro hasta su salida a través del cabezal. El comportamiento del material en cada zona del cilindro/husillo es el siguiente:
- Zona alimentación: el transporte de material en esta primera zona se lleva a cabo como en
cualquier Tornillo de Arquímedes dispuesto horizontalmente. El caudal del material transportado por el husillo es directamente proporcional al rozamiento de éste con la carcasa, e inversamente proporcional al rozamiento con el tornillo. Por este motivo, la carcasa del cilindro suele ser ranurada según las generatrices del mismo. En la zona de alimentación el material pasa de la tolva de alimentación al husillo, y debe evitarse la plastificación del material en esta zona para permitir el escape de aire entre los gránulos. Por este motivo esta zona suele estar refrigerada en las proximidades de la entrada de la tolva, mediante agua o aceite. En este caso, la utilización de ranuras en cuerpo del cilindro en esta zona permitirá una refrigeración más efectiva y homogénea. Adoptamos un sistema de refrigeración por agua, y el sentido de circulación de la misma pude apreciarse en el siguiente detalle:
Memoria Descriptiva
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Figura 21. Canales refrigeración zona alimentación
- Zona compresión: en esta zona la sección del husillo puede ser simple, igual que la zona de
alimentación, tronco – cónica, o cilíndrica con aumento del diámetro del núcleo (el aumento del diámetro del husillo provoca el aumento de los esfuerzos radicales y de cizalla sobre el material). La definición de este diseño dependerá del material y de su comportamiento durante el proceso. Los esfuerzos cortantes a los que se somete el material en esta zona, complementados por el calentamiento de la carcasa, provocan la plastificación del material. Si estudiamos con detenimiento este paso de sólido a líquido observamos un flujo circular en los filetes del husillo que mantienen el material en movimiento hasta que todo queda plastificado. En la siguiente figura podemos ver este proceso de forma esquemática. Vemos que en el sentido del movimiento el material líquido tiende a envolverse junto a los filetes traseros, mientras las partículas sólidas se acumulan junto a los delanteros hasta que queda plastificado:
Figura 22. Esquema del comportamiento del material en el husillo
La capacidad de plastificación del husillo (Ø) es la relación entre la energía que se proporciona al polímero y la energía que éste necesita para quedar plastificado:
λ
ηρφ
+⋅⋅
⋅+⋅⋅⋅⋅=
)(
)2
)((2
1
sms
mwx
TTc
VTTkV
(12)
Memoria Descriptiva
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siendo: Tw, Tm y Ts: Temperaturas de la pared, del sólido fundido y sólido a la entrada zona plastificación k1: Conductividad calorífica del polímero fundido Cs: calor específico del sólido λ: calor de cambio de estado V, Vx: Velocidad periférica y su componente horizontal η: Viscosidad ρ: Densidad Según esto, la capacidad de plastificación aumentará cuando lo haga la energía suministrada al polímero, o sea, aumentando la velocidad de giro del husillo, y con ella, la relación de comprensión; o bien aumentando la temperatura de la carcasa. Para poder jugar con estos dos parámetros debemos tener en cuenta las propiedades físicas y químicas del material para no sobrepasarnos. Aumento de temperatura de la carcasa Tw: debemos tener en cuenta la temperatura máxima admisible por el polímero, ya que algunos materiales, como por ejemplo el PVC, se degradan por recalentamiento. El valor aconsejable para la Tw, debe ser como máximo la temperatura máxima admisible por el polímero, ya que así no corremos el riesgo de sobrepasarse. Aumento de la velocidad del husillo: esta velocidad interviene directamente sobre la temperatura del fluido, así, teniendo en cuenta el valor máximo de temperatura admisible, obtendremos un valor máximo de velocidad para cada tipo de polímero, basándonos en su conductividad calorífica y su viscosidad. Según esto, para termoplásticos más termoresistentes, la velocidad periférica será de unos 50 m/min., mientras que para los más termodegradables (PVC, PMMA, ABS), estará entre 10÷20 m/min. Teniendo en cuenta las propiedades concretas del material que vamos a utilizar, sabemos que su comportamiento es estable al aumento de temperatura, mientras que su viscosidad es sensible a la cizalladura. Así pues, consideramos que el calentamiento de la carcasa servirá básicamente para evitar pérdidas térmicas por radiación y convección, y para las paradas y puestas en marcha, mientras que la velocidad es el factor crítico para controlar esta temperatura y fusión del polímero.
- Zona dosificación: en esta zona se proporciona al polímero la presión necesaria para que el caudal deseado atraviese el plato rompedor, la hilera y cualquier otra resistencia que se oponga a su flujo, controlando normalmente la capacidad de producción de la máquina. Además, proporciona una importante homogeneización del material, terminando de fundir las partículas que queden todavía sin plastificar. El filtro está formado por varias placas perforadas en las que se disponen tamices metálicos. Al pasar por él, el flujo helicoidal del material se convierte en paralelo, haciéndolo más regular, a la vez que homogeniza la temperatura del fluido, retiene cualquier cuerpo extraño o grazna parcialmente fundida, y crea una contrapresión, regularizando así el flujo del material a la salida. Podemos ver una figura esquemática a continuación:
Memoria Descriptiva
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Figura 23. Filtro o tamiz
9.3.5 Elección del Extrusor Una vez vistas todas las características a tener en cuenta para cada elemento y para nuestro producto en concreto, pasamos a la elección del extrusor que adoptaremos en nuestra instalación. La extrusora que necesitamos debe ser de un único husillo, preparada para extrusión de perfiles termoplásticos, de diámetro pequeño (45-60 mm), y con una relación L/D de entre 24-26:1. La oferta del mercado en este tipo de máquina está muy especializada y no es tan amplia como para otros máquinas de transformación de plásticos, como por ejemplo las prensas de moldeo por inyección. Esto se debe a que la instalación que rodea a la máquina es más compleja que en otros casos, y necesita unas condiciones de trabajo adecuadas. La extrusora adoptada en nuestra instalación es una extrusora de la casa comercial KUNHE, cuyas características principales son:
Características extrusor: Diámetro cilindro 45 mm Relación L/D 24:1 Material husillo – cilindro Acero nitrurado 1.8550 Dimensiones totales 2.860 x 1.135 mm
Tabla 6. Características básicas extrusor KUNHE
9.3.6 Elección del Sistema de Control de Temperatura
La temperatura es uno de los factores más importantes a tener en cuenta en nuestra instalación, por ello, es necesario determinar bien el sistema que queremos adoptar para el control de este factor. La calefacción de las paredes del cilindro debemos llevarla a cabo por tramos, para adecuar al máximo el perfil de temperatura a la producción deseada. Las dos soluciones constructivas que tenemos son: mediante resistencias eléctricas blindadas sujetas al cuerpo macizo del cilindro, o bien mediante aceite caliente, que haríamos circular con una bomba a través de conductos taladrados en el cilindro.
Adoptaremos la solución de acoplar cintas calentadoras alrededor del cuerpo del cilindro. Constructivamente, esta solución simplifica el diseño y la fabricación del cilindro, y teniendo en cuenta la explotación y utilización del mismo, el mantenimiento que necesitan las resistencias eléctricas es menos costoso, y su regulación más flexible.
Así, la calefacción de las paredes del cilindro vendrá dividida en 3 zonas (zonas Z1-Z3), estando cada una de ellas provista de una cinta calentadora con una
Memoria Descriptiva
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potencia de 1800 W cada una. Se trata de cintas de cerámica cuya temperatura de trabajo es de 400 ºC. Estas resistencias estarás repartidas entre la zona de plastificación y la zona de compresión y la zona de dosificación del husillo, ya que como hemos visto anteriormente, en la zona de alimentación debemos evitar que el material plastifique para que no se formen burbujas de aire en su interior. Para poder complementar la regulación de temperatura, adoptaremos un sistema de refrigeración por ventilación, de tal modo que podamos tanto aumentar como disminuir la temperatura en función de las necesidades de cada momento. Contaremos con las mismas 3 zonas en las que hemos dividido el cilindro para la calefacción, ya que en la zona de alimentación el sistema de refrigeración por agua es suficiente. La solución adoptada para la refrigeración consta de 3 ventiladores centrífugos de simple oído construidos para trabajar en ambientes industriales. Podemos ver un ejemplo en la siguiente figura:
Figura 24. Ventilador de simple oído
Las características principales de estos ventiladores son las siguientes:
Características ventiladores: Temperatura que pueden vehicular 150 ºC Margen de caudal 1800 – 2000 m3/h Velocidad 2800 min-1 Protección IP44 – IP55 Material Acero galvanizado
Tabla 7. Características ventiladores refrigeración
Para el accionamiento de estos motores, adoptaremos motores asíncronos de jaula
de ardilla, cuya definición de características y sistema de arranque podemos ver en detalle en el Apartado 1.1.3 de la Memoria de Cálculo.
Las principales características que definen estos motores son las siguientes:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 080-2AA61
Potencia nominal (Pn) 0.75 Kw
Velocidad nominal (nn) 2855 Nº polos 2 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 80
Memoria Descriptiva
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Características Rendimiento (η) 73% Factor de potencia (cosϕ) 0,86
Intensidad nominal (In) 1.73
Par nominal (Mn) 2.5 Nm
Ma/Mm 2,3
Ia/In 5.6
Mmax/Mm 2.4 Momento de inercia (J) 0,00085 Peso 8.2 Forma constructiva IM B5 Tipo de servicio S7
Tabla 8. Características motores de accionamiento ventiladores del extrusor
Como características a tener en cuenta, podemos destacar la forma constructiva, se
trata de la forma IM B5, ya que el sistema de fijación para estos motores será mediante brida. Por lo que al tipo de servicio se refiere, será S7, ya que su funcionamiento no es continuo, sino que se interrumpirá en función de las necesidades del propio sistema, con el correspondiente arranque y paro del mismo.
En cuanto al arranque, adoptaremos para los 3 ventiladores un sistema de arranque estrella-triángulo para reducir la punta de intensidad absorbida, ya que debido al tipo de carga accionada, no necesitamos un elevado par de arranque.
En el proceso de extrusión, como hemos visto en repetidas ocasiones, la temperatura del material es uno de los factores críticos a tener en cuenta para obtener un resultado óptimo. Además de mantener el cilindro y la zona de alimentación atemperadas adecuadamente, tenemos que procurar que el material no pierda temperatura desde la salida del cilindro hasta su extrusión sobre el vidrio. Para este fin, adoptaremos resistencias eléctricas para el mantenimiento de la temperatura desde la salida del cilindro hasta la el mismo cabezal del robot. Las zonas calefactadas son las siguientes:
Zona extrusor Potencia Calefacción Zona 4 Brida cambiador tamiz 900 W Zona 5 Cambiador tamiz 500 W Zona 6 Bomba engranajes 500 W Zona 7 Brida bomba 900 W Zona 8 Junta giratoria extrusor 800 W Zona 9 By-pass extrusor 500 W Zona 10 Manguera extrusor 1500 W Zona 11 Junta giratoria cabezal 1000 W Zona 12 Cabezal aplicación 250 W Zona 13 Tobera revestimiento 100 W
Tabla 9. Potencia calefacción extrusor
9.3.7 Accionamiento
Memoria Descriptiva
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La velocidad rotativa del husillo viene dada por el accionamiento de la extrusora. La viscosidad del material, el diámetro del cilindro y la longitud del mismo, son factores que condicionan a esta velocidad y la potencia del motor de accionamiento. A mayor diámetro y longitud, menor debe ser la velocidad del husillo, ya que la superficie de contacto entre las paredes del cilindro y el material es menor en relación al volumen de la masa, y la plastificación del material no es completa. Al reducir la velocidad, el tiempo transcurrido dentro del cilindro aumenta, favoreciendo el aumento de la temperatura, y una plastificación homogénea del material. La regulación de la velocidad debe ser flexible y lineal, permitiendo un rápido y fácil ajuste a las necesidades de la producción. Para la elección del motor de accionamiento nos remitiremos a lo visto en el apartado 8 de esta memoria sobre los posibles motores eléctricos a aplicar y sus sistemas de regulación de velocidad. Teniendo esto en cuenta, partimos de la base de que el tipo de aplicación que tenemos requiere un motor adecuado para trabajar en ambiente industrial, y sin mucha necesidad de un mantenimiento especial o costoso. El tipo de motor que adoptamos es un motor trifásico de rotor en cortocircuito, cuya potencia determinaremos con más detalle en el apartado 1.1.2 de la Memoria de cálculo. Además de la potencia, otras características que definen el motor son:
− Clase de servicio: debido a su función el servicio de este motor será S1, servicio continuo con carga constante.
− Forma constructiva: viene dada por la ubicación final del motor. El motor estará situado en la plataforma del extrusor, en posición horizontal, con patas para su fijación. Con esto, determinamos que la forma constructiva debe ser B3.
− Clase de protección del motor: IP55, que incluye una protección total contra contactos directos, contra depósitos de polvo perjudiciales, y contra chorros de agua en todas direcciones.
− Aislamiento térmico: será de clase F, aislamiento que aguanta hasta 155ºC. El motor adoptado es un motor de la casa comercial SIEMENS cuyas características principales son:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA5 207-4AA10
Potencia nominal (Pn) 22 Kw
Velocidad nominal (nn) 1460 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 230/400 Tamaño 180L Rendimiento (η) 91% Factor de potencia (cosϕ) 0,84
Intensidad nominal (In) 41
Par nominal (Mn) 144 Nm
Ma/Mm 2,3
Ia/In 7,5
Memoria Descriptiva
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Características
Mmax/Mm 3 Momento de inercia (J) 0,15 Peso 126 Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 10. Características principales motor de accionamiento extrusor
Como hemos visto en el apartado 8.8 de la Memoria descriptiva, para máquinas de media-gran potencia, raramente acoplamos el motor directamente, sino que lo hacemos a través de reductores mecánicos de velocidad, que nos mejoran el par suministrado a la máquina, y nos permiten una mayor flexibilidad en su accionamiento. El reductor que adoptaremos en nuestra instalación es un reductor de engranajes cónicos de la marca comercial LENZE, apto para trabajar en ambientes industriales. El tamaño del reductor viene dado por el tamaño del motor accionado y la relación de reducción necesaria. 9.3.8 Arranque y Variación de Velocidad
Debemos tener en cuenta que las velocidades que requiere el tornillo sin-fin son mucho más bajas que la velocidad nominal del motor, y que por tanto debemos adoptar un método tal que el motor no deba trabajar en la zona de inestabilidad.
Además de esto, necesitamos que la regulación de velocidad sea flexible y adaptable en todo momento a las condiciones de trabajo de la máquina.
Adoptaremos un convertidor de frecuencia, ya que además de proporcionar una regulación de la velocidad, ofrecen una solución óptima para el arranque y frenado.
Para favorecer todavía más las condiciones en el arranque y durante el servicio del motor, y tal y como hemos visto en el apartado 8.7 de la Memoria descriptiva, para máquinas de media - gran potencia, el motor no se acopla directamente a la máquina, sino que lo hace a través de un reductor mecánico de velocidad. Esto favorecerá al arranque al aumentar el par motor, y favorecerá a su vez la regulación de velocidad por no tener que someter al motor a velocidades excesivamente bajas.
El variador que adoptaremos en nuestra instalación es de la casa comercial SIEMENS. Se trata de un convertidor MIDIMASTER Vector, apto para trabajar con motores asíncronos de hasta 75 kW de potencia nominal. Es apto para trabajar a bajas velocidades manteniendo la estabilidad, y la respuesta a los cambios de carga es buena.
En cuanto al frenado, ofrece un frenado compuesto, se trata de la inyección de corriente continua pero de forma controlada por un software específico, mejorando así el par de frenado, y el control del mismo frenado.
Determinaremos la potencia del variador de frecuencia en función de la carga que acciona el motor. En servicio permanente, el par que debe proporcionar el motor es constante.
Además, debemos determinar la clase de protección que debe tener el variador en función de su ubicación final. Podemos escoger entre protección IP21 e IP56. Escogemos IP56, quedando así el convertidor protegido contra la penetración de polvo y contra los chorros de agua en todas direcciones.
La potencia del variador viene dada en función de la potencia del motor a accionar, y de la característica del par que debe proporcionar. El par que debe proporcionar al extrusor será variable, ya que según la característica mecánica del extrusor, el par depende
Memoria Descriptiva
40
de la velocidad, y ésta fluctuará en función de la demanda de material. Así, teniendo en cuenta que la potencia del motor de accionamiento es de 22 kW, el variador adoptado será el siguiente:
Características Marca MIDIMASTER Vector Referencia MDV1850/3
6SE3223-5DS45
Potencia nominal (Pn) 22 Kw
Intensidad nominal (In) 43.5 A Peso 40 kg
Tensión (Un) 380/500 Grado protección IP56
Tabla 11. Características variador frecuencia accionamiento extrusor
9.3.9 Bomba de Engranajes
Para poder absorber las irregularidades del flujo de salida del extrusor, adoptamos a la salida del mismo una bomba hidráulica, cuya función será la de asegurar una alimentación constante durante el proceso.
Las bombas hidráulicas más utilizadas en el ámbito industrial son las bombas de desplazamiento positivo: bombas de engranajes, de paletas o de pistón. A partir de la energía que le suministra el motor de accionamiento, la bomba genera un caudal de fluido constante.
El tipo de bomba que lleva incorporada nuestra extrusora es una bomba de engranajes del tipo EXTREX SP de la casa comercial MAAG. Las bombas de engranajes EXTREX de la casa MAAG están especialmente diseñadas para aplicaciones en líneas de extrusión, y se instalan entre la salida del husillo y la boquilla. En la figura podemos ver una imagen de la bomba:
Figura 25. Bomba de engranajes MAAG
Se trata de bombas con cojinetes interiores, de tal modo que tanto los cojinetes
como los engranajes se lubrican con el mismo producto bombeado. Debemos asegurar que el material no contiene cuerpos extraños, como partículas sólidas o metálicas. En nuestro caso, instalaremos un detector de metales a la salida de la tolva secadora, de tal modo que detecte estas partículas (ver detalles en Apartado 9.5.3).
Este tipo de bombas llevan incorporado un sistema de calefacción propio, de tal modo que no haya pérdida de temperatura del material, y no se corra el riesgo de que éste solidifique en el interior de la bomba, lo que provocaría daños en ella.
Memoria Descriptiva
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Al ser una bomba volumétrica, debemos asegurar en todo momento que no funciona en vacío, ya que esto destruiría la bomba. Para este fin, debe controlarse en todo momento la presión de entrada de la bomba y la presión de salida, siendo esta última la que debe ser mayor. La diferencia de presión viene dada por el mismo material, aunque debe cumplir los requisitos mínimos indicados por el fabricante para un correcto uso de la misma.
La característica principal que define una bomba hidráulica es el caudal volumétrico, la cantidad de fluido que puede expulsar por ciclo. La gran variedad de formas y dimensiones de nuestro producto, hace difícil determinar este valor de forma precisa, de tal modo que calcularemos el rango de valores que podemos necesitar según las características geométricas más comunes de nuestro producto. El detalle de estos cálculos podemos verlos en el apartado 1.2.1 de la Memoria de cálculo.
Nos decantamos por una bomba de 4.7 cm3/rev de caudal volumétrico. En cuanto al resto de características constructivas de la bomba, podemos verlas en la siguiente tabla:
Características Marca MAAG Tipo EXTREX 22 SP Caudal volumétrico 4.7 cm3/rev
Dimensiones 84x90x90 mm
Peso 5.2 Kg
Diámetro entrada/salida 28 mm P. calefacción 125 W
Tabla 12. Características bomba de engranajes MAAG
En cuanto al accionamiento de esta bomba adoptaremos un motor trifásico de jaula de ardilla, cuya velocidad vendrá regulada por un variador de frecuencia de igual modo que la velocidad del extrusor. El sistema de transmisión entre el motor y la bomba está constituido por un árbol cardan, de este modo se compensan las dilataciones térmicas que puedan haber, asegurando un funcionamiento correcto.
Las características de este motor podemos verlas en siguiente tabla, y el detalle de la elección podemos verlo en el apartado 1.2.2 de la Memoria de cálculo.
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 083-4AA10
Potencia nominal (Pn) 0.75 Kw
Velocidad nominal (nn) 1395 rpm Nº polos 4 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 230/400 Tamaño 80 Rendimiento (η) 72% Factor de potencia (cosϕ) 0,81
Intensidad nominal (In) 1.86
Par nominal (Mn) 5.1 Nm
Ma/Mm 2,3
Memoria Descriptiva
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Características
Ia/In 4.2
Mmax/Mm 2.3 Momento de inercia (J) 0,0018 Peso 9.4 Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 13. Características motor accionamiento bomba
Además de esto, adoptaremos un reductor mecánico de velocidad, ya que las velocidades de rotación de la bomba serán muy bajas, y el reductor, juntamente con el variador de frecuencia, ayudará a aumentar el par suministrado a la bomba. Adoptaremos un reductor de la casa LENZE, de características similares al adoptado para el motor de accionamiento del extrusor. La velocidad de la bomba determinará el caudal que llegue al cabezal de extrusión, y por tanto, determinará la calidad del perfil extruido. Esto hace que la regulación de velocidad del motor de accionamiento de la bomba deba ser flexible y darnos la posibilidad de controlar en todo momento el flujo de salida de la misma. Optaremos por un sistema de regulación de velocidad electrónico, al igual que para el motor de accionamiento del extrusor, ya que las ventajas que ofrece tanto para su regulación de velocidad como para el arranque y frenado del mismo son excelentes.
El variador que adoptaremos en nuestra instalación es de la casa comercial SIEMENS. Se trata de un convertidor MICROMASTER Vector, apto para trabajar con motores asíncronos de hasta 7.5 kW de potencia nominal. Es apto para trabajar a bajas velocidades manteniendo la estabilidad, y la respuesta a los cambios de carga es buena. En cuanto al frenado, el convertidor lleva acopladas resistencias de frenado específicas, de tal modo que permiten desacelerar cargas de gran inercia con rapidez.
Determinaremos la potencia del variador de frecuencia en función del motor a acoplar y del tipo de carga accionada. En este caso, tenemos un motor trifásico de 0.75 kW de potencia nominal, cuya carga que requiere un par constante.
En cuanto a la clase de protección, en este caso será IP20, protección contra contactos directos y penetración de cuerpos sólidos.
Las características principales del variador de frecuencia utilizado en el accionamiento del extrusor son las siguientes:
Características Marca MICROMASTER Vector Referencia MMV75/3
6SE3212-0DA40
Potencia nominal (Pn) 0.75 Kw
Intensidad nominal (In) 2 A Peso 0.9 kg
Tensión (Un) 380/500 Grado protección IP20
Tabla 14. Características variador frecuencia accionamiento extrusor
La determinación de su potencia y el resto de características que nos ofrece el
variador podemos verlo con más detalle en el apartado 1.2.2 de la Memoria de cálculo.
Memoria Descriptiva
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9.3.10 Regulación del Sistema Los requisitos de nuestro producto nos obligan a mantener continuamente velocidades muy bajas para el motor de accionamiento. Esto se debe a que no se trata de una producción continua de un cordón, sino que se trata de extruir este perfil sobre una luna de forma más o menos compleja mediante un robot. Este robot a su vez, debe colocar el perfil a una velocidad que no dañe la sección del mismo, y que permita la correcta adhesión sobre el mismo.
El conjunto formado por el extrusor, la bomba y la velocidad de aplicación del material están muy unidos. Por un lado, la velocidad del extrusor determinará la presión delante de la bomba, y por tanto debemos regularla en función de esta presión. Por otro lado, las revoluciones de la bomba nos determinarán la cantidad de material que llega al cabezal del robot. Y por último, la velocidad del robot determinará que el material que llega se reparta de forma correcta durante el recorrido del perfil.
Estas condiciones deben estar en equilibrio, ya que si el material es insuficiente, la sección puede estrecharse y perder adhesión, mientras que si tenemos un exceso de material, el perfil puede crear una sección más alta y gruesa que dificultará posteriormente el montaje en carrocería. El flujo de material que llega al cabezal del robot influye directamente en el producto final, así que la regulación del mismo se llevará a cabo a través del caudal de la bomba, siendo la velocidad del husillo la que se adecuará a las necesidades de la misma. El sistema de control permitirá regular las revoluciones de la bomba de forma manual, adaptándolas a los requisitos del sistema, mientras que las revoluciones del extrusor vendrán determinadas por la presión delante de la bomba: si la presión es demasiado alta el mismo sistema reducirá las revoluciones, y a la inversa. 9.4 Sistema de Reciclaje de Material
El sistema de reciclaje de materias está formado por el molino triturador y la cinta transportadora. Esta parte del sistema es independiente del resto, y permite reutilizar el material sobrante de la producción. Este material no admite pausas en su dosificación, y por tanto, el material fluye de forma continua, independientemente del proceso. Entre dos ciclos de recubrimiento, la bomba sigue suministrando material, y mediante la válvula situada en el extremo de la manguera, desviamos este material a la cinta transportadora, que a su vez lo llevará al molino. En la siguiente figura podemos ver un esquema:
Figura 26. Esquema sistema de reciclaje de materias
MOLINO TRITURADOR
CINTA TRANSPORTADORA
A- RECUBRIMIENTO
B- PAUSA CICLO
A/B: Posiciones Robot durante producción
Memoria Descriptiva
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En este apartado se analizarán las principales características de estas dos partes del sistema.
9.4.2 Molino Triturador Se utiliza este tipo de molinos en aquellos procesos que requieran la trituración de materiales plásticos, ya que permiten el regranulado y posterior reutilización de materias termoplásticas, duroplásticas y elastoméricas, así como otros plásticos de características similares. Las partes en que se divide un molino triturador son las siguientes:
Figura 27. Molino triturador de materias
La carcasa del molino se divide en dos partes, una parte fija llamada carcasa base, y una parte móvil que es la carcasa superior. Ésta última tiene la posibilidad de abrirse, girando junto con la tolva de alimentación (ver plano nº 10). Las bridas de soporte están fijadas en la carcasa base, y permiten la sujeción del sistema de cuchillas móviles. La tolva de alimentación es por donde se alimenta el molino triturador. El material puede introducirse directamente o mediante una cinta transportadora. Ésta última es un elemento adicional al propio molino que garantiza una entrada continua de material, evitando acumulaciones que pueden provocar un regranulado incorrecto. Para el accionamiento del molino utilizamos un motor asíncrono de jaula de ardilla. El motor proporciona el movimiento necesario que necesitan las cuchillas para el proceso de regranulado. La cuba se aspiración es dónde va a parar el material una vez granulado. Se puede dotar al molino de un sistema de aspiración que comunique el molino con una tolva o depósito para poder almacenar el material de manera adecuada.
9.4.2.2 Principio de funcionamiento Constructivamente, el principio de funcionamiento de lo que llamamos molino triturador se basa en el movimiento relativo entre dos juegos de cuchillas, unas que se mantienen fijas y otras que giran sobre las primeras, triturando el material que entra en el molino a través de la tolva de alimentación. Las cuchillas fijas se encuentran alojadas en la carcasa base, mientras que las cuchillas móviles se encuentran alojadas en el rotor. El montaje de las cuchillas del rotor
Memoria Descriptiva
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debe preceder siempre al montaje de las cuchillas fijas, y la distancia que debe haber entre unas y otras debe estar comprendida entre 0.1 y 0.2 mm. El rotor se encuentra fijado a la carcasa base mediante dos bridas, y debe su movimiento al motor de accionamiento. El motor de accionamiento también se encuentra fijado a la carcasa base, y la transmisión de movimiento entre el motor y el rotor se efectúa a través de unas correas trapezoidales, cuyo esquema podemos ver a continuación:
Figura 28. Esquema ensayo flexión correas trapezoidales
siendo: f: Fuerza de verificación de la tensión de las correas Ea: Flexión elástica Bajo el rotor, se encuentra el emparrillado de la criba, y bajo éste la cuba de aspiración. El giro de unas cuchillas con las otras, y su posición la podemos ver en la siguiente figura:
Figura 29. Esquema de posición de las cuchillas
El ángulo de afilado de las cuchillas viene dado en función del material que vamos a triturar. En el caso de trituración de plásticos, los ángulos y dimensiones de las cuchillas vienen dados por la siguiente tabla:
Ángulo X W ROTOR 45º 57 mm 45 mm ESTATOR 75º 57 mm 45 mm
Cuchillas fijas Cuchillas móviles
Memoria Descriptiva
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Tabla 15. Ángulo de afilado de las cuchillas
siendo: X: valor mínimo W: valor nominal El ancho de las cuchillas debe estar siempre entre el valor mínimo y el nominal, que son los mismos tanto para las cuchillas del rotor como para las cuchillas fijas. Un factor a tener en cuenta es que todas la cuchillas del rotor deben tener el mismo ancho, permitiendo una tolerancia de 0.1 mm como máximo, ya que las diferencias entre ellas pueden provocar un granulado irregular, y por tanto, perjudicar posteriores procesos.
9.4.2.3 Elección del Molino Triturador La capacidad de trituración del molino la determinaremos en función de los valores obtenidos a la hora de dimensionar la extrusora. Remitiéndonos al apartado 1.1.1 de la Memoria de Cálculo, tenemos que el caudal del extrusor es de 69.8 kg/hr, y por tanto, este el valor que tomaremos para la elección del molino. Según el catálogo de la marca comercial DREHER, las capacidades disponibles son:
Tipo máquina Potencia trituración S 20/20 40 – 120 S 20/41 60 – 180 S 26/26 60 – 180 S 26/41 80 – 120 S 26/82 80 – 250 S 34/41 100 – 500 S 34/52 100 – 400 S 42/65 200 – 1000
La máquina a adoptar será del tipo S 20/20 VS-Spezial de la marca comercial DREHER. El motor de accionamiento de este molino es un motor asíncrono de jaula de ardilla, y su potencia debe ser de 4 kW de potencia. En este caso, la potencia necesaria viene dada por el mismo fabricante, y adoptaremos un motor de la casa comercial SIEMENS, cuyas principales características podemos verlas a continuación:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 113-4AA60
Potencia nominal (Pn) 4 kW
Velocidad nominal (nn) 1440 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 112M Rendimiento (η) 84%
Memoria Descriptiva
47
Características Factor de potencia (cosϕ) 0,83
Intensidad nominal (In) 8,3 A
Par nominal (Mn) 27 Nm
Ma/Mm 2,7
Ia/In 6,5
Mmax/Mm 3
Momento de inercia (J) 0,011 kg/m2 Peso 31 kg Forma constructiva B3 Tipo de servicio S1
Tabla 16. Características motor accionamiento molino triturador
En cuanto al arranque de este motor, no tenemos en este caso la regulación electrónica proporcionada por un variador de frecuencia que teníamos en los casos del extrusor y de la bomba, así pues, estudiaremos el tipo de arranque necesario en función de sus características de funcionamiento. Para empezar, el tipo de servicio de este motor es continuo, ya que debe estar en funcionamiento siempre que lo esté el extrusor, para no acumular material sobrante de la instalación. La característica que ofrece esta carga responde a una característica ventilador, ya que al principio la inercia no es muy grande, ya que arranca en vacío, y a medida que alcanzamos el régimen nominal el par necesario va aumentando con la velocidad. Podemos ver el esquema correspondiente a continuación:
Figura 30. Variación del par en función de la velocidad
Según la Instrucción 034 del REBT, la intensidad absorbida en el arranque de
motores eléctricos no puede sobrepasar cierto valor (ver Tabla 2 de esta Memoria Descriptiva). La intensidad en el arranque de este motor según las características del mismo responde a la siguiente expresión:
2.4/ =na II (13)
El REBT 034 determina que la relación entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal para motores de potencia entre 1.5 – 5 kW debe ser inferior o igual a 3. Puesto que esta constante de proporcionalidad de nuestro motor es de 4.2, debemos optar por un sistema alternativo al arranque directo de tal modo que reduzcamos este valor.
Memoria Descriptiva
48
Teniendo en cuenta que el molino arranca sin material a granular, en el arranque debemos vencer tan sólo la inercia del propio rotor, así que el sistema más adecuado de arranque será el sistema de arranque estrella-triángulo. Para este sistema de arranque es necesario que el funcionamiento en régimen permanente del motor sea en triángulo, y es el caso de este motor. Calculamos la intensidad de arranque en conexión estrella (ver Memoria de Cálculo apartado 1.3.1), y la relación de proporcionalidad ahora es la siguiente:
Ia/In = 1.73 < 3 (REBT) (14) El inconveniente que tenemos es que se produce un paro de la alimentación del motor en la conmutación de estrella a triángulo, pero en este caso no afecta al proceso. Dicha conmutación no deberá efectuarse hasta que el motor alcance como mínimo el 80% de su velocidad nominal, para evitar una punta de intensidad muy alta. Dispondremos de un temporizador para efectuar la conmutación, sabiendo que el tiempo de arranque está comprendido entre 3 – 7 segundos. 9.4.3 Cinta Transportadora del Molino Triturador
La cinta transportadora hace que el material entre de forma continua y sin acumulaciones en el molino, lo que mejora su rendimiento y evita posibles averías.
Se trata de una banda lisa de 1.6 m de longitud, accionada por un motor trifásico. El sistema de acoplamiento adoptado entre el motor y el piñón de la rueda de la cinta es a través de un reductor mecánico de velocidad, de tal modo que la velocidad lineal de la cinta no supera los 30 m/min.
Calculamos la potencia necesaria para el motor según el par resistente para bandas inclinadas, podemos verlo en detalle en el apartado 1.3.2 de la Memoria de Cálculo.
Se adopta un motor de jaula de ardilla de la casa comercial SIEMENS, cuyas características son:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 070 8AB11 Potencia nominal (Pn) 0,09 kW
Velocidad nominal (nn) 630 min-1
Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz Tensión (Un) 230 / 400 V
Tamaño 71 Rendimiento (η) 53% Factor de potencia (cosϕ) 0,68 Intensidad nominal (In) 0,36 A
Par nominal (Mn) 1,4 Nm
Ma/Mm 1,9
Ia/In 2,2
Mmax/Mm 1,7
Momento de inercia (J) 0.0009 kg/m2 Peso 6,3 kg Forma constructiva IM V3 Tipo de servicio S1
Memoria Descriptiva
49
Tabla 17. Características motor accionamiento cinta transportadora
Como característica a tener en cuenta aparte de la potencia necesaria, podemos
comentar que la forma constructiva en este caso es del tipo V3, sujeción con brida y en posición vertical.
Como hemos visto en el apartado 1.3.2 de la Memoria de Cálculo, este motor debe arrancar a plena carga, y puesto que según la instrucción MIE BT 034 del Reglamento de Baja Tensión, los motores de potencia inferior a 0.75 kW no sufren restricciones en cuanto a la intensidad de arranque, adoptamos el método de arranque directo para este motor.
La relación de reducción necesaria entre la velocidad proporcionada por el motor en su eje y la velocidad de la cinta, viene dada por las características del motor de accionamiento y la velocidad lineal de la cinta transportadora. La relación de transmisión necesaria para este caso viene dada por la Expresión 15. El detalle de los cálculos podemos verlos en el Apartado 1.3.2 de la Memoria de Cálculo.
83.62
1 ==nn
i (15)
siendo: i: relación de transmisión n1: velocidad de entrada del reductor n2: velocidad de salida del reductor
En este caso adoptaremos un reductor de rueda helicoidal de la casa comercia LENZE. 9.4.4 Regulación del sistema
El molino triturador tiene como función durante la fabricación recoger y triturar el material sobrante entre ciclos de extrusión, o bien, en tiempos de espera por necesidades de producción. El material que entra en el molino debe ser siempre material limpio, no debe proceder de las purga de la bomba, ya que este material está quemado y contaminaría el resto.
La cinta transportadora tiene como función recoger de forma continua el material que sale por la boquilla del robot, y evitar que se formen acumulaciones de material a la entrada del molino.
Ambos componentes del sistema deben coordinarse de forma conjunta, ya que deben funcionar siempre a la vez, y además, deben estar coordinados con el funcionamiento de la propia línea de extrusión.
El sistema de puesta en marcha y parada del molino es independiente del sistema de control principal, así pues, esta coordinación debe reflejarse en los procedimientos y manuales de funcionamiento a cumplir por el personal que deba utilizar dicha instalación. Los pasos a seguir para la puesta en marcha y la parada del molino, así como las precauciones a tomar son las siguientes:
9.4.4.1 Conexión del Molino - Comprobar que el cable suministro corriente esté conectado - La cuba de aspiración debe estar encajada al armazón de la máquina, quedando
inmovilizada por un tope. - El mecanismo triturador debe estar cerrado y limpio de restos anteriores. - Conectar el interruptor principal - Comprobar que el sistema de succión de granulado está activado
Memoria Descriptiva
50
- Conectar el molino - Conectar el sistema de alimentación (cinta transportadora)
9.4.4.2 Desconexión del molino - Desconectar cinta transportadora o sistema de alimentación - Esperar a que todo el material de la tolva quede triturado y el sistema de cuchillas
quede vacío. - Desconectar el molino - Desconectar el interruptor principal y bloquearlo mecánicamente. 9.5 Sistema secado y transporte de materias 9.5.1 Descripción general
El sistema de transporte de materias es el centro de suministro de material a todos los puntos del proceso. Podemos agrupar dentro de esta misma denominación tanto a la secadora de material como a todo el sistema de transporte y almacenamiento: tuberías, tolvas, etc. Ver Figura 31.
Figura 31. Esquema del sistema de transporte de materias
Podemos ver con detalle las partes que forman este conjunto en los Planos Nº7 y 8.
A continuación se detalla cada una de las partes por separado.
9.5.2 Sistema alimentación por succión
El sistema de alimentación por succión es el encargado de que el material circule por los conductos que unen las distintas partes del proceso:
Depósitos almacenamiento à Secadora à Extrusora
SECADOR
TOLVAS ALIMENTACIÓN
MOLINO TRITURADOR
EXTRUSOR CONDUCTOS MATERIAL
Memoria Descriptiva
51
El sistema de transporte adoptado en esta instalación se basa en la succión del material a través de los conductos de transporte mediante una depresión en las tuberías generada por una bomba de vacío. Las partes principales de este sistema son:
- Tolvas de alimentación - Separador previo - Separador secundario - Soplador (compresor) - Tubería de succión - Tubería de alimentación - Válvula dosificadora
El separador es la parte que controla la apertura y el cierre de los conductos, y va montado directamente sobre el puesto de consumo de material (tolvas de alimentación). El soplador o bomba de vacío se encarga de generar la depresión que actúa sobre el separador a través de la tubería de succión. La tubería de alimentación comunica al separador con el tubo succionador para aspirar el material.
En este apartado detallaremos el funcionamiento de cada una de estas partes, así como sus características más significativas.
9.5.2.1 Tolvas almacenaje
Las tolvas de almacenamiento de materias son depósitos cuya alimentación se realiza
por la parte superior de las mismas, y el vaciado por la parte inferior. Adoptaremos tolvas previstas de un sistema de varillas mediante el cual el material se
encuentre en continuo movimiento. Mediante este sistema evitamos apelmazamientos entre los granos, y entre el material y las paredes de la tolva. Podemos ver un esquema en la siguiente figura:
Figura 32. Sistema varillas tolvas almacenaje
En la instalación objeto de este estudio, tenemos una tolva para el material nuevo y otra para el material procedente del molino triturador, el material reciclado.
Memoria Descriptiva
52
El material de ambas tolvas se mezcla y va a parar al depósito de la secadora. Se trata de la tolva donde el material perderá la humedad que contiene antes de entrar en el proceso.
Y por último, de la tolva de la secadora pasamos a la tolva de la extrusora, donde el material pasará directamente al husillo de la extrusora. Tanto esta tolva como la de la secadora disponen también de un sistema de agitación del material por varillas para mantenerlo en movimiento.
La capacidad de estas tolvas, a excepción del extrusor, es de 200l, y la tolva del extrusor tiene una capacidad de 22 l.
Es esquema de este circuito de material granulado podemos verlo en la Figura 29 de
esta Memoria, y los detalles constructivos los tenemos en los Planos Nº 7 y 8, donde: − B1: tolva material nuevo − B2: tolva material reciclado − B3: tolva secadora − B4: tolva extrusor
Para el accionamiento de los sistemas de varillas de las tolvas dispondremos de
pequeños motores eléctricos acoplados mediante reductores mecánicos de velocidad. Para determinar las características necesarias que requieren estos motores, consideraremos que las tolvas B1, B2 y B3 reúnen las mismas condiciones, mientras que la tolva del extrusor la estudiaremos por separado.
En el Apartado 1.4 de la Memoria de Cálculo podemos ver con detalle la elección de estos motores así como de sus acoplamientos. Se trata de motores asíncronos de jaula de ardilla cuyas características tenemos en la siguiente tabla:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 080-8AB11
Potencia nominal (Pn) 0,18 Kw
Velocidad nominal (nn) 675 min-1 Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230/400 V Tamaño 80 Rendimiento (η) 51% Factor de potencia (cosϕ) 0,68
Intensidad nominal (In) 0,75 A
Par nominal (Mn) 2.5 Nm
Ma/Mm 1,7
Ia/In 2,3
Mmax/Mm 1,9
Momento de inercia (J) 0,0015 kg/m2 Peso 7.5 kg Forma constructiva IM V1 Tipo de servicio S1
Memoria Descriptiva
53
Tabla 18. Características motores accionamiento tolvas de alimentación
Los tres motores arrancarán a plena carga, ya que en la mayoría de casos las tolvas
estarán llenas cuando se pongan en marcha. Puesto que la potencia no supera los 0.75 kW de potencia, no tenemos restricciones a la hora del arranque según el reglamento de BT, así que optaremos por un arranque directo en los 3 casos. La intensidad de arranque resultante podemos verla en el Apartado 1.4 de la Memoria de Cálculo.
En cuanto al reductor mecánico de velocidad, adoptaremos un reductor de engranajes cilíndricos de relación de transmisión (i) 22.5, de la casa SEW Eurodrive.
En el caso de la tolva B4, el motor a adoptar será de menor potencia, puesto que el tamaño de la tolva es considerablemente menor. El sistema de varillas en este caso es distinto, ya que su accionamiento es lateral. Podemos ver un esquema en la figura siguiente:
Figura 33. Tolva de alimentación del extrusor
Adoptaremos un motor trifásico de la casa comercial SIEMENS de las siguientes características:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 073-8AB10
Potencia nominal (Pn) 0,12 Kw
Velocidad nominal (nn) 645 min-1 Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230/400 V Tamaño 71 Rendimiento (η) 53% Factor de potencia (cosϕ) 0,64
Intensidad nominal (In) 0,51 A
Par nominal (Mn) 1.8 Nm
Ma/Mm 2.2
Ia/In 2.2
Mmax/Mm 2.0
Memoria Descriptiva
54
Características
Momento de inercia (J) 0,0009 kg/m2 Peso 6.3 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 19. Características del motor de accionamiento del extrusor
En este caso, también adoptamos el método de arranque directo, ya que al no
superar la potencia los 0.75 kW, no tenemos que adoptar un sistema de reducción de la punta de intensidad absorbida durante el arranque. El detalle de los cálculos podemos verlos en el Apartado 1.4 de la Memoria de Cálculo.
En cuanto al reductor mecánico de velocidad, adoptaremos un reductor de engranajes cilíndricos de relación de transmisión (i) 32.2, de la casa SEW Eurodrive, esta vez con patas para su funcionamiento en horizontal.
9.5.2.2 Separador
El separador es el órgano que controla el paso de material entre tolvas. El
funcionamiento del separador es automático, gobernado plenamente por el sistema de control. Tenemos dos tipos de separadores, un separador previo, que es el que se sitúa en cada puesto de alimentación de material, y un separador secundario, que es el que está provisto del filtro para la eliminación del polvo y otras sustancias contaminantes del propio circuito de aire.
En la siguiente figura podemos ver las partes constructivas del separador previo:
Figura 34. Separador previo
En cuanto al separador secundario, podemos ver un esquema a continuación:
Memoria Descriptiva
55
Figura 35. Separador secundario
En nuestra instalación disponemos de 4 separadores previos, que están situados en
los puestos de consumo de material principales:
− Tolva material nuevo − Tolva material reciclado − Tolva secadora − Tolva extrusora
En cuanto al principio de funcionamiento, el sistema de control es el que vigila la necesidad de material. El aviso actúa sobre el interruptor de mariposa que se encuentra a la salida del separador previo. Si se lleva a cabo el aviso, arranca el soplador, la válvula del puesto se abre y el separador se llena. La cantidad de material transportada dependerá del tiempo de alimentación. Una vez transcurrido ese tiempo, la válvula de puesto cierra la tubería de succión, abriendo el separador para descomponer la depresión y permitir la salida del material a través de la chapaleta de salida.
El separador secundario está equipado con una válvula de puesto, que en caso necesario abre la tubería de succión hacia el separador. Esto genera una depresión en el separador por el soplador que a su vez, se generará en el separador previo, succionando el material a través del tubo de alimentación. Una vez finalizado el ciclo de alimentación, la válvula de puesto abre el separador, permitiendo la salida del material a través de la chapaleta de salida. En el separador secundario se encuentra el filtro, que es depurado tres veces por la implosión antes de cada ciclo de alimentación. Esta implosión se realiza mediante la válvula de cierre, que obtura el tubo de alimentación a la vez que abre la tubería de succión. El aire entonces circula rápidamente por el filtro expulsando el polvo depositado. Las válvulas de cierre y de depuración son válvulas magnéticas, de tal modo que los impulsos para su apertura y cierre se reciben del sistema de control. Tenemos un interruptor mariposa en el separador previo, que es el que controla la válvula de puesto del separador secundario (avisos de necesidad). En caso de tener un interruptor mariposa en el separador secundario, serviría para avisar que el saco de polvo está lleno. A continuación podemos ver un esquema del funcionamiento que acabamos de describir, incluyendo los circuitos de material, aire comprimido y aire aspirado:
Memoria Descriptiva
56
Figura 36. Esquema de funcionamiento del separador
Los separadores que adoptaremos en nuestra instalación son de la casa comercial SOMOS. El tipo correspondiente al separador previo es el SF5010oS, y en cuanto al separador secundario, se corresponde el tipo SF 4005 K.
9.5.2.3 Tuberías de Succión, Alimentación y Aire
Además de los separadores, el sistema debe contar con las correspondientes tuberías de succión y alimentación de material.
Los tramos de tubería deben ser lo más cortos posible, y en caso de necesidad de codos, éstos deben tener un radio mínimo de 1 metro. El diámetro de la tubería dependerá del tipo de separador, en nuestro caso particular, debe tener un diámetro de 50 mm.
En cuanto a la conexión de aire comprimido, debe ser de entre 4 y 6 bares al separador secundario. El tubo debe ser un tubo flexible neumático de diámetro interior de 6 mm.
El detalle de las conexiones entre tolvas y separadores podemos verlo en el Plano Nº 5.
9.5.2.4 Soplador Llamamos soplador al compresor que se encarga de crear la depresión necesaria en las tuberías para que el material sea aspirado y conducido por ellas desde las tolvas de almacenamiento de materias hasta su consumo. Podemos ver una imagen a continuación:
Memoria Descriptiva
57
Figura 37. Compresor del sistema de transporte
Como factor a tener en cuenta para un correcto funcionamiento de la bomba, es no
permitir la entrada de polvo y otras partículas contaminantes en el compresor. Para evitar que esto ocurra, disponemos de un filtro que retendrá las partículas de polvo que pueda contener el aire aspirado, y cualquier partícula sólida que circule por él. Este filtro se encuentra situado en el separador secundario de la instalación de transporte, según hemos visto en el apartado 9.5.2.2 de esta memoria.
El sistema de control regula el compresor al igual que el resto de componentes que intervienen en el transporte de materias. El soplador actúa en caso de recibir el aviso de necesidad de material, y se desconecta al cabo de un tiempo especificado. El soplador se comunica con el separador a través de la tubería de succión (ver figura 36).
En cuanto a la ubicación del soplador, podemos decir que debe estar fijado firmemente, pues corre el peligro de desviarse en el arranque. El soplador se mantiene conectado de forma continua en los procesos de alimentación, sin que se conecte y desconecte en cada ciclo de succión, ya que su funcionamiento es continuo durante la fabricación.
Disponemos de una válvula de seguridad que evita la sobrecarga del soplador. Esta válvula se abre cuando se interrumpe el caudal, de tal manera que siempre tenga aire. Cuando finaliza el proceso de alimentación, un relé de tiempo se encarga de desconectar el soplador al cabo de un tiempo ajustable (aprox. 2 minutos).
La bomba de vacío adoptada en nuestra instalación es una bomba de la casa comercial ELMO cuyas características son:
Características Marca ELMO Referencia 2BH1410-1.C 4
Potencia nominal (Pn) 2.2 Kw
Frecuencia 50 Hz
Diferencia presión admisible 0.36 bar Calentamiento máximo 83 ºC Nivel presión acústica 66 dB
Peso 27 kg Tipo de servicio S1
Tabla 20. Características del compresor del sistema de transporte
La potencia necesaria para su accionamiento es de 2.2 kW según indicaciones del
fabricante. Adoptaremos para ello un motor de la casa comercial SIEMENS, cuyas características son las siguientes:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 106-4AA60
Potencia nominal (Pn) 2.2 Kw
Velocidad nominal (nn) 1420 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Memoria Descriptiva
58
Características
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 100L Rendimiento (η) 80% Factor de potencia (cosϕ) 0,82
Intensidad nominal (In) 4.9 A
Par nominal (Mn) 15 Nm
Ma/Mm 2.5
Ia/In 5.2
Mmax/Mm 2.6
Momento de inercia (J) 0,0048 kg/m2 Peso 24 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 21. Características del motor de accionamiento del compresor
En cuanto al arranque de este motor, podemos ver en detalle los cálculos realizados
en el Apartado 1.5.1 de la Memoria de Cálculo. El tipo de arranque adoptado es un arranque estrella-triángulo. Debido a las necesidades de la propia carga, el par necesario en el arranque no es elevado, y por tanto este tipo de arranque es el más adecuado.
En este caso, no necesitamos un reductor mecánico de velocidad, y el motor de accionamiento está directamente acoplado al compresor.
9.5.2.5 Válvula dosificadora
El material utilizado en el proceso de fabricación, no es un material 100% virgen, sino como hemos visto en el Apartado 9.2 de esta memoria, podemos reutilizarlo y reintroducirlo en el proceso. Debido a esto, el material de alimentación procede de 2 tolvas distintas, una de material virgen (B1) y la otra de material reutilizado (B2). El punto de la instalación que controla el porcentaje de mezcla utilizado es la Válvula Dosificadora.
La válvula dosificadora tiene como función la de alimentar un punto de nuestro sistema con dos tipos de materiales distintos, y a su vez, controlar el porcentaje de cada uno.
En nuestro sistema concreto, la válvula dosificadora es el mecanismo encargado de controlar la mezcla entre el material nuevo y el material reciclado que va a parar a la tolva de la secadora.
El esquema de la válvula es el siguiente:
Memoria Descriptiva
59
Figura 38. Válvula dosificadora
La válvula desviadora de dosificación de encarga de conectar alternativamente los conductos de material nuevo (1) y regranulado (2), con la tubería de alimentación principal (3), que va a parar a la tolva de la secadora. Según el tanto por ciento de material regranulado que tiene la mezcla, el sistema de control calculará el tiempo de conmutación y el número de veces que se efectuará la misma, este tiempo lo denominamos tiempo de transporte.
El principio de funcionamiento de esta válvula está basado en un electroimán, que al recibir tensión hace desplazar el émbolo pasando del conducto principal al secundario. El sistema de control es el que se encarga de dar las señales para las conmutaciones. El esquema de este funcionamiento lo podemos observar en la siguiente imagen:
Figura 39. Esquema funcionamiento de la Válvula Dosificadora
Adoptaremos una válvula de dosificación del tipo PGW 35 de la casa comercial MANN HUMMEL, preparada para trabajar con materiales plásticos granulados. Las características principales son:
1- Tolva secadora 2- Válvula desviadora 3- Tolva material nuevo 4- Tolva material reciclado
Aspiración de material de la tolva B1
Aspiración de material de la tolva B2
Tolva B3: Secadora
Tolva B2: Material reciclado
Tolva B1: Material nuevo
Memoria Descriptiva
60
Características Marca MANN HUMMEL Referencia PGW 35
Potencia nominal (Pn) 1.5 W
Tensión funcionamiento 230 V AC
Frecuencia 50 Hz
Tipo protección IP 65
Material Acero Inoxidable, Al Sonoridad < 70dB Peso 5 kg
Tabla 22. Características principales válvula dosificadora
Por lo que a la conexión de aire comprimido respecta, la presión necesaria es de entre 4 y 6 bares. La válvula debe disponer de una conexión de aire comprimido, y de los correspondientes conductos, que son de 6 mm de diámetro interior.
Los tubos de circulación de material tienen un diámetro de 38 mm, y disponemos de 3 tubuladuras: 2 para la conexión de la válvula con los depósitos de material de alimentación, y un tercero para la conexión de la válvula con el depósito de destino. 9.5.3 Sistema de secado de material.
9.5.3.1 Planta secadora. La planta secadora es una parte fundamental para el correcto funcionamiento del proceso, ya que el material debe perder toda su humedad antes de ser procesado. Los restos de humedad que puedan tener los granos al someterse a elevadas temperaturas durante la extrusión, generan burbujas que deterioran tanto el perfil como la cavidad del cilindro. Por las necesidades de nuestro proceso, debemos instalar una secadora preparada para la deshumidificación de materiales regranulados plásticos a temperaturas elevadas. Según hemos visto en el Apartado 9.2 de esta memoria, el material debe permanecer en la tolva secadora un mínimo de 4 horas a una temperatura de 200ºC para perder toda su humedad. Adoptaremos en nuestra instalación una planta secadora de la marca comercial SOMOS, podemos ver un esquema en la siguiente figura:
Figura 40. Esquema Secadora SOMOS
La planta secadora SOMOS consta de una tolva para el material granulado, que proviene de la válvula desviadora, y otra tolva para el material secante. Llamamos secador
Memoria Descriptiva
61
al depósito que contiene el material secante. En la siguiente figura podemos ver un esquema y sus partes principales:
Figura 41. Esquema secador
El principio de funcionamiento de la secadora se divide en dos procesos bien diferenciados, que son el proceso de secado y el proceso de regeneración. El proceso de secado interviene sobre el material granulado, y consiste en su deshumidificación. En este proceso el aire de secado circula por la tolva de material de abajo a arriba, absorbiendo la humedad del granulado. El aire cargado de humedad, pasa de la tolva de material al secador, donde el material secante absorberá esta humedad, dejando el aire seco y caliente de nuevo. La secadora dispone de un sistema de calefacción por el que pasará el aire antes de volver a la tolva de material. El proceso de regeneración interviene sobre el secador, y consiste en al regeneración del material secante. Este proceso consiste en aspirar aire del exterior, y se hace pasar por el secador. Este aire expulsará la humedad hacia el exterior, regenerando así el material secante. Ambos circuitos de aire son completamente independientes, de tal modo que no pueda contaminarse el material granulado de la tolva de material. Podemos ver este funcionamiento de forma esquemática en la siguiente imagen:
Figura 42. Esquema funcionamiento secadora
Las características principales que definen esta secadora son las siguientes:
Características Marca SOMOS
Memoria Descriptiva
62
Características Referencia R 70
Potencia de calefacción 6 kW
Capacidad tolva material 200 l
Dimensiones 675 x 435 x 1410 mm
Peso 135 kg
Tabla 23. Características secadora
El elemento que hace posible la circulación de aire en ambos sentidos, es el
compresor o bomba de vacío. Se trata de un compresor de la casa ELMO, de las siguientes características:
Características Marca ELMO Referencia 2BH1400-1.C 0
Potencia nominal (Pn) 0.76 Kw
Frecuencia 50 Hz
Diferencia presión admisible 0.11 bar Calentamiento máximo 37 ºC Nivel presión acústica 63 dB
Peso 13 kg Tipo de servicio S1
Tabla 24. Características compresor secadora
Según indicaciones del constructor, la potencia mínima necesaria para el su
accionamiento es de 0.76 kW. Adoptamos un motor trifásico de potencia inmediatamente superior de la casa comercial SIEMENS, cuyas características podemos ver a continuación:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 090-4AA10
Potencia nominal (Pn) 1.1 Kw
Velocidad nominal (nn) 1410 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230∆/400y V Tamaño 90S Rendimiento (η) 73% Factor de potencia (cosϕ) 0,83
Intensidad nominal (In) 2.62 A
Par nominal (Mn) 7.5 Nm
Ma/Mm 2
Ia/In 4.3
Mmax/Mm 2.3
Memoria Descriptiva
63
Características
Momento de inercia (J) 0,0028 kg/m2 Peso 12.3 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 25. Características motor accionamiento del compresor del secador
En cuanto al arranque de este motor, podemos ver en detalle los cálculos realizados
en el Apartado 1.5.2 de la Memoria de Cálculo. El tipo de arranque adoptado es un arranque directo, ya que no sobrepasamos el límite establecido para la intensidad absorbida en el arranque.
En este caso el motor de accionamiento también está directamente acoplado al compresor.
9.5.3.2 Detector de Metales
Como hemos visto en el Apartado 9.3.9 de esta memoria, es necesario incluir un
detector de metales que asegure la entrada de partículas sólidas en el cuerpo del extrusor. El sitio más adecuado para este dispositivo es la tolva de granulado del secador.
Se trata de un separador electrónico de partículas que trabaja bajo el principio inductivo, cuya sensibilidad a los diferentes materiales dependerá del tipo de metal y del tamaño de las partículas. Para la correcta detección de las partículas el tamaño mínimo de las mismas debe cumplir la indicado en la siguiente tabla:
Material Tamaño Fe 1 mm CrNi 1.11 mm
V2A 1.2 mm
Al 2.2 mm Ms 2.2 mm Cu 2.5 mm
Tabla 26. Tamaño mínimo partículas
Se trata de un detector de la casa HAMOS, del tipo FFS cuyas características
principales son las siguientes:
Características Marca HAMOS Referencia NW 070
Tiempo reacción sensor 0.07 s
Tensión de servicio 110–220–240 V AC
Presión neumática mínima 5 bar
Calentamiento máximo 70 ºC
Tabla 27. Características detector de metales
Memoria Descriptiva
64
El material a controlar, pasa a través de un sensor inductivo que detecta las partículas metálicas. El sensor emite una señal que es captada por una válvula, que desvía este material a un depósito que forma parte del mismo sistema de transporte. Cuando el transporte de material está desactivado, el recipiente que contiene las partículas se abre liberando el material. La distancia entre el sensor y la válvula debe ser la suficiente para que la reacción de la bobina permita la separación de las partículas detectadas, y esta distancia dependerá directamente de la velocidad del material. A continuación podemos ver de forma esquemática este proceso:
Figura 43. Esquema funcionamiento del detector de metales
Este separador es específico para sistemas de transporte de materias por succión de
forma discontinua como es el nuestro.
10 Sistema de Medición y Control
En este apartado definiremos brevemente nuestro proceso desde el punto de vista de su automatización, viendo los elementos necesarios para su control, la medición de sus parámetros, y su posterior utilización.
10.1 Conceptos Básicos sobre Automatización
La automatización de un proceso industrial consiste en la sustitución del operador humano por máquinas o dispositivos en sus tareas físicas y mentales. Para el correcto comportamiento del sistema, deben controlarse las variables del sistema para que sigan el patrón establecido previo y durante la fabricación.
La automatización puede ser más o menos flexible dependiendo de la variabilidad de nuestro producto. Así, para grandes cadenas de producción de un mismo producto, el grado de automatización será más rígido, en cambio, cuando los cambios entre productos similares es frecuenta, podemos decir que el grado de automatización es flexible.
En nuestro caso concreto, tenemos una misma máquina que, con los correspondientes cambios de programación, fabrica productos distintos aunque similares entre ellos, así, podemos decir que el grado de automatización de nuestra instalación es flexible. 10.1.1 Partes del Sistema de Automatización
Dentro del propio sistema de automatización podemos distinguir 2 partes bien diferenciadas, que son la Parte Operativa y la Parte de Control del sistema.
La parte operativa es aquella que conecta la parte de control con el proceso y/o la máquina, y puede estar formada por:
1-Detección de partículas 2-Desvío de partículas 3-Vaciado del depósito
Memoria Descriptiva
65
− Sensores: Detectores, presostatos − Potencia: Variadores de velocidad, arrancadores − Actuadores: Cilindros, motores − Interfase hombre-máquina: Pantallas de control, botoneras
La parte de control es la que recibe las órdenes del operador y las variables del
proceso, y responde según el patrón establecido. Puede estar formada por:
− Sistemas de relés − Autómatas programables − Miniordenadores − Microcomputadores
La parte de control es independiente del proceso a controlar, pudiendo escoger una
u otra tecnología según los criterios del propio diseño. La parte operativa en cambio, depende del proceso y de sus características, siendo estas las variables que definirán los elementos necesarios para su medición y posterior control.
10.2 Sistema de Medición
Los elementos que nos permiten medir y analizar los datos necesarios para el
estudio y control del proceso son lo que llamamos sistema de medición. Como hemos visto en el apartado anterior, este sistema forma parte de la parte operativa del sistema.
En este apartado definiremos las necesidades de nuestro sistema en cuanto a medidas, y los dispositivos que se adoptarán.
10.2.1 Conceptos Básicos
La función principal del sistema de medida es captar un cada instante el valor de las variables de interés del sistema o proceso. El sistema de control será el encargado de comparar esos valores con los que tenga en su patrón, para hacer evolucionar al sistema hacia el punto de funcionamiento más próximo.
Los elementos que hacen esto posible son los transductores. Un transductor es un dispositivo que recibe una señal de una naturaleza y genera una señal de salida de naturaleza distinta. Los tipos de señales posibles son de naturaleza mecánica, térmica, magnética, eléctrica, óptica y molecular. La mayoría de transductores tendrán como señal de salida la eléctrica.
Los transductores de medida están en contacto con una variable de interés, y su misión es convertirla en una señal más fácil de tratar. Los transductores extraen información del sistema pero no afectan a su actividad, de tal modo que si los retiramos no modificarán el curso del sistema. Los principales tipos son: − Sensor: dispositivo que proporciona una información legible sobre una variable
física del sistema. En este caso puede no haber cambio de naturaleza entre la señal de entrada y la de salida.
− Detector: se entiende como detector todo transductor que proporciona una señal lógica a su salida, o sea, que sólo puede presentar dos valores. El ejemplo más habitual son los detectores de presencia.
− Captador: se entiende como captador todo transductor que presenta a su salida una señal de tipo analógico. Por ejemplo una tensión variable.
Memoria Descriptiva
66
− Codificador: se entiende como codificador todo transductor que proporciona a la salida una señal digital codificada de la información deseada.
El conjunto de dispositivos empleados para el acondicionamiento de la señal se
denomina interfase.
10.2.2 Variables a Controlar en el Proceso de Extrusión
En el proceso de extrusión objeto de este estudio, hay distintos tipos de magnitudes a controlar, básicas para el buen funcionamiento de la instalación, así como para una fabricación correcta de nuestro producto.
Veremos que podemos diferenciar dentro de la instalación dos grandes grupos de variables, las que intervienen en el proceso de extrusión y las que intervienen en el sistema de transporte de materias. Definiremos los sensores a adoptar según la magnitud a medir. Estudiaremos el proceso siguiendo el flujo del material para estudiar las necesidades del mismo.
10.2.2.1 Sistema de Transporte
Presencia del material: Debemos asegurar que el proceso no se queda sin material, ya que esto supondría una parada inmediata del mismo. En paralelo, debido a la utilización conjunta de material nuevo y material reciclado, debe controlarse el nivel de éste último, dando prioridad a su consumo frente al de material nuevo.
La presencia de material no es una magnitud física que requiera de valores concretos, sino que puede tratarse como una variable lógica. Utilizaremos detectores de presencia colocados en las distintas tolvas que enviarán al sistema de control la señal correspondiente al % de llenado de cada una. Los detectores adoptados son:
− Tolva B1: detector nivel mínimo y máximo − Tolva B2: detector nivel mínimo, 25%, 50%, 75% 95% − Tolva B3: detector nivel máximo − Tolva B4: detector nivel mínimo
Se trata de detectores de nivel de la casa comercia MAIHAK, y están preparados para trabajar a temperaturas de hasta 400ºC. El tamaño mínimo del grano debe ser de 1,5 mm para su correcto funcionamiento, y su señal será recogida por el sistema de control como entrada de información.
Temperatura: La finalidad de la tolva de secado es eliminar toda la humedad del
granulado para evitar perjuicios en el extrusor y en el producto final. Para asegurar esta temperatura adoptaremos sensores que nos faciliten su valor real. Puesto que la temperatura es una magnitud física, dotaremos al secador de 6 sondas térmicas de Fe-CuNi de tipo L de la casa comercial SIEMENS para la medición de la temperatura. Estarán repartidos entre la tolva del material secante y la tolva del granulado. El sistema de control recibirá el valor de esta temperatura y lo comparará con el valor teórico introducido previamente para poder detectar cualquier anomalía.
10.2.2.2 Extrusor
Temperatura: Una vez entra el material en el extrusor, debemos asegurar que éste no
pierde temperatura durante el proceso, y esto lo conseguimos mediante las calefacciones y
Memoria Descriptiva
67
ventiladores de refrigeración repartidos desde el inicio del cilindro hasta la salida por la boquilla de extrusión.
Para la medición de esta temperatura adoptaremos sondas térmicas en cada una de las zonas calefactadas (Z1-Z13 ver ver detalle en el Apartado 8.3.6 de esta memoria). Éstas serán del tipo Fe-CuNi de la casa comercial SIEMENS, con un rango de medición de hasta 800ºC.
Para el control de esta temperatura, cada zona estará provista de un termorregulador del tipo DTR-08.1 de la casa comercial DYNISCO. Estos termorreguladores están conectados con el sistema de control, de tal modo que intentarán mantener el valor real de esta temperatura lo más próximo posible al valor nominal fijado por el operador del sistema, regulado la conexión y desconexión de las calefacciones del sistema y de los ventiladores de refrigeración. El esquema de este termorregulador podemos verlo en el Plano Nº 16.
Presión de masa fundida: En esta instalación los puntos más críticos en cuanto a
presión de masa son la bomba de engranajes y el filtro. Para la medición de la presión disponemos de tres captadores de presión del tipo MDA
4621 de la casa comercial DYNISCO, cuya función es facilitar el valor real de la presión al sistema de control. Mediremos el valor de la presión:
− Delante de la bomba de masa − Detrás de la bomba de masa − Delante del filtro En valor de la presión delante del filtro nos indicará la proximidad de su cambio. Para el control de la presión de masa a la entrada de la bomba adoptamos un regulador
de presión de la casa comercial DYNISCO. Se trata de un regulador del tipo PC660, cuya función será mantener constante la presión delante de la bomba. Para ello, el regulador está conectado al sistema de control, y reaccionará del siguiente modo ante las variaciones de esta presión:
− Si se reduce la presión delante de la bomba: el sistema evolucionará aumentando las revoluciones del extrusor para aumentar esta presión.
− Si se produce un aumento de la presión delante de la bomba: el sistema evolucionará disminuyendo las revoluciones del extrusor para reducir esta presión.
Velocidad del extrusor y de la bomba de masa: Además de la temperatura y la presión,
es necesario conocer las revoluciones del extrusor y de la bomba de engranajes. Puesto que ambos accionamientos están controlados por variadores de frecuencia, conseguiremos el valor de su valor en función de las señales suministrada por los variadores. Dependiendo de las necesidades de la producción, el operador del sistema puede actuar sobre ambas velocidades, modificando así el valor nominal de funcionamiento.
10.3 Sistema de Control Como hemos visto en el Apartado 10.1 de esta memoria, dentro del sistema de automatización la parte de control es la que recibe las órdenes del operador y las variables del proceso, y responde según el patrón establecido.
En nuestra instalación adoptaremos un autómata programable (PLC) para el control y supervisión de las variables de nuestro proceso.
10.3.1 Conceptos Básicos
Memoria Descriptiva
68
Un autómata programable industrial es un equipo electrónico programable para controlar en tiempo real y en ambiente industrial procesos secuenciales. Podemos ver en la siguiente figura un esquema básico de su función:
Figura 44. Esquema funcional de un autómata
Las partes principales que lo constituyen son las siguientes:
− Procesador (CPU): Está constituido de una o varias tarjetas cuyo núcleo es un
circuito microprocesador. Además del microprocesador, en la tarjeta de CPU encontramos la memoria ROM y la memoria RAM o de usuario. Esta tarjeta se comunica con el resto mediante el flujo de información. Accederá a las entradas, procesará las instrucciones del programa de usuario y actualizará las salidas. Cada vez que se realizan estas acciones se cierra un ciclo. La duración de cada ciclo depende de la complejidad del programa y las características físicas de la CPU.
− Memoria: Utilizada para guardar el programa controlador y los resultados intermedios. La memoria de los autómatas programables está estructurada de una manera específica: tendremos la memoria de sistema, la memoria de datos y la memoria del programa o de usuario.
− Bus del sistema: los módulos de bus es donde van montados los módulos periféricos (módulos de E/S, tarjetas de control especiales, ...).
− Entradas / Salidas Digitales: Las entradas y salidas digitales suelen organizarse en módulos de 4, 8, 16 o 32 agrupados en tarjetas que se conectan al bus del sistema. Los módulos de entrada digital transforman el nivel de las señales binarias externas del proceso al nivel interno del autómata, mientras que los módulos de salida digital transforman el nivel interno de señales del autómata en l necesario para las señales binarias externas del proceso.
o Entradas digitales: Pueden ser tanto de señal continua como alterna (0-10v) (0-120 o 240v). Normalmente con aislamiento galvánico del resto del equipo e incluso aisladas entre si por grupos.
o Salidas digitales: De corriente continua, alterna o de contacto libre a veces se hace directamente al actuador o a veces se hace mediante relés.
− Entradas y Salidas Analógicas: los módulos de entrada analógica transforman las señales analógicas del proceso en valores digitales para su posterior procesado en el autómata, mientras que los módulos de salidas analógicas transforman las señales digitales del sistema en señales analógicas necesarias para el proceso. Pueden ser de tensión o intensidad (o especiales para algún tipo de sensor como PT100). Lo
Memoria Descriptiva
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más frecuente es encontrar módulos de 4, 8 y 16 entradas y de 4. Los rangos analógicos típicos son: 0-5 v; 0-10 v; -10 +10 v; y 4-20 mA.
− Tarjetas Especiales: Existen módulos especiales para conectar sensores específicos como posición, temperatura o para controlar procesos específicos como control de posición, regulador PID general o control de temperatura. Los fabricantes de autómatas han desarrollado una serie de tarjetas especializadas para las aplicaciones más frecuentes, aunque las tarjetas de cada fabricante tienen distintas características particulares, en general todos guardan importantes similitudes: control de temperatura, control de motores paso a paso, control de posición, etc
10.3.2 Autómata Programable de los Sistemas de Control
En nuestro sistema adoptaremos 2 sistemas de control, uno para el control del extrusor y otro para el control del transporte de material. Para ambos sistemas adoptaremos un autómata programable de la familia de productos SIMATIC S7, de la casa comercial SIEMENS.
El autómata que adoptaremos es del tipo S7-200, de composición modular, y preparado para adaptarse a sistemas de automatización de características diversas.
Se compone de: la unidad central, los elementos de bus y los módulos de entradas y salidas (módulos E/S).
Las partes principales que componen el autómata programable S7-200 son: la unidad central, los elementos de bus y los módulos periféricos.
Las distintas CPU posibles a adoptar para este modelo de autómata se diferencian entre si por la capacidad de memoria y el tiempo de ejecución de los programas. Adoptaremos la CPU del tipo 226. Las ventajas que ofrece son que tiene la posibilidad de un mayor número de entradas y salidas y una mayor memoria de programa. La tensión de alimentación debe ser continua de 24 V, y el grado de protección que ofrece es del tipo IP 20.
En cuanto a la memoria, adoptamos un cartucho de memoria opcional del tipo EEPROM. Como módulos periféricos adoptaremos módulos de entradas y salidas analógicas, y módulos de entradas y salidas digitales. Para su conexión al bus de sistema adoptaremos módulos de bus que pueden recibir 2 módulos de periferia cada uno. El número de entradas y salidas de cada uno de los 2 sistemas de control dependerá de las variables a controlar. Las veremos con más detalle en los apartados posteriores.
La interfase del sistema nos permite repartir los módulos periféricos en distintas filas dentro de la perfilería de soporte.
El resto de características del autómata y de sus elementos podemos verlas en la siguiente tabla:
Características S7-200 Familia SIMATIC S7 CPU Tipo CPU 226 Referencia 6ES72162BD210XB0 Tensión alimentación 24 V CC Intensidad de salida 0.75 A E/S digitales max 128/120 E/S analógicas max 28/7 Grado protección IP20 Peso 0.73 Kg.
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Características S7-200 Memoria Tipo EEPROM Referencia 6ES72918GE200XA0 Peso 0.05 kg Módulo Entradas Analógicas Cantidad de entradas 4 Tensión entrada 0-10 V Peso 0.23 kg Referencia 6ES72310HC210XA0 Módulo Salidas Analógicas Cantidad de salidas 2 Tensión salida +/- 10 V Protección contra cortocircuitos si Peso 0.3 Kg. Referencia 6ES72320HB210XA0 Módulo de Entradas Digitales Cantidad de entradas 8 Tensión de entrada 24 V CC Peso 0.2 kg Referencia 6ES72211BF220XA0 Módulo de Salidas Digitales Cantidad de salidas 8 Tensión de alimentación 24 V cc Intensidad de salida 0.75 A Peso 0.2 kg Referencia 6ES72221BF220XA0 Interfase Tipo EM 243 Referencia 6GK72432AX010XA0 Peso 0.332 kg
Tabla 28. Características del autómata del extrusor
10.3.3 Entradas y Salidas del Sistema de Control
No entraremos en detalle en lo respecta a la distribución de cada uno de los módulos de entradas y salidas de los dos sistemas de control, pero mediante lo visto en el Apartado 10.2.2 de esta memoria, definiremos las entradas y salidas principales de cada uno de ellos. 10.3.3.1 Entradas y Salidas del Sistema de Control del Transporte de Materias
Entradas Analógicas: son las magnitudes físicas del sistema que nos interesa controlar del transporte de materias constituirán las entradas analógicas del mismo. En este caso son:
EAT1. Valor real temperatura tolva B3 EAT2. Valor real temperatura tolva secado
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Salidas Analógicas: en este caso no tenemos salidas analógicas Entradas Digitales: es información acerca del proceso pero no son magnitudes
físicas del sistema. Habitualmente indican su estado y el estado de los elementos que lo componen:
EDT1. Alarma desconexión calefacciones secador EDT2. Alarma sobretemperatura secador EDT3. Interrupción aire seco EDT4. Sin material en separador tolva B1 EDT5. Sin material en separador tolva B2 EDT6. Sin material en separador tolva B3 EDT7. Sin material en separador tolva B4 EDT8. Alarma desconexión compresor sistema de transporte EDT9. Alarma desconexión compresor secador EDT10. Tolva B1 vacía EDT11. Tolva B1 llena EDT12. Tolva B2 vacía EDT13. Tolva B2 llena EDT14. Nivel de llenado 25% tolva B2 EDT15. Nivel de llenado 50% tolva B2 EDT16. Nivel de llenado 75% tolva B2 EDT17. Tolva B3 llena EDT18. Metal detectado tolva B3 EDT19. Error motor agitador tolva B1 EDT20. Error motor agitador tolva B2 EDT21. Error motor agitador tolva B3 EDT22. Error motor agitador tolva B4 EDT23. Alarma avería válvula dosificadora
Salidas Digitales: es información desde el autómata hacia el sistema. En este caso
no como magnitud física, sino como señal binaria:
SDT1. Conectar instalación SDT2. Contactor principal secador SDT3. Contactor principal calefacción SDT4. Contactor principal accionamiento agitadores tolva B1 SDT5. Contactor principal accionamiento agitadores tolva B2 SDT6. Contactor principal accionamiento agitadores tolva B3 SDT7. Contactor principal accionamiento agitadores tolva B4 SDT8. Temperatura superior aire seco SDT9. Temperatura inferior aire seco SDT10. % material regranulado mezcla SDT11. % material nuevo mezcla
10.3.3.2 Entradas y Salidas del Sistema de Control del Extrusor
Entradas Analógicas: son las magnitudes físicas del sistema que nos interesa controlar del transporte de materias constituirán las entradas analógicas del mismo. En este caso son:
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EAE1. Valor real velocidad del motor del extrusor EAE2. Valor real velocidad de la bomba de fusión EAE3. Valor real presión de masa delante del filtro EAE4. Valor real presión masa delante de la bomba EAE5. Valor real presión masa detrás de la bomba
Salidas Analógicas: es información del sistema de control hacia el proceso como
magnitud analógica. En este caso son:
SAE1. Valor nominal motor extrusor SAE2. Valor nominal motor bomba de masa
Entradas Digitales: es información acerca del proceso pero no son magnitudes
físicas del sistema. Habitualmente indican su estado y el estado de los elementos que lo componen:
EDE1. Alarma valor límite presión de masa delante del tamiz EDE2. Alarma valor límite presión de masa delante de la bomba EDE3. Alarma valor límite presión de masa detrás de la bomba EDE4. Contactor accionamiento del extrusor conectado EDE5. Error convertidor motor accionamiento del extrusor EDE6. Contactor accionamiento de la bomba conectado EDE7. Error convertidor motor accionamiento de la bomba EDE8. Error ventilador de refrigeración zona 1 EDE9. Error ventilador de refrigeración zona 2 EDE10. Error ventilador de refrigeración zona 3 EDE11. Alarma temperatura inferior zonas de calentamiento EDE12. Alarma temperatura superior zonas de calentamiento EDE13. Aviso avería sistema de transporte: desconectar extrusor EDE14. Alarma desconexión calefacciones extrusor zonas 1-8 EDE15. Alarma desconexión calefacciones extrusor zonas 9-11 EDE16. Alarma desconexión calefacciones extrusor zonas 12-13
Salidas Digitales: es información desde el autómata hacia el sistema. En este caso
no como magnitud física, sino como señal binaria:
SDE1. Conectar convertidor motor accionamiento extrusor SDE2. RESET convertidor motor accionamiento extrusor SDE3. Conectar convertidor motor accionamiento bomba de masa SDE4. RESET convertidor motor accionamiento bomba de masa SDE5. Conectar instalación SDE6. Contactor principal calefacción SDE7. Contactor principal accionamiento extrusor SDE8. Contactor principal accionamiento bomba de masa SDE9. Temperatura superior extrusor SDE10. Temperatura inferior extrusor SDE11. Valor nominal temperatura zonas calentamiento
Memoria Descriptiva
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10.4 Puesta en Marcha de la Instalación.
En la puesta en marcha de la instalación deben tenerse en cuenta diversos aspectos. El material debe permaneces en la secadora 4 horas como mínimo antes de entrar en el proceso, y por tanto, debemos conectar la secadora 4 horas antes que el resto de la instalación. Otro factor a tener en cuenta en cuanto a la secuenciación de la puesta en marcha, son las calefacciones del extrusor, ya que tardan en alcanzar su valor óptimo 2 horas, y por tanto se deberán conectar 2 horas antes del inicio de la producción.
Puesto que hay un número considerable de motores en nuestra instalación, se adecuará el sistema de control para que su arranque no sea a la vez, sino que sea secuencial. Podemos ver en el Apartado 2 de la Memoria de Cálculo los gráficos resultantes de la intensidad absorbida durante el arranque de la instalación.
Los pasos a seguir para la puesta en marcha de la instalación son los siguientes: 1. Conectar interruptores principales: armarios eléctricos de la extrusora y la secadora.
Comprobar que los interruptores de emergencia se encuentran en posición ON. 2. Poner en marcha el secador (4 horas mínimo antes del inicio de la producción).
Verificar que la tolva se encuentra llena de material, y conectar el sistema de agitación por varillas. Vaciar la tolva de la extrusora (material húmedo) a través de la válvula de vaciado.
3. Conectar las calefacciones del extrusor (2 horas mínimo antes del inicio de la producción)
4. Cambio de filtro (se efectúa al inicio de la producción, luego se cambia cada 8 horas aproximadamente).
5. Comprobar que las temperaturas han alcanzado el valor teórico. 6. Poner en marcha el transporte del material:
a. Válvula dosificadora b. Sistema de succión c. Sistema de agitación de varillas d. Detector de metales
7. Si todos los parámetros iniciales son correctos, ponemos en marcha la bomba. 8. Ponemos en marcha la extrusora. 9. Llevamos a la bomba hasta sus condiciones nominales: n =25 rpm y aceleramos el
motor del extrusor hasta que la presión de masa sea aproximadamente 70 bar. 10. Cuando se alcanza la presión de conmutación pasamos a modo automático:
a. El robot cierra la válvula de derivación que está abierta durante el arranque. b. La velocidad de la bomba de masa se regula a velocidad nominal c. La velocidad de la extrusora se regula según la presión de masa (acelera
hasta conseguir 100 bar antes de la bomba). 11. Conectar molino.
10.5 Líneas de Maniobra
Las líneas L4, L12 y L15 son las destinadas a alimentar los circuitos de maniobra de este sistema. La repartición de esta maniobra la encontramos en detalle en los Planos Nº 18-35, que se corresponden a los esquemas de potencia y maniobra de los motores de esta instalación.
La repartición de estas líneas es la siguiente:
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RECEPTOR LINEA Línea L4 Maniobra motor extrusor L4.1 Maniobra motor bomba de masa L4.2 Maniobra motores ventiladores L4.3 Termorreguladores L4.4 Reserva L4.5 Línea de control L12 Maniobra motor molino L12.1 Maniobra motor cinta transportadora L12.2 Reserva L12.3 Línea de control L15 Maniobra motor compresor secador L15.1 Maniobra motor compresor transporte L15.2 Maniobra motor agitadores tolvas L15.3 Válvula dosificadora L15.4 Reserva L15.5
Tabla 29. Líneas de maniobra
Por lo que se refiere a las líneas L4 y L15, adoptaremos transformadores de mando
de la gama SITAS de la casa comercial SIEMENS. Estos transformadores se emplean como transformadores de separación o de seguridad.
Se trata de transformadores monofásicos, de tipo 4AM, de hasta 2 kVA de potencia. El grado de protección podemos elegirlo, y puede ser IP23, IP54 o bien IP65, en función de nuestras necesidades.
En cuanto a las protecciones incorporadas en el mismo transformador, tenemos una protección interna mediante un termistor, ajustable a realizar el disparo de su alimentación en caso necesario. Externamente, estos transformadores están preparados para la protección sin fusibles, utilizando para la protección contra cortocircuitos y sobrecargas un interruptor automático estándar.
En nuestro caso concreto, mantendremos los circuitos de maniobra del extrusor y del sistema de transporte de materias separados, de tal modo que adoptaremos 2 transformadores de mando de las siguientes características:
Características Marca SITAS Referencia 4AM55 41-5A0-0B Tensión entrada U1 (V) 400 Tensión salida U2 (V) 230 Potencia (VA) 800 Intensidad absorbida I1 (A) 2 Grado protección IP54
Tabla 30. Características transformadores mando
10.6 Líneas de Control
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Las líneas L5 y L16 están destinadas a la alimentación del sistema de control. Debemos tener en cuenta que la alimentación de la CPU del autómata debe ser independiente del resto, como podemos ver esquema unifilar del Plano Nº 16.
Las líneas L5.1 – L5.6 corresponden a la alimentación con corriente continua de distintas cargas del sistema de control del extrusor. A su vez, las líneas L16.1 – L16.6 corresponden a la alimentación con corriente continua de las distintas cargas del sistema de control del transporte de materias. En la siguiente tabla podemos ver con más detalle la repartición de estas líneas:
RECEPTOR LINEA Línea de control L5 Tensión de mando L5.1 Termorreguladores L5.2 Convertidor de frecuencia Regulador de presión
L5.3
Entradas / Salidas Autómata L5.4 Entradas / Salidas Autómata L5.5 CPU L5.6 Línea de control L16 Tensión de mando L16.1 Detectores presencia L16.2 Sensores de temperatura L16.3 Entradas / Salidas Autómata L16.4 Entradas / Salidas Autómata L16.5 CPU L16.6
Tabla 31. Líneas de control
Adoptaremos para estas líneas 2 fuentes de alimentación de corriente continua del
tipo SIDAC-T de la casa comercial SIEMENS. Se trata de equipos rectificadores monofásicos del tipo 4AV2, diseñados para la alimentación de mandos electrónicos y sistemas SIMATIC, que son los sistemas de control que hemos adoptado en esta instalación.
En este caso, estos rectificadores están preparados para hacer la función de transformadores de seguridad o separación. En cuanto a su protección interna, están protegidos mediante un varistor, y manifiestan el aviso externamente a través de un LED.
Nuevamente, mantendremos 2 circuitos, uno para la tensión de mando del extrusor, y otro para el sistema de transporte de materias. Las características que los definen son:
Características Marca SIDAC-S Referencia 4AV24 00-2AB Tensión entrada U1 (V) 230 AC Tensión salida U2 (V) 24 CC Intensidad absorbida I1 (A) 1.7 A AC Intensidad salida I2 (A) 10 A CC Rizado < 5%
Tabla 32. Características rectificadores de corriente continua
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11 Iluminación 11.1 Datos Generales de los Sistemas de Iluminación
Las lámparas de alumbrado se emplean montadas sobre armaduras o pantallas, provistas de sistemas de difusión y transmisión de muy diversas formas, según el tipo de alumbrado deseado. Además de sus características luminotécnicas, debemos tener en cuenta otros factores a la hora de escoger un sistema u otro, como son la protección contra la entrada de agua y polvo, su accesibilidad, el montaje, etc.
Las partes fundamentales de una pantalla de alumbrado son las siguientes:
- Luminaria: aparato que distribuye, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas.
- Reflector: dispositivo que sirve para modificar el reparto espacial del flujo luminoso de una fuente de luz utilizando el fenómeno físico de la reflexión.
- Difusor: dispositivo que sirve para modificar el reparto espacial del flujo luminoso de una fuente de luz utilizando el fenómeno físico de la difusión.
- Pantalla: protección que impide la visión directa de las lámparas y que pueden actuar cono difusores.
- Vidrio de protección: parte de la luminaria destinada a la protección contra la entrada de agua, polvo y otras sustancias contaminantes.
- Rejilla de protección: elemento de protección física contra los golpes.
El rendimiento de una pantalla viene dado por las características de los elementos citados a continuación, y viene dado por la relación existente entre el flujo luminoso entregado por ella y el flujo luminoso primario producido por las lámparas que contiene. Este dato viene dado por el mismo fabricante. 11.2 Clases de lámparas
Podemos ver brevemente las características principales de los distintos tipos de
lámparas que podemos elegir para la iluminación de la nave, y son:
- Lámparas incandescentes: se trata de las lámparas más conocidas, y su funcionamiento básico consiste en el paso de la corriente a través de un filamento de tungsteno que se pone incandescente al paso de la corriente emitiendo luz. El filamento se rodea de una ampolla de cristal rellena de un gas inerte para facilitar su refrigeración. Son las lámparas de menor rendimiento lumínico.
- Lámparas halógenas o de cuarzo-yodo: Se trata de una variante de las lámparas incandescentes, que sustituye el cristal por una ampolla de cuarzo, rellena de gas argón y partículas de yodo. más resistente a las altas temperaturas, pudiendo reducir el tamaño de la lámpara. El yodo actúa como regenerador del filamento de tungsteno, alargando la vida útil de la lámpara.
- Lámparas fluorescentes: Estas lámparas constan de un tubo de vidrio recubierto interiormente de una sustancia fluorescente y relleno de argón y vapor de mercurio. Consta de dos filamentos de tungsteno, uno en cada extremo del tubo. La emisión de luz de estas lámparas proviene de las radiaciones energéticas producidas por los electrones en movimiento a través de vapor de mercurio. El rendimiento de estas
Memoria Descriptiva
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lámparas es cuatro veces superior al de las lámparas incandescentes, y sus filamentos desprenden muy poco calor.
- Lámparas de descarga: se trata de lámparas cuyo flujo luminoso proviene del paso de corriente eléctrica a través de un gas o vapor. El funcionamiento es similar al de las lámparas fluorescentes, que son en realidad lámparas de descarga a baja presión. Tenemos:
o Lámparas de descarga de vapor de mercurio: este tipo de lámparas no ofrece una buena definición del color por si mismas, aunque existen métodos que mejoran esta deficiencia, como lo son el añadir halogenuros o yoduros en el interior de la ampolla de descarga. Esto mejora su rendimiento, y se utilizan para los alumbrados industriales y públicos.
o Lámparas de luz de mezcla: es la combinación de lámparas incandescentes y de vapor de mercurio, y su rendimiento lumínico no es muy elevado.
o Lámparas de vapor de sodio: pueden ser de baja o alta presión. La luz emitida es de color amarillo intenso, y suele emplearse en alumbrado vial por la mala definición de colores que ofrece.
En la tabla siguiente podemos ver n resumen de las principales características de
cada uno de los tipos vistos. Tipo de lámpara Modelo P
(W) ?L (lm/W)
P (W)
?L (lm/W)
Vida media (h)
Estándar 100 14 250 16 Con reflectante 100 9 250 10 Proyección 100 9 250 12
Incandescentes
Halógenas 100 18 250 20
1000 a 2000
Normales 40 60 65 61 Arranque rápido 36 62 65 61 Lámparas compactas 15 65 25 60
Fluorescentes (color día)
Alto rendimiento 36 90 58 96
7000 a 8000
Vapor de Hg color corregido
100 50 250 54
Vapor de Hg sin corrección 100 42 250 46 Vapor de Hg con yoduros 100 70 250 75
6000 a 7000
Luz mezcla 100 18 250 25 5000 Sodio baja presión 100 140 250 180
De descarga
Sodio alta presión 100 70 250 100 5000
Tabla 33. Características lámparas de alumbrado.
siendo: ηL: Rendimiento luminoso P: Potencia consumida
Los factores que tendremos en cuenta a la hora de decidir el tipo de iluminación necesaria en el recinto que nos ocupa son los siguientes:
- Tipo de actividad: según el tipo de actividad que vaya a desempeñarse se necesita un grado u otro de iluminación. Básicamente, estos valores nos los muestra la siguiente tabla:
Memoria Descriptiva
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Criterios de uso E en lux Tipo de local
Solamente para visitas breves y esporádicas
50 75
100
Almacenes, estacionamientos, cuartos de máquinas, etc
Locales no utilizados continuamente para trabajar
100 150 200
Vestíbulos, escaleras, salas de espera, pasillos, aseos, cines, teatros, etc
Trabajos con requerimientos visuales limitados
200 300 500
Oficinas, aulas, grandes cocinas, estaciones de servicio, gimnasios, salas de lectura y exposición, etc
Trabajos con requerimientos visuales normales.
500 750 1000
Laboratorios, salas de contabilidad y mecanografía, trabajos manuales , de dibujo, costura, etc
Trabajos con requerimientos visuales especiales
1000 1500 2000
Salas de delineación y de trabajos industriales de precisión.
Tabla 34. Grado de iluminación según el tipo de actividad.
Siendo “E” el nivel de iluminación requerido. - Tipo de lámpara: actualmente, el mercado nos ofrece distintos tipos de lámpara
cuyas características se adaptan de mayor o menor modo a nuestras necesidades, ya sea por el tipo de iluminación que ofrecen, la vida útil, el rendimiento, etc. En la tabla xxx hemos podido ver las características básicas de cada uno de los tipos principales.
- Tipo de pantalla: las pantallas son el medio de transmisión de la luz emitida por las lámparas, las hay de diversos tipos y formas, e inciden directamente sobre la iluminación.
La iluminación que requerimos en este proyecto es una iluminación para un recinto
cerrado, donde se encuentra ubicada la línea de extrusión de perfiles. Las actividades industriales que se realizan no requieren una precisión elevada, y podemos definir dos planos de trabajo distintos, uno a pie de nave y otro a la altura de la plataforma donde se encuentra ubicado el extrusor. 11.3 Solución Adoptada
Optamos por utilizar 3 tipos de pantallas distintas, con 2 tipos de lámparas. Las luminarias utilizadas junto con la lámpara correspondiente son:
1. Luminaria HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013 Lámpara HPL-N 400 W Se trata de la pantalla escogida para la iluminación general de la nave. Es una lámpara de descarga de vapor de mercurio con yoduros, especialmente indicada para la iluminación en naves de gran altura. El flujo luminoso que proporciona esta lámpara es estrecho, lo que hace aumentar la calidad de la iluminación. La pantalla lleva incorporada una protección contra el polvo.
2. Luminaria HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007
Memoria Descriptiva
79
Lámpara HPL-N 250 W Se trata de la pantalla escogida para la iluminación de la plataforma. En este caso necesitamos una iluminación más elevada, ya que los trabajos a efectuar en la plataforma son de tipo más preciso que en el resto de la nave, así escogemos una lámpara con el flujo luminoso más estrecho. Es una lámpara de descarga de vapor de mercurio con yoduros, especialmente indicada para la iluminación en naves de gran altura. En este caso disminuimos la potencia de la lámpara porque la plataforma está elevada con respecto al suelo de la nave. La pantalla lleva incorporada una protección contra el polvo.
3. Luminaria HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013 Lámpara HPL-N 250 W Se trata de la pantalla escogida para la iluminación de la entrada de la nave. Es una lámpara de descarga de vapor de mercurio con yoduros, especialmente indicada para la iluminación en naves de gran altura, con un flujo luminoso como el de la pantalla de tipo 1. En este caso hemos reducido la potencia de la lámpara porque en la entrada de la nave no se precisa un nivel de iluminación tan elevado, puesto que las tareas que se llevan a cabo en esta zona son de paso y transporte de materiales. La pantalla lleva incorporada una protección contra el polvo.
Se trata de lámparas y pantallas de la casa comercial PHILIPS, y el resto de sus
características podemos verlas en los Anexos de este proyecto. El número de lámparas a utilizar viene dado por los resultados obtenidos en el Apartado 3 de la Memoria de Cálculo. La ubicación de las mismas podemos verla con más detalle en el plano Nº 15. Esta ubicación se ha visto afectada por las distintas actividades de la nave.
En cuanto a la iluminación de emergencia, adoptaremos pantallas del tipo TCH 329/108 P M EL3, con lámparas TL 8W/840 (pequeños fluorescentes de 8 W de potencia). Se trata de lámparas con 3 horas de autonomía, y un sistema de funcionamiento mantenido. La óptica es del tipo P, sistema óptico de rendimiento mejorado con un buen apantallamiento de la lámpara mediante un difusor prismático transparente PMMA.
La distribución del alumbrado de emergencia viene dada por los puntos de entrada y salida del recinto. Podemos ver la ubicación de las mismas con más detalle en el Plano Nº15.
12 Tomas de corriente
Las líneas L24, L25 y L26 están destinadas a las tomas de corriente necesarias en la zona de trabajo próxima al extrusor. Tenemos en esta instalación 3 tipos de cajas de tomas de corriente, distribuidas de la forma que se explica a continuación.
Se trata de cajas de tomas de corriente industriales de la casa comercial SIMON, cuyas características son:
Tipo caja Características
Tipo 1 Marca SIMON Referencia 17910-35 Tipo de bases: Número de bases:
− 2P + T 16 A 250V
4
Memoria Descriptiva
80
Tipo caja Características
Tipo 2 Marca SIMON Referencia 17911-35 Tipo de bases: Número de bases:
− 2P + T 16 A 250V
2
− 3P + T 16A 400V
1
Tipo 3 Marca SIMON Referencia 17920-35 Tipo de bases: Número de bases:
− 2P + T 16 A 250V
3
− 3P + T 16A 400V
1
− 3P + T 32A 400V
1
Tabla 35. Tipos de cajas tomas de corriente
La repartición de las cajas en las distintas líneas se hace de la siguiente forma: − L24: tomas de corriente zona extrusor
o 1 x tipo 3 − L25: tomas de corriente zona molino triturador
o 1 x tipo1 − L26: tomas de corriente zona secador
o 1 x tipo 2 Calcularemos la intensidad necesaria para cada una de las líneas en el Apartado 5.5 de la Memoria de Cálculo. El detalle de la instalación de las cajas podemos verlo en el Plano Nº 14.
13 Datos generales de la instalación
La alimentación de los receptores eléctricos de nuestra instalación viene dada por una línea general que proviene de la estación de transformación situada en el exterior de la nave industrial.
De la estación de transformación parte una línea subterránea (L0) que alimenta al cuadro de distribución principal C1. El detalle de esta línea podemos verlo en el Plano Nº 17. Desde este cuadro se reparten las distintas líneas para la alimentación de la línea de extrusión objeto de este estudio. La iluminación considerada será la general para toda la nave, ya que resulta difícil estudiar la iluminación de la zona de trabajo de forma independiente del resto del local.
Dividimos los consumos en cinco ramas principales, una para cada núcleo de nuestra instalación:
− Sistema Extrusión − Sistema de Transporte de materias − Sistema de Reciclaje de materias − Sistema iluminación
Memoria Descriptiva
81
− Sistema tomas de corriente
Figura 45. Distribución general de energía
El esquema unifilar que representa la distribución eléctrica completa podemos verlo en
el Plano Nº 16 de este proyecto. La repartición de las cargas viene dada según la siguiente tabla:
RECEPTOR LINEA TIPO DE CARGA EXTRUSOR Maniobra L4 Transformador monofásico T4 Líneas de control L5 Rectificador CC G5 Accionamiento del extrusor L6 Variador de frecuencia +
Motor accionamiento U6 M6
Accionamiento de la bomba L7 Variador de frecuencia + Motor accionamiento
U7 M7
Ventilador zona 1 L8 Motor accionamiento M8 Ventilador zona 2 L9 Motor accionamiento M9 Ventilador zona 3 L10 Motor accionamiento M10 Calefacciones L11 Resistencias eléctricas R11 SISTEMA RECICLAJE Maniobra L12 Circuito de maniobra Accionamiento molino L13 Motor accionamiento M13 Accionamiento cinta transportadora
L14 Motor accionamiento M14
SISTEMA TRANSPORTE Maniobra L15 Transformador monofásico T15 Líneas de control L16 Rectificador CC G16 Accionamiento compresor secador
L17 Motor accionamiento M17
Accionamiento compresor sistema de succión
L18 Motor accionamiento M18
Calefacciones L19 Resistencias eléctricas R19 Agitador tolva B1 L20 Motor accionamiento M20 Agitador tolva B2 L21 Motor accionamiento M21 Agitador tolva B3 L22 Motor accionamiento M22 Agitador tolva B4 L23 Motor accionamiento M23
Memoria Descriptiva
82
RECEPTOR LINEA TIPO DE CARGA SISTEMA DE ALUMBRADO Entrada L28 Iluminación entrada V28 General L29 Iluminación general nave V29 Plataforma L30 Iluminación plataforma V30 Emergencia L31 Iluminación de emergencia V31 SISTEMA DE TOMAS DE CORRIENTE Tomas de corriente L24 Tomas de corriente N24 Tomas de corriente L25 Tomas de corriente N25 Tomas de corriente L26 Tomas de corriente N26
Tabla 36. Cargas de la instalación
Las secciones de los cables y las protecciones eléctricas de cada una de estas líneas
podemos verlas en detalle en los Apartados 14 y 15 de esta memoria.
14 Sección de los Conductores
Una vez determinadas las cargas del sistema, debemos dimensionar la sección de los conductores de alimentación de cada una delas líneas.
Para este fin, debemos tener en cuenta la intensidad que circula por cada una y el tipo de carga que alimentan.
14.1 Líneas de Fase, Neutro y Conductor de protección
La potencia de cada carga en particular, y la repartición en las diferentes líneas, son los factores a tener en cuenta a la hora de calcular la intensidad nominal de cada una de ellas, y posteriormente, las secciones de los conductores de fase y neutro de nuestra instalación.
En el Apartado 6 de la Memoria de Cálculo, podemos ver en detalle las consideraciones tenidas en cuenta a la hora de hallar estos valores. A continuación, podemos ver una tabla resumen de los resultados:
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 SECCIÓN PE
mm2 L0 3 x 240 120 120 L1 3 x 25 16 16
L1A 3 x 25 16 16 L2 3 x 1,5 1,5 1,5
L2A 3 x 1,5 1,5 1,5 L3 3 x 4 4 4
L3A 3 x 2,5 2,5 2,5 L3B 3 x 1,5 1,5 1,5 L27 3 x 2,5 2,5 2,5 L32 3 x 16 10 16 L4 2 x 1,5 1,5 1,5 L5 2 x 1,5 - 1,5 L6 3 x 16 10 16 L7 3 x 1,5 1,5 1,5
Memoria Descriptiva
83
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 SECCIÓN PE
mm2 L8 3 x 1,5 1,5 1,5 L9 3 x 1,5 1,5 1,5
L10 3 x 1,5 1,5 1,5 L11 3 x 4 4 4 L12 1 x 1,5 1,5 1,5 L13 3 x 1,5 1,5 1,5 L14 3 x 1,5 1,5 1,5 L15 2 x 1,5 - 1,5 L16 1 x 1,5 1,5 1,5 L17 3 x 1,5 1,5 1,5 L18 3 x 1,5 1,5 1,5 L19 3 x 1,5 1,5 1,5 L20 3 x 1,5 1,5 1,5 L21 3 x 1,5 1,5 1,5 L22 3 x 1,5 1,5 1,5 L23 3 x 1,5 1,5 1,5 L24 3 x 6 6 6 L25 3 x 2,5 2,5 2,5 L26 3 x 2,5 2,5 2,5 L28 3 x 1,5 1,5 1,5 L29 3 x 2,5 2,5 2,5 L30 3 x 1,5 1,5 1,5 L31 3 x 1,5 1,5 1,5
Tabla 37. Tabla resumen para líneas trifásicas
Las secciones de las líneas monofásicas secundarias de los circuitos de maniobra y
control tendrán las mismas características que las líneas principales L4, L5, L12, L15 y L16.
Los cables utilizados son de la casa PIRELLI del tipo RETENAX FLEX, con una tensión de aislamiento de 1000 V. Se trata de cables aptos para redes de distribución e instalaciones industriales al aire o enterradas, con excelente comportamiento frente a sobrecargas y cortocircuitos. Son cables no propagadores del incendio y de baja emisión de gases corrosivos en caso de incendio. Son especialmente indicados para instalaciones industriales.
Estos cables están formados por conductores flexibles de cobre aislados con polietileno reticulado y con cubierta de PVC.
El cable utilizado para la línea de alimentación principal L0 es un cable de la casa PIRELLI del tipo RETENAX FLAM de aluminio. Se trata de cables con tensión de aislamiento de 1000 V no propagadores de llama, especialmente indicados para instalaciones subterráneas. 14.2 Caídas de Tensión
Calcularemos las caídas de tensión que tenemos en las líneas entre su origen y los consumos. Según la Instrucción MIE BT 017 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, esta caída no debe superar el 3% en líneas de alumbrado y el 5% en líneas de
Memoria Descriptiva
84
otros usos. Debido a la naturaleza de nuestra instalación, tomaremos el valor de 5%, ya que el alumbrado de la nave no es objeto de este proyecto.
Las caídas de tensión se calculan en función de la sección del conductor, la potencia instalada y la longitud del cable.
Los resultados obtenidos según el Apartado 6.3 de la Memoria de Cálculo son:
LINEA LONGITUD
(m) POTENCIA
INSTALADA (W) TENSIÓN (V)
SECCIÓN (mm2) ∆U (%)
L0 13,6 99.320 400 240 0,101 L1 0 38.430 400 25 0,000
L1A 28,27 37.350 400 25 0,471 L2 0 4.810 400 1,5 0,000
L2A 38,12 4.090 400 1,5 1,160 L3 0 11.040 400 4 0,000
L3A 33,7 9.600 400 2,5 1,444 L3B 38,12 360 400 1,5 0,102 L27 4,3 9.568 400 2,5 0,184 L32 28,21 35.472 400 16 0,698 L4 5,96 720 400 1,5 0,064 L5 5,96 360 230 1,5 0,097 L6 4,96 22.000 400 16 0,076 L7 4,96 750 400 1,5 0,028 L8 4,96 750 400 1,5 0,028 L9 4,96 750 400 1,5 0,028
L10 4,96 750 400 1,5 0,028 L11 4,96 12.350 400 4 0,171 L12 5,48 720 230 1,5 0,178 L13 5,48 4.000 400 1,5 0,163 L14 5,48 90 400 1,5 0,004 L15 5,96 720 400 1,5 0,064 L16 5,96 360 230 1,5 0,097 L17 3,08 1.100 400 1,5 0,025 L18 3,08 2.200 400 1,5 0,050 L19 3,08 6.000 400 1,5 0,138 L20 3 180 400 1,5 0,004 L21 3 180 400 1,5 0,004 L22 3,08 180 400 1,5 0,004 L23 4,94 120 400 1,5 0,004 L24 7,96 17.736 400 6 0,263 L25 11,68 8.868 400 2,5 0,462 L26 9,69 8.868 400 2,5 0,384 L28 21,18 538 400 1,5 0,085 L29 23,75 8.440 400 2,5 0,895
Memoria Descriptiva
85
LINEA LONGITUD
(m) POTENCIA
INSTALADA (W) TENSIÓN (V)
SECCIÓN (mm2) ∆U (%)
L30 17,15 538 400 1,5 0,069 L31 21,53 52 400 1,5 0,008
Tabla 38. Caídas de tensión
Según esto, y debido a que ningún valor supera el máximo que establece el
reglamento, no tenemos que redimensionar la sección de los conductores. 14.3 Compensación del Factor de Potencia
Las cargas de la instalación, además de consumir energía activa (P) consumen energía reactiva (Q), lo que provoca caídas de tensión en la red de alimentación. Para compensar este efecto, adoptaremos en la instalación generadores de la energía reactiva necesaria, regulando así este efecto.
Para este tipo de compensación se utilizan condensadores de potencia. Por lo que respecta a la conexión de estos condensadores, puede ser individual o en grupo.
La conexión individual se utiliza preferentemente para grandes consumidores de carga constante, ya permite ajustar de manera más precisa la energía reactiva necesaria.
Para grupos de pequeños consumidores de pequeña potencia que no siempre funcionan a la vez, es más rentable la conexión por grupos, ya que podemos adoptar condensadores de potencia menor en función del factor de simultaneidad. Para el tipo de cargas que tenemos en esta instalación, la conexión más adecuada es la compensación central.
Además de las agrupaciones de consumos, podemos adoptar para los condensadores conexión triángulo o conexión estrella. Para la compensación central es más rentable la conexión triángulo, ya que para el mismo valor de energía reactiva, necesitamos adoptar condensadores con una tercera parte de la capacidad (ver Apartado 6.6 de la Memoria de Cálculo).
Adoptaremos baterías automáticas Minicap de la casa comercial SIEMENS para la compensación de energía reactiva. Estas baterías vienen equipadas con un regulador Varlogic, que ajusta automáticamente la compensación y protege a los condensadores frente a microcortes:
PARÁMETROS LÍNEAS U (V) Qc‘(kVAr) Composición (escalones)
L0 (Línea Repartidora) 400 60 10 + 10 + 2x20
Tabla 39. Condensadores de Potencia
Los cálculos de la potencia necesaria los podemos ver en detalle en el Apartado 6.6
de la Memoria de Cálculo.
15 Protecciones Eléctricas
En este apartado definiremos qué tipo de protección, desde el punto de vista eléctrico, hace falta para cada una de las cargas de nuestro sistema. La repartición de cargas en las distintas líneas podemos verla en detalle en el Plano Nº 16. En el Apartado
Memoria Descriptiva
86
13 de esta Memoria podemos ver un resumen de las distintas líneas y sus cargas correspondientes.
15.1 Conceptos Básicos
Toda instalación eléctrica debe estar dotada de una serie de protecciones que aseguren unas condiciones óptimas de seguridad tanto para los elementos que compongan la instalación como para las personas que trabajen en ella. Las protecciones comunes en toda instalación eléctrica son las siguientes:
− Protección contra cortocircuitos − Protección contra sobrecargas − Protección contra electrocución
Protección contra cortocircuitos: Definimos “cortocircuito” como la unión de dos
conductores o partes de un circuito eléctrico con una diferencia de potencial o tensión entre sí, sin ninguna impedancia eléctrica entre ellos. Esto hace que la intensidad tienda a infinito, provocando una situación de peligro para las máquinas y conductores por los que pase esta intensidad. Las protecciones más empleadas para la protección contra esta falta son:
− Fusibles: se trata de una sección de hilo más fino que los conductores normales, colocado en la entrada de la línea, de tal modo que en caso de sufrir una sobreintensidad, sea la primera parte en fundirse, quedando así la parte del circuito que le sigue protegida.
− Interruptores automáticos magnetotérmicos: se les llama también PIA, Pequeños Interruptores Automáticos. Están formados por una bobina que al ser atravesada por una intensidad mayor a la fijada, actúa sobre un contacto móvil que abre el circuito. Además de esto, estos dispositivos están previstos de una parte térmica, que es la parte que se utiliza para la protección contra sobrecargas.
Ambas protecciones vienen definidas por las curvas de disparo, adaptándose a cada
aplicación de forma independiente.
Protección contra sobrecargas: Definimos “sobrecarga” como el exceso de intensidad en un circuito debido a un defecto de aislamiento, o bien a una avería o demanda excesiva de la carga de la máquina conectada a un motor eléctrico. Las protecciones más empleadas para la protección contra esta falta son:
− Fusibles calibrados, tipo rápido o lento: Como hemos visto en el apartado anterior, pueden servir para la protección contra cortocircuitos. Se emplean para la protección contra sobrecargas en circuitos domésticos, de alumbrado y pequeños motores junto con un PIA. No son adecuados para la protección de motores trifásicos.
− Interruptores automáticos magnetotérmicos (PIA): La parte térmica de estos dispositivos es la que se utiliza para la protección contra sobrecargas. Se trata de una lámina bimetálica que se dobla al ser calentada ante un exceso de intensidad, desconectando el circuito. En función del valor de la intensidad que circule, la apertura será más o menos rápida.
Memoria Descriptiva
87
− Relés térmicos: es la protección más utilizada para motores trifásicos de aplicación industrial .Su actuación se basa en una lámina de bimetal, formada de dos metales con diferente coeficiente de dilatación soldadas entre si. Al sobrepasar la intensidad asignada al motor, la lámina se dilatará actuando sobre el contactor que acciona el motor. En el caso de tratarse de relés térmicos trifásicos, tendremos tres bimetales, uno para cada fase, controlando la sobrecarga que se produce en cada una de ellas.
Protección contra electrocución: Distinguiremos dos tipos de protecciones contra esta
falta, que son:
− Clase A: Consiste en evitar riesgos a la hora de tocar partes en tensión o que pueden estarlo, como la separación de circuitos, el empleo de pequeñas tensiones de seguridad, inaccesibilidad simultánea de conductores y masa, o bien conexiones equipotenciales.
− Clase B: Consiste en dos medidas, que son la puesta a tierra de las masas, y el empleo de interruptores o relés diferenciales. La puesta a tierra de las masas consiste en unir eléctricamente todas las masas metálicas de la instalación con un electrodo de unión a tierra, con la mínima resistencia eléctrica posible. Con esto se consigue que, en caso de tener una corriente de defecto a tierra, ésta tenga más fácil la circulación por la red de tierras que por el cuerpo humano, haciendo así su función de protección de las personas físicas.
Trataremos las protecciones de las líneas cuyas cargas sean motores de manera
distinta que para el resto, ya que tienen algunos aspectos específicos a tener en cuenta a la hora de determinarlas. 15.2 Protecciones Línea Repartidora L0
La línea repartidora es el tramo que parte del CT y alimenta al Cuadro General de Distribución (C1). Dispondremos de las siguientes protecciones:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos:
Para la protección del transformador y del conductor adoptaremos un interruptor seccionador con fusibles del tipo 3KL de la casa comercial SIEMENS en el origen de la línea.
Para la protección de la distribución adoptaremos a la entrada del cuadro C1 un interruptor general automático del tipo 3VF de la casa comercial SIEMENS.
La intensidad de calibrado de ambas protecciones viene dada por la Potencia de Utilización, aplicado el coeficiente de simultaneidad previsto para la instalación (ver Apartado 4.3 de la Memoria de Cálculo).
A la hora de adoptar el Interruptor Automático debemos tener en cuenta la Intensidad Máxima de cortocircuito calculada para ese punto (ver Apartado 7.4 de la Memoria de Cálculo).
El interruptor automático adoptado tienen un poder de corte y de apertura de 25 kA. Las intensidades calculadas en ese punto son de 6.27 kA.
Protección contra contactos indirectos:
Memoria Descriptiva
88
Para la protección de personas adoptaremos un Interruptor diferencial. La sensibilidad del mismo dependerá de la selectividad necesaria de acuerdo con el resto de la instalación. La intensidad máxima permisible debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del Interruptor Automático que lo acompaña.
LINEA I NOMINAL (A) PROTECCIÓN I (A) Sensibilidad
(mA)* TIPO L0 142,32 Q0.1 160 Seccionador-Fusible
Q0.2 160 500 mA I. Automático con módulo DI
Tabla 40. Protecciones línea repartidora L0
15.3 Protecciones Líneas Principales L1, L2 y L3.
Las líneas L1-L3 son aquellas que contienen todas las cargas motoras de la instalación, junto con sus circuitos de control y maniobra. Las protecciones para estas líneas vienen definidas de la siguiente forma:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos: Para la protección del conductor adoptaremos un interruptor automático del tipo
3VF visto anteriormente en el origen de la línea. La intensidad de calibración viene dada por la nominal absorbida según la tabla general de intensidades vista en el Apartado 5.7 de la Memoria de Cálculo.
A la hora de adoptar el Interruptor Automático debemos tener en cuenta la Intensidad Máxima de cortocircuito calculada para ese punto (ver Apartado 7.4 de la Memoria de Cálculo).
Los interruptores automáticos adoptados tienen un poder de corte de 18 kA y un poder de apertura de 9 kA. Las intensidades calculadas en ese punto son inferiores a 1 kA.
Protección contra contactos indirectos: Adoptaremos un interruptor diferencial con retardo, debido a la selectividad
prevista. La intensidad máxima permisible por el interruptor diferencial debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del Interruptor Automático que lo acompaña.
LÍNEA I nominal (A) I max cable (A) I. AUTOMÁTICO I. DIFERENCIAL Denom. I asig. (A) Denom. Sensibilidad I asig. (A)
L1 60,55 110 Q1.1 100 Q1.2 300 mA 125 L2 8,53 17 Q2.1 16 Q2.2 300 mA 25
L3 16,44 34 Q3.1 32 Q3.3 300 mA 40
Tabla 41. Protecciones Líneas Principales L1, L2 y L3
15.4 Protecciones Líneas Secundarias L1A, L2A, L3A y L3B.
Las líneas L1A-L3A son aquellas que se reparten desde el cuadro principal C1 en los cuadros C2-C5. Las protecciones para estas líneas vienen definidas de la siguiente forma:
Memoria Descriptiva
89
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos: Para la protección del conductor adoptaremos un interruptor magnetotérmico en el
origen de la línea. Para la protección de la distribución adoptaremos a la entrada de los cuadros secundarios un segundo Interruptor Magnetotérmico, ambos del tipo 5SP4/5SX4 con curva de disparo de Tipo C. La intensidad de calibrado de ambas protecciones viene dada por la tabla de intensidades (ver Apartado 5.6 de la Memoria de Cálculo).
Protección contra contactos indirectos: Adoptaremos un interruptor diferencial de alta sensibilidad. La intensidad máxima
permisible debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del Interruptor Automático que lo acompaña.
LÍNEA I nominal
(A) I max cable
(A) I. MAGNETOTÉRMICO I. DIFERENCIAL Denom. I asig. (A) Denom. Sensibilidad I asig. (A)
L1A 57,59 104,5 Q1A.1 100 Q1A.3 30 mA 125 Q1A.2 100
L2A 6,93 15,3 Q2A.1 16 Q2A.3 30 mA 25
Q2A.2 16
L3A 12,40 22,5 Q3A.1 25 Q3A.3 30 mA 25
Q3A.2 25
L3B 1,08 15,3 Q3B.1 6 Q3B.3 30 mA 25
Q3B.2 6
Tabla 42. Protecciones Líneas Secundarias
15.5 Protecciones Líneas Alumbrado y Tomas de Corriente
Las líneas L27 y L32 son aquellas que se reparten desde el cuadro principal C1 en los cuadros C6 y C7. Las protecciones para estas líneas vienen definida de la siguiente forma:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos: Para la protección del conductor adoptaremos un interruptor automático en el
origen de la línea del tipo 3VF2 de la casa comercial SIEMENS. Para la protección de la distribución adoptaremos a la entrada de los cuadros
secundarios un segundo interruptor automático del tipo 3VF2. La intensidad de calibrado de ambas protecciones viene dada por la tabla de intensidades (ver apartado 5.6 de la Memoria de Cálculo).
LÍNEA I nominal (A) I max cable (A) I. AUTOMÁTICO Denom. I asig. (A)
L27 18,40 20 Q27.1 20
Memoria Descriptiva
90
LÍNEA I nominal (A) I max cable (A) I. AUTOMÁTICO
Q27.2 20 L32 38,40 77,9 Q32.1 40
Q32.2 40
Tabla 43. Protecciones Líneas de Alumbrado y Tomas de Corriente
15.6 Protecciones Circuitos Secundarios Alumbrado y Tomas de Corriente
Las líneas L28-L31, y las líneas L24-L26 son los circuitos que parten de los
cuadros C6 y C7 respectivamente. Las protecciones a adoptar en cada uno de estos circuitos son:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos: Adoptaremos en cada uno de los circuitos secundarios un interruptor
magnetotérmico del tipo 5SX2 con curva de disparo del tipo C en las líneas correspondientes al alumbrado; y del tipo 5SX4 con curva de disparo del tipo B en el caso de las líneas correspondientes a las tomas de corriente. La intensidad de calibración será la absorbida según el Apartado 5.6 de la Memoria de Cálculo.
Cada una de las fases en que se dividen estas líneas estará protegida con un interruptor automático (PIA) para una mejor separación de los circuitos en caso de fallo.
Protección contra contactos indirectos :
Adoptaremos un interruptor diferencial de alta sensibilidad en cada uno de los
circuitos. La intensidad máxima permisible debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del Interruptor Automático que lo acompaña.
LÍNEA I nominal
(A) I max
cable (A) PIA (Circuitos Monofásicos)
I. MAGNETOTÉRMICO I. DIFERENCIAL
Denom. I asig.
(A) Denom. I asig. (A) Denom. Sensibilidad I asig. (A)
L24 32,00 35,2 Q24.1 32 Q24.2 30 mA 40
L24,1 16,00 20 Q24.1.1 16
L25 16,00 20 Q25.1 16 Q25.2 30 mA 25
L26 16,00 20 Q26.1 16 Q26.2 30 mA 25
L28 1,10 13,6 Q28R.1 2 Q28.1 6 Q28.2 30 mA 25
Q28S.1 2
L29 16,10 20 Q29R.1 10 Q29.1 20 Q29.2 30 mA 25
Q29S.1 10
Q29T.1 10
L30 1,10 13,6 Q30R.1 2 Q30.1 6 Q30.2 30 mA 25
Q30S.1 2
L31 0,10 13,6 Q31R.1 2 Q31.1 6 Q31.2 30 mA 25
Q31S.1 2
Memoria Descriptiva
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LÍNEA I nominal
(A) I max
cable (A) PIA (Circuitos Monofásicos)
I. MAGNETOTÉRMICO I. DIFERENCIAL
Q31T.1 2
Tabla 44. Protecciones circuitos secundarios alumbrado y tomas de corriente
15.7 Protecciones para Motores Para determinar las protecciones necesarias para los motores de nuestra instalación, recurrimos a la instrucción MIE BT 034 del RBT en la que se indica que los motores eléctricos deben estar protegidos contra cortocircuitos y sobrecargas. Los motores deben estar protegidos además contra la falta de tensión, es decir, contra un arranque no controlado en caso de vuelta esporádica de tensión después de una falta. En caso de arranque en automático esta protección no es obligada, aunque el sistema debe asegurar la vuelta a 0 de todas las condiciones iniciales. 15.7.1 Protección contra Cortocircuitos
En nuestra instalación adoptaremos cartuchos fusibles para la protección contra cortocircuitos. Tenemos 3 tipos de cartuchos fusibles en función de la rapidez de su fusión:
− gF: Fusibles rápidos, se funden en un segundo para intensidades 2.5 veces
superiores a la intensidad de fase. − gT: Fusibles lentos, se funden en un segundo para intensidades 5 veces superiores a
la intensidad de fase. − aM: Fusibles de acompañamiento, se funden en un segundo para intensidades 8
veces superiores a la intensidad de fase.
Figura 46. Gráfica de las curvas de fusión de los fusibles
Los fusibles de acompañamiento son los adecuados para la protección de motores,
ya que están fabricados especialmente para soportar las puntas de intensidad que se producen durante el arranque.
La intensidad de los fusibles a adoptar en la instalación viene dada por la intensidad nominal del motor, debiendo ser la intensidad adoptada mayor o igual a ésta. Debe tenerse en cuenta además la intensidad máxima que soporta el cable conductor, no pudiendo ser menor que la intensidad del fusible.
En el caso de intensidades menores de 3.5 A, utilizaremos fusibles rápidos de protección, ya que los fusibles de acompañamiento no son adecuados para intensidades tan
Memoria Descriptiva
92
pequeñas. En estos casos, podemos observar que la intensidad nominal del fusible es mucho mayor que la intensidad del motor. Esto es para que el fusible soporte el arranque. Los fusibles que se adoptarán en esta instalación, son fusibles con intensidades de cortocircuito de hasta 70kA, de la casa comercial SIEMENS, aptos para la combinación con relés de sobrecarga y contactor, y son de tipo de coordinación 23. 15.7.2 Protección contra sobrecargas
En el caso de los motores eléctricos, la sobrecarga puede producirse debido a las siguientes causas:
− Par resistente superior al par motor: puede producirse por una avería de la máquina accionada.
− Falta de refrigeración − Fallo de una de las fases del motor: un motor trifásico funciona a 2 fases
En los dos primeros casos, una protección térmica es suficiente, pero para el tercer
caso, se necesita una protección de tipo diferencial que detecte el posible fallo de una de las fases. Este tipo de sobrecargas se denominan sobrecargas desequilibradas, y el dispositivo debe desconectarse cuando las detecte, aunque la intensidad que esté circulando en ese momento no sobrepase el límite preestablecido.
Para la protección de sobrecargas en nuestra instalación adoptaremos relés de sobrecarga térmicos de tipo diferencial de la casa comercial SIEMENS, del tipo 3RU11. Este tipo de relés es apto para el servicio con convertidores de frecuencia, característica a tener en cuenta para los motores de accionamiento de la extrusora y la bomba de masa. Además, este tipo de relés son sensibles ante el fallo de una fase, disparando en caso de girar el motor trifásico con 2 fases únicamente. El tiempo de disparo de estos relés es de hasta 10s, podemos ver una gráfica a continuación:
Figura 47. Gráfica curva de disparo de clase 10
La regulación del relé debe permitir fijar la intensidad de protección según la
intensidad nominal del motor a proteger. Las protecciones para motores dependen en cierto modo del sistema de arranque empleado, así, si clasificamos los motores según esto, obtenemos 3 grupos:
3 Tipo de coordinación “2”: El contactor en caso de cortocircuito debe proteger a las personas y a la instalación, y debe quedar apto para continuar en servicio. Se acepta el riesgo de soldadura de contactor.
Memoria Descriptiva
93
− Arranque directo − Arranque estrella – triángulo − Arranque con convertidor de frecuencia
15.7.3 Protección contra electrocución
Los motores de nuestra instalación estarán protegidos contra electrocución mediante la conexión de sus masas metálicas a tierra. Además de esto, los relés térmicos que protegen el motor son además diferenciales, con lo que actuarán ante cualquier detección de desequilibrio entre fases. 15.8 Protecciones para Motores según su Arranque 15.8.1 Motores con Arranque Directo En este tipo de arranque los elementos de accionamiento y protección que utilizaremos serán: fusibles de protección contra cortocircuitos, un relé térmico diferencial de protección contra sobrecargas y un contactor. La función del contactor, además de servir para la puesta en marcha y la parada del motor, nos permite controlar el motor mediante la actuación sobre su bobina, de tal modo que el disparo del relé térmico de protección puede actuar sobre ella para el paro del motor, y nuestro sistema de control principal puede actuar sobre la marcha y el paro del motor de forma remota.
A continuación podemos ver una figura esquemática de la representación de estas protecciones:
Figura 48. Esquema protecciones de Arranque Directo
El calibrado de las protecciones debe responder a lo siguiente:
− Protección contra cortocircuitos: calibraremos los fusibles del tipo aM a una intensidad igual o superior a la nominal del motor. En caso de potencias muy pequeñas adoptaremos fusibles del tipo gL/gG, en estos casos la intensidad de calibración debe ser más alta, ya que deben soportar las puntas de arranque de estos motores.
Memoria Descriptiva
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− Protección contra sobrecargas: el relé térmico diferencial debe calibrase a la In del motor. Así, esta intensidad debe estar dentro del rango de intensidades a las que puede ajustarse el relé.
− Maniobra: el contactor será de intensidad igual o superior a la nominal del motor 15.8.2 Motores con Arranque Estrella - Triángulo En este tipo de arranque, las protecciones que adoptaremos serán: fusibles de tipo aM par la protección contra cortocircuitos, un relé térmico diferencial para la protección contra sobrecargas, un relé temporizador para realizar la conmutación de estrella a triángulo y los contactores correspondientes. En este caso tendremos 3 contactores: el contactor de red principal, el de conexión estrella y el de conexión triángulo.
El motor arrancará en conexión estrella, conectándose los contactores de red y de conexión estrella, y el relé temporizador. Cuando haya alcanzado aproximadamente el 80% de su velocidad nominal, se procederá a la conmutación mediante la apertura del relé temporizador. El contactor estrella debe estar enclavado eléctrica y mecánicamente con el contactor triángulo para que no se pueda producir una conexión accidental simultánea.
En la siguiente figura podemos ver de forma esquemática la situación de estos elementos:
Figura 49. Esquema protecciones Arranque Estrella-Triángulo
El calibrado de las protecciones debe responder a lo siguiente:
− Protección contra cortocircuitos: calibraremos los fusibles del tipo aM a una intensidad igual o superior a la nominal del motor conectado en triángulo. En caso de potencias muy pequeñas adoptaremos fusibles del tipo gL/gG, en estos casos la intensidad de calibración debe ser más alta, ya que deben soportar las puntas de arranque de estos motores.
− Protección contra sobrecargas: el relé térmico diferencial debe calibrase a la 3/nI del motor conectado en triángulo, siempre y cuando la posición en el
circuito sea la indicada en la Figura 48. Esta intensidad debe estar dentro del rango de intensidades a las que puede ajustarse el relé.
− Maniobra: necesitamos 3 contactores de intensidad igual o superior a 3/nI del motor conectado en triángulo, y con categoría de servicio AC3 o AC4. Se
Memoria Descriptiva
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corresponden con el contactor principal de línea, el de conexión estrella y el de conexión triángulo.
− Relé temporizador: debe tener un margen de regulación de entre 5 y 15 segundos aproximadamente.
15.8.3 Motores con Arranque con Variador de Frecuencia
El arranque mediante procedimientos electrónicos es el más preciso de todos. Mediante la regulación de la frecuencia y la tensión proporcionadas al motor, regulamos la velocidad del motor según las necesidades de cada momento.
Constructivamente, el convertidor de frecuencia está protegido contra cortocircuitos y fallos a tierra. En la línea de alimentación del convertidor, dispondremos fusibles de protección del tipo gL/gG, un contactor y un relé térmico de protección contra sobrecargas para la protección del convertidor.
Los motores accionados mediante variador de frecuencia de nuestra instalación son el motor de accionamiento del extrusor y el de la bomba de masa. El esquema de conexión que siguen es el siguiente:
Figura 50. Esquema conexión motor accionado por convertidor de frecuencia
En este caso, el calibrado de las protecciones vendrá en función de las
características del variador:
− Protección contra cortocircuitos: calibraremos los fusibles del tipo gL/gG a una intensidad igual o superior a la nominal del variador.
− Protección contra sobrecargas: regularemos el relé según la intensidad nominal del propio variador.
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− Maniobra: contactor calibrado a intensidad igual o superior a la nominal del variador, de categoría de servicio AC1.
15.8.4 Tabla Resumen Protecciones para Motores
Según los datos obtenidos en el Apartado 5.1 de la Memoria de Cálculo, las protecciones adoptadas son las siguientes:
LÍNEA I nominal
(A) I max cable
(A) FUSIBLE RELÉ TÉRMICO DIF. CONTACTOR Denom. I asig. (A) Denom. I asig. (A) Denom. I asig. (A)
L6 45,00 61,5 F6.1 100 F6.2 40 - 50 K6 50
L7 2,00 12,75 F7.1 10 F7.2 1,8 - 2,5 K7 35
L8 1,73 12,75 F8.1 4 F8.2 0,9 - 1,25* K8 7
L9 1,73 12,75 F9.1 4 F9.2 0,9 - 1,25* K9 7
L10 1,73 12,75 F10.1 4 F10.2 0,9 - 1,25* K10 7
L13 8,30 14,45 F13.1 10 F13.2 4,5 - 6,3* K13 12
L14 0,36 14,45 F14.1 2 F14.2 0,28 - 0,4 K14 7
L17 2,62 12,75 F17.1 10 F17.2 2,2 - 3,2 K17 12
L18 4,90 12,75 F18.1 6 F18.2 2,2 - 3,2* K18 7
L20 0,75 12,75 F20.1 4 F20.2 0,55 - 0,8 K20 7
L21 0,75 12,75 F21.1 4 F21.2 0,55 - 0,8 K21 7
L22 0,75 12,75 F22.1 4 F22.2 0,55 - 0,8 K22 7
L23 0,51 12,75 F23.1 2 F23.2 0,45 - 0,63 K23 7 * Motores con arranque estrella-triángulo
Tabla 45. Protecciones adoptadas para las cargas motoras
15.9 Protecciones de Cargas Resistivas
Existen en nuestro sistema dos líneas de alimentación para cargas resistivas, resistencias eléctricas que ejercen la función de calefacciones para distintos elementos del sistema.
Este tipo de cargas necesitan unas protecciones distintas que las vistas para las derivaciones a motor, y es objeto de este apartado definir las necesarias en este tipo de casos.
Las cargas que responden a esta descripción son las calefacciones del extrusor y de la secadora de materias, y sus protecciones vendrán definidas por:
Protección contra cortocircuitos y sobrecargas: Dotaremos a la línea de fusibles de tipo rápido para la protección total de los
conductores. La calibración vendrá dada por la intensidad absorbida. Maniobra: Adoptaremos un contactor para la conexión y desconexión de las calefacciones.
Memoria Descriptiva
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LÍNEA I nominal
(A) I max s/ factores
corrección FUSIBLE CONTACTOR Denom. I asig. (A) Denom. I asig. (A)
L11 18,77 25,5 F11 25 K11 30
L19 9,20 12,75 F19 10 K19 18
Tabla 46. Protecciones para cargas resistivas
15.10 Protecciones de Transformadores y Fuentes de Alimentación
En nuestra instalación, hemos adoptado diversos transformadores para la separar la maniobra del resto de circuito, así como diversas fuentes de alimentación de corriente continua para los circuitos de medición y control. En este apartado definiremos las protecciones necesarias para estas líneas.
En estos casos, las protecciones que adoptaremos y su calibración vendrá dada por lo siguiente:
Protección contra cortocircuitos y sobrecargas: Adoptaremos interruptores magnetotérmicos del tipo 5SX4 de la casa comercial
SIEMENS con una curva de disparo de Tipo D. Los calibraremos según la intensidad absorbida por el transformador en el primario.
Protección contra contactos indirectos: Adoptaremos interruptores diferenciales de alta sensibilidad del tipo 5SM3 de la
casa comercial SIEMENS. Su intensidad de calibración debe ser igual o superior a la del interruptor magnetotérmico que lo complementa.
Maniobra: El propio interruptor hará las funciones de conexión y desconexión del
transformador. La conexión de estos interruptores puede ser manual, aunque su desconexión puede ser remota mediante un disparador.
LÍNEA I nominal (A) I max cable (A) I. MAGNETOTÉRMICO I. DIFERENCIAL Denom. I asig. (A) Denom. Sensibilidad I asig. (A)
L4 2,00 21,25 Q4.1 2 Q4.2 30 mA 25
L5 1,70 21,25 Q5.1 2 Q5.2 30 mA 25
L12 2,00 21,25 Q12.1 2 Q12.2 30 mA 25
L15 2,00 21,25 Q15.1 2 Q15.2 30 mA 25
L16 1,70 21,25 Q16.1 2 Q16.2 30 mA 25
Tabla 47. Protecciones Transformadores y Fuentes de Alimentación
15.11 Protecciones Líneas de Control y Maniobra
Memoria Descriptiva
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Las líneas monofásicas correspondientes a los circuitos de control y de maniobra se dividen a su vez en líneas secundarias para la alimentación individual de cada una de las cargas. Para proteger estas líneas adoptaremos la siguiente protección:
Protección contra cortocircuitos y sobrecargas: Adoptaremos cartuchos fusibles de tipo rápido (gL). Los calibraremos según la
intensidad general de la línea. 15.12 Protección Baterías de Condensadores
Definiremos las protecciones básicas para las líneas de compensación de Energía reactiva, que serán:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos: Adoptaremos fusibles de clase gL/gG. Los calibraremos según la intensidad
máxima absorbida. Maniobra: Adoptaremos un contactor para la conexión y desconexión de los condensadores.
16 Sistema de Distribución
A la hora de la repartición de los conductores por la nave, así como su recorrido de un cuadro de distribución a otro, debemos tener en cuanta el sistema que queremos adoptar, bandejas, tubos, cables empotrados directamente, etc. En este apartado veremos con detalle el sistema adoptado en cada caso, así como las principales características de cada uno de ellos.
16.1 Cuadros de Distribución
La repartición de las líneas de la instalación viene dada según el esquema unifilar visto en el plano Nº xxxx. Tenemos un cuadro principal de distribución que se alimenta directamente del Centro de Transformación, y seis cuadros secundarios de distribución que se alimentan del cuadro principal. La repartición por cargas de los cuadros es la siguiente:
− C1: Cuadro de Distribución Principal − C2: Cuadro de Fuerza del sistema de extrusión − C3: Cuadro de Fuerza del sistema de reciclaje de materias − C4: Cuadro de Fuerza del sistema de transporte de materias 1 − C5: Cuadro de Fuerza del sistema de transporte de materias 2 − C6: Cuadro de Fuerza del sistema de tomas de corriente − C7: Cuadro de Alumbrado
Se trata de cuadros de la casa comercial SIEMENS, cuyas características completas
podemos verlas en los anexos. Las dimensiones de los embarrados de los cuadros y el
Memoria Descriptiva
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cálculo de los esfuerzos electrodinámicos y térmicos podemos verlos en el Apartado 9.1 de la Memoria de Cálculo. 16.1.1 Cuadro de Distribución C1
Se trata de un cuadro para distribuciones del tipo SIKUS UNIVERSAL de la casa comercial SIEMENS. Adoptaremos un cuadro sobre suelo con puerta transparente, con un grado de protección IP55. Las dimensiones del cuadro son: 900 x 2000 x 600.
El sistema de barras coplanares tiene una distribución vertical-lateral, y sus características principales son:
− Intensidad máxima asignada: 250 A − Intensidad eficaz máxima (1s): 10 kA − Sección L1, L2 y L3: 20 x 5 mm − Sección N y PE: 20 x 5 mm − Distancia entre ejes: 93.25 mm − Distancia entre soportes: 500 mm
16.1.2 Cuadros de Distribución C2, C4 y C6
Se trata de un cuadro para distribuciones del tipo STAB UNIVERSAL de la casa comercial SIEMENS. Adoptaremos un cuadro sobre suelo con puerta transparente, con un grado de protección IP55. Las dimensiones del cuadro son: 900 x 1400 x 235.
El sistema de barras coplanares tiene una distribución vertical-lateral, y sus características principales son:
− Intensidad máxima asignada: 160 A − Intensidad eficaz máxima (1s): 10 kA − Sección L1, L2 y L3: 15 x 5 mm − Sección N y PE: 15 x 5 mm − Distancia entre ejes: 70 mm − Distancia entre soportes: 700 mm
16.1.3 Cuadros de Distribución C3, C5 y C7
Se trata de un cuadro para distribuciones del tipo STAB UNIVERSAL de la casa comercial SIEMENS. Adoptaremos un cuadro de pared saliente con puerta transparente, con un grado de protección IP55. Las dimensiones del cuadro son: 600 x 600 x 200.
El sistema de barras coplanares tiene una distribución horizontal-superior, y sus características principales son:
− Intensidad máxima asignada: 160 A − Intensidad eficaz máxima (1s): 15 kA − Sección L1, L2 y L3: 15 x 5 mm − Sección N y PE: 15 x 5 mm − Distancia entre ejes: 70 mm − Distancia entre soportes: 600 mm
Memoria Descriptiva
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16.1.4 Cuadros de Control y Maniobra
Se trata de los cuadros CC1, CC2 y CC3. Se trata de los cuadros para la repartición de protecciones, sensores y demás elementos que forman parte del sistema de control. Adoptaremos cuadros del tipo STAB UNIVERSAL. No entraremos en detalles en cuanto a su distribución interior. Sus dimensiones exteriores son las siguientes:
− Cuadros CC1, CC3: Cuadro sobre suelo con puerta transparente de dimensiones 900x1400x235 mm.
− Cuadro CC2: Cuadro de pared con puerta transparente de dimensiones 600x600x200 mm.
16.2 Bandejas
Escogemos este sistema para los cables que se reparten desde el cuadro de distribución principal entre los distintos cuadros secundarios de la instalación.
Podemos escoger entre distintos tipos de bandejas: sólidas, perforadas y de escalera. Las bandejas sólidas tienen la ventaja de proteger junto con la tapa correspondiente de la entrada de cuerpos extraños en la bandeja. Las bandejas perforadas mejoran la ventilación de los cables, favoreciendo así el mantenimiento de la temperatura. La tercera solución se emplea para proporcionar el mínimo peso a la bandeja.
Adoptaremos la bandejas perforadas de la casa comercial KLK, de chapa de acero galvanizada en continuo, con tapa ranurada. Ambos elementos nos ofrecen un equilibrio entre la protección del cable y su correcta ventilación.
Para su fijación, adoptaremos perfiles adosados a la pared con sus correspondientes soportes y fijaciones (para el resto de características ver catálogo KLK en los anexos).
La disposición de las bandejas entre el punto de origen del cable y el punto final será horizontal. La entrada de los cables a los cuadros de distribución será por la parte superior, utilizaremos tramos de bandejas verticales para este fin.
La repartición entre los cuadros de distribución y las cargas a alimentar se hará en algunos casos con bandejas adosadas al suelo. En este caso las bandejas serán sólidas.
La dimensión de las bandejas, así como la repartición de los cables en las mismas podemos verla en el Apartado 9.2 de la Memoria de cálculo y en el Plano Nº 13. 16.3 Tubos de Protección
Escogemos este sistema de distribución para las líneas secundarias, las que van desde el cuadro secundario hasta las cargas mismas.
Los tubos de protecciones pueden ser metálicos o aislantes, rígidos o flexibles. Adoptaremos tubos aislantes rígidos de PVC de la casa comercial AUXIME. Se trata de tubos curvables en caliente, estancos y no propagadores de la llama. La clasificación de estos tubos se basa en su diámetro, y la unión de los mismos entre sí y con las cajas de distribución es por medio de accesorios roscados. La rosca se denomina rosca Pg, a la que van unidas una serie de características que definen de forma estándar estos tubos:
Designación Diámetro interior
(mm) Diámetro exterior
(mm) Paso de rosca
(mm) Pg 9 9 15.2 1.41
Pg 11 11 18.6 1.41 Pg 13 13 20.4 1.41 Pg 16 16 22.5 1.41
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Designación Diámetro interior (mm)
Diámetro exterior (mm)
Paso de rosca (mm)
Pg 21 21 28.3 1.58 Pg 29 29 37 1.58 Pg 36 36 47 1.58 Pg 48 48 59.3 1.58
Tabla 48. Características de los tubos rígidos de protección
El diámetro de los tubos y la repartición de los cables podemos verlo en el
Apartado 9.3 de la Memoria de Cálculo. La ubicación de los mismos podemos verla en los Planos Nº 14 y 15. 16.4 Cajas de Distribución
Los empalmes de tubos deben realizarse siempre dentro de las cajas de derivación, nunca dentro de los tubos. Pueden ser de superficie o empotrables, y pueden ser rectangulares o redondas. Los tamaños mas habituales son:
Cajas Rectangulares:
Designación Largo (mm) Ancho (mm) Alto (mm) CJ1 105 105 49 CJ2 155 105 61 CJ3 206 156 83
Tabla 49. Características de las cajas rectangulares de distribución
Cajas Redondas:
Designación Diámetro (mm) Alto (mm) CJR1 60 50 CJR2 80 40 CJR3 110 60
Tabla 50. Características de las cajas redondas de distribución
Adoptaremos cajas rectangulares de superficie en nuestra instalación. Las
dimensiones de las mismas y su ubicación podemos verlas en el Apartado 9.4 de la Memoria de Cálculo y en los Planos Nº 14 y 15. 17 Centro de Transformación 17.1 Características Generales El centro de transformación que alimenta nuestra instalación es un centro de abonado, de tal modo que la contratación de energía se hará por el lado de MT, en lugar de por el lado de BT. Se trata de un centro de tipo interior, empleando para su aparellaje celdas prefabricadas bajo envolvente metálica según norma UNE-20.099. La acometida será
Memoria Descriptiva
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subterránea, se alimentará en anillo de la red de Media Tensión, y el suministro de energía se efectuará a una tensión de servicio de 25 kV y una frecuencia de 50 Hz, siendo la Compañía Eléctrica suministradora ENHER. Las celdas empleadas son: celdas CAS-36 (zona compañía); celdas SM6 36 kV (zona abonado); celda de unión por la parte superior GEM.
Las celdas de la serie CAS-36 son un conjunto de celdas compactas equipadas con aparamenta de alta tensión, bajo envolvente única metálica con aislamiento integral, para una tensión admisible hasta 36 kV, acorde a las siguientes normativas:
− UNE 20-090, 20-100, 20-104, 21-139. − CEI 298, 129, 265, 694. − UNESA Recomendación 6407 B.
Toda la aparamenta estará agrupada en el interior de una cuba metálica estanca rellenada de hexafluoruro de azufre con una presión relativa de 0.3 bar (sobre la presión atmosférica), sellada de por vida y acorde a la norma CEI 56 (Anexo EE) Sus dimensiones serán: 1050x1850x1000 mm (ancho x alto x profundidad). Las celdas de la serie SM6 de la casa comercial Merlin Gerin son celdas modulares de aislamiento en aire equipadas de aparellaje fijo que utiliza el hexafluoruro de azufre como elemento de corte y extinción de arco. Responderán en su concepción y fabricación a la definición de aparamenta bajo envolvente metálica compartimentada de acuerdo con la norma UNE 20099. Los compartimientos diferenciados serán los siguientes:
− Compartimiento de aparellaje. − Compartimiento del juego de barras. − Compartimiento de conexión de cables. − Compartimiento de mando. − Compartimiento de control.
En cuanto la potencia a instalar, tendremos en cuenta las necesidades de la línea de
fabricación objeto de este proyecto, vistas en el Apartado 4 de la Memoria de Cálculo. A la hora de calcular la potencia necesaria, se tendrá en cuenta un margen de
reserva del 35 % para futuras ampliaciones de las instalaciones que alimentamos. La potencia del transformador será de 250 kVA.
El transformador a implantar puede ser en baño de aceite o seco. Cada uno de estos dos tipos constructivos presentan sus ventajas y desventajas. En nuestro caso particular, y dado que se trata de un centro de abonado, adoptaremos un transformador seco, ya que ofrecen un menor coste de instalación y un menor riesgo de incendio, ventaja principal frente a los transformadores de baño de aceite. El principal inconveniente es que presentan menos seguridad frente a contactos indirectos, y unas mayores pérdidas en vacío.
En cuanto al alojamiento, el Centro estará ubicado en una caseta independiente
destinada únicamente a esta finalidad. La caseta será de construcción prefabricada de hormigón tipo EHM36C-4T1D con una puerta peatonal de la casa comercial Merlin Guerin, de dimensiones 7.200 x 3.000 y altura útil 2.850 mm., cuya imagen tipo podemos ver a continuación:
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Figura 51. Ejemplo de Centro de Transformación tipo EHM36C
El acceso al C.T. estará restringido al personal de la Compañía Eléctrica suministradora y al personal de mantenimiento especialmente autorizado. Se dispondrá de una puerta peatonal cuyo sistema de cierre permitirá el acceso a ambos tipos de personal, teniendo en cuenta que el primero lo hará con la llave normalizada por la Compañía Eléctrica. El resto de características constructivas del centro se encuentra en los Anexos del proyecto. 17.2 Instalación Eléctrica. 17.2.1 Características de la Red de Alimentación. La red de alimentación al centro de transformación será de tipo subterráneo a una tensión de 25 kV y 50 Hz de frecuencia. La potencia de cortocircuito máxima de la red de alimentación será de 500 MVA, según datos proporcionados por la Compañía suministradora. 17.2.2 Características de la Aparamenta de Alta Tensión.
A continuación describiremos brevemente las características de las celdas que tenemos en el CT. Para ver con mas detalle estas características se deben consultar los Anexos del proyecto.
17.2.2.1 Celdas del tipo CAS Celda tres interruptores Conjunto compacto estanco CAS, ref. CAS410, en atmósfera de hexafluoruro de azufre. Equipado con tres funciones de línea con interruptor para una intensidad nominal de 400 A. El interruptor de la función de línea es un interruptor-seccionador con un poder de cierre de 40 kA cresta. El conjunto compacto incorporará:
− Dispositivos de detección de presencia de tensión en todas las funciones de línea.
− 3 lámparas individuales para conectar a dichos dispositivos.
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104
− Pasatapas de tipo roscados de 400 A en las funciones de línea. 17.2.2.2 Celdas del tipo SM6 Celda de paso de barras Celda de paso de barras tipo GEM3616, de dimensiones: 300 mm de anchura, 1.432 mm. de profundidad, 2.250 mm. de altura, para la unión superior por cable entre celdas CAS y SM6 y conteniendo:
− Juego de cables AT tripolar. − Juego de 3 bornas enchufables. − Juego de 3 terminales.
Celda de protección general Celda de protección con interruptor automático modelo SM6, tipo DM1DE3616, de dimensiones: 1.100 mm. de anchura, 1.518 mm. de profundidad, 2.250 mm. de altura, y conteniendo:
− Juegos de barras tripolares In=400 A para conexión superior e inferior con celdas adyacentes.
− Seccionador en SF6. − Interruptor automático de corte en SF6 (hexafluoruro de azufre) tipo Fluarc
SF1, Un=36 kV, In=400 A, poder de corte = 12.5 kA, con bobina Mitop. − 3 Transformadores de intensidad de relación 5/5A, 15VA 5P10, Ith=200In y
aislamiento 36 kV. − Embarrado de puesta a tierra. − Preparada para salida lateral inferior por barrón a derechas. − Relé RS3000S, protección digital de sobreintensidad (50-51/50N-51N) 2 fases
+ neutro para la detección de faltas entre fases y neutro, con señalización y disparo temporizados e instantáneos, para fases y neutro.
− Fuente de intensidad FI/4M-S.
Celda de medida Celda tipo GBCEA333616, medida de tensión e intensidad con entrada inferior y salida superior laterales por barras, de dimensiones: 1.100 mm de anchura, 1.518 mm. de profundidad, 2.250 mm. de altura, y conteniendo:
− Juegos de barras tripolar In=400 A. − 3 Transformadores de intensidad de relación 5/5A, 15VA CL.0.5, Ith=200In y
aislamiento 36kV. − 3 Transformadores de tensión, unipolares, de relación 27.500:V3/110:V3,
50VA, CL0.5, Ft= 1.9 Un y aislamiento 36kV. − Preparada para albergar otro juego de transformadores de medida. − 6 puntos fijos de puesta a tierra (3 a la entrada y 3 a la salida) − -Enclavamiento E25 que no permitirá la entrada de la puerta de la celda sin
abrir antes el seccionador de la celda de interruptor automático.
Memoria Descriptiva
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− Embarrado de puesta a tierra. Celda de protección del transformador 1 Celda de protección con interruptor automático modelo SM6, tipo DM1C3616 KITTPI, de dimensiones: 1.100 mm. de anchura, 1.632 mm. de profundidad, 2.250 mm. de altura, y conteniendo:
− Juego de barras tripolar In=400 A. − Seccionador en SF6. − Interruptor automático de corte en SF6 (hexafluoruro de azufre) tipo Fluarc
SF1, Un=36 kV, In=400 A, poder de corte = 12.5 kA, con bobina de disparo a emisión de tensión.
− 3 Transformadores de intensidad de relación 5/5A, 15VA 5P10, Ith=200In y aislamiento 36 kV.
− Indicadores de presencia de tensión. − Seccionador de puesta a tierra. − Preparada para conexión inferior de cable unipolar seco. − Embarrado de puesta a tierra.
El disyuntor irá equipado con el relé Sepam 1000 modelo S01 destinado a la protección general o a transformador. Dispondrá de las siguientes protecciones y medidas:
− máxima intensidad de fase (50/51) con un umbral bajo a tiempo dependiente o independiente y de un umbral alto a tiempo independiente,
− máxima intensidad de defecto a tierra (50N/51N) con un umbral bajo a tiempo dependiente o independiente y de un umbral alto a tiempo independiente,
− medida de las distintas corrientes de fase, − medida de las corrientes de disparo (I1, I2, I3, Io).
El correcto funcionamiento del relé estará garantizado por medio de un relé interno de autovigilancia del propio sistema. Tres pilotos de señalización en el frontal del relé indicarán el estado del Sepam (aparato en tensión, aparato no disponible por inicialización o fallo interno, y piloto 'trip' de orden de disparo). Dispondrá en su frontal de una pantalla digital alfanumérica para la lectura de las medidas, reglajes y mensajes.
Enclavamiento por cerradura tipo E24 impidiendo el cierre del seccionador de puesta a tierra y el acceso al compartimiento inferior de la celda en tanto que el disyuntor general B.T. no esté abierto y enclavado. Dicho enclavamiento impedirá además el acceso al transformador si el seccionador de puesta a tierra de la celda DM1C no se ha cerrado previamente. 17.2.3 Características del Transformador 1 Será una máquina trifásica reductora de tensión, siendo la tensión entre fases a la entrada de 25 kV y la tensión a la salida en carga de 380V entre fases y 220V entre fases y neutro.
Memoria Descriptiva
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El transformador a instalar tendrá el neutro accesible en baja tensión y refrigeración natural, modelo TRIHAL de Merlin Gerin, encapsulado en resina epoxy (aislamiento seco). El transformador tendrá los bobinados encapsulados y moldeados en vacío en una resina epoxy con carga activa compuesta de alúmina trihidratada, consiguiendo así un encapsulado ignifugado autoextinguible. Los arrollamientos de A.T. se realizarán con bobinado continuo de gradiente lineal sin entrecapas, con lo que se conseguirá un nivel de descargas parciales inferior o igual a 10 pC. Se exigirá en el protocolo de ensayos que figuren los resultados del ensayo de descargas parciales. Sus características mecánicas y eléctricas se ajustarán a la Norma UNE 20178 y a las normas particulares de la compañía suministradora, siendo las siguientes:
− Potencia nominal: 160 kVA. − Tensión nominal primaria: 25.000 V. − Regulación en el primario: +/-2,5% +/-5%. − Tensión nominal secundaria en vacío: 400 V. − Tensión de cortocircuito: 6 %. − Grupo de conexión: Dyn11. − Nivel de aislamiento:
§ Tensión de ensayo a onda de choque 1,2/50 s 170 kV. § Tensión de ensayo a 50 Hz 1 min 70 kV.
− Protección térmica por tres sondas PT100. Conexión en el lado de alta tensión: - Juego de puentes III de cables AT unipolares de aislamiento seco RHZ1, aislamiento 18/30 kV, de 95 mm2 en Al con sus correspondientes elementos de conexión. Conexión en el lado de baja tensión: - Juego de puentes III de cables BT unipolares de aislamiento seco tipo RV, aislamiento 0.6/1 kV, de 1x240mm2 Al para las fases y de 1x240mm2 Al para el neutro. 17.2.4 Medida de la Energía Eléctrica. La medida de energía se realizará mediante un cuadro de contadores conectado al secundario de los transformadores de intensidad y de tensión de la celda de medida. El cuadro de contadores estará formado por un armario de doble aislamiento de HIMEL modelo PL107-PE/ERZ de dimensiones 750mm. de alto x 1.000mm de largo y 300mm de fondo, equipado de los siguientes elementos:
− Regleta de verificación normalizada por la Compañía Suministradora. − Contador de energía activa de simple tarifa CL 1 con emisor de impulsos. − Contador de Energía Reactiva con emisor de impulsos, de simple tarifa, CL 3. − Módulo electrónico de tarificación.
Memoria Descriptiva
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17.3 Puesta a Tierra. 17.3.1 Tierra de Protección. Se conectarán a tierra los elementos metálicos de la instalación que no estén en tensión normalmente, pero que puedan estarlo a causa de averías o circunstancias externas. Las celdas dispondrán de una pletina de tierra que las interconectará, constituyendo el colector de tierras de protección. 17.3.2 Tierra de Servicio. Se conectarán a tierra el neutro del transformador y los circuitos de baja tensión de los transformadores del equipo de medida. 17.3.3 Tierras interiores. Las tierras interiores del centro de transformación tendrán la misión de poner en continuidad eléctrica todos los elementos que deban estar conectados a tierra con sus correspondientes tierras exteriores. La tierra interior de protección se realizará con cable de 50 mm2 de cobre desnudo formando un anillo. Este cable conectará a tierra los elementos indicados en el apartado 17.3.1. e irá sujeto a las paredes mediante bridas de sujeción y conexión, conectando el anillo al final a una caja de seccionamiento con un grado de protección IP545. La tierra interior de servicio se realizará con cable de 50 mm2 de cobre aislado formando un anillo. Este cable conectará a tierra los elementos indicados en el apartado 1.6.4.2. e irá sujeto a las paredes mediante bridas de sujeción y conexión, conectando el anillo al final a una caja de seccionamiento con un grado de protección IP545. Las cajas de seccionamiento de la tierra de servicio y protección estarán separadas por una distancia mínima de 1m. 17.4 Instalaciones Secundarias. 17.4.1 Alumbrado. En el interior del centro de transformación se instalará un mínimo de dos puntos de luz capaces de proporcionar un nivel de iluminación suficiente para la comprobación y maniobra de los elementos del mismo. El nivel medio será como mínimo de 150 lux. Los focos luminosos estarán colocados sobre soportes rígidos y dispuestos de tal forma que se mantenga la máxima uniformidad posible en la iluminación. Además, se deberá poder efectuar la sustitución de lámparas sin peligro de contacto con otros elementos en tensión. Se dispondrá también un punto de luz de emergencia de carácter autonómo que señalizará los accesos al centro de transformación. 17.4.2 Protección contra Incendios. De acuerdo con la instrucción MIERAT 14, se dispondrá como mínimo de un extintor de eficacia equivalente 89 B.
Memoria Descriptiva
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17.4.3 Ventilación. La ventilación del centro de transformación se realizará de modo natural mediante las rejas de entrada y salida de aire dispuestas para tal efecto, siendo la superficie mínima de la reja de entrada de aire en función de la potencia del mismo según se relaciona. Estas rejas se construirán de modo que impidan el paso de pequeños animales, la entrada de agua de lluvia y los contactos accidentales con partes en tensión si se introdujeran elementos metálicos por las mismas. Los cálculos de sección de la superficie mínima de la reja se encuentran en el Apartado 10.3 de la Memoria de cálculo. 17.5 Medidas de Seguridad. Seguridad en celdas CAS Los conjuntos compactos CAS estarán provistos de enclavamientos de tipo MECÁNICO que relacionan entre sí los elementos que la componen. El sistema de funcionamiento del interruptor con tres posiciones, impedirá el cierre simultáneo del mismo y su puesta a tierra, así como su apertura y puesta inmediata a tierra. El dispositivo de enclavamiento de la puerta de acceso con el seccionador de puesta a tierra permite garantizar la seguridad total en las intervenciones con los cables y conectores que se tengan que realizar en este compartimiento. El compartimiento de fusibles, totalmente estanco, será inaccesible mediante bloqueo mecánico en la posición de interruptor cerrado, siendo posible su apertura únicamente cuando éste se sitúe en la posición de puesta a tierra y, en este caso, se pondrán a tierra ambos extremos de los fusibles. La cuba metálica será de acero inoxidable de 2.5 mm de espesor. En la parte inferior de ésta existirá una clapeta de seguridad ubicada fuera del acceso del personal. En el caso de producirse un arco interno en la cuba, esta clapeta se desprenderá por el incremento de presión en el interior, canalizando todos los gases por la parte posterior de la celda garantizando la seguridad de las personas que se encuentren en el centro de transformación. Seguridad en celdas SM6 Las celdas tipo SM6 dispondrán de una serie de enclavamientos funcionales que responden a los definidos por la Norma UNE 20.099, y que serán los siguientes: - Sólo será posible cerrar el interruptor con el seccionador de tierra abierto y con el panel de acceso cerrado. - El cierre del seccionador de puesta a tierra sólo será posible con el interruptor abierto. - La apertura del panel de acceso al compartimiento de cables sólo será posible con el seccionador de puesta a tierra cerrado. - Con el panel delantero retirado, será posible abrir el seccionador de puesta a tierra para realizar el ensayo de cables, pero no será posible cerrar el interruptor. Además de los enclavamientos funcionales ya definidos, algunas de las distintas funciones se enclavarán entre ellas mediante cerraduras.
Memoria Descriptiva
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Ingeniero Técnico Industrial Eléctrico Mª Isabel de Antonio Gómez
Marzo 2004
Memoria de Cálculo
2
Memoria de Cálculo
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
Memoria de Cálculo
3
0 Índice 0 Índice ........................................................................................................................ 3 1 Cálculo de Potencia de Accionamiento...................................................................... 5
1.1 Cálculos Relativos al Extrusor ........................................................................... 5 1.1.1 Cálculo del Caudal de Salida del Extrusor.................................................. 5 1.1.2 Motor de Accionamiento del Extrusor........................................................ 6 1.1.3 Cálculo del Sistema de Arranque del Accionamiento de los Ventiladores... 7
1.2 Cálculos Relativos a la Bomba de Engranajes .................................................... 9 1.2.1 Cálculo del caudal volumétrico de la bomba de engranajes......................... 9 1.2.2 Motor de accionamiento de la bomba de engranajes ................................. 11
1.3 Cálculos Relativos al Sistema de Reciclaje de Materias ................................... 12 1.3.1 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Molino Triturador .................... 12 1.3.2 Cálculo de la Potencia accionamiento de la Cinta Transportadora............. 14
1.4 Cálculo de Motores de las Tolvas de Material .................................................. 16 1.4.1 Cálculo Motores Tolvas B1, B2 y B3 ....................................................... 17 1.4.2 Cálculo Motor Tolva B4........................................................................... 18
1.5 Cálculos Relativos al Sistema de Transporte .................................................... 19 1.5.1 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Motor de Accionamiento del Compresor del Sistema de Transporte...................................................................... 19 1.5.2 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Motor de Accionamiento del Compresor del Secador............................................................................................ 20
1.6 Resumen de los Motores Instalados ................................................................. 21 2 Arranque de la Instalación....................................................................................... 22
2.1 Arranque Motores Instalación.......................................................................... 22 2.2 Arranque Motores Línea L1 ............................................................................. 23 2.3 Arranque Motores Línea L2 ............................................................................. 24 2.4 Arranque Motores Línea L3 ............................................................................. 25
3 Cálculo del Sistema de Iluminación......................................................................... 27 3.1 Datos de partida ............................................................................................... 27 3.2 Alumbrado General.......................................................................................... 29 3.3 Alumbrado de Emergencia............................................................................... 29
4 Cálculo de la Potencia Instalada y de Utilización..................................................... 29 4.1 Cálculo de la Potencia Instalada....................................................................... 30 4.2 Cálculo del Coeficiente de Simultaneidad ........................................................ 31 4.3 Cálculo de la Potencia de Utilización............................................................... 32
5 Cálculo de Intensidades ........................................................................................... 33 5.1 Derivaciones a Motor....................................................................................... 33 5.2 Cargas Resistivas ............................................................................................. 34 5.3 Transformadores y Rectificadores.................................................................... 35 5.4 Líneas Iluminación .......................................................................................... 36 5.5 Tomas de corriente .......................................................................................... 36 5.6 Líneas Generales.............................................................................................. 37 5.7 Tabla resumen ................................................................................................. 37
6 Cálculo de Secciones............................................................................................... 38 6.1 Cálculo de los Conductores de Fase ................................................................. 39 6.2 Factores de Corrección .................................................................................... 40 6.3 Caídas de Tensión............................................................................................ 42 6.4 Cálculo del Conductor Neutro.......................................................................... 43
Memoria de Cálculo
4
6.5 Cálculo del Conductor de Protección ............................................................... 45 6.6 Corrección del Factor de Potencia .................................................................... 46
7 Cálculo Corrientes de Cortocircuito......................................................................... 49 7.1 Esquema de Distribución Eléctrica................................................................... 49 7.2 Cálculo de Impedancias ................................................................................... 49
7.2.1 Acometida................................................................................................ 49 7.2.2 Transformador ......................................................................................... 50 7.2.3 Líneas ...................................................................................................... 51 7.2.4 Motores Asíncronos ................................................................................. 51
7.3 Cálculo de la Impedancia Total Equivalente..................................................... 52 7.3.1 Cálculo en el punto de defecto F1............................................................. 52 7.3.2 Cálculo en el punto de defecto F2............................................................. 53 7.3.3 Cálculo en el punto de defecto F3............................................................. 53 7.3.4 Cálculo en el punto de defecto F4............................................................. 55
7.4 Cálculo de Intensidades ................................................................................... 57 7.4.1 Corriente Inicial Simétrica de Cortocircuito (I’’K3) ................................... 57 7.4.2 Corriente Máxima Asimétrica de Cortocircuito (Is) .................................. 57 7.4.3 Corriente Simétrica de Corte (Ia) .............................................................. 58 7.4.4 Corriente Permanente de Cortocircuito (IK) .............................................. 59
8 Cálculo de Protecciones........................................................................................... 60 8.1 Protecciones Línea Repartidora........................................................................ 60 8.2 Protecciones Líneas Instalación Interior (excepto motores) .............................. 61 8.3 Protección de Motores ..................................................................................... 63
9 Sistema de Distribución........................................................................................... 64 9.1 Cuadros de Distribución................................................................................... 64
9.1.1 Esfuerzos Electrodinámicos ..................................................................... 65 9.1.2 Esfuerzos Térmicos.................................................................................. 66
9.2 Bandejas Perforadas......................................................................................... 67 9.3 Tubos Pg.......................................................................................................... 68 9.4 Cajas de Distribución....................................................................................... 69
10 Centro de Transformación ................................................................................... 69 10.1 Cálculo de la Potencia del CT .......................................................................... 69 10.2 Embarrados de las Celdas CAS y SM6............................................................. 70
10.2.1 Esfuerzos Electrodinámicos ..................................................................... 70 10.2.2 Esfuerzos Térmicos.................................................................................. 71
10.3 Dimensionado de la Ventilación del Centro de Transformación ....................... 71
Memoria de Cálculo
5
1 Cálculo de Potencia de Accionamiento
El objeto de este apartado es estudiar las cargas de nuestro proceso que precisan un accionamiento mediante motores, y una vez determinadas las cargas, procederemos a la elección del motor más adecuado. 1.1 Cálculos Relativos al Extrusor 1.1.1 Cálculo del Caudal de Salida del Extrusor
El extrusor es el núcleo principal de nuestra instalación, y es una carga con unas características muy precisas. Se trata de un tornillo sin-fin que debe presionar en todo momento el material que recoge de la tolva de alimentación, y empujarlo hasta el cabezal del extrusor.
La característica mecánica a la que responde este tipo de cargas es lineal, o lo que es lo mismo, el par crece de forma proporcional a la velocidad. Ver Figura 1.
Figura 1. Característica mecánica extrusor
La potencia necesaria para el accionamiento del extrusor la obtenemos en función
del caudal que expulsa, y éste a su vez, es directamente proporcional a la velocidad del tornillo. El caudal del extrusor viene dado por la siguiente fórmula:
ρθπ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= cos21
)/( nDHWhrkgQ (1)
siendo: Q = Caudal extrusor (kg/h) W = Ancho del canal (m) H = Altura del canal (m) D = Diámetro interno del cilindro n = velocidad de giro del husillo (min-1) cos θ= coseno del ángulo de inclinación de los filetes ρ = densidad (Kg./m3)
Memoria de Cálculo
6
Figura 2. Esquema datos geométricos husillo
Constructivamente, los datos geométricos del husillo de nuestro extrusor son los siguientes:
Factor Valor real W 0.039 m H 0.005 m D 0.045 m n 6000 rev/h cos θ 0.87 ρ 970 Kg./m3
Tabla 1. Datos constructivos del husillo del extrusor KUNHE
Así, el caudal suministrado por el extrusor es de:
Q = 69.8 kg/h
1.1.2 Motor de Accionamiento del Extrusor
Una vez determinado el caudal que expulsa el extrusor, pasamos a determinar la
potencia necesaria para su accionamiento. Para extrusores de diámetro entre 45 y 65 mm, la potencia necesaria para su
accionamiento es de 0.25 kW por cada Kg./h que expulse el extrusor a 100 min-1. Una vez calculado el caudal nominal para una velocidad de 100 min-1, la potencia
nominal necesaria para el accionamiento del extrusor es de:
)(25.0)( nQkWP ⋅= (2)
P = 17.5 kW Una vez determinada la potencia nominal necesaria, consultamos el catálogo
comercial de la casa SIEMENS, que será nuestro suministrador para los motores eléctricos de nuestra instalación. Debemos seleccionar un motor de potencia superior a la nominal calculada, teniendo en cuenta las condiciones de trabajo, posible sobrecarga, etc. Otras características a tener en cuenta podemos verlas en el Apartado 9.3.8 de la Memoria Descriptiva.
Memoria de Cálculo
7
El motor de accionamiento del extrusor será un motor de 22 kW de potencia
nominal, cuyas características principales son las siguientes:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA5 207-4AA10
Potencia nominal (Pn) 22 Kw
Velocidad nominal (nn) 1460 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 400/690 - 230/400 ¿? Tamaño 180L Rendimiento (η) 91% Factor de potencia (cosϕ) 0,84
Intensidad nominal (In) 41
Par nominal (Mn) 144 Nm
Ma/Mm 2,3
Ia/In 7,5
Mmax/Mm 3 Momento de inercia (J) 0,15 Peso 126 Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 2. Características principales motor accionamiento extrusor
1.1.3 Cálculo del Sistema de Arranque del Accionamiento de los Ventiladores
En este apartado definiremos el sistema de arranque más adecuado para los motores de accionamiento de los ventiladores.
Según las características técnicas que definen estos ventiladores, la potencia de accionamiento necesaria es de 0.75 kW. Debido a la velocidad rotativa de estos ventiladores, el motor a adoptar debe ser de 2 polos, así, adoptaremos un motor trifásico de jaula de ardilla que además de cumplir estos requisitos tiene las siguientes características:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 080-2AA61
Potencia nominal (Pn) 0.75 Kw
Velocidad nominal (nn) 2855 Nº polos 2 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 80 Rendimiento (η) 73% Factor de potencia (cosϕ) 0,86
Memoria de Cálculo
8
Características
Intensidad nominal (In) 1.73
Par nominal (Mn) 2.5 Nm
Ma/Mm 2,3
Ia/In 5.6
Mmax/Mm 2.4 Momento de inercia (J) 0,00085 Peso 8.2 Forma constructiva IM B5 Tipo de servicio S7
Tabla 3. Características motores de accionamiento de los ventiladores
En cuanto al sistema de arranque de estos motores, la instrucción MIE BT 034 del
REBT establece que para motores de potencia nominal entre 0.75 y 1.5 kW, la relación entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal debe ser inferior a 4.5. Según las características de este motor, esta relación es de 5.6, y por tanto, debemos adoptar un sistema de arranque que nos permita reducir la punta de intensidad.
La característica de la carga que supone un ventilador viene dada por la siguiente gráfica:
Figura 3. Característica par-velocidad de un ventilador
El par aumenta con la velocidad, de tal modo que el par necesario en el arranque no
es elevado. Según esto, podemos adoptar un sistema de arranque estrella-triángulo, de tal modo que la intensidad absorbida en el arranque será menor.
Calcularemos esta intensidad según la siguiente expresión:
ηϕ ⋅⋅⋅⋅
=cos3
1000
f
aU
PI (3)
siendo: Ia: Intensidad de arranque (A) P: Potencia absorbida (kW) Uf: Tensión de fase (V) cosϕ: factor de potencia η: Rendimiento En este caso, las características constructivas del motor indican que la tensión de fase debe ser de 400 V, y por tanto, podemos arrancar el motor en estrella y en régimen nominal pasar a la conexión triángulo. En conexión estrella, la intensidad de fase es 3 veces menor que en conexión triángulo, podemos ver un esquema a continuación:
Memoria de Cálculo
9
Figura 4. Esquema de conexión estrella - triángulo
Según la expresión 3, la intensidad de arranque será la siguiente:
73.086.02303
100075.0
⋅⋅⋅
⋅=aI (4)
Ia = 3 A à Ia/In = 1.73 < 4.5
Con el arranque en estrella reducimos la intensidad en el arranque, y por tanto es factible adoptar este arranque en este motor.
1.2 Cálculos Relativos a la Bomba de Engranajes 1.2.1 Cálculo del caudal volumétrico de la bomba de engranajes
Como hemos visto en el Apartado 9.3.9 de la Memoria descriptiva, adoptaremos una bomba de desplazamiento positivo a la salida del extrusor para absorber las fluctuaciones de flujo del mismo.
La característica que define la bomba es el caudal volumétrico, la cantidad de fluido que puede suministrar por cada revolución. El producto final a fabricar no es algo continuo, sino que hay gran variedad de perfiles tanto en forma como en dimensión, así que la cantidad de material necesario en cada caso particular depende de eso.
El rango de tamaños que puede tener un perfil de extrusión comprende los valores de entre 25 y 35 mm2 de sección. El volumen total de material vendrá dado por el perímetro a recubrir, que puede oscilar entre 1000 y 4000 mm, dependiendo del tamaño de la luna.
Tomando estos valores como datos de partida en cuanto al producto, pasamos a estudiar los parámetros de fabricación que deberemos tener en cuenta, como son la velocidad del robot y la velocidad de la bomba. La velocidad del robot variará en función de las características geométricas de la luna a recubrir, ya que los cambios de dirección, curvas, etc, pueden hacer variar la geometría del perfil. La velocidad óptima suele ser de 120 mm/s, aunque dependerá de cada producto en concreto. En cuanto a la velocidad de la bomba, los valores óptimos de funcionamiento para este tipo de aplicaciones oscilan entre las 45 y 60 rpm.
Cada uno de estos factores depende en gran medida de todos los demás, lo que hace que las variaciones de un parámetro afecta al conjunto de la instalación. Mediante la siguiente tabla, crearemos un conjunto de posibles valores en función de cada uno de los factores, y determinaremos con ella el caudal volumétrico necesario en nuestra instalación.
Memoria de Cálculo
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Calcularemos tres tablas con los casos más desfavorables o extremos que podemos hallarnos según la siguiente expresión:
)(min.60)/()(sec
)/(.1
23
−
⋅⋅=
bombavelsmmrobotvelocidadcmción
revcmovolumétricCaudal (5)
− Sección perfil 25 mm2:
Velocidad bomba (min-1) Caudal volumétrico
(cm3/rev) 45 50 55 60
100 3,33 3,00 2,73 2,50
110 3,67 3,30 3,00 2,75
115 3,83 3,45 3,14 2,88
Velocidad cabezal robot
(mm/s) 120 4,00 3,60 3,27 3,00
Tabla 4. Valores de caudal volumétrico para sección de 25 mm2
− Sección perfil 30 mm2:
Velocidad bomba (min-1) Caudal volumétrico
(cm3/rev) 45 50 55 60
100 4,00 3,60 3,27 3,00
110 4,40 3,96 3,60 3,30
115 4,60 4,14 3,76 3,45
Velocidad cabezal robot
(mm/s) 120 4,80 4,32 3,93 3,60
Tabla 5. Valores de caudal volumétrico para sección de 30 mm2
− Sección perfil 35 mm2:
Velocidad bomba (min-1) Caudal volumétrico
(cm3/rev) 45 50 55 60
100 4,67 4,20 3,82 3,50
110 5,13 4,62 4,20 3,85
115 5,37 4,83 4,39 4,03
Velocidad cabezal robot
(mm/s) 120 5,60 5,04 4,58 4,20
Tabla 6. Valores de caudal volumétrico para sección de 35 mm2
Podemos elegir la bomba de engranajes en función de los valores obtenidos. Los valores
que más se aproximan son los caudales de las bombas SP22 y SP28 respectivamente, con 4.7 y 10.2 cm3/rev. Si tenemos en cuenta la regulación que podemos tener en el proceso, adoptamos una bomba de engranajes de caudal volumétrico 4.7 cm3/rev, cuyas características principales son:
Memoria de Cálculo
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Características Marca MAAG Tipo EXTREX 22 SP Caudal volumétrico 4.7 cm3/rev
Dimensiones 84x90x90 mm
Peso 5.2 Kg.
Diámetro entrada/salida 28 mm P. calefacción 125 W
Tabla 7. Características bomba de engranajes MAAG
1.2.2 Motor de accionamiento de la bomba de engranajes
Adoptaremos un motor trifásico de jaula de ardilla como accionamiento para esta
bomba. Para determinar la potencia necesaria de este motor calcularemos el par necesario en función de las características de funcionamiento de la misma.
La característica mecánica que define a las bombas de desplazamiento positivo responde a la siguiente gráfica:
Figura 5. Característica mecánica bombas de desplazamiento positivo
El par es constante en cuanto a la variación de velocidad, de tal modo que debemos asegurar en el arranque un par de valor similar al par nominal. El par necesario para el accionamiento de la bomba responde a la siguiente ecuación:
)(20
NmPq
Mb r
π⋅∆⋅
= (6)
siendo: Mb: Par teórico de la bomba qr: caudal volumétrico (cm3/rev) ∆P: Presión salida bomba – Presión entrada bomba (bar)
Las condiciones de presión a la entrada y a la salida deben cumplir los requisitos
especificados por el fabricante que son: − La diferencia de presión mínima entre la entrada y la salida de la bomba debe
ser siempre positiva y mayor de 5 bar. − Esta diferencia de presión debe cumplir la siguiente expresión:
)(15.0 barPPP salidaentradasalida ⋅≥− (7)
− La presión máxima del lado de entrada debe ser de 120 bar
Memoria de Cálculo
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Teniendo esto en cuenta, determinaremos los valores para estas presiones, que
serán: Pentrada = 100 bar Psalida = 130 bar
Así, calculamos el valor del par mínimo necesario para el accionamiento de la
bomba, que será de: Mn = 2.24 Nm
Consultamos el catálogo de motores de la casa SIEMENS, y buscamos un motor de
par nominal superior al mínimo calculado. Adoptamos un motor cuyo valor de par nominal es de 5.1 Nm, cuyas características técnicas son las que siguen:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 083-4AA10
Potencia nominal (Pn) 0.75 Kw
Velocidad nominal (nn) 1395 rpm Nº polos 4 Frecuencia (f) 50
Tensión (Un) 230/400 Tamaño 80 Rendimiento (η) 72% Factor de potencia (cosϕ) 0,81
Intensidad nominal (In) 1.86
Par nominal (Mn) 5.1 Nm
Ma/Mm 2,3
Ia/In 4.2
Mmax/Mm 2.3 Momento de inercia (J) 0,0018 Peso 9.4 Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 8. Características motor accionamiento bomba
1.3 Cálculos Relativos al Sistema de Reciclaje de Materias 1.3.1 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Molino Triturador
Como hemos visto en el Apartado 9.4.2.3 de la Memoria Descriptiva, el tipo de arranque más adecuado para el molino triturador es el arranque estrella-triángulo, pero debemos comprobar que la intensidad que absorbe el motor en el arranque no sobrepasa los valores permitidos. Las características principales de este motor son las siguientes:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 113-4AA60
Memoria de Cálculo
13
Características
Potencia nominal (Pn) 4 kW
Velocidad nominal (nn) 1440 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 112M Rendimiento (η) 84% Factor de potencia (cosϕ) 0,83
Intensidad nominal (In) 8,3 A
Par nominal (Mn) 27 Nm
Ma/Mm 2,7
Ia/In 6,5
Mmax/Mm 3
Momento de inercia (J) 0,011 kg/m2 Peso 31 kg Forma constructiva B3 Tipo de servicio S1
Tabla 9. Características motor accionamiento molino
Según la Instrucción 034 del REBT, la intensidad absorbida en el arranque de
motores eléctricos de potencia entre 1.5 y 5 kW debe ser inferior o igual a 3 (ver Tabla 2 de la Memoria Descriptiva). La intensidad en el arranque de este motor según las características del mismo supera este valor, debiendo por tanto adoptar un sistema de arranque que reduzca este pico de intensidad.
2.4/ =na II (8)
Determinaremos la intensidad absorbida por el motor en el arranque estrella-triángulo según la Expresión 3 de esta memoria. En este caso, las características constructivas del motor indican que la tensión de fase debe ser de 400 V, y por tanto, podemos arrancar el motor en estrella y en régimen nominal pasar a la conexión triángulo. En conexión estrella, la intensidad de fase es 3 veces menor que en conexión triángulo, podemos ver un esquema en la Figura 4 de esta Memoria.
Según la expresión 3, la intensidad de arranque será la siguiente:
84.083.02303
10004
⋅⋅⋅
⋅=aI (9)
Ia = 14.34 A à Ia/In = 1.73
Memoria de Cálculo
14
Con el arranque en estrella reducimos la intensidad en el arranque, y por tanto es factible adoptar este arranque en este motor. 1.3.2 Cálculo de la Potencia accionamiento de la Cinta Transportadora
La característica de la cinta transportadora es una característica de par constante ante el aumento de la velocidad. La gráfica coincide con la de la Figura 3 de esta Memoria.
Para determinar la potencia necesaria de este motor debemos determinar las características constructivas de la cinta, ya que el par responde a la siguiente expresión:
αseniD
vLC
M ⋅⋅⋅⋅⋅
=260
(10)
siendo: M: Par accionamiento (Nm) C: carga admisible (Nh) L: longitud de la banda (m) D: diámetro piñón (m) v: velocidad lineal de la cinta i: relación de transmisión reductor α : inclinación de la cinta
Figura 6. Esquema banda inclinada
La carga admisible la podemos hallar en función del caudal máximo que puede suministrar el extrusor, ya que de ningún modo podemos sobrepasar este límite. Así, obtenemos que la carga de material que puede llegar a tener es de:
hN
Chkg
C kgN 11.78.69 81.91 = →⋅= = (9)
Las características constructivas podemos verlas en el Plano Nº 10, y son las
siguientes:
Características Longitud banda (L) 1.6 m Diámetro piñón (D) 57 mm
Inclinación cinta (α ) 20º
Tabla 10. Características cinta transportadora
Memoria de Cálculo
15
En cuanto a la velocidad lineal de la cinta, determinamos un rango de valores de entre 20 – 30 m/min. Tomaremos el valor de 20 m/min por ser el caso más desfavorable a la hora de determinar el par necesario para el accionamiento.
Por último, debemos determinar el reductor a acoplar a esta cinta, y lo haremos en función de la velocidad lineal necesaria.
La velocidad de entrada al reductor será la del motor de accionamiento. Optaremos por un motor de 8 polos, y por tanto, la velocidad máxima de entrada que podemos tener es la velocidad de sincronismo, que en este caso es de 750 min-1. La velocidad de salida dependerá de la velocidad lineal final, y viene dada por la siguiente expresión:
rv
n⋅⋅
=π2
(12)
siendo: n = velocidad angular v = velocidad lineal r = radio Según esta expresión, la velocidad de salida del reductor será del orden de:
n2 = 109.8 min-1
La relación de transmisión viene dada por la siguiente expresión:
2
1
nn
i = (13)
siendo: i: relación de transmisión n1: velocidad de entrada del reductor n2: velocidad de salida del reductor
i = 6.83 Volviendo a la Expresión 6 de esta Memoria, el par de accionamiento mínimo necesario es de:
2083.6206.0
60206.111.7
senM ⋅⋅⋅⋅⋅
= (14)
M = 2 · 10-3 Nm
El par calculado de forma teórica debe multiplicarse por 3 antes de hallar la
potencia necesaria, ya que así quedan cubiertas las posibles sobrecargas que pueda tener en funcionamiento.
Escogemos un motor trifásico de rotor en cortocircuito de la casa SIEMENS de las siguientes características:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 070 8AB11
Potencia nominal (Pn) 0,09 kW
Velocidad nominal (nn) 630 min-1
Memoria de Cálculo
16
Características Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230 / 400 V Tamaño 71 Rendimiento (η) 53% Factor de potencia (cosϕ) 0,68
Intensidad nominal (In) 0,36 A
Par nominal (Mn) 1,4 Nm
Ma/Mm 1,9
Ia/In 2,2
Mmax/Mm 1,7 Momento de inercia (J) 0.0009 kg/m2 Peso 6,3 kg Forma constructiva IM V3 Tipo de servicio S1
Tabla 11. Características motor de accionamiento cinta transportadora
Así pues, este motor arranca a plena carga, necesitando un par elevado en el
arranque. Tratándose de una potencia tan pequeña, P = 0.09 kW, podemos adoptar un arranque a plena carga de este motor, ya que las restricciones que tenemos para las puntas de intensidad en el arranque son para potencias más elevadas.
Calcularemos la intensidad de arranque según las características del propio motor:
AIII aAI
nan 792.02.2/ 36.0 = →= = (15)
siendo: Ia = Intensidad de arranque (A) In = Intensidad en régimen permanente (A) En cuanto al reductor mecánico, una vez sabemos el motor necesario, recalculamos la relación de transmisión necesaria en función de la velocidad nominal, que es de 630 min-
1, quedando según la Expresión 10 de esta memoria:
i = 5.73
1.4 Cálculo de Motores de las Tolvas de Material
Como hemos visto en el apartado 9.5.2.1 de la Memoria Descriptiva, en este apartado definiremos el arranque más adecuado para los motores del sistema de agitación por varillas de las tolvas de almacenamiento.
En primer lugar, definiremos el motor necesario para las tolvas B1, B2 y B3, ya que reúnen las mismas características, y en segundo lugar pasaremos a estudiar la tolva de la extrusora. En cuanto al tipo de servicio de los 4 motores, podemos determinar de forma general que es S1, ya que el material debe estar en continuo movimiento esté o no la instalación en funcionamiento.
Memoria de Cálculo
17
1.4.1 Cálculo Motores Tolvas B1, B2 y B3 El motor acoplado a estas tolvas es un motor de potencia de accionamiento de 0.18
kW. La característica se este motor es que debe arrancar a plena carga, ya que las tolvas estarán llenas de material en el arranque, y por tanto el par necesario en el inicio es elevado.
Debido a la potencia de estos motores (< 0.75 kW), podemos adoptar un sistema de arranque directo, ya que es el sistema más adecuado para arranques a plena carga. La intensidad que tendremos en el arranque viene definida por las características del motor, las cuales veremos a continuación. El motor que escogemos es un motor trifásico de 8 polos de la casa comercial SIEMENS:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 080-8AB11
Potencia nominal (Pn) 0,18 Kw
Velocidad nominal (nn) 675 min-1 Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230/400 V Tamaño 80 Rendimiento (η) 51% Factor de potencia (cosϕ) 0,68
Intensidad nominal (In) 0,75 A
Par nominal (Mn) 2.5 Nm
Ma/Mm 1,7
Ia/In 2,3
Mmax/Mm 1,9
Momento de inercia (J) 0,0015 kg/m2 Peso 7.5 kg Forma constructiva IM V1 Tipo de servicio S1
Tabla 12. Características motor accionamiento tolvas almacenaje
Según sus características la intensidad de arranque viene definida por la siguiente
expresión:
AIII aAI
nan 72.13.2/ 75.0 = →= = (16)
En cuanto a la forma constructiva de estos motores, se corresponderá con la forma IM V1, debido a la necesidad de trabajar en vertical. Además de esto necesitaremos un reductor mecánico de velocidad, que servirá de acoplamiento entre las varillas de la tolva y el mismo motor de accionamiento. La velocidad de salida del reductor debe ser de 30 rpm, así adoptaremos un reductor de engranajes cilíndricos de la casa SEW Eurodrive, de la serie RM, en versión con brida para posición vertical. La velocidad de salida será de 30 rpm, así la relación de transmisión del reductor será, según la Expresión 13 de esta Memoria, de:
Memoria de Cálculo
18
i = 22.5
1.4.2 Cálculo Motor Tolva B4 En el caso de la tolva del extrusor, tolva B4, el motor necesario debe ser de potencia inferior. Adoptaremos un motor de la casa SIEMENS, de 0.09 kW de potencia nominal. Para su acoplamiento a la tolva también dispondremos de un reductor mecánico, esta vez de relación de transmisión mayor, ya que la velocidad nominal del motor es distinta en este caso. La velocidad de salida debe ser menor, de unos 20 rpm, así pues, la relación resultante según la Expresión 13 será de:
i = 32.2
Se trata de un reductor mecánico de engranajes cilíndricos, de versión con patas para trabajar en horizontal, de la casa comercial SEW Eurodrive.
En cuanto al arranque del motor de accionamiento, adoptaremos un arranque directo, ya que este motor debe arrancar a plena carga. Puesto que la potencia de accionamiento es inferior a 0.75 kW, podemos adoptar un sistema de arranque directo sin adoptar un sistema de reducción de la intensidad al igual que en los casos anteriores. La intensidad absorbida en el arranque viene dada por las características propias del motor, que son las siguientes:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 073-8AB10
Potencia nominal (Pn) 0,12 Kw
Velocidad nominal (nn) 645 min-1 Nº polos 8 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230/400 V Tamaño 71 Rendimiento (η) 53% Factor de potencia (cosϕ) 0,64
Intensidad nominal (In) 0,51 A
Par nominal (Mn) 1.8 Nm
Ma/Mm 2.2
Ia/In 2.2
Mmax/Mm 2.0
Momento de inercia (J) 0,0009 kg/m2 Peso 6.3 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 13. Características motor tolva extrusor
Según esto, la intensidad absorbida durante el arranque vendrá dada por la siguiente
expresión:
Memoria de Cálculo
19
AIII aAI
nan 12.12.2/ 51.0 = →= = (17)
1.5 Cálculos Relativos al Sistema de Transporte 1.5.1 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Motor de Accionamiento del
Compresor del Sistema de Transporte
Como hemos visto en el apartado 9.5.2.4 de la Memoria Descriptiva, debemos determinar el tipo de arranque más adecuado para el motor de accionamiento del compresor del sistema de transporte.
. Según la instrucción MIE BT del REBT, la relación máxima permitida entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal para motores de potencia entre 1.5 y 5 kW es de 3 (ver Tabla 2 de la Memoria Descriptiva). Según las características del motor de accionamiento adoptado, esta relación es de 5.2, y por tanto, debemos adoptar un sistema de arranque que reduzca esta punta de intensidad absorbida. Podemos ver a continuación la tabla de características de este motor:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 106-4AA60
Potencia nominal (Pn) 2.2 Kw
Velocidad nominal (nn) 1420 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 400∆/690y V Tamaño 100L Rendimiento (η) 80% Factor de potencia (cosϕ) 0,82
Intensidad nominal (In) 4.9 A
Par nominal (Mn) 15 Nm
Ma/Mm 2.5
Ia/In 5.2
Mmax/Mm 2.6
Momento de inercia (J) 0,0048 kg/m2 Peso 24 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 14. Características motor de accionamiento del compresor
La característica que define la carga que supone una bomba de vacío, viene dada por la siguiente gráfica:
Memoria de Cálculo
20
Figura 7. Gráfica par-velocidad del compresor
Se trata de una característica ventilador, cuyo par necesario en el arranque no es
elevado. Una vez visto esto, podemos determinar que un arranque estrella-triángulo podría ser el adecuado para este motor, pero debemos calcular la intensidad absorbida para ver si esta reducción es suficiente.
Determinamos la intensidad de arranque según la expresión 3 de esta memoria. Así, la intensidad que obtenemos es la siguiente:
80.082.02303
10002.2
⋅⋅⋅
⋅=aI à Ia = 8.4 A (18)
Ia/In = 1.7 < 3 (RBT)
Adoptamos como sistema de arranque el sistema estrella – triángulo para este motor
de accionamiento. En este caso, no necesitamos un reductor mecánico de velocidad, acoplamos el motor directamente a la carga.
1.5.2 Cálculo de la Intensidad de Arranque del Motor de Accionamiento del
Compresor del Secador
Como hemos visto en el apartado 9.5.3 de la Memoria Descriptiva, debemos determinar el tipo de arranque más adecuado para el motor de accionamiento del compresor del secador.
Según la instrucción MIE BT del REBT, la relación máxima permitida entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal para motores de potencia entre 0.75 y 1.5 kW es de 4.5 (ver Tabla 2 de la Memoria Descriptiva). Según las características del motor de accionamiento adoptado, esta relación es de 4.3, y por tanto, podemos adoptar un sistema de arranque directo para este motor. A continuación vemos la tabla de características de este motor:
Características Marca SIEMENS Referencia 1LA7 090-4AA10
Potencia nominal (Pn) 1.1 Kw
Velocidad nominal (nn) 1410 min-1 Nº polos 4 Frecuencia (f) 50 Hz
Tensión (Un) 230∆/400y V Tamaño 90S
Memoria de Cálculo
21
Características Rendimiento (η) 73% Factor de potencia (cosϕ) 0,83
Intensidad nominal (In) 2.62 A
Par nominal (Mn) 7.5 Nm
Ma/Mm 2
Ia/In 4.3
Mmax/Mm 2.3
Momento de inercia (J) 0,0028 kg/m2 Peso 12.3 kg Forma constructiva IM B3 Tipo de servicio S1
Tabla 15. Características motor accionamiento del compresor del secador
Con estas características podemos determinar la punta de intensidad absorbida en el
arranque según la siguiente expresión:
AIII aAI
nan 3.113.4/ 62.2 = →= = (19)
1.6 Resumen de los Motores Instalados
A continuación podemos ver una tabla resumen con las principales características de los motores adoptados en nuestra instalación: Motor accionamiento
Símbolo Potencia accionamiento (kW)
Intensidad nominal (A)
Intensidad arranque (A)
Tipo arranque
Extrusor M6 22 43.5* 43.5 Variador frecuencia Bomba engranajes
M7 0.75 2* 2 Variador frecuencia
Ventilador 1 M8 0.75 1.73 3 Estrella – Triángulo Ventilador 2 M9 0.75 1.73 3 Estrella – Triángulo Ventilador 3 M10 0.75 1.73 3 Estrella – Triángulo Molino triturador
M13 4 8.3 14.34 Estrella – Triángulo
Cinta transportadora
M14 0.09 0.36 0.79 Directo
Tolva B1 M20 0.18 0.75 1.72 Directo Tolva B2 M21 0.18 0.75 1.72 Directo Tolva B3 M22 0.18 0.75 1.72 Directo Tolva B4 M23 0.12 0.51 1.12 Directo Compresor Sist. Transporte
M18 2.2 4.9 8.4 Estrella – Triángulo
Compresor Secador
M17 1.1 2.62 11.3 Directo
* Intensidad absorbida por el variador de frecuencia
Tabla 16. Resumen de los motores instalados
Memoria de Cálculo
22
2 Arranque de la Instalación
Para poder dimensionar las líneas con cargas motoras, es necesario conocer las puntas de intensidad absorbida que se producen durante el arranque de dichos motores asi como la intensidad absorbida durante el régimen nominal de los mismos. En este apartado veremos esta secuencia en función de lo visto en el Apartado 10.4 de la Memoria Descriptiva. 2.1 Arranque Motores Instalación
En este apartado veremos el arranque completo de la instalación, desde la primera carga accionada hasta la última. De este modo hallaremos la punta de intensidad que se produce durante el arranque de la misma.
Llamaremos Intensidad Absorbida a la intensidad puntual que se absorbe en cada punto del arranque, e Intensidad Acumulada a la suma de las intensidades que se van absorbiendo a medida que la instalación va arrancando.
CARGA Tiempo (h) Intensidad
Absorbida (A) Intensidad
Acumulada (A) Líneas de control 0,00 10 10 Conexión de la calefacción del secador 0,17 9,2 19,2 Arranque del sistema de agitación de varillas tolva B3 0,25 1,72 20,92 Intensidad régimen nominal motor tolva B3 0,25 1 20,2 Arranque del compresor del secador 0,25 11,3 31,5 Intensidad régimen nominal compresor 0,25 3,3 23,5 Conexión de la calefacción del extrusor 2,00 21,5 45 Arranque del sistema de agitación de varillas tolvas B1, B2 y B4 4,00 4,56 49,56 Intensidad régimen nominal motor tolvas B1, B2 y B4 4,00 2,7 47,7 Arranque compresor sistema de transporte 4,02 8,4 56,1 Intensidad régimen nominal compresor 4,02 6,2 53,9 Arranque motor bomba engranajes 4,03 2,5 56,4 Arranque motor extrusor 4,08 54,4 110,8 Arranque motor molino triturador 4,13 14,34 125,14 Intensidad régimen nominal molino 4,14 10,4 121,2 Arranque motor cinta transportadora 4,15 0,8 122 Intensidad régimen nominal cinta 4,15 0,5 121,7
Memoria de Cálculo
23
CARGA Tiempo (h) Intensidad Absorbida (A)
Intensidad Acumulada (A)
Arranque ventiladores refrigeración 4,25 9 130,7 Intensidad régimen nominal ventiladores 4,25 6,6 128,3
Tabla 17. Intensidades absorbidas durante el arranque de la instalación
Puesto que se trata del cálculo de intensidades para el posterior cálculo de las secciones
de los conductores, tomamos como valores de régimen nominal de los motores los valores calculados en el Apartado 4.1 de esta memoria, considerando una posible sobrecarga de los mismos de un 125 %.
Como podemos ver en la tabla anterior, la punta de intensidad absorbida durante el arranque es de 130.7 A, teniendo en cuenta el arranque de los ventiladores de refrigeración. La intensidad nominal de funcionamiento es de 128.3 A.
Debemos tener en cuenta que los ventiladores de refrigeración pueden arrancarse en cualquier momento de la producción, y por tanto esta punta de arranque puede repetirse.
A continuación podemos ver esta evolución gráficamente:
DIAGRAMA INTENSIDADES: ARRANQUE INSTALACIÓN
10 9,21,72 1
11,33,3
21,5
4,56 2,78,4 6,2 2,5
14,34 10,40,8 0,5
9 6,6
54,4
10
47,7
110,8
125,14121,2
122121,7
56,453,9
56,149,56
45
23,5
31,5
20,219,2 20,92
130,7
128,3
0102030405060708090
100110120130140
0,00
0,17
0,25
0,25
0,25
0,25
2,00
4,00
4,00
4,02
4,02
4,03
4,08
4,13
4,14
4,15
4,15
4,25
4,25
TIEMPO (HORAS)
INT
EN
SID
AD
(A
)
Intensidad Absorbida Acumulado
Figura 8. Gráfica intensidades absorbidas durante el arranque en la línea L0
2.2 Arranque Motores Línea L1
La línea L1 es la línea que se reparte entre las cargas relacionadas con el Sistema de Extrusión, que son las siguientes:
CARGA Tiempo (h) Intensidad
Absorbida (A) Intensidad
Acumulada (A)
Memoria de Cálculo
24
CARGA Tiempo (h) Intensidad Absorbida (A)
Intensidad Acumulada (A)
Líneas de control 0,00 4 4 Conexión de la calefacción del extrusor 2,00 21,5 25,5 Arranque motor bomba engranajes 4,03 2,5 28 Arranque motor extrusor 4,08 54,4 82,4 Arranque ventiladores refrigeración 4,25 9 91,4 Intensidad régimen nominal ventiladores 4,25 6,6 89
Tabla 18. Intensidad absorbida durante el arranque en la línea L1
En cuanto a la gráfica de evolución, vemos claramente que tenemos dos momentos
clave, la conexión de las calefacciones y la puesta en marcha del resto de elementos. En esta línea tendremos fluctuaciones de consumos debido al arranque de los ventiladores, tal y como hemos visto en la línea general.
A continuación podemos ver la gráfica del arranque:
DIAGRAMA INTENSIDADES EN EL ARRANQUE: L1
40 0 0 0 0
21,5
0 0 0 0 2,5 0 0 0 0
9 6,6
54,4
4
25,5
82,4 82,482,4
82,482,4
2825,5
25,525,525,5
4444 4
91,4
89
0102030405060708090
100
0,00
0,17
0,25
0,25
0,25
0,25
2,00
4,00
4,00
4,02
4,02
4,03
4,08
4,13
4,14
4,15
4,15
4,25
4,25
TIEMPO (HORAS)
INTE
NS
IDA
D (A
)
Acumulado Intensidad absorbida
Figura 9. Gráfica intensidad absorbida durante el arranque línea L1
2.3 Arranque Motores Línea L2
La línea L2 es la línea que se reparte entre las cargas relacionadas con el Sistema de Reciclaje, que son las siguientes:
Memoria de Cálculo
25
CARGA Tiempo (h) Intensidad Absorbida (A)
Intensidad Acumulada (A)
Líneas de control 0,00 2 2 Arranque motor molino triturador 4,13 14,34 16,34 Intensidad régimen nominal molino 4,14 10,4 12,4 Arranque motor cinta transportadora 4,15 0,8 13,2 Intensidad régimen nominal cinta 4,15 0,5 12,9
Tabla 19. Intensidad absorbida durante el arranque en la línea L2.
En la representación gráfica de esta línea, podemos ver que la punta de intensidad se produce al inicio de la producción, ya que en esta línea no tenemos ninguna carga que debe conectarse previamente.
La gráfica que lo representa es la siguiente:
DIAGRAMA INTENSIDADES EN EL ARRANQUE: LÍNEA L2
2
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00,8 0,5 0 0
10,4
14,34
0
16,34
2
12,4 13,2 12,9
0
10
20
0,00
0,17
0,25
0,25
0,25
0,25
2,00
4,00
4,00
4,02
4,02
4,03
4,08
4,13
4,14
4,15
4,15
4,25
4,25
TIEMPO (HORAS)
INT
EN
SID
AD
(A
)
Acumulado Intensidad absorbida
Figura 10. Gráfica intensidad absorbida durante el arranque línea L2
2.4 Arranque Motores Línea L3
La línea L3 es la línea que se reparte entre las cargas relacionadas con el Sistema de Transporte, que son las siguientes:
CARGA Tiempo (h) Intensidad
Absorbida (A) Intensidad
Acumulada (A) Líneas de control 0,00 4 4
Memoria de Cálculo
26
CARGA Tiempo (h) Intensidad Absorbida (A)
Intensidad Acumulada (A)
Conexión de la calefacción del secador 0,17 9,2 13,2 Arranque del sistema de agitación de varillas tolva B3 0,25 1,72 14,92 Intensidad régimen nominal motor tolva B3 0,25 1 14,2 Arranque del compresor del secador 0,25 11,3 25,5 Intensidad régimen nominal compresor 0,25 3,3 17,5 Arranque del sistema de agitación de varillas tolvas B1, B2 y B4 4,00 4,56 22,06 Intensidad régimen nominal motor tolvas B1, B2 y B4 4,00 2,7 20,2 Arranque compresor sistema de transporte 4,02 8,4 28,6 Intensidad régimen nominal compresor 4,02 6,2 26,4
Tabla 20. Tabla de intensidades absorbidas durante el arranque línea L3
En la representación gráfica podemos observar que la punta de intensidad absorbida
de esta línea se produce al inicio de la puesta en marcha por la conexión de las calefacciones, y al inicio de la producción por el arranque del resto de elementos.
A continuación podemos ver la gráfica que lo representa:
DIAGRAMA INTENSIDADES EN EL ARRANQUE: LÍNEA L3
41,72 1
3,3
0
4,562,7
8,46,2
0 0 0 0 0 0 0
11,39,2
04
20,2
14,9213,2
14,2
25,5
17,517,5
22,06
28,6
26,4
0
10
20
30
40
0,00
0,17
0,25
0,25
0,25
0,25
2,00
4,00
4,00
4,02
4,02
4,03
4,08
4,13
4,14
4,15
4,15
4,25
4,25
TIEMPO (HORAS)
INT
EN
SID
AD
(A
)
Acumulado Intensidad absorbida
Figura 11. Gráfica de intensidades absorbidas en el arranque línea L3
Memoria de Cálculo
27
Las cargas motoras de la línea L3 se reparte entre las líneas L3A y L3B, a
continuación podemos ver una tabla con las intensidades que afectan a cada una de ellas:
CARGA Tiempo (h)
Intensidad Absorbida (A)
Intensidad Acumulada (A)
L3A Conexión de la calefacción del secador 0,17 9,2 13,2 Arranque del sistema de agitación de varillas tolva B3 0,25 1,72 14,92 Intensidad régimen nominal motor tolva B3 0,25 1 14,2 Arranque del compresor del secador 0,25 11,3 25,5 Intensidad régimen nominal compresor 0,25 3,3 17,5 Arranque del sistema de agitación de varillas tolva B4 4,00 1,72 19,22 Intensidad régimen nominal motor tolva B4 4,00 1 18.5 Arranque compresor sistema de transporte 4,02 8,4 26.9 Intensidad régimen nominal compresor 4,02 6,2 24,7 L3B Arranque del sistema de agitación de varillas tolvas B1 y B2. 4,00 3.44 3.44 Intensidad régimen nominal motor tolvas B1 y B2. 4,00 2 2
Tabla 21. Tabla de intensidades absorbidas durante el arranque líneas L3A y L3B
3 Cálculo del Sistema de Iluminación
Para el cálculo de la iluminación hemos utilizado el programa informático CALCULUX de la casa comercial PHILIPS. Se trata de un programa que permite situar en 3 dimensiones todo tipo de pantallas y lámparas suministradas por esta casa comercial. Además, permite calcular con facilidad los niveles de iluminación del local, visualizar un isotrazado de niveles de iluminación, etc
A continuación podemos ver con relativo detalle los datos iniciales y de trabajo requeridos por el programa, y los resultados obtenidos. 3.1 Datos de partida
Para poder calcular el sistema de iluminación más adecuado, los datos de partida que utilizaremos son los siguientes:
- Dimensiones del recinto: En este caso las dimensiones del recinto que introducimos
Memoria de Cálculo
28
en el programa son las de la nave donde se encuentra ubicada la extrusora. Las dimensiones son: 30 x 13 x 6 m.
- Altura del plano de trabajo: es el plano donde el nivel de lux se requiere más uniforme. El programa nos permite introducir un solo valor, así que el plano de trabajo más habitual será de 1.2 m, ya que las tareas de fabricación de la nave son estando de pie. Además del plano general de trabajo, tenemos otro plano de trabajo que es el de la plataforma. Ésta está ubicada a 2.5 m del suelo, así que crearemos una rejilla de cálculo a 3.3 m, ya que el trabajo en la plataforma estará relacionado con el mantenimiento de la maquinaria, y 0.8 m es la altura media.
- Factor de mantenimiento: es el coeficiente que nos permite compensar la influencia del mantenimiento necesario ante el paso del tiempo debido a la acumulación de polvo y suciedad sobre las lámparas. En nuestro caso tomaremos un factor del 0.8.
- Factor de reflexión: es el coeficiente del color del suelo, paredes y techo del recinto a iluminar. En nuestro caso tomaremos como factores de reflexión: 0.3 para las paredes ya que son de color beige; 0.5 para el techo por ser de color gris claro; y 0.1 para el suelo que es de color azul oscuro.
- Lámparas: las lámparas escogidas, así como las pantallas donde van sujetas vienen dadas por la base de datos del propio programa. Se trata del catálogo de iluminación Philips, y nos permite saber todas las características de las pantallas y lámparas elegidas. En los Anexos podemos ver las características concretas de las lámparas de este proyecto.
- Disposición de las lámparas: puede ser en grupo o individual. La disposición individual nos permite distribuirlas según nuestro criterio y la disposición en grupo las distribuye de modo simétrico de forma automática. En un primer cálculo situamos las lámparas de forma automática. Esto hace que la distribución sea simétrica, y nos permita escoger las lámparas y la distribución más adecuada para la iluminación general de la nave.
Una vez situada la gran mayoría de las lámparas, hacemos algunos cambios en la zona de la entrada y en la zona de la plataforma, hacemos cambios tanto en la disposición como en el tipo de lámpara y pantalla. Los resultados obtenidos podemos verlos en los anexos.
Valores que devuelve el programa:
- Luminancia Media (lux): es el nivel medio de iluminación. Debe aproximarse al valor escogido según la actividad.
En nuestro caso, el valor de iluminancia escogido es de 500 lux para la iluminación general. Para la plataforma, que el nivel de iluminación es más preciso, hemos escogido un nivel de 750 lux; y para la entrada, ya que se trata de una zona de paso principalmente, un valor de 300 lux. Las medias obtenidas se acercan al valor requerido. - Min/Media: relaciona el valor más elevado con el valor medio. Debe estar lo más
cerca de 1 posible ya que indica la uniformidad de la iluminación. Esta uniformidad también podemos verlas en las líneas del isotrazado. En nuestro caso, calculamos estos valores para las tres rejillas de cálculo que tenemos.
- Min/Max: Relaciona los calores máximos y mínimos, y al estar más próximo a 1 posible indicará que la iluminación es uniforme. En la plataforma obtenemos el valor más desfavorable, aunque observando las líneas del isotrazado, los valores más bajos se encuentran en las esquinas de la plataforma, lugares donde no se desempeñará el trabajo que nos interesa.
Memoria de Cálculo
29
3.2 Alumbrado General
Una vez realizados los cálculos, obtenemos el número de luminarias que necesitamos en total, y el tipo mas adecuado. El resumen de estos datos podemos verlo en la siguiente tabla:
Zona Iluminación
Tipo luminaria Tipo pantalla Potencia (W)
Número
General HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013 HPL-N 422 20 Entrada HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007 HPL-N 269 2 Plataforma HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013 HPL-N 269 2
Tabla 22. Luminarias del Sistema de Iluminación
Para mas detalles de los cálculos obtenidos ver Anexos de este proyecto.
3.3 Alumbrado de Emergencia
Como iluminación de emergencia, adoptamos pantallas del tipo TCH 329/108 P M EL3 con lámparas TL 8W/840, como hemos visto en el Apartado 13.3 de la Memoria Descriptiva.
Puesto que en la nave tenemos 3 salidas, el número total de lámparas a adoptar podemos verlo en la siguiente tabla:
Zona Iluminación
Tipo pantalla Tipo lámpara Potencia (W)
Número
Entrada TCH 329/108 P M EL3 TL 8W/840 13 2 Salida TCH 329/108 P M EL3 TL 8W/840 13 1 Puerta Interior
TCH 329/108 P M EL3 TL 8W/840 13 1
Tabla 23. Luminarias del Sistema de Emergencia
4 Cálculo de la Potencia Instalada y de Utilización
Los motores y la iluminación de la nave forman dos grupos importantes en cuanto a las cargas que alimenta nuestro sistema. A continuación pasaremos a detallar cuales son el resto de las cargas, y cual es su repartición en todo el sistema que forma esta instalación.
La potencia nominal al 100% de utilización que puede llegar a consumir el sistema se denomina Potencia Instalada, ya que es la potencia máxima que pueden consumir los receptores instalados funcionando en régimen nominal.
Normalmente, las cargas del sistema no funcionan todas al mismo tiempo, ni suelen funcionar a su máxima capacidad. La potencia que realmente se consume es la Potencia de Utilización.
Para calcular la potencia de utilización, hace falta asignar a los receptores y circuitos un Factor de Simultaneidad, que nos dará la relación entre ambas potencias. El objeto de este apartado es calcular ambas potencias y los factores de simultaneidad aplicables en cada caso.
Memoria de Cálculo
30
4.1 Cálculo de la Potencia Instalada
Para poder hallar la potencia instalada en el sistema, debemos tener en cuenta que todos los receptores que hay en cada una de las líneas funciona a régimen nominal. Así, obtenemos la siguiente tabla de potencias:
LINEA POTENCIA INSTALADA (W) L0 99.320 L1 38.430
L1A 37.350 L2 4.810
L2A 4.090 L3 11.040
L3A 9.600 L3B 360 L27 9.568 L32 35.472
L4 720
L5 360
L6 22.000 L7 750
L8 750
L9 750
L10 750 L11 12.350
L12 720
L13 4.000
L14 90 L15 720
L16 360
L17 1.100
L18 2.200 L19 6.000
L20 180
L21 180
L22 180 L23 120
L24 17.736
L25 8.868 L26 8.868 L28 538 L29 8.440 L30 538
Memoria de Cálculo
31
LINEA POTENCIA INSTALADA (W) L31 52
Tabla 24. Potencia Instalada en Líneas Principales
En cuanto a los circuitos secundarios o monofásicos del sistema, calcularemos la
potencia instalada de forma particular para saber la repartición de las cargas. La tabla e potencias obtenida es la siguiente:
LINEA POTENCIA INSTALADA (W) L11.1 1800 L11.2 1800 L11.3 1800 L11.4 900 L11.5 500 L11.6 500 L11.7 900 L11.8 800 L11.9 500 L11.10 1500 L11.11 1000 L11.12 250 L11.13 100 L24.1 8.868
Tabla 25. Potencia Instalada en Líneas Secundarias
4.2 Cálculo del Coeficiente de Simultaneidad
Calculamos dos tipos de coeficientes, el Coeficiente de Utilización (ku) y el Coeficiente de Simultaneidad (ks).
Se ha tomado como valor 1 el coeficiente de utilización de los circuitos de alumbrado y de cargas resistivas. En cambio, para los circuitos con receptores a motor, el coeficiente se ha tomado menor, ya que no van a trabajar a plena carga.
En cuanto al coeficiente de simultaneidad, se han aplicado los criterios según el papel de cada receptor en la instalación. La mayoría de receptores funcionan simultáneamente, excepto los que forman parte del sistema de control de temperatura (ventiladores) y del sistema de reciclaje de materias.
En la figura siguiente podemos ver los distintos niveles de aplicación de estos coeficientes:
Memoria de Cálculo
32
Figura 12. Coeficientes de Simultaneidad y Utilización
4.3 Cálculo de la Potencia de Utilización
KU KS1 KS2coeficiente de coeficiente de coeficiente de
utilización simultaneidad simultaneidad1 er nivel 2 o nivel
T4 10,8
G5 10,8
M60,9
M70,8 CUADRO CUADRO
M8 C2 GENERAL0,6 Fuerza
M9 0,9 C10,6
M100,6 0,8
R111
L12 10,8
M13 CUADRO 0,8 C3
M14 Fuerza0,8 1
T15 10,8
G16 1 BT/MT0,8
M170,9
M180,6 CUADRO
R19 C41 Fuerza
M22 0,80,8
M230,8
M20 CUADRO 0,8 C5
M21 Fuerza0,8 0,9
V281 CUADRO
V29 C61
V30 Alumbrado1
V31 11
N24 CUADRO1 C7
N25 Tomas 1 de corriente
N26 0,61
Memoria de Cálculo
33
Utilizaremos estos coeficientes para el cálculo de las protecciones del cuadro principal C1, y para el cálculo de la Potencia Contratada. El cálculo de las secciones se hará con la Potencia Instalada, ya que así no limitamos la utilización de la instalación y su posible ampliación futura. La Potencia de Utilización que obtenemos es la siguiente:
LINEA POTENCIA UTILIZACIÓN (W)
L0 74.216 L1 31.554
L1A 30.620 L2 3.848
L2A 3.272 L3 7.963
L3A 6.840 L3B 259 L27 9.568 L32 21.283
Tabla 26. Potencia Utilización Líneas Principales
5 Cálculo de Intensidades
Para poder determinar la sección del conductor, es necesario conocer la intensidad prevista que va a circular por él. Calcularemos la intensidad de forma particular según el tipo de carga. 5.1 Derivaciones a Motor
Para calcular la intensidad necesaria para determinar la instalación de los motores, nos remitimos a la Instrucción MIE BT 034 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, apartado 1.2. Los conductores que alimentan a un solo motor, deben dimensionarse según el 125% de la intensidad nominal de los mismos. En nuestro caso, las líneas de alimentación de motores son independientes, y por tanto, la intensidad se calculará de acuerdo con esto.
Los casos del accionamiento del extrusor y de la bomba de masa son casos particulares, ya que su arranque se produce mediante un variador de frecuencia. En este caso, también dimensionaremos el cable para soportar una sobrecarga del 125 %.
Las intensidades calculadas son las siguientes:
LÍNEA Motor accionamiento Símbolo Intensidad nominal (A)
125 % Intensidad nominal (A)
L6 Extrusor M6 43.5 54.4 L7 Bomba engranajes M7 2 2.5 L8 Ventilador 1 M8 1.73 2.2 L9 Ventilador 2 M9 1.73 2.2
L10 Ventilador 3 M10 1.73 2.2 L13 Molino triturador M13 8.3 10.4 L14 Cinta transportadora M14 0.36 0.5 L20 Tolva B1 M20 0.75 1
Memoria de Cálculo
34
LÍNEA Motor accionamiento Símbolo Intensidad nominal (A)
125 % Intensidad nominal (A)
L21 Tolva B2 M21 0.75 1 L22 Tolva B3 M22 0.75 1 L23 Tolva B4 M23 0.51 0.7 L18 Compresor Sist. Transporte M18 4.9 6.2 L17 Compresor Secador M17 2.62 3.3
Tabla 27. Intensidades nominales de los motores a plena carga
5.2 Cargas Resistivas
En cuanto a las cargas resistivas, calcularemos la intensidad absorbida en función de su potencia siguiendo las siguientes expresiones:
Intensidad trifásica:
ϕcos31000
⋅⋅⋅
=U
PI (20)
siendo: I: Intensidad absorbida (A) P: Potencia (kW) U: Tensión (V) cosϕ: Factor de potencia (cargas resistivas = 1)
Intensidad monofásica:
UP
I1000⋅
= (21)
siendo: I: Intensidad absorbida (A) P: Potencia (kW) U: Tensión (V) cosϕ: Factor de potencia (cargas resistivas = 1) Las intensidades obtenidas son las siguientes:
LINEA Carga Símbolo Potencia
(W) Intensidad
nominal (A) Trifásica
L11 Calefacciones Extrusor
R11 12350 21.5
L19 Calefacciones Secador
R19 6000 9.2
Monofásica (Líneas secundarias de calefacción del extrusor) L11.1 Calefacción R11.1 1800 7.9 L11.2 Calefacción R11.2 1800 7.9 L11.3 Calefacción R11.3 1800 7.9 L11.4 Calefacción R11.4 900 3.9 L11.5 Calefacción R11.5 500 2.2
Memoria de Cálculo
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LINEA Carga Símbolo Potencia (W)
Intensidad nominal (A)
L11.6 Calefacción R11.6 500 2.2 L11.7 Calefacción R11.7 900 3.9 L11.8 Calefacción R11.8 800 3.5 L11.9 Calefacción R11.9 500 2.2
L11.10 Calefacción R11.10 1500 6.6 L11.11 Calefacción R11.11 1000 4.4 L11.12 Calefacción R11.12 250 1.1 L11.13 Calefacción R11.13 100 0.5
Tabla 28. Intensidades nominales cargas no motoras
5.3 Transformadores y Rectificadores
Los circuitos de control y maniobra son circuitos monofásicos. En el caso particular de los transformadores, calcularemos la intensidad tanto en el lado del primario como del secundario, que vendrá dada por la siguiente expresión:
11 U
SI = (22)
siendo: I1: Intensidad absorbida en el primario (A) S: Potencia aparente (VA) U1: Tensión en el primario (V)
22 U
SI = (23)
siendo: I2: Intensidad salida en el secundario (A) S: Potencia aparente (VA) U2: Tensión en el secundario (V) En cuanto a las líneas secundarias de los circuitos de control, las dimensionaremos con la misma intensidad que la línea principal.
Las intensidades calculadas son:
LINEA Carga Símbolo Intensidad nominal (A)
L4 Transformador maniobra extrusor
T4 2 (I1) 3.5 (I2)
L5 Rectificador líneas de control extrusor
G5 2
L12 Maniobra sist. Reciclaje --- 2 L15 Transformador maniobra
transporte T15 2 (I1)
3.5 (I2) L16 Rectificador líneas de
control extrusor G16 2
Memoria de Cálculo
36
Tabla 29. Intensidades líneas de mando
5.4 Líneas Iluminación
Las líneas de alumbrado son líneas trifásicas, y calcularemos la sección de las mismas en función de la repartición de cargas. La expresión que utilizaremos para calcularlas es la expresión 20 de esta memoria, tomando el valor de 0.8 como factor de potencia para las líneas de alumbrado:
ϕcos31000
⋅⋅⋅
=U
PI
Por lo que respecta a la línea L29, calcularemos además la carga que tiene por fase,
ya que a la hora de dimensionar las protecciones de la línea nos hará falta.
Los valores que se obtienen son:
LINEA Carga Símbolo Potencia (W)
Intensidad nominal (A)
Trifásica L28 Iluminación Entrada V28 538 1.1 L29 Iluminación General V29 8440 16.1 L30 Iluminación Plataforma V30 538 1.1 L31 Iluminación Emergencia V31 52 0.1
Trifásica L29.R Fase R V29 2954 12.84 L29.S Fase S V29 2954 12.84 L29.T Fase T V29 2532 11
Tabla 30. Intensidad absorbida por las líneas de alumbrado
5.5 Tomas de corriente
Para calcular la intensidad absorbida por las tomas de corriente, debemos tener en cuenta la intensidad nominal de las bases. Las tomas de corriente que tenemos en este proyecto son de 32A y de 16ª monofásicas (líneas secundarias) y trifásicas. La potencia absorbida por cada una es: Carga monofásica: 2P + T (16A - 250V)
ϕcos⋅⋅= IUP WP 5120=
Carga trifásica: 3P + T (16A - 400V)
ϕcos3 ⋅⋅⋅= IUP WP 8868=
3P + T (32A - 400V)
ϕcos3 ⋅⋅⋅= IUP
Memoria de Cálculo
37
WP 17736=
LINEA Carga
(nº tomas) Símbolo Potencia
instalada (W) Intensidad
nominal (A) Línea L24 – Tomas de corriente zona extrusor
L24 Base 32A N24 17.736 32 L24.1 Base 16A N24.1 8.868 16
Línea L25 – Tomas de corriente zona molino triturador L25 Base 16A N25 8.868 16
Línea L26 – Tomas de corriente zona secador L26 Base 16A N26 8.868 16
Tabla 31. Intensidad absorbida por las tomas de corriente (líneas principales)
5.6 Líneas Generales
Una vez calculadas las intensidades de las líneas particulares, calcularemos las intensidades que pasan por las líneas generales de la instalación.
La línea L0 es la línea de alimentación principal, y se reparte entre las líneas L1, L2, L3, L27 y L32.
La línea L1 se reparte entre todas las líneas que alimentan a cargas del propio proceso de extrusión, que son las líneas entre L4 y L11. Las líneas que no son de control y maniobra (L6-L11) parten de la línea L1A.
La línea L2 se reparte entre todas las líneas que alimentan a cargas del sistema de reciclaje de materias, que son las líneas entre L12 y L14. Las líneas que no son de control y maniobra (L13-L14) parten de la línea L2A.
La línea L3 se reparte entre todas las líneas que alimentan a cargas del sistema de transporte de materias, que son las líneas entre L15 y L23. Las líneas que no son de control y maniobra parten de las líneas L3A (L17-L19 y L22-L23) y L3B (L20-L21).
La línea L27 se reparte entre las líneas que alimentan al sistema de alumbrado, y se trata de las líneas L28-L31.
La línea 32 se reparte entre las líneas que alimentan a las tomas de corriente, y se trata de las líneas L24-L26.
Calcularemos las intensidades totales que circulan por las líneas con cargas motoras, en función del apartado 1.2 de la instrucción MIE BT 034 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión: las líneas que alimenten a mas de 1 motor se dimensionarán según el 125% de carga del mayor motor y la intensidad nominal del resto.
Los resultados podemos verlos en la tabla general de intensidades del apartado siguiente.
5.7 Tabla resumen
A continuación podemos ver la tabla resumen de lo visto en este apartado, con estas intensidades calcularemos la sección del conductor necesario.
LINEA INTENSIDAD ABSORBIDA (A)
L0 203,95 L1 84,06
Memoria de Cálculo
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LINEA INTENSIDAD ABSORBIDA (A) L1A 80,36 L2 12,76
L2A 10,76 L3 24,73
L3A 19,28 L3B 1,75 L27 18,40 L32 64,00
L4 2,00 L5 1,70 L6 54,40 L7 2,50 L8 2,20 L9 2,20
L10 2,20 L11 18,77 L12 2,00 L13 10,40 L14 0,50 L15 2,00 L16 1,70 L17 3,30 L18 6,20 L19 9,20 L20 1,00 L21 1,00 L22 1,00 L23 0,70 L24 32,00 L25 16,00 L26 16,00 L28 1,10 L29 16,10 L30 1,10 L31 0.10
Tabla 32. Intensidades absorbidas Líneas Generales
6 Cálculo de Secciones
En este apartado calcularemos la sección necesaria para cada uno de los conductores que alimentan a las cargas vistas anteriormente.
Memoria de Cálculo
39
6.1 Cálculo de los Conductores de Fase
Para hallar la sección necesaria para los conductores de nuestra instalación, nos
remitimos a la Instrucción MIE BT 004 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, para cables con aislamiento de 1000 V.
En concreto, utilizaremos la Tabla V de esta misma instrucción, que nos indica la sección del conductor de cobre más adecuado en función de la intensidad máxima permisible. Se trata de conductores al aire, ya que los conductores de nuestra instalación se encuentran sobre bandejas perforadas. Para aquellos conductores que se encuentran bajo tubo, aplicaremos el factor de corrección correspondiente.
Esta tabla se utiliza para cables de redes aéreas o para instalaciones industriales con condiciones de disipación de calor asimilables.
En cuanto al aislamiento de los cables, adoptaremos el tipo R, que se corresponde al polietileno reticulado. Adoptamos este aislamiento ya que soporta temperaturas máximas de hasta 90ºC.
Por lo que respecta a la sección del cable de la línea L0, se trata de un tramo de la línea subterráneo, desde la estación transformadora hasta el cuadro de alimentación principal dentro de fábrica. Para calcular la sección necesaria del cable subterráneo tomamos como referencia la Tabla I de la Instrucción MIE BT 007 del RBT. Según lo visto, las secciones obtenidas son las siguientes:
LINEA INTENSIDAD
ABSORBIDA (A) SECCIÓN
(mm2) INTENSIDAD MÁXIMA (A)
L0 203,95 240 405 L1 84,06 25 110
L1A 80,36 25 110 L2 12,76 1,5 17
L2A 10,76 1,5 17 L3 24,73 4 34
L3A 19,28 2,5 25 L3B 1,75 1,5 17 L27 18,40 2,5 25 L32 64,00 16 82
L4 2,00 1,5 25 L5 1,70 1,5 25 L6 54,40 16 82 L7 2,50 1,5 17 L8 2,20 1,5 17 L9 2,20 1,5 17 L10 2,20 1,5 17 L11 18,77 4 34 L12 2,00 1,5 25 L13 10,40 1,5 17 L14 0,50 1,5 17
Memoria de Cálculo
40
LINEA INTENSIDAD
ABSORBIDA (A) SECCIÓN
(mm2) INTENSIDAD MÁXIMA (A)
L15 2,00 1,5 25 L16 1,70 1,5 25 L17 3,30 1,5 17 L18 6,20 1,5 17 L19 9,20 1,5 17 L20 1,00 1,5 17 L21 1,00 1,5 17 L22 1,00 1,5 17 L23 0,70 1,5 17 L24 32,00 6 44 L25 16,00 2,5 25 L26 16,00 2,5 25 L28 1,10 1,5 17 L29 16,10 2,5 25 L30 1,10 1,5 17 L31 0,10 1,5 17
Tabla 33. Secciones conductores de fase
6.2 Factores de Corrección
Factores como la temperatura, el sistema de instalación de los cables o la proximidad entre ellos, puede hacer variar la intensidad máxima admisible de los mismos. En la tabla siguiente podemos ver los factores de corrección aplicados según la Instrucción MIE BT 004 del RBT:
- Cables bajo tubo o conducto al aire: 0.8 o L24 – L31
- Cables en bandejas perforadas o separados entre ellos 1 diámetro:
§ 2 cables: 0.95 § 3 cables: 0.90 § más de 3: 0.85 (L1A, L2A; L3A-L3B, L4-L5, L12, L15-L16)
o En contacto mutuo: § 2 cables: 0.85 (L13-L14) § 3 cables: 0.80 § más de 3: 0.75 (L6-L11; L17-L23)
- La temperatura para la que el factor de corrección es 1.00 es 40ºC. Dado que las naves están climatizadas, tomamos como supuesto que no superaremos esta temperatura. Una vez aplicados los factores de corrección, debemos comprobar que la intensidad
máxima soportada por el cable sigue siendo mayor que la absorbida. Los factores de corrección aplicados son:
Memoria de Cálculo
41
LINEA INTENSIDAD
ABSORBIDA (A) SECCIÓN
(mm2) INTENSIDAD MÁXIMA (A)
FACTOR CORRECCIÓN
INTENSIDAD MÁXIMA’ (A)
L0 203,95 240 405 1 405 L1 84,06 25 110 1 110
L1A 80,36 25 110 0,85 93,5 L2 12,76 1,5 17 1 17
L2A 10,76 1,5 17 0,85 14,45 L3 24,73 4 34 1 34
L3A 19,28 2,5 25 0,85 21,25 L3B 1,75 1,5 17 0,85 14,45 L27 18,40 2,5 25 0,8 20 L32 64,00 16 82 0,85 69,7
L4 2,00 1,5 25 0,85 21,25 L5 1,70 1,5 25 0,85 21,25 L6 54,40 16 82 0,75 61,5 L7 2,50 1,5 17 0,75 12,75 L8 2,20 1,5 17 0,75 12,75 L9 2,20 1,5 17 0,75 12,75
L10 2,20 1,5 17 0,75 12,75 L11 18,77 4 34 0,75 25,5 L12 2,00 1,5 25 0,85 21,25 L13 10,40 1,5 17 0,85 14,45 L14 0,50 1,5 17 0,85 14,45 L15 2,00 1,5 25 0,85 21,25 L16 1,70 1,5 25 0,85 21,25 L17 3,30 1,5 17 0,75 12,75 L18 6,20 1,5 17 0,75 12,75 L19 9,20 1,5 17 0,75 12,75 L20 1,00 1,5 17 0,75 12,75 L21 1,00 1,5 17 0,75 12,75 L22 1,00 1,5 17 0,75 12,75 L23 0,70 1,5 17 0,75 12,75 L24 32,00 6 44 0,8 35,2 L25 16,00 2,5 25 0,8 20 L26 16,00 2,5 25 0,8 20 L28 1,10 1,5 17 0,8 13,6 L29 16,10 2,5 25 0,8 20 L30 1,10 1,5 17 0,8 13,6 L31 0,10 1,5 17 0,8 13,6
Tabla 34. Intensidades máximas s/ factores corrección
Memoria de Cálculo
42
6.3 Caídas de Tensión Según el Apartado 11.2 de la Memoria Descriptiva, calcularemos las caídas de
tensión que tenemos en las líneas entre su origen y los consumos. Las expresiones a utilizar son:
− Líneas monofásicas:
2
1002USk
LPU inst
⋅⋅⋅⋅⋅
=∆ (24)
− Líneas trifásicas:
2
100USk
LPU inst
⋅⋅⋅⋅
=∆ (25)
siendo: Pinst: Potencia instalada (W) L: Longitud de la línea (m) k: Coeficiente del material de los conductores U: Tensión (V) S: sección del conductor (mm2) En el caso concreto de esta instalación, todos los conductores utilizados (salvo la línea L0) son de cobre, y por tanto, el valor de la constante que utilizaremos será de k=56. Para la línea principal L0 que es de aluminio, utilizaremos en valor de k=35. La longitud de los conductores, se debe medir desde el origen de la línea hasta el consumo al que alimenta. La distribución y recorrido de los cables podemos verlos en detalle en los Planos Nº 13, 14 y 15. Las longitudes de los conductores podemos verlas en la tabla siguiente. Las longitudes de las líneas L1, L2 y L3 se consideran despreciables por estar su origen y fin dentro del cuadro principal de distribución. Junto con éstas, tampoco consideraremos la longitud de las líneas monofásicas que alimentan a las calefacciones del extrusor, sólo se considerará la línea principal. Teniendo en cuenta las consideraciones vistas, las caídas de tensión de las líneas son las siguientes:
LINEA LONGITUD
(m) POTENCIA
INSTALADA (W) TENSIÓN
(V) SECCIÓN
(mm2) ∆U (%) L0 13,6 99.320 400 240 0,101 L1 0 38.430 400 25 0,000
L1A 28,27 37.350 400 25 0,471 L2 0 4.810 400 1,5 0,000
L2A 38,12 4.090 400 1,5 1,160 L3 0 11.040 400 4 0,000
L3A 33,7 9.600 400 2,5 1,444 L3B 38,12 360 400 1,5 0,102 L27 4,3 9.568 400 2,5 0,184 L32 28,21 35.472 400 16 0,698 L4 5,96 720 400 1,5 0,064
Memoria de Cálculo
43
LINEA LONGITUD
(m) POTENCIA
INSTALADA (W) TENSIÓN
(V) SECCIÓN
(mm2) ∆U (%) L5 5,96 360 230 1,5 0,097 L6 4,96 22.000 400 16 0,076 L7 4,96 750 400 1,5 0,028 L8 4,96 750 400 1,5 0,028 L9 4,96 750 400 1,5 0,028
L10 4,96 750 400 1,5 0,028 L11 4,96 12.350 400 4 0,171 L12 5,48 720 230 1,5 0,178 L13 5,48 4.000 400 1,5 0,163 L14 5,48 90 400 1,5 0,004 L15 5,96 720 400 1,5 0,064 L16 5,96 360 230 1,5 0,097 L17 3,08 1.100 400 1,5 0,025 L18 3,08 2.200 400 1,5 0,050 L19 3,08 6.000 400 1,5 0,138 L20 3 180 400 1,5 0,004 L21 3 180 400 1,5 0,004 L22 3,08 180 400 1,5 0,004 L23 4,94 120 400 1,5 0,004 L24 7,96 17.736 400 6 0,263 L25 11,68 8.868 400 2,5 0,462 L26 9,69 8.868 400 2,5 0,384 L28 21,18 538 400 1,5 0,085 L29 23,75 8.440 400 2,5 0,895 L30 17,15 538 400 1,5 0,069 L31 21,53 52 400 1,5 0,008
Tabla 35. Caídas de tensión
Las caídas de tensión máximas permitidas por el RBT son:
- 0.5 % en el caso de la Línea Repartidora (L0) - 3 % en el caso de la Instalación Interior – Alumbrado (L27-L31) - 5% en el caso de la Instalación Interior – Fuerza (Resto)
Las caídas calculadas son menores de lo marcado por el Reglamento de Baja Tensión, así que no tenemos que recalcular de nuevo las secciones. 6.4 Cálculo del Conductor Neutro
Memoria de Cálculo
44
Para determinar la sección necesaria del conductor neutro, nos remitimos a la Instrucción MIE BT 003 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, en concreto al Apartado 7, donde se indica que:
− Distribuciones monofásicas o de corriente continua: a dos hilos, la sección del
neutro será igual que la del conductor de fase. A tres hilos, la sección del neutro será igual que la sección del conductor de fase hasta una sección de 10 mm2 de cobre o 16 mm2 de aluminio, y para secciones superiores será la mitad de la sección del conductor de fase, manteniendo un mínimo de 10 mm2 para conductores de cobre y 16 mm2 para conductores de aluminio.
− Distribuciones trifásicas: a dos hilos (fase y neutro) y a tres hilos (dos fases y neutro), la sección del conductor neutro será igual a la del conductor de fase. A cuatro hilos (tres fases y neutro) la sección del neutro será igual que la sección del conductor de fase hasta una sección de 10 mm2 de cobre o 16 mm2 de aluminio, y para secciones superiores será la mitad de la sección del conductor de fase, manteniendo un mínimo de 10 mm2 para conductores de cobre y 16 mm2 para conductores de aluminio.
De acuerdo con esto, las secciones de los conductores del neutro deben ser:
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 L0 3 x 240 120 L1 3 x 25 16
L1A 3 x 25 16 L2 3 x 1,5 1,5
L2A 3 x 1,5 1,5 L3 3 x 4 4
L3A 3 x 2,5 2,5 L3B 3 x 1,5 1,5 L27 3 x 2,5 2,5 L32 3 x 16 10 L4 2 x 1,5 - L5 1 x 1,5 1,5 L6 3 x 16 10 L7 3 x 1,5 1,5 L8 3 x 1,5 1,5 L9 3 x 1,5 1,5
L10 3 x 1,5 1,5 L11 3 x 4 4 L12 1 x 1,5 1,5 L13 3 x 1,5 1,5 L14 3 x 1,5 1,5 L15 2 x 1,5 - L16 1 x 1,5 1,5 L17 3 x 1,5 1,5 L18 3 x 1,5 1,5 L19 3 x 1,5 1,5 L20 3 x 1,5 1,5 L21 3 x 1,5 1,5
Memoria de Cálculo
45
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 L22 3 x 1,5 1,5 L23 3 x 1,5 1,5 L24 3 x 6 6 L25 3 x 2,5 2,5 L26 3 x 2,5 2,5 L28 3 x 1,5 1,5 L29 3 x 2,5 2,5 L30 3 x 1,5 1,5 L31 3 x 1,5 1,5
Tabla 36. Secciones conductor neutro
6.5 Cálculo del Conductor de Protección
Para determinar la sección necesaria del conductor de protección o tierra, nos remitimos a la Instrucción MIE BT 017 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, en concreto a la Tabla V, donde se indica que:
Sección conductores de fase
(mm2) Sección conductores de protección
(mm2) S ≤ 16 S*
16 < S ≤ 35 16 35 < S S/2
* Con un mínimo de: - 2.5 mm2: si los conductores de protección no forman parte de la canalización de alimentación y tienen una protección mecánica
- 4 mm2: si los conductores de protección no forman parte de la canalización y no tienen una protección mecánica.
Tabla 37. Sección conductores de protección
De acuerdo con esto, las secciones de los conductores de protección deben ser:
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 SECCIÓN PE
mm2 L0 3 x 240 120 120 L1 3 x 25 16 16
L1A 3 x 25 16 16 L2 3 x 1,5 1,5 1,5
L2A 3 x 1,5 1,5 1,5 L3 3 x 4 4 4
L3A 3 x 2,5 2,5 2,5 L3B 3 x 1,5 1,5 1,5 L27 3 x 2,5 2,5 2,5 L32 3 x 16 10 16 L4 2 x 1,5 1,5 1,5 L5 1 x 1,5 - 1,5
Memoria de Cálculo
46
LINEA SECCION FASE
mm2 SECCION NEUTRO
mm2 SECCIÓN PE
mm2 L6 3 x 16 10 16 L7 3 x 1,5 1,5 1,5 L8 3 x 1,5 1,5 1,5 L9 3 x 1,5 1,5 1,5
L10 3 x 1,5 1,5 1,5 L11 3 x 4 4 4 L12 1 x 1,5 1,5 1,5 L13 3 x 1,5 1,5 1,5 L14 3 x 1,5 1,5 1,5 L15 2 x 1,5 - 1,5 L16 1 x 1,5 1,5 1,5 L17 3 x 1,5 1,5 1,5 L18 3 x 1,5 1,5 1,5 L19 3 x 1,5 1,5 1,5 L20 3 x 1,5 1,5 1,5 L21 3 x 1,5 1,5 1,5 L22 3 x 1,5 1,5 1,5 L23 3 x 1,5 1,5 1,5 L24 3 x 6 6 6 L25 3 x 2,5 2,5 2,5 L26 3 x 2,5 2,5 2,5 L28 3 x 1,5 1,5 1,5 L29 3 x 2,5 2,5 2,5 L30 3 x 1,5 1,5 1,5 L31 3 x 1,5 1,5 1,5
Tabla 38. Secciones conductor de protección
6.6 Corrección del Factor de Potencia
Como hemos visto en el Apartado 14.3 de la Memoria Descriptiva, adoptaremos baterías de condensadores para la compensación del factor de potencia de la instalación. El tipo de compensación adoptada será central, y dispondremos los condensadores en la línea L0.
El principio de esta compensación, es suministrar la energía reactiva que consume el sistema para no provocar caídas de tensión en la red de alimentación. El diagrama de potencias que representa esta compensación podemos verlo en la siguiente figura:
ϕϕ
Memoria de Cálculo
47
Figura 13. Diagrama factor de potencia
siendo: P: potencia activa consumida (W) Q1: potencia reactiva consumida Q2: potencia reactiva deseada Qc: potencia reactiva batería condensadores La potencia reactiva viene dada por la siguiente expresión:
ϕtgPQ ⋅= (26) Determinaremos la energía reactiva necesaria en función de esta expresión, ya que
la energía necesaria será el balance entre la situación real y la situación deseada, y vendrá dada por la siguiente expresión:
)( 21 ϕϕ tgtgPQC −⋅= (27)
Tomamos como referencia que el factor de potencia deseado es de 0.96. El
coeficiente para calcular la potencia de los condensadores lo hallamos según la siguiente tabla:
Factor de potencia deseado (cosϕ2) (cosϕ1) 1.00 0.98 0.96 0.94 0.92 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70
0.4 2.29 2.09 2.00 1.93 1.86 1.81 1.67 1.54 1.41 1.27 0.45 1.99 1.79 1.70 1.63 1.56 1.51 1.37 1.24 1.11 0.97 0.5 1.73 1.53 1.44 1.37 1.30 1.25 1.11 0.98 0.85 0.71 0.55 1.52 1.32 1.23 1.16 1.09 1.04 0.90 0.77 0.64 0.50 0.6 1.33 1.13 1.04 0.97 0.90 0.85 0.71 0.58 0.45 0.31 0.65 1.17 0.97 0.88 0.81 0.74 0.69 0.55 0.42 0.29 0.15 0.7 1.02 0.82 0.73 0.66 0.59 0.54 0.40 0.27 0.14 - 0.75 0.88 0.68 0.59 0.52 0.45 0.40 0.26 0.13 - - 0.8 0.75 0.55 0.46 0.39 0.32 0.27 0.13 - - - 0.85 0.62 0.42 0.33 0.26 0.19 0.14 - - - - F
acto
r de
pot
enci
a re
al
0.9 0.48 0.28 0.19 0.12 0.05 - - - - -
Tabla 39. Factor de cálculo de la energía reactiva )( 21 ϕϕ tgtg −
Tomamos la potencia real instalada según lo visto en el Apartado 4 de esta
memoria, y calculamos el factor de potencia real que tenemos. Una vez calculada la energía reactiva que necesitamos (Qc ), adoptamos la batería de condensadores que más se ajuste a nuestras necesidades (Qc’) Los resultados son los siguientes:
PARÁMETROS LÍNEA
cosϕ1 cosϕ2 tanϕ1 - tanϕ2 Qc (kWAr) Qc‘(kWAr) L0 0.75 0.96 0.59 58.6 60
Tabla 40. Energía reactiva condensadores
Memoria de Cálculo
48
Sobre la conexión de los condensadores, podemos optar entre conexión estrella conexión triángulo. Los esquemas de cada conexión son los siguientes:
Figura 14. Conexión estrella
Figura 15. Conexión triángulo
Para adoptar una conexión u otra, comparamos la capacidad necesaria de los
condensadores en función de un mismo valor de energía reactiva. La relación entre ellos viene dada por las siguientes expresiones:
Conexión estrella:
3⋅=
L
cc
U
QI (28)
3
103
⋅⋅
=c
Lc
I
UX (29)
Conexión triángulo:
3⋅=
L
cc
U
QI (30)
c
Lc I
UX
3103 ⋅⋅= (31)
Memoria de Cálculo
49
La capacidad de los condensadores en conexión triángulo es una tercera parte que en conexión estrella, y por tanto, debido a que la compensación de esta instalación es una compensación centralizada, es más rentable adoptar una conexión triángulo.
∆Υ ⋅= CC 3 (32)
7 Cálculo Corrientes de Cortocircuito
En este apartado calcularemos las corrientes de cortocircuito para el punto o puntos mas desfavorables de nuestro sistema.
7.1 Esquema de Distribución Eléctrica
En el esquema siguiente podemos ver en qué puntos calcularemos las intensidades de defecto:
Figura 16. Esquema de Distribución Eléctrica
F1: Cálculo a la entrada del transformador en el lado de AT F2: Cálculo a la salida del transformador en el lado de BT F3: Cálculo en el cuadro de distribución principal F4: Cálculo en uno de los cuadros de distribución secundarios Dado que la impedancia de las líneas L2A, L3A, L3B, L32 y L27 se considera despreciable, la intensidad de cortocircuito en el embarrado de los cuadros secundarios alimentados por esas líneas se considerará la misma que la calculada para el punto de defecto F3. 7.2 Cálculo de Impedancias
Calcularemos las impedancias equivalentes para cada una de las cargas del sistema: 7.2.1 Acometida
La impedancia equivalente de la acometida se calcula con la siguiente expresión:
Memoria de Cálculo
50
''
2
KQ
NQQ S
UcZ ⋅= (x)
Siendo: ZQ = Impedancia equivalente de la acometida (Ω) UNQ = Tensión nominal en voltios (V) SKQ’’= Potencia de cortocircuito para la corriente inicial simétrica de cortocircuito (MVA) c = constante que permite tener en cuenta la diferencia existente entre la fuerza electromotriz y la tensión de la red. En BT su valor es de c =1, y en AT su valor es de c =1.1. La resistencia y la reactancia las calculamos con las siguientes expresiones:
QQ ZX ⋅= 995.0 (x)
QQ XR ⋅= 1.0 (x)
Para pasar el valor de la impedancia de un lado a otro del transformador, utilizamos la siguiente expresión:
)()(
)()()(
entrada
salidaentradaQsalidaQ U
UZZ ⋅= (x)
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente, los valores de impedancia de la acometida a la entrada del transformador son:
SKQ'' UNQ ZQ XQ RQ 500 25 0.14 + 1.37i 1,37 0,14
Y a la salida:
SKQ'' UNQ-ENTRADA UNQ-SALIDA ZQ-SALIDA XQ-SALIDA RQ-SALIDA 500 25 0,4 3,50E-05 + 3,50E-04i 3,50E-04 3,50E-05
7.2.2 Transformador
Para calcular la impedancia equivalente del transformador, la expresión que utilizaremos es la siguiente:
⋅
=NT
NTRNT S
UUR
2
100 (X)
⋅
=NT
NTZNT S
UUZ
2
100 (X)
222TTT RZX −= (X)
Memoria de Cálculo
51
Siendo: RT = Resistencia equivalente de cortocircuito del transformador (Ω) ZT = Impedancia equivalente de cortocircuito del transformador (Ω) XT = Reactancia equivalente de cortocircuito del transformador (Ω) URN = Tensión resistiva de cortocircuito para la intensidad nominal (%) U2
NT = Tensión nominal de salida del transformador (kV) SNT = Potencia aparente nominal del transformador (MVA)
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente, obtenemos la reactancia
del transformador:
ZT XT RT URN UZN UNT SNT
3,47E-02 3,45E-02 3,47E-03 0,6 6 0,38 0,25
Tabla 41. Impedancia equivalente del transformador
7.2.3 Líneas
La impedancia de los conductores la obtenemos a través de unas tablas de valores. Diferenciamos entre líneas aéreas y líneas subterráneas o bajo tubo. En nuestro caso tendremos en cuenta las líneas L0 (subterránea) y L1A (al aire). Consideraremos la reactancia del resto de líneas despreciable en comparación al resto de impedancias.
Utilizaremos los valores obtenidos de las figuras del libro “Corrientes de cortocircuito en redes eléctricas”; Editorial: Marcombo; Autor: R. Roeper.
− Resistencia para líneas subterráneas de BT: figura 8.6 − Reactancia para líneas subterráneas de BT: figura 8.8
Los valores obtenidos son los siguientes:
LINEA ZL XL RL L (m) S (mm2)
L0 4,86 0,175 0,15 13,6 240 Al
L1A 89,51 0,16 0,7 28,27 25 Cu
Tabla 42. Valores de impedancia para la líneas
Siendo: ZL = Impedancia equivalente de cortocircuito (Ω) XL = Reactancia equivalente de cortocircuito (Ω) RL = Resistencia equivalente de cortocircuito (Ω) L = Longitud de la línea (m) S = Sección del conductor de fase (mm2) 7.2.4 Motores Asíncronos
A la hora de calcular las impedancias equivalentes, tendremos en cuenta los motores asíncronos, que nos los que pueden generar corrientes de cortocircuito. Los
Memoria de Cálculo
52
motores de nuestra instalación son todos asíncronos y de BT, y la expresión para calcular su impedancia es la siguiente:
⋅
=
NM
NM
naM S
UII
Z2
)/(1
(x)
MM ZX ⋅= 958.0 (x)
MM XR ⋅= 3.0 (x)
Siendo: ZM = Impedancia equivalente de cortocircuito (Ω) XM = Reactancia equivalente de cortocircuito (Ω) RM = Resistencia equivalente de cortocircuito (Ω) UNM
2 = Tensión nominal del motor (V) SNM = Potencia aparente nominal del motor (VA) Ia/In = Relación entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal Tomando para cada variable el valor correspondiente, los valores para la impedancia equivalente de los motores de nuestra instalación son los siguientes: MOTOR ZM XM RM Ia In Ia/In UNM SNM
M6 5,51 5,28 1,58 43,5 43,5 1,00 380 26190,48 M7 155,95 149,40 44,82 2 2 1,00 380 925,93 M8 95,48 91,47 27,44 3 1,73 1,73 380 872,09 M9 95,48 91,47 27,44 3 1,73 1,73 380 872,09 M10 95,48 91,47 27,44 3 1,73 1,73 380 872,09 M13 17,34 16,61 4,98 14,34 8,3 1,73 380 4819,28 M14 497,17 476,29 142,89 0,79 0,36 2,19 380 132,35 M17 25,26 24,20 7,26 11,3 2,62 4,31 380 1325,30 M18 31,40 30,08 9,02 8,4 4,9 1,71 380 2682,93 M20 237,87 227,88 68,36 1,72 0,75 2,29 380 264,71
M21 237,87 227,88 68,36 1,72 0,75 2,29 380 264,71
M22 237,87 227,88 68,36 1,72 0,75 2,29 380 264,71
M23 350,69 335,96 100,79 1,12 0,51 2,20 380 187,50
Tabla 43. Impedancias equivalentes para los motores asíncronos
7.3 Cálculo de la Impedancia Total Equivalente
Para poder calcular la intensidad en cada punto de defecto es necesario calcular el circuito equivalente en ese punto y su impedancia total equivalente. 7.3.1 Cálculo en el punto de defecto F1
El circuito equivalente en el punto F1 es el siguiente:
Memoria de Cálculo
53
ZQ
E
Figura 17. Circuito equivalente en punto de defecto F1
La impedancia equivalente en este punto coincide con la impedancia de la
acometida antes del transformador:
IMPEDANCIA R + Xi
Z[TOTAL] 0.14 + 1.37i
Tabla 44. Impedancias equivalentes en punto de defecto F3
7.3.2 Cálculo en el punto de defecto F2
El circuito equivalente en el punto F2 es el siguiente:
ZQ ZT
E
Figura 18. Circuito equivalente en el punto de defecto F2
La impedancia equivalente la calcularemos con la expresión:
[ ] 1TQTOTAL ZZZ +=
Sustituyendo cada variable por el valor correspondiente, los resultados son los siguientes:
IMPEDANCIA R + Xi
Z[Q] 3.50·10-5 + 3.50·10-4i
Z[T] 3.47·10-2 + 3.45·10-2i
Z[TOTAL] 3.5·10-3 + 3.48·10-2i
Tabla 45. Impedancias equivalentes en punto de defecto F3
7.3.3 Cálculo en el punto de defecto F3
El circuito equivalente en el punto F3 es el siguiente:
Memoria de Cálculo
54
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
ZQ ZT1 ZL0
ZM6
ZL1A ZM7
ZM8
ZM9
ZM10
ZM13
ZM14
ZM17
ZM21
ZM18
ZM22
ZM23
ZM20
E
Figura 19. Circuito equivalente en punto de defecto F3
La impedancia equivalente la calcularemos rama por rama, según su disposición en
serie o en paralelo; y posteriormente haremos el cálculo de la impedancia total:
[ ] 011 LTQ ZZZZ ++=
[ ]
109876
12 111111
MMMMM
AL
ZZZZZ
ZZ++++
+=
[ ]
1413
3 111
MM ZZ
Z+
=
[ ]
23221817
4 11111
MMMM ZZZZ
Z+++
=
[ ]
2120
5 111
MM ZZ
Z+
=
Memoria de Cálculo
55
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]54321
111111
ZZZZZ
ZTOTAL
++++=
Sustituyendo cada variable por el valor correspondiente, los resultados son los siguientes:
IMPEDANCIA R + Xi
Z[1] 2.04 + 2.38i
Z[2] 21.10 + 8.89i
Z[3] 4.82 + 16.05i
Z[4] 3.66 + 12.20i
Z[5] 34.18 + 113.94i
Z[TOTAL] 1.19 + 1.64i
Tabla 46. Impedancias equivalentes en punto de defecto F3
7.3.4 Cálculo en el punto de defecto F4
El circuito equivalente en el punto F4 es el siguiente:
[2]
[1]
[3]
[4]
[5]
ZM6
ZM7
ZM8
ZM9
ZM10
ZQ ZT1 ZL0
ZM13 ZL1A
ZM14
ZM17
ZM21
[6]
ZM18
ZM22
ZM23
ZM20
E
Figura 20. Circuito equivalente en punto de defecto F4
Memoria de Cálculo
56
La impedancia equivalente la calcularemos rama por rama, según su disposición en serie o en paralelo; y posteriormente haremos el cálculo de la impedancia total:
[ ] 011 LTQ ZZZZ ++=
[ ]
109876
2 111111
MMMMM ZZZZZ
Z++++
=
[ ]
1413
3 111
MM ZZ
Z+
=
[ ]
23221817
4 11111
MMMM ZZZZ
Z+++
=
[ ]
2120
5 111
MM ZZ
Z+
=
[ ]
[ ] [ ] [ ] [ ]5431
16 11111
ZZZZ
ZZ AL
++++=
[ ]
[ ] [ ]62
111
ZZ
Z TOTAL
+=
Sustituyendo cada variable por el valor correspondiente, los resultados son los siguientes:
IMPEDANCIA R + Xi
Z[1] 2.04 + 2.38i
Z[2] 1.31 + 4.37i
Z[3] 4.82 + 16.05i
Z[4] 3.66 + 12.20i
Z[5] 34.18 + 113.94i
Z[6] 20.98 + 6.38i
Z[TOTAL] 1.74 + 3.65i
Tabla 47. Impedancias equivalentes en punto de defecto F4
Memoria de Cálculo
57
7.4 Cálculo de Intensidades
Una vez hemos calculado las impedancias en cada punto de defecto, pasaremos a calcular las siguientes intensidades:
− IK3'': Corriente inicial simétrica de cortocircuito (kA) − Is: Corriente máxima asimétrica de cortocircuito (kA) − Ia: Corriente simétrica de corte (kA) − IK: Corriente permanente de cortocircuito (kA)
7.4.1 Corriente Inicial Simétrica de Cortocircuito (I’’K3)
La expresión para calcular esta corriente es la siguiente:
cc
NK
Z
UcI
⋅⋅=
3''
3
Siendo: IK3'': Corriente inicial simétrica de cortocircuito (kA) c: Constante que permite tener en cuenta la diferencia existente entre la fuerza electromotriz y la tensión de la red. En BT su valor es de c =1, y en AT su valor es de c =1.1. Zcc = Impedancia equivalente en el punto de defecto a calcular (Ω) UN = Tensión nominal en l punto de defecto a calcular (V) Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente obtenemos la siguiente tabla de valores:
DEFECTO c UN (kV) Zcc (Ω) I’’K3 (kA) F1 1.1 25 1.38 11.53 F2 1 0.38 3.5·10-2 6.27 F3 1 0.38 2.04 0.12 F4 1 0.38 4.04 0.054
Tabla 48. Corriente inicial simétrica de cc
7.4.2 Corriente Máxima Asimétrica de Cortocircuito (Is)
La expresión para calcular esta corriente es la siguiente:
''32 Ks IxI ⋅⋅=
Siendo: Is: Corriente máxima asimétrica de cc (kA) x: constante proporcional a la relación R/X que encontramos en la figura 1.3/23 del libro “Instalaciones eléctricas” Volumen II de SIEMENS. IK3'': Corriente inicial simétrica de cortocircuito (kA)
Memoria de Cálculo
58
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente obtenemos la siguiente tabla de valores:
DEFECTO R/X x= f(R/X) I’’K3 (kA) Is (kA) F1 0.1 1.75 11.53 28.53 F2 0.1 1.75 6.27 15.51 F3 0.56 1.2 0.12 0.18 F4 0.48 1.25 0.054 0.096
Tabla 49. Corriente máxima asimétrica de cc
7.4.3 Corriente Simétrica de Corte (Ia)
Esta corriente no la calcularemos para el circuito equivalente total como las intensidades calculas hasta ahora, sino que calcularemos las ramas de forma parcial. Esto es porque según la carga de la rama la expresión a utilizar es distinta. Las expresiones son las siguientes: Acometida, transformador y líneas:
''3Ka II =
Motores asíncronos:
''3Ka IqI ⋅⋅= µ
Siendo: µ: constante en función del cociente entre la corriente inicial simétrica de cc y la corriente nominal en ese punto. Encontramos su valor en la figura 1.3/24 del libro “Instalaciones eléctricas” Volumen II de SIEMENS. q: constante en función del cociente entre la potencia nominal del motor (MW) y el número de pares de polos del motor. Encontramos su valor en la figura 1.3/27 del libro “Instalaciones eléctricas” Volumen II de SIEMENS. IK3'': Corriente inicial simétrica de cortocircuito (kA) Los circuitos equivalentes de los puntos F3 y F4 son los que tienen cargas motoras, así que calculamos la corriente simétrica de corte para cada una de las ramas por separado y aplicaremos la ley de Kirchoff para calcular la corriente final.
Los resultados parciales de las ramas con motores son: Para el punto de defecto F3:
MOTOR IK3'' µ q Ia
M6 0,009 1 0,15 0,001 M7 0,001 1 0 0 M8 0,002 1 0 0 M9 0,002 1 0 0
M10 0,002 1 0 0
Memoria de Cálculo
59
MOTOR IK3'' µ q Ia M13 0,013 1 0 0 M14 0,0004 1 0 0 M17 0,009 0,9 0 0 M18 0,007 1 0 0 M20 0,0009 1 0 0 M21 0,0009 1 0 0 M22 0,0009 1 0 0 M23 0,0006 1 0 0
Tabla 50. Corriente simétrica de corte F3
Para el punto de defecto F4:
MOTOR IK3'' µ q Ia
M6 0,040 1 0,15 0,006 M7 0,001 1 0 0 M8 0,002 1 0 0 M9 0,002 1 0 0
M10 0,002 1 0 0 M13 0,007 1 0 0 M14 0,0004 1 0 0 M17 0,006 0,9 0 0 M18 0,005 1 0 0 M20 0,0009 1 0 0 M21 0,0009 1 0 0 M22 0,0009 1 0 0 M23 0,0006 1 0 0
Tabla 51. Corriente simétrica de corte F4
Como vemos en los resultados, la corriente simétrica de corte para las ramas con motores asíncronos es prácticamente despreciable.
Los resultados finales son:
DEFECTO I’’K3 (kA) Ia (kA) F1 11.53 11.53 F2 6.27 6.27 F3 0.12 0.07 F4 0.054 0.016
Tabla 52. Corriente simétrica de corte
7.4.4 Corriente Permanente de Cortocircuito (IK)
Esta corriente no la calcularemos para el circuito equivalente total como las intensidades calculas hasta ahora, sino que calcularemos las ramas de forma parcial. Esto es porque según la carga de la rama la expresión a utilizar es distinta. Las expresiones son las siguientes: Si la corriente está generada por la acometida:
Memoria de Cálculo
60
''
3KK II = Si la corriente está generada por un motor asíncrono:
0=KI Siendo: IK: Corriente permanente de cortocircuito (kA) IK3'': Corriente inicial simétrica de cortocircuito (kA) Calcularemos el valor de esta corriente para el resto de ramas del circuito, y aplicaremos la ley de Kirchoff para calcular la corriente final.
Los resultados finales son:
DEFECTO I’’K3 (kA) IK (kA) F1 11.53 11.53 F2 6.27 6.27 F3 0.12 0.07 F4 0.054 0.0096
Tabla 53. Corriente permanente de cortocircuito
8 Cálculo de Protecciones
En este apartado definiremos la protecciones principales de las líneas de alimentación de nuestro sistema según lo visto en el Apartado 15 de la Memoria Descriptiva.
8.1 Protecciones Línea Repartidora
La línea repartidora es el tramo que parte del CT y alimenta al Cuadro General de Distribución (C1). Dispondremos de las siguientes protecciones:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos:
Para la protección del conductor adoptaremos un interruptor seccionador con fusibles en el origen de la línea. Para la protección de la distribución adoptaremos a la entrada del cuadro C1 un interruptor automático. La intensidad de calibrado de ambas protecciones viene dada por la Potencia de Utilización (ver Apartado 4.3 de la Memoria de Cálculo), y debe cumplir lo siguiente:
previstaproteccióncable III >>max (33)
Ejemplo de cálculo: tomaremos la intensidad prevista según la potencia de
utilización calculada. La intensidad es de:
Iprevista = 142.32 A
Memoria de Cálculo
61
Tomaremos del catálogo el interruptor automático de intensidad nominal superior a la calculada:
Iinterruptor = 160 A
Protección contra contactos indirectos: Adoptaremos un interruptor diferencial. La sensibilidad del mismo dependerá de la
selectividad necesaria de acuerdo con el resto de la instalación. La intensidad máxima permisible debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del Interruptor Automático que lo acompaña.
El Interruptor Automático debe soportar la Intensidad Máxima de cortocircuito
calculada para ese punto (ver Apartado 7 de la Memoria de Cálculo). El poder de corte de este interruptor es de 25 kA:
25 kA > 6.27 kA
LINEA I NOMINAL (A) PROTECCIÓN I (A) Sensibilidad
(mA)* TIPO L0 142,32 Q0.1 160 Seccionador-Fusible
Q0.2 160 500 mA I. Automático con módulo DI
Tabla 54. Protecciones línea repartidora
8.2 Protecciones Líneas Instalación Interior (excepto motores)
Las líneas pertenecientes a la Instalación Interior están protegidas contra sobrecargas y cortocircuitos y contra contactos indirectos. Los elementos principales que hemos utilizado para estas protecciones son:
Protección contra sobrecargas y cortocircuitos:
Adoptaremos interruptores automáticos con protección contra sobretemperaturas y sobreintensidades. La intensidad de calibrado de las protecciones viene dada por la tabla de intensidades de esta memoria (ver apartado 5.7). En el caso particular de las cargas resistivas de la instalación se adoptarán fusibles de tipo rápido para la protección de los conductores. La intensidad de los interruptores debe cumplir lo indicado en la expresión 33.
A la hora de escoger el interruptor automático, tendremos en cuenta las intensidades de cortocircuito calculadas en el apartado xxx de esta memoria. Las intensidades que se deben tener en cuenta son las calculadas para los puntos de defecto F3 y F4, siendo:
− Intensidad inicial simétrica de cortocircuito (IK3’’): intensidad de apertura del interruptor.
− Intensidad simétrica de corte (Ia): intensidad de cierre del interruptor automático.
Protección contra contactos indirectos:
Adoptaremos interruptores diferenciales de alta sensibilidad y con retardo para permitir una correcta selectividad. Adoptaremos diferenciales de alta sensibilidad cuando éstos sean los más próximos a las cargas, a medida que nos alejamos adoptaremos diferenciales con retardo (ver esquema unifilar en Plano Nº 16).
Memoria de Cálculo
62
La intensidad máxima permisible debe ser mayor o igual a la intensidad de calibración del interruptor automático que lo acompaña.
A continuación podemos ver una tabla con las protecciones vistas:
LINEA I NOMINAL
(A) PROTECCIÓN I (A) Sensibilidad
(mA)* TIPO L1 60,55 Q1.1 80 I. Automático Q1.2 125 300 I. Diferencial
L1A 57,59 Q1A.1 63 I. Magnetotérmico Q1A.2 63 I. Magnetotérmico Q1A.3 80 30 I. Diferencial
L2 8,53 Q2.1 16 I. Automático Q2.2 25 300 I. Diferencial
L2A 6,93 Q2A.1 10 I. Magnetotérmico Q2A.2 10 I. Magnetotérmico Q2A.3 25 30 I. Diferencial
L3 16,44 Q3.1 20 I. Automático Q3.2 25 300 I. Diferencial
L3A 12,40 Q3A.1 16 I. Magnetotérmico Q3A.2 16 I. Magnetotérmico Q3A.3 25 30 I. Diferencial
L3B 1,08 Q3B.1 6 I. Magnetotérmico Q3B.2 6 I. Magnetotérmico Q3B.3 25 30 I. Diferencial
L27 18,40 Q27.1 20 I. Automático Q27.2 20 I. Automático
L32 38,40 Q32.1 40 I. Automático Q32.2 40 I. Automático
L4 2,00 Q4.1 2 I. Magnetotérmico Q4.2 25 30 I. Diferencial
L5 1,70 Q5.1 2 I. Magnetotérmico Q5.2 25 30 I. Diferencial
L11 18,77 F11 25 Fusible L12 2,00 Q12.1 2 I. Magnetotérmico
Q12.2 25 30 I. Diferencial L13 8,30 F13.1 10 Fusible
F13.2 4,5 – 6,3 Relé térmico L14 0,36 F14.1 2 Fusible
F14.2 0,28 – 0,4 Relé térmico L15 2,00 Q15.1 2 I. Magnetotérmico
Q15.2 25 30 I. Diferencial L16 1,70 Q16.1 2 I. Magnetotérmico
Q16.2 25 30 I. Diferencial L24 32,00 Q24.1 32 I. Magnetotérmico
Q24.2 40 30 I. Diferencial L24,1 16,00 Q24.1.1 16 PIA L25 16,00 Q25.1 16 I. Magnetotérmico
Q25.2 25 30 I. Diferencial L26 16,00 Q26.1 16 I. Magnetotérmico
Q26.2 25 30 I. Diferencial
Memoria de Cálculo
63
LINEA I NOMINAL
(A) PROTECCIÓN I (A) Sensibilidad
(mA)* TIPO L28 1,10 Q28.1 6 I. Magnetotérmico
Q28.2 25 30 I. Diferencial Q28R.1 2 PIA Q28S.1 2 PIA
L29 16,10 Q29.1 20 I. Magnetotérmico Q29.2 25 30 I. Diferencial Q29R.1 10 PIA Q29S.1 10 PIA Q29T.1 10 PIA
L30 1,10 Q30.1 6 I. Magnetotérmico Q30.2 25 30 I. Diferencial Q30R.1 2 PIA Q30S.1 2 PIA
L31 0,10 Q31.1 6 I. Magnetotérmico
Q31.2 25 30 I. Diferencial
Q31R.1 2 PIA
Q31S.1 2 PIA
Q31T.1 2 PIA
Tabla 55. Protecciones líneas excepto las cargas motoras
8.3 Protección de Motores
Definiremos los elementos más adecuados para la protección de las derivaciones a motor de nuestro sistema clasificando los motores según su tipo de arranque, ya que en función del sistema empleado puede variar la intensidad absorbida. El tipo de elementos que vamos a adoptar son: Protección contra cortocircuitos:
Adoptaremos fusibles del tipo aM de intensidad igual o superior a la In del motor. En caso de intensidades muy pequeñas, adoptamos fusibles de tipo gL/gG de intensidad superior para soportar las puntas de arranque. Debemos tener en cuenta la intensidad máxima que soporta el conductor, ya que debe ser mayor que la intensidad del fusible. Protección contra sobrecargas y fallo de una fase:
Adoptaremos un relé térmico diferencial, debe calibrase a la In del motor exepto en los casos con arranque estrella-triángulo. Se trata de relés térmicos del tipo 3RU11 contra sobrecargas de la casa comercial SIEMENS. Está preparado para la combinación con fusibles del tipo gL o aM para la protección de derivaciones a motor. Maniobra:
Adoptaremos contactores tripolares para derivaciones a motor del tipo 3RT10 de la casa comercial SIEMENS, cuya categoría de servicio es AC3. Están previstos para trabajar junto con los relés de sobrecarga 3RU11 vistos anteriormente. En el caso del arranque estrella-triángulo adoptaremos un relé temporizador. Debe tener un margen de regulación de entre 5 y 15 segundos aproximadamente.
A continuación podemos ver la tabla que resume las protecciones vistas:
Memoria de Cálculo
64
LINEA I NOMINAL (A) PROTECCIÓN I (A) TIPO L6 45,00 F6.1 100 Fusible F6.2 40 - 50 Relé térmico
L7 2,00 F7.1 10 Fusible F7.2 1,5 - 2,5 Relé térmico
L8 1,73 F8.1 4 Fusible F8.2 0,9 - 1,25 Relé térmico
L9 1,73 F9.1 4 Fusible F9.2 0,9 - 1,25 Relé térmico
L10 1,73 F10.1 4 Fusible F10.2 0,9 - 1,25 Relé térmico
L13 8,30 F13.1 10 Fusible F13.2 4,5 - 6,3 Relé térmico
L14 0,36 F14.1 2 Fusible F14.2 0,28 - 0,4 Relé térmico
L17 2,62 F17.1 10 Fusible F17.2 2,2 - 3,2 Relé térmico
L18 4,90 F18.1 6 Fusible F18.2 2,2 - 3,2 Relé térmico
L20 0,75 F20.1 4 Fusible F20.2 0,55 - 0,8 Relé térmico
L21 0,75 F21.1 4 Fusible F21.2 0,55 - 0,8 Relé térmico
L22 0,75 F22.1 4 Fusible F22.2 0,55 - 0,8 Relé térmico
L23 0,51 F23.1 2 Fusible F23.2 0,45 - 0,63 Relé térmico
Tabla 56. Protecciones para las líneas con cargas motoras
9 Sistema de Distribución
A la hora de la repartición de los conductores por la nave, así como su recorrido de un cuadro de distribución a otro, debemos tener en cuanta el sistema que queremos adoptar, bandejas, tubos, cables empotrados directamente, etc. En este apartado veremos con detalle el cálculo de estos sistemas, el detalle de los cuales podemos ver en los Planos Nº 13, 14 y 15.
9.1 Cuadros de Distribución
La repartición de las líneas de la instalación viene dada según el esquema unifilar visto en el plano Nº 16. Tenemos un cuadro principal de distribución que se alimenta directamente del Centro de Transformación, y seis cuadros secundarios de distribución que se alimentan del cuadro principal. La repartición por cargas de los cuadros es la siguiente:
− C1: Cuadro de Distribución Principal − C2: Cuadro de Fuerza del sistema de extrusión
Memoria de Cálculo
65
− C3: Cuadro de Fuerza del sistema de reciclaje de materias − C4: Cuadro de Fuerza del sistema de transporte de materias 1 − C5: Cuadro de Fuerza del sistema de transporte de materias 2 − C6: Cuadro de Fuerza del sistema de tomas de corriente − C7: Cuadro de Alumbrado
Las características principales de cada uno de ellos podemos verlas en el Apartado
Nº 16.1 de la Memoria Descriptiva. Para comprobar que las barras adoptadas son las adecuadas, calcularemos los
esfuerzos electrodinámicos y térmicos que tienen que aguantar. 9.1.1 Esfuerzos Electrodinámicos
Para comprobar que las barras adoptadas aguantan los esfuerzos electrodinámicos a los que están sometidas, calcularemos:
− Fuerza ejercida entre barras (F) − Momento de flexión (M) − Carga admisible del amterial (K) − Momento resistente necesario (W) − Momento resistente de las barras (Wy)
Diremos que las barras son adecuadas cuando se cumpla:
W < Wy
Fuerza ejercida entre barras:
dlI
F s ⋅⋅=
2
04.2
Siendo: Is: intensidad asimétrica de cortocircuito (kA) l: distancia entre los soportes de las barras (m) d: distancia entre barras (cm) Momento de flexión:
16lF
M⋅
=
Siendo: M: Momento de flexión (kg·cm) F: Fuerza ejercida enter barras (kg) l: distancia entre los soportes de las barras (cm) Carga admisible del material:
Memoria de Cálculo
66
KCu: 1000 kg/cm2
Momento resistente necesario:
KM
W =
Momento resistente de las barras:
6
2bhWy
⋅=
Siendo: h: altura de las barras (cm) b: ancho de las barras (cm)
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente obtenemos los siguientes resultados:
CUADRO IS (kA)
l (m)
d (cm)
F (kg)
M (kg·cm)
K (kg·cm2)
W (cm3)
h (cm)
b (cm)
Wy (cm3)
C1 9.96 0,5 9,325 10,851 33,9094 1000 0,0339 2 0,5 0,0833 C2/C4/C6 0,18 0,7 7 0,0066 0,0289 1000 2,89E-05 1,5 0,5 0,0625 C3/C5/C7 0,18 0,6 7 0,0057 0,0212 1000 2,12E-05 1,5 0,5 0,0625
Tabla 57. Cálculo esfuerzos electrodinámicos
Como vemos en los resultados, los embarrados dimensionados soportan
perfectamente los esfuerzos electrodinámicos a los que están sometidos. No tenemos que recalcular de nuevo sus dimensiones. 9.1.2 Esfuerzos Térmicos
Para comprobar que las barras adoptadas aguantan los esfuerzos térmicos a los que están sometidas, calcularemos:
− Calentamiento producido por la corriente de cortocircuito de choque (θ) − Valor adicional a tener en cuenta (∆t) − Temperatura máxima que pueden aguantar según el material (Tmax)
Diremos que las barras son adecuadas cuando se cumpla:
Tmax > θ
Valor adicional ∆t:
Memoria de Cálculo
67
TII
tK
s ⋅
=∆
2
Siendo: Is: Intensidad máxima asimétrica de cortocircuito (kA) IK: Intensidad permanente de cortocircuito (kA) T: Factor de tiempo de las máquinas en segundos. Para cortocircuitos tripolares su valor está comprendido entre 0.3 y 0.15 s. Calentamiento producido por la corriente de cortocircuito de choque θ:
)(22
ttISK
K ∆+⋅⋅=θ
Siendo: K: Constante del material. Para el cobre su valor es de 0.0058. S: Sección del embarrado. IK: Intensidad permanente de cortocircuito (A) t: Tiempo desde que se produce el cortocircuito hasta la desconexión del disyuntor. El rango de valores del disparador de apertura es de 0.3 a 3.5 s, calculamos el calentamiento mínimo y máximo (s) Temperatura máxima que pueden aguantar según el material Tmax:
Tmax Cu: 200 ºC
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente, los resultados obtenidos son los siguientes:
CUADRO IS
(kA) IK
(kA) T (s)
∆t (s)
K S (mm2)
tmin (s)
θ (ºC)
tmax (s)
θ (ºC)
C1 9,96 4,03 0,2 1,2216 0,0058 100 0,3 14,3333 3,5 44,4764 C2/C4/C6 0,18 0,12 0,2 0,45 0,0058 75 0,3 0,0111 3,5 0,0586 C3/C5/C7 0,18 0,12 0,2 0,45 0,0058 75 0,3 0,0111 3,5 0,0586
Tabla 58. Cálculo de esfuerzos térmicos
Como vemos en los resultados, el calentamiento obtenido en todos los casos es
mucho menor que el máximo que soportan las barras, por tanto damos por correcta su elección. 9.2 Bandejas Perforadas
Escogemos este sistema para los cables que se reparten desde el cuadro de distribución principal entre los distintos cuadros secundarios de la instalación. En este caso, distribuiremos los cables en bandejas horizontales separados entre ellos 1 diámetro,
Memoria de Cálculo
68
de este modo reducimos el factor de corrección necesario a la hora de dimensionar el conductor.
Para la repartición de algunos conductores entre los cuadros secundarios y las cargas que alimentan utilizaremos también bandejas perforadas, aunque en este caso los conductores se encuentran en contacto mutuo por motivos de espacio.
La tabla siguiente nos indica la repartición de las bandejas:
Bandeja Líneas Separación cables Dimensiones (mm) Ancho Alto Largo*
BH1 (superior) L1A, L2A, L3A, L3B, L32 1Ø 200 15 36.97 BH2 (inferior) L4, L5, L12, L15, L16 1Ø 100 15 36.47 BH3 L6-L11 En contacto mutuo 100 15 2.25 BH4 L17-L19, L22, L23 En contacto mutuo 100 15 5.25 BH5 L20, L21 En contacto mutuo 50 10 3.11 BH6 L13, L14 En contacto mutuo 50 10 6.52 * En tramos de 3m como máximo
Tabla 59. Dimensiones Bandejas Horizontales
La distribución de bandejas horizontales se hará hasta estar el cable situado lo mas
cerca posible del cuadro de destino. En ese momento tendremos una bifurcación a una bandeja vertical, las características de las mismas son las siguientes:
Bandeja Líneas Separación cables Dimensiones (mm)
Ancho Alto Largo*
BV1 L32 --- 50 10 3.12 BV2 L1A En contacto mutuo 50 10 0.67 BV3 L3A En contacto mutuo 50 10 0.87 BV4 L3B En contacto mutuo 50 10 2.92 BV5 L4, L5 En contacto mutuo 50 10 0.47 BV6 L15, L16 En contacto mutuo 50 10 0.67 BV7 L12 En contacto mutuo 50 10 2.92 BV8 L2A En contacto mutuo 50 10 3.12 * En tramos de 3m como máximo
Tabla 60. Dimensiones Bandejas Verticales
9.3 Tubos Pg
Escogemos este sistema de distribución para las líneas de iluminación y tomas de corriente. Calcularemos el diámetro de los mismos en función de las secciones calculadas en el Apartado xxxx de esta memoria. El recorrido de los tubos podemos verlo en detalle en el Plano N xxx.
Adoptaremos tubos aislantes rígidos normales curvables en caliente, y el diámetro de los mismos los calcularemos según la Tabla II de la Instrucción MIE BT 019del RBT.
Línea Nº conductores Sección (mm2) Ø Tubo (interior)
L24 4 6 21 L25 4 2.5 11 L26 4 2.5 11
Memoria de Cálculo
69
Línea Nº conductores Sección (mm2) Ø Tubo (interior) L25+L26 >5 2.5 36 L24+L25+L26 >5 6, 2.5 48 L27 4 2.5 11 L28 4 1.5 11 L28R, L28S, L28T 2 1.5 11 L29 4 2.5 11 L29R, L29S 2 2.5 11 L30 4 1.5 11 L30R, L30S 2 1.5 11 L31 4 1.5 11 L31R, L31S, L31T 2 1.5 11 L28+L29 >5 1.5, 2.5 29 L28+L30 >5 1.5 29 L28+L29+L31T >5 1.5, 2.5 36 L28+L30+L31R >5 1.5 36 L28/L30+L31R/S >5 1.5 29
Tabla 61. Tubos Pg de Distribución de Conductores
9.4 Cajas de Distribución
Adoptaremos cajas rectangulares de superficie para la realización de los empalmes de cables necesarios en la instalación. La profundidad mínima de las mismas viene dada por la Instrucción MIE BT 019 del RBT, según la cual se indica que la profundidad mínima de la caja debe ser igual al diámetro del tubo mayor mas un 50% del mismo, siendo las dimensiones mínimas establecidas 80 x 80 x 40 mm.
Adoptaremos los tipos de cajas vistas en la Memoria Descriptiva (apartado 16.4) como CJ1, CJ2 y CJ3:
- Alumbrado: tipo CJ1 (105x105x49 mm) - Tomas de corriente: tipo CJ1 (155x105x61 mm) y CJ3 (206x156x83)
La ubicación de las mismas viene dada en los Planos Nº 14 y 15. 10 Centro de Transformación
Las características principales del Centro de Transformación las encontramos definidas en el Apartado 17 de la Memoria Descriptiva. El resto de características mejor detalladas podemos consultarlas en los Anexos. 10.1 Cálculo de la Potencia del CT
En cuanto la potencia a instalar, se calculará a partir de la Potencia de Utilización, calculada en el Apartado 4.3 de esta memoria.
Para definir la potencia del transformador, se tomará un 35% por encima de la potencia de utilización para futuras ampliaciones de potencia. Una vez calculada la potencia necesaria, se consultará el catálogo correspondiente y se adoptará el transformador inmediatamente superior.
Los resultados obtenidos son:
− Potencia instalada: 132,259 kVA
Memoria de Cálculo
70
− Potencia utilización: 98,601 kVA − Potencia utilización + 35%: 151,694 kVA − Potencia adoptada: 250 kVA
10.2 Embarrados de las Celdas CAS y SM6
Calcularemos los esfuerzos electrodinámicos y térmicos a los que están sometidos para comprobar que sus dimensiones son correctas y que no necesitan recalcularse. Las características principales necesarias para llevar a cabo estos cálculos son las siguientes: Celdas CAS:
− Intensidad eficaz máxima (1s): 16 kA − Sección L1, L2 y L3: φ16 mm − Sección N y PE: φ16 mm − Distancia entre ejes: 130 mm − Distancia entre soportes: 550 mm
Celdas SM6:
− Intensidad eficaz máxima (1s): 16 kA − Sección L1, L2 y L3: φ20 mm − Sección N y PE: φ20 mm − Distancia entre ejes: 350 mm − Distancia entre soportes: 750 mm
10.2.1 Esfuerzos Electrodinámicos
El cálculo de los esfuerzos electrodinámicos para estos embarrados se llevará a cabo con las mismas expresiones utilizadas en los cuadros de distribución salvo en el caso del módulo resistente de las barras (ver apartado 9.1.1 de esta memoria).
Dado que la sección de las barras colectoras es cilíndrica en lugar de rectangular, la expresión que utilizaremos es:
32
3φπ ⋅=yW
Sustituyendo cada variable por su valor correspondiente, los resultados obtenidos son los siguientes:
CELDAS CT
IS (kA)
l (m)
d (cm)
F (kg)
M (kg·cm)
K (kg·cm2)
W (cm3)
φ (cm)
Wy (cm3)
CAS 28,53 0,55 13 70,2511 241,4881 1000 0,2415 1,6 0,4021 SM6 28,53 0,75 35 35,5817 166,7893 1000 0,1668 2 0,7854
Tabla 62. Esfuerzos electrodinámicos celdas CT
Como vemos en los resultados, los embarrados dimensionados soportan
perfectamente los esfuerzos electrodinámicos a los que están sometidos. No tenemos que recalcular de nuevo sus dimensiones.
Memoria de Cálculo
71
10.2.2 Esfuerzos Térmicos
En cuando a los esfuerzos térmicos, utilizaremos las mismas expresiones utilizadas para el cálculo de estos esfuerzos para los cuadros de distribución (ver apartado 9.1.2 de esta memoria).
Los resultados obtenidos son los siguientes:
CUADRO IS (kA)
IK (kA)
T (s)
∆t (s)
K S (mm2)
t (s)
θ (ºC)
CT CAS 28,53 11,53 0,2 1,2245 0,0058 201 1 42,4557 CT SM6 28,53 11,53 0,2 1,2245 0,0058 314 1 17,3968
Tabla 63. Esfuerzos térmicos para las celdas del CT
Como vemos en los resultados, el calentamiento obtenido en todos los casos es
mucho menor que el máximo que soportan las barras, por tanto damos por correcta su elección. 10.3 Dimensionado de la Ventilación del Centro de Transformación Para calcular la superficie de la reja de entrada de aire utilizaremos la siguiente expresión:
Sr = W cu + W fe
0,24 * K * h * ∆ t3
Siendo: Wcu = Pérdidas en cortocircuito del transformador en kW. Wfe = Pérdidas en vacío del transformador en kW. h = Distancia vertical entre centros de rejas = 1.56 m. ∆t = Diferencia de temperatura entre el aire de salida y el de entrada, considerándose en este caso un valor de 15°C. K = Coeficiente en función de la reja de entrada de aire, considerándose su valor como 0.6. Sr = Superficie mínima de la reja de entrada de ventilación del transformador.
Teniendo en cuenta que: Wcu + Wfe = 5.28 kW La superficie mínima de la reja de entrada será de:
Sr = 0.51 m²
Se dispondrá de 1 rejilla de ventilación para la entrada de aire situadas en la parte frontal inferior, de dimensiones 1240 x 1000 mm. y otras dos laterales inferiores de dimensiones 575 x 470 mm cada una, consiguiendo así una superficie total de ventilación de 1,78 m². Para la evacuación del aire se dispondrá de una rejilla posterior superior, otras dos laterales superiores tal y como puede verse en el plano correspondiente. Las rejillas de
Memoria de Cálculo
72
entrada y salida de aire irán situadas en las paredes a diferente altura, siendo la distancia medida verticalmente de separación entre los puntos medios de dichas rejillas de 1,558 m., tal como ya se ha tenido en cuenta en el cálculo anterior.
Ingeniero Técnico Industrial Eléctrico Mª Isabel de Antonio Gómez
Marzo 2004
Memoria de Cálculo
1
Planos
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
N
D:\proyecto\Fotos\mapa.jpg
N
Presupuesto
2
Presupuesto
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
Presupuesto
3
0 Indice 0 Indice.........................................................................................................................3 1 Cuadro de Precios ......................................................................................................4 2 Mediciones ..............................................................................................................13 3 Presupuesto..............................................................................................................24 4 Resumen del Presupuesto.........................................................................................35
Presupuesto
4
1 Cuadro de Precios
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO CAPÍTULO 1: MAQUINARIA Equipos de proceso: Instalación y puesta en marcha 1.1 u
Extrusora monohusillo KUNHE 45D. Incluye: - Bomba de engranajes MAAG ref. EXTREX 22 SP - Motor 1LA5 207-4AA10 22 kW - Motor 1LA7 080-2AA61 0,75 kW - Motores 1LA7 083-4AA10 0,75 kW (3) 90.146,88 €
1.2 u Montaje y puesta en marcha extrusora KUNHE. Incluye documentación. 6.540,75 €
1.3 u Molino triturador de materias plásticas DREHER del tipo S 20/20 VS-Spezial. Incluye: - Motor 1LA7 113-4AA60 4kW - Motor 1LA7 080-8AB11 0,09 kW 18.480,78 €
1.4 u Montaje y puesta en marcha molino DREHER. Incluye documentación. 2.055,45 €
1.5 u Sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye: - Motor 1LA7 106-4aa60 2,2 kW - Compresor ELMO 2BH1410-1C.4 2,2 kW - Motores 1LA7 080-8AB11 0,18 kW (3) - Motor 1LA7 073-8AB10 0,12 kW 65.154,39 €
1.6 u Montaje y puesta en marcha del sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye documentación. 5.990,19 €
1.7 u Planta secadora SOMOS R70 de 6kW de potencia de calefacción. Incluye: - Motor 1LA7 090-4aa10 1,1 kW - Compresor ELMO 2BH1400-1C.0 0,76 kW 48.183,84 €
1.8 u Montaje y puesta en marcha de la planta secadora SOMOS R70. Incluye documentación. 3.918,18 €
CAPÍTULO 2: INSTALACIÓN ELÉCTRICA Cableado 2.1 m
Cable tripolar i neutro de 240/120 mm2 Al con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLAM de PIRELLI. 86,43 €
2.2 m Cable tripolar i neutro de 25/16 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 14,06 €
Presupuesto
5
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 2.3 m
Cable tripolar i neutro de 16/10 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 5,08 €
2.4 m Cable tetrapolar de 6 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 3,10 €
2.5 m Cable tetrapolar de 4 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 2,23 €
2.6 m Cable tetrapolar de 2,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 1,48 €
2.7 m Cable tetrapolar de 1,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 1,03 €
Aparellaje 2.8 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS con módulo
diferencial referencia 3VF32 12-0JW41-0AA0-ZA01 de 160 A 376,05 €
2.9 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JQ41-0AA0 de 80 A 303,33 €
2.10 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JJ41-0AA0 de 40 A 209,51 €
2.11 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JD41-0AA0 de 20 A 160,05 €
2.12 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JC41-0AA0 de 16 A 151,58 €
2.13 u Interruptor diferencial SIEMENS referencia 3SM3 645-0 de 125 A y 300 mA de sensibilidad 337,73 €
2.14 u Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 347-0 de 80 A y 30 mA de sensibilidad 268,74 €
2.15 u Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 344-0 de 40 A y 30 mA de sensibilidad 180,10 €
2.16 u Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 642-0 de 25 A y 300 mA de sensibilidad 147,75 €
2.17 u Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 342-0 de 25 A y 30 mA de sensibilidad 173,25 €
2.18 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SP4 463-7 de 63 A 216,49 €
Presupuesto
6
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 2.19 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX4 632-6 de 32 A 72,61 € 2.20 u Interruptor bipolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX2 420-7 de 20 A 67,13 € 2.21 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX4 616-6 de 16 A 65,32 € 2.22 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX4 610-7 de 10 A 64,56 € 2.23 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX4 606-7 de 6 A 66,79 € 2.24 u Interruptor bipolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX2 406-7 de 6 A 39,34 € 2.25 u Interruptor bipolar magnetotérmico automático
SIEMENS referencia 5SX2 202-8 de 2 A 55,43 € 2.26 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS
referencia 5SY4 616-6 de 16 A 75,77 € 2.27 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS
referencia 5SJ6 510-7 de 10 A 74,27 € 2.28 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS
referencia 5SJ6 515-7 de 2 A 55,43 € 2.29 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores
trifásicos referencia 3RU11 36-4HB0 de 40-50 A de intensidad de regulación. 70,00 €
2.30 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 4,5-6,3 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.31 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1DB0 de 2,2-3,2 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.32 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1CB0 de 1,25-2,5 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.33 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1KB0 de 0,9-1,25 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.34 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1HB0 de 0,55-0,8 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.35 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 0,45-0,63 A de intensidad de regulación. 44,15 €
Presupuesto
7
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 2.36 u Relé térmico SIEMENS para protección de motores
trifásicos referencia 3RU11 16-0EB0 de 0,28-0,4 A de intensidad de regulación. 44,15 €
2.37 u Interruptor-seccionador con fusibles referencia 3KL53 40-1EB01 de SIEMENS de 160 A 471,58 €
2.38 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 300 de 100 A 15,21 €
2.39 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 225 de 25 A 6,33 €
2.40 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 210 de 10 A 5,19 €
2.41 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 206 de 6 A 5,19 €
2.42 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 204 de 4 A 3,85 €
2.43 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 202 de 2 A 3,85 €
2.44 u Pulsador de seta con enclavamiento referencia 3SB32011HA20 de SIEMENS 28,10 €
2.45 u Pulsador de botón rasante referencia 3SB32010AA41 de SIEMENS 8,90 €
2.46 u Lámpara de señalización de 10W referencia 3SB34001C de SIEMENS 5,64 €
2.47 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 24-1AP00 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 79,97 €
2.48 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 15-1AP02 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 60,43 €
2.49 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 15-8XB31-1 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 60,43 €
2.50 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 16-8XB31-1 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 98,00 €
2.51 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC1 referencia 3RT10 36-1AP00 de 50 A de intensidad máxima de empleo. 122,87 €
Presupuesto
8
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 2.52 u Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio
AC1 referencia 3RT10 23-1AP00 de 35 A de intensidad máxima de empleo. 94,54 €
2.53 u Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 25-1AP00 de 30 A de intensidad máxima de empleo. 94,54 €
2.54 u Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 16-1AP00 de 18 A de intensidad máxima de empleo. 72,39 €
Sistema de control 2.55 u Convertidor de frecuencia MIDIMASTER Vector
referencia 6SE3223-5DS45 de 22kW de potencia nominal. 1.867,03 €
2.56 u Convertidor de frecuencia MICROMASTER Vector referencia 6SE3212-0DA40 de 0,75 kW de potencia nominal. 1.565,35 €
2.57 u Transformadores de mando SITAS referencia 4AM55 41-5A0-0B 400/230 V de 800 VA de potencia nominal. 117,99 €
2.58 u Convertidor de corriente contínua SIDAC-S referencia 4AV24 00-2AB 230AC/24CC 102,70 €
2.59 u Batería de condensadores para compensación de energía reactiva Minicap estándar 400V referencia 530818C de SIEMENS. 623,25 €
2.60 u Autómata programable SIEMENS del tipo SIMATIC S7-200 de composición modular. Incluye bornas de conexión y accesorios de montaje. 1.508,32 €
CAPÍTULO 3: SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Cuadros de distribución 3.1 u
Cuadro SIEMENS SIKUS UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x2000x600 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 8.261,05 €
3.2 u Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x1400x235 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 3.912,43 €
3.3 u Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL de pared saliente con puerta transparente, de dimension 600x600x200 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares horizontal-superior. 2.166,36 €
Bandejas portacables
Presupuesto
9
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 3.4 m Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada
en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 200x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 21,04 €
3.5 m Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 15,63 €
3.6 m Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 9,02 €
3.7 m Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 16,83 €
3.8 m Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 11,12 €
Tubos de protección 3.9 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en
caliente, tipo ACE-10/Pg 11 incluidos accesorios de montaje y soporte. 3,82 €
3.10 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 13 incluidos accesorios de montaje y soporte. 4,72 €
3.11 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 21 incluidos accesorios de montaje y soporte. 5,13 €
3.12 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 29 incluidos accesorios de montaje y soporte. 5,93 €
3.13 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 36 incluidos accesorios de montaje y soporte. 6,86 €
3.14 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 48 incluidos accesorios de montaje y soporte. 7,55 €
Cajas de distribución 3.15 u Caja alimentación para distribución de alumbrado, hasta
25A, de dimensiones 105x105x49 mm, referencia KBA-40AA4 de HIMEL 25,44 €
3.16 u Caja alimentación para distribución de baja potencia, hasta 40A, de dimensiones 155x105x61 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 50,40 €
Presupuesto
10
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 3.17 u Caja alimentación para distribución de baja potencia,
hasta 40A, de dimensiones 206x156x83 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 55,28 €
CAPÍTULO 4: SISTEMA DE ALUMBRADO Alumbrado 4.1 u Luminaria PHILIPS HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013,
con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 422W de potencia 215,76 €
4.2 u Luminaria PHILIPS HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 190,22 €
4.3 u Luminaria PHILIPS HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 185,41 €
4.4 u Luminaria de emergencia PHILIPS TCH 329/108 P M EL3, con pantalla TL 8W/840 y lámpara fluorescente de 13W de potencia 228,99 €
4.5 u Interruptor Gama ESTANCA 55 de SIEMENS con mecanismo simple referencia 30102,99P, marco con tapa U11,002,07 y caja base referencia 96896,07. Intensidad máxima 10A. 17,06 €
Tomas de corriente 4.6 u Conjunto de 4 bases bipolares de 16A - 250V para toma
de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17910-35 de SIMON 115,32 €
4.7 u Conjunto de 2 bases bipolares de 16A - 250V y 1 base tripolar de 16A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17911-35 de SIMON 128,14 €
4.8 u Conjunto de 3 bases bipolares de 16A - 250V, 1 toma tripolar de 16A - 400V y 1 toma tripolar de 32A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17920-35 de SIMON 172,99 €
CAPÍTULO 5: CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Obra civil 5.1 u Edificio de hormigón modular modelo EHM36C-4T1D,
de dimensiones interiores 7.040x2.400x2.850 mm, incluyendo su transporte y montaje. 13.234,29 €
Presupuesto
11
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 5.2 u Excavación de foso de dimensiones 3.500 x 7.700 mm.
para alojar el edificio prefabricado modular EHM36-4, con un lecho de arena nivelada de 150 mm (quedando una profundidad de foso libre de 575 mm) y acondicionamiento perimetral una vez montado.
853,44 € Aparamenta de AT 5.3 u Compacto CAS 36KV (ref. CAS410) inmerso en
atmósfera de hexafluoruro de azufre, para tres funciones de línea de 400 A, instalado. 11.695,70 €
5.4 u Juego de tres conectores enchufables-roscados de 400 A para las funciones de línea de compacto CAS36, instaladas. 775,31 €
5.5 u Cabina de paso de barras Merlin Gerin gama SM6, mod. GEM3616 para la unión superior por cables entre celdas CAS y SM6, bornas, cables, terminales y incluidos, según características detalladas en memoria, instalada.
2.728,59 € 5.6 u Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod.
DM1DE3616 con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en atmósfera de SF6 con bobina de disparo, indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé 50/51, cableado e instalado.
15.914,80 € 5.7 u Cabina de medida Merlin Gerin gama SM6, mod.
GBCEA333616 equipada con tres transformadores de intensidad, y tres de tensión, según características detalladas en memoria, instalada.
8.456,24 € 5.8 u Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod.
DM1C3616 KITTPI con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en SF6 con bobina de disparo, s.p.a.t., indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé Sepam 1000 S01, cableado e instalado.
16.065,05 € Transformadores 5.9 u Transformador trifásico de potencia tipo TRIHAL de
Merlin Gerin, UNE-20.178, interior y aislamiento seco, instalado. Características: - Potencia nominal: 250 kVA. - Relación: 25/0.4 KV.
12.416,91 €
Presupuesto
12
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN PRECIO 5.10 u Equipo de sondas PT100 de temperatura y convertidor
electrónico para protección térmica de transformador, y sus conexiones a la alimentación y al elemento disparador de la protección correspondiente, protegidas contra sobreintensidades, instalados.
1.117,88 € 5.11 u Juego de puentes III de cables AT unipolares de
aislamiento seco RHZ1, aislamiento 18/30 kV, de 95 mm2 en Al con sus correspondientes elementos de conexión. 937,58 €
5.12 u Juego de puentes de cables BT unipolares de aislamiento seco 0.6/1 kV de Al, de 1x240mm2 para las fases y de 1x240mm2 para el neutro y demás características según memoria.
372,63 € Equipos de BT 5.13 u Cuadro contadores formado por armario HIMEL
conteniendo un contador kWh cl.1 ST, un kVArh cl.3, ambos con emisor de impulsos, y un tarificador electrónico de tarifa estacional debidamente montado e instalado según memoria y normativa de la compañía.
4.104,91 € Sistema de puesta a tierra 5.14 u Tierras exteriores código 5/32 Unesa, incluyendo 3
picas de 2 m. de longitud, cable de cobre desnudo, cable de cobre aislado de 0,6/1kV y elementos de conexión, instalado.
679,14 € 5.15 u Tierras interiores para poner en continuidad con las
tierras exteriores, formado por cable de 50mm2 de Cu desnudo para la tierra de protección y aislado para la de servicio, con sus conexiones y cajas de seccionamiento, instalado. 781,32 €
Varios 5.16 u Punto de luz incandescente adecuado para proporcionar
nivel de iluminación suficiente para la revisión y manejo del centro, incluidos sus elementos de mando y protección, instalado.
619,04 € 5.17 u Punto de luz de emergencia autónomo para la
señalización de los accesos al centro, instalado. 156,26 € 5.18 u Extintor de eficacia equivalente 89B, instalado. 174,29 € 5.19 u Banqueta aislante para maniobrar aparamenta. 150,25 € 5.20 u Par de guantes de maniobra. 96,16 € 5.21 u Placa reglamentaria PELIGRO DE MUERTE, instaladas. 12,02 € 5.22 u Placa reglamentaria PRIMEROS AUXILIOS, instalada. 12,02 €
Presupuesto
13
2 Mediciones
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL CAPÍTULO 1: MAQUINARIA Equipos de proceso: Instalación y puesta en marcha
1.1 u
Extrusora monohusillo KUNHE 45D. Incluye: - Bomba de engranajes MAAG ref. EXTREX 22 SP - Motor 1LA5 207-4AA10 22 kW - Motor 1LA7 080-2AA61 0,75 kW - Motores 1LA7 083-4AA10 0,75 kW (3) 1 1 1 1,00
1.2 u Montaje y puesta en marcha extrusora KUNHE. Incluye documentación. 1 1 1 1,00
1.3 u
Molino triturador de materias plásticas DREHER del tipo S 20/20 VS-Spezial. Incluye: - Motor 1LA7 113-4AA60 4kW - Motor 1LA7 080-8AB11 0,09 kW 1 1 1 1,00
1.4 u Montaje y puesta en marcha molino DREHER. Incluye documentación. 1 1 1 1,00
1.5 u
Sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye: - Motor 1LA7 106-4aa60 2,2 kW - Compresor ELMO 2BH1410-1C.4 2,2 kW - Motores 1LA7 080-8AB11 0,18 kW (3) - Motor 1LA7 073-8AB10 0,12 kW
1 1 1 1,00
1.6 u
Montaje y puesta en marcha del sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye documentación. 1 1 1 1,00
1.7 u
Planta secadora SOMOS R70 de 6kW de potencia de calefacción. Incluye: - Motor 1LA7 090-4aa10 1,1 kW - Compresor ELMO 2BH1400-1C.0 0,76 kW 1 1 1 1,00
1.8 u
Montaje y puesta en marcha de la planta secadora SOMOS R70. Incluye documentación. 1 1 1 1,00
CAPÍTULO 2: INSTALACIÓN ELÉCTRICA Cableado 2.1 m Cable tripolar i neutro de 240/120 mm2 Al
con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLAM de PIRELLI.
1 13,60 13,60 13,60
Presupuesto
14
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL 2.2 m Cable tripolar i neutro de 25/16 mm2 Cu con
tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI.
1 28,27 28,27 28,271 28,21 28,21 1 4,96 4,96
2.3 m Cable tripolar i neutro de 16/10 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 33,17
2.4 m Cable tetrapolar de 6 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI.
1 7,96 7,96 7,962.5 m Cable tetrapolar de 4 mm2 Cu con tensión de
aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI.
1 4,96 4,96 4,961 33,70 33,70 1 4,30 4,30 1 5,41 5,41 1 11,68 11,68 1 9,69 9,69 1 23,75 23,75
2.6 m Cable tetrapolar de 2,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI.
88,532 38,12 76,24 4 5,96 23,84 4 4,96 19,84 3 5,48 16,44 4 3,08 12,32 2 3,00 6,00 1 4,94 4,94 1 21,18 21,18 1 17,15 17,15 1 21,53 21,53
2.7 m Cable tetrapolar de 1,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI.
219,48Aparellaje
2.8 u
Interruptor tetrapolar automático SIEMENS con módulo diferencial referencia 3VF32 12-0JW41-0AA0-ZA01 de 160 A 1 1 1 1,00
2.9 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JQ41-0AA0 de 80 A 1 1 1 1,00
Presupuesto
15
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
2.10 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JJ41-0AA0 de 40 A 2 2 2 2,00
2.11 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JD41-0AA0 de 20 A 3 3 3 3,00
2.12 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JC41-0AA0 de 16 A 1 1 1 1,00
2.13 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 3SM3 645-0 de 125 A y 300 mA de sensibilidad 1 1 1 1,00
2.14 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 347-0 de 80 A y 30 mA de sensibilidad 1 1 1 1,00
2.15 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 344-0 de 40 A y 30 mA de sensibilidad 1 1 1 1,00
2.16 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 642-0 de 25 A y 300 mA de sensibilidad 2 2 2 2,00
2.17 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 342-0 de 25 A y 30 mA de sensibilidad 14 14 14 14,00
2.18 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SP4 463-7 de 63 A 2 2 2 2,00
2.19 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 632-6 de 32 A 1 1 1 1,00
2.20 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 420-7 de 20 A 1 1 1 1,00
2.21 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 616-6 de 16 A 4 4 4 4,00
2.22 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 610-7 de 10 A 2 2 2 2,00
2.23 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 606-7 de 6 A 2 2 2 2,00
2.24 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 406-7 de 6 A 3 3 3 3,00
2.25 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 202-8 de 2 A 5 5 5 5,00
Presupuesto
16
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
2.26 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SY4 616-6 de 16 A 1 1 1 1,00
2.27 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SJ6 510-7 de 10 A 3 3 3 3,00
2.28 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SJ6 515-7 de 2 A 7 7 7 7,00
2.29 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 36-4HB0 de 40-50 A de intensidad de regulación. 1 1 1 1,00
2.30 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 4,5-6,3 A de intensidad de regulación. 1 1 1 1,00
2.31 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1DB0 de 2,2-3,2 A de intensidad de regulación. 2 2 2 2,00
2.32 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1CB0 de 1,25-2,5 A de intensidad de regulación. 1 1 1 1,00
2.33 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1KB0 de 0,9-1,25 A de intensidad de regulación. 3 3 3 3,00
2.34 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1HB0 de 0,55-0,8 A de intensidad de regulación. 3 3 3 3,00
2.35 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 0,45-0,63 A de intensidad de regulación. 1 1 1 1,00
2.36 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0EB0 de 0,28-0,4 A de intensidad de regulación. 1 1 1 1,00
2.37 u
Interruptor-seccionador con fusibles referencia 3KL53 40-1EB01 de SIEMENS de 160 A 1 1 1 1,00
2.38 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 300 de 100 A 1 1 1 1,00
2.39 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 225 de 25 A 1 1 1 1,00
Presupuesto
17
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
2.40 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 210 de 10 A 5 5 5 5,00
2.41 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 206 de 6 A 1 1 1 1,00
2.42 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 204 de 4 A 17 17 17 17,00
2.43 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 202 de 2 A 3 3 3 3,00
2.44 u Pulsador de seta con enclavamiento referencia 3SB32011HA20 de SIEMENS 19 19 19 19,00
2.45 u Pulsador de botón rasante referencia 3SB32010AA41 de SIEMENS 1 1 1 1,00
2.46 u Lámpara de señalización de 10W referencia 3SB34001C de SIEMENS 12 12 12 12,00
2.47 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 24-1AP00 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
2.48 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 15-1AP02 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 4 4 4 4
2.49 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 15-8XB31-1 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 4 4 4 4
2.50 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 16-8XB31-1 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
2.51 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC1 referencia 3RT10 36-1AP00 de 50 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
2.52 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC1 referencia 3RT10 23-1AP00 de 35 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
2.53 u
Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 25-1AP00 de 30 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
Presupuesto
18
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
2.54 u
Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 16-1AP00 de 18 A de intensidad máxima de empleo. 1 1 1 1
Sistema de control
2.55 u
Convertidor de frecuencia MIDIMASTER Vector referencia 6SE3223-5DS45 de 22kW de potencia nominal. 1 1 1 1,00
2.56 u
Convertidor de frecuencia MICROMASTER Vector referencia 6SE3212-0DA40 de 0,75 kW de potencia nominal. 1 1 1 1,00
2.57 u
Transformadores de mando SITAS referencia 4AM55 41-5A0-0B 400/230 V de 800 VA de potencia nominal. 2 2 2 2,00
2.58 u Convertidor de corriente contínua SIDAC-S referencia 4AV24 00-2AB 230AC/24CC 2 2 2 2,00
2.59 u
Batería de condensadores para compensación de energía reactiva Minicap estándar 400V referencia 530818C de SIEMENS. 1 1 1 1,00
2.60 u
Autómata programable SIEMENS del tipo SIMATIC S7-200 de composición modular. Incluye bornas de conexión y accesorios de montaje. 2 2 2 2,00
CAPÍTULO 3: SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Cuadros de distribución
3.1 u
Cuadro SIEMENS SIKUS UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x2000x600 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 1 1 1 1
3.2 u
Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x1400x235 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 3 3 3 3
3.3 u
Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL de pared saliente con puerta transparente, de dimension 600x600x200 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares horizontal-superior. 3 3 3 3
Bandejas portacables
Presupuesto
19
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
3.4 m
Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 200x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 1 36,97 36,97 36,97
3.5 m
Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 1 36,47 36,47 36,47
2 3,12 6,24 2 0,67 1,34 1 0,87 0,87 2 2,92 5,84 1 0,47 0,47
3.6 m Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm incluidos accesorios de montaje y soporte.
14,761 2,25 2,25 1 5,25 5,25
3.7 m Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 7,50
1 3,11 3,11 1 6,52 6,52
3.8 m Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 9,63
Tubos de protección 1 1,95 1,95 1 3,60 3,60 1 3,92 3,92 2 1,79 3,58 1 2,60 2,60 2 2,30 4,60 3 1,69 5,07 9 1,35 12,15 5 1,75 8,75 1 3,12 3,12 1 1,60 1,60 3 1,89 5,67 1 2,14 2,14 1 0,60 0,60
3.9 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 11 incluidos accesorios de montaje y soporte.
59,353 2,30 6,90 6 4,18 25,08
3.10 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 13 incluidos accesorios de montaje y soporte. 31,98
Presupuesto
20
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
3.11 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 21 incluidos accesorios de montaje y soporte. 1 1,40 1,40 1,40
3 6,78 20,34 1 3,97 3,97 1 6,31 6,31 1 3,57 3,57 1 7,72 7,72
3.12 m Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 29 incluidos accesorios de montaje y soporte.
41,91
3.13 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 36 incluidos accesorios de montaje y soporte. 1 3,58 3,58 3,58
3.14 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 48 incluidos accesorios de montaje y soporte. 1 4,45 4,45 4,45
Cajas de distribución
3.15 u
Caja alimentación para distribución de alumbrado, hasta 25A, de dimensiones 105x105x49 mm, referencia KBA-40AA4 de HIMEL 19 19 19 19
3.16 u
Caja alimentación para distribución de baja potencia, hasta 40A, de dimensiones 155x105x61 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 1 1 1 1
3.17 u
Caja alimentación para distribución de baja potencia, hasta 40A, de dimensiones 206x156x83 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 1 1 1 1
CAPÍTULO 4: SISTEMA DE ALUMBRADO Alumbrado
4.1 u
Luminaria PHILIPS HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 422W de potencia 20 20 20 20
4.2 u
Luminaria PHILIPS HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 2 2 2 2
Presupuesto
21
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
4.3 u
Luminaria PHILIPS HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 2 2 2 2
4.4 u
Luminaria de emergencia PHILIPS TCH 329/108 P M EL3, con pantalla TL 8W/840 y lámpara fluorescente de 13W de potencia 4 4 4 4
4.5 u
Interruptor Gama ESTANCA 55 de SIEMENS con mecanismo simple referencia 30102,99P, marco con tapa U11,002,07 y caja base referencia 96896,07. Intensidad máxima 10A. 6 6 6 6
Tomas de corriente
4.6 u
Conjunto de 4 bases bipolares de 16A - 250V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17910-35 de SIMON 1 1 1 1,00
4.7 u
Conjunto de 2 bases bipolares de 16A - 250V y 1 base tripolar de 16A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17911-35 de SIMON 1 1 1 1,00
4.8 u
Conjunto de 3 bases bipolares de 16A - 250V, 1 toma tripolar de 16A - 400V y 1 toma tripolar de 32A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17920-35 de SIMON 1 1 1 1,00
CAPÍTULO 5: CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Obra civil
5.1 u
Edificio de hormigón modular modelo EHM36C-4T1D, de dimensiones interiores 7.040x2.400x2.850 mm, incluyendo su transporte y montaje. 1 1 1 1,00
5.2 u
Excavación de foso de dimensiones 3.500 x 7.700 mm. para alojar el edificio prefabricado modular EHM36-4, con un lecho de arena nivelada de 150 mm (quedando una profundidad de foso libre de 575 mm) y acondicionamiento perimetral una vez montado. 1 1 1 1,00
Aparamenta de AT
5.3 u
Compacto CAS 36KV (ref. CAS410) inmerso en atmósfera de hexafluoruro de azufre, para tres funciones de línea de 400 A, instalado. 1 1 1 1,00
Presupuesto
22
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
5.4 u
Juego de tres conectores enchufables-roscados de 400 A para las funciones de línea de compacto CAS36, instaladas. 3 3 3 3,00
5.5 u
Cabina de paso de barras Merlin Gerin gama SM6, mod. GEM3616 para la unión superior por cables entre celdas CAS y SM6, bornas, cables, terminales y incluidos, según características detalladas en memoria, instalada. 1 1 1 1,00
5.6 u
Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod. DM1DE3616 con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en atmósfera de SF6 con bobina de disparo, indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé 50/51, cableado e instalado. 1 1 1 1,00
5.7 u
Cabina de medida Merlin Gerin gama SM6, mod. GBCEA333616 equipada con tres transformadores de intensidad, y tres de tensión, según características detalladas en memoria, instalada. 1 1 1 1,00
5.8 u
Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod. DM1C3616 KITTPI con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en SF6 con bobina de disparo, s.p.a.t., indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé Sepam 1000 S01, cableado e instalado. 1 1 1 1,00
Transformadores
5.9 u
Transformador trifásico de potencia tipo TRIHAL de Merlin Gerin, UNE-20.178, interior y aislamiento seco, instalado. Características: - Potencia nominal: 250 kVA. - Relación: 25/0.4 KV. 1 1 1 1,00
5.10 u
Equipo de sondas PT100 de temperatura y convertidor electrónico para protección térmica de transformador, y sus conexiones a la alimentación y al elemento disparador de la protección correspondiente, protegidas contra sobreintensidades, instalados. 1 1 1 1,00
5.11 u
Juego de puentes III de cables AT unipolares de aislamiento seco RHZ1, aislamiento 18/30 kV, de 95 mm2 en Al con sus correspondientes elementos de conexión. 1 1 1 1,00
Presupuesto
23
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN Nº
PART. MED. Σ
PART. Σ
TOTAL
5.12 u
Juego de puentes de cables BT unipolares de aislamiento seco 0.6/1 kV de Al, de 1x240mm2 para las fases y de 1x240mm2 para el neutro y demás características según memoria. 1 1 1 1,00
Equipos de BT
5.13 u
Cuadro contadores formado por armario HIMEL conteniendo un contador kWh cl.1 ST, un kVArh cl.3, ambos con emisor de impulsos, y un tarificador electrónico de tarifa estacional debidamente montado e instalado según memoria y normativa de la compañía. 1 1 1 1,00
Sistema de puesta a tierra
5.14 u
Tierras exteriores código 5/32 Unesa, incluyendo 3 picas de 2 m. de longitud, cable de cobre desnudo, cable de cobre aislado de 0,6/1kV y elementos de conexión, instalado. 2 2 2 2,00
5.15 u
Tierras interiores para poner en continuidad con las tierras exteriores, formado por cable de 50mm2 de Cu desnudo para la tierra de protección y aislado para la de servicio, con sus conexiones y cajas de seccionamiento, instalado. 1 1 1 1,00
Varios
5.16 u
Punto de luz incandescente adecuado para proporcionar nivel de iluminación suficiente para la revisión y manejo del centro, incluidos sus elementos de mando y protección, instalado. 2 2 2 2,00
5.17 u
Punto de luz de emergencia autónomo para la señalización de los accesos al centro, instalado. 1 1 1 1,00
5.18 u Extintor de eficacia equivalente 89B, instalado. 1 1 1 1,00
5.19 u Banqueta aislante para maniobrar aparamenta. 1 1 1 1,00
5.20 u Par de guantes de maniobra. 1 1 1 1,00
5.21 u Placa reglamentaria PELIGRO DE MUERTE, instaladas. 2 2 2 2,00
5.22 u Placa reglamentaria PRIMEROS AUXILIOS, instalada. 1 1 1 1,00
Presupuesto
24
3 Presupuesto
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL CAPÍTULO 1: MAQUINARIA Equipos de proceso: Instalación y puesta en marcha
1.1 u
Extrusora monohusillo KUNHE 45D. Incluye: - Bomba de engranajes MAAG ref. EXTREX 22 SP - Motor 1LA5 207-4AA10 22 kW - Motor 1LA7 080-2AA61 0,75 kW - Motores 1LA7 083-4AA10 0,75 kW (3) 1 90.146,88 € 90.146,88 €
1.2 u Montaje y puesta en marcha extrusora KUNHE. Incluye documentación. 1 6.540,75 € 6.540,75 €
1.3 u
Molino triturador de materias plásticas DREHER del tipo S 20/20 VS-Spezial. Incluye: - Motor 1LA7 113-4AA60 4kW - Motor 1LA7 080-8AB11 0,09 kW 1 18.480,78 € 18.480,78 €
1.4 u Montaje y puesta en marcha molino DREHER. Incluye documentación. 1 2.055,45 € 2.055,45 €
1.5 u
Sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye: - Motor 1LA7 106-4aa60 2,2 kW - Compresor ELMO 2BH1410-1C.4 2,2 kW - Motores 1LA7 080-8AB11 0,18 kW (3) - Motor 1LA7 073-8AB10 0,12 kW 1 65.154,39 € 65.154,39 €
1.6 u
Montaje y puesta en marcha del sistema de alimentación por succión SF SOMOS. Incluye documentación. 1 5.990,19 € 5.990,19 €
1.7 u
Planta secadora SOMOS R70 de 6kW de potencia de calefacción. Incluye: - Motor 1LA7 090-4aa10 1,1 kW - Compresor ELMO 2BH1400-1C.0 0,76 kW 1 48.183,84 € 48.183,84 €
1.8 u
Montaje y puesta en marcha de la planta secadora SOMOS R70. Incluye documentación. 1 3.918,18 € 3.918,18 €
CAPÍTULO 2: INSTALACIÓN ELÉCTRICA Cableado
2.1 m
Cable tripolar i neutro de 240/120 mm2 Al con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLAM de PIRELLI. 13,6 86,43 € 1.175,45 €
Presupuesto
25
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
2.2 m
Cable tripolar i neutro de 25/16 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 28,27 14,06 € 397,59 €
2.3 m
Cable tripolar i neutro de 16/10 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 33,17 5,08 € 168,54 €
2.4 m
Cable tetrapolar de 6 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 7,96 3,10 € 24,68 €
2.5 m
Cable tetrapolar de 4 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 4,96 2,23 € 11,06 €
2.6 m
Cable tetrapolar de 2,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 88,53 1,48 € 131,02 €
2.7 m
Cable tetrapolar de 1,5 mm2 Cu con tensión de aislamiento de 0,6 a 1 kV i cubierta de polietileno reticulado (XLPE). RETENAX FLEX de PIRELLI. 219,48 1,03 € 226,06 €
Aparellaje
2.8 u
Interruptor tetrapolar automático SIEMENS con módulo diferencial referencia 3VF32 12-0JW41-0AA0-ZA01 de 160 A 1 376,05 € 376,05 €
2.9 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JQ41-0AA0 de 80 A 1 303,33 € 303,33 €
2.10 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JJ41-0AA0 de 40 A 2 209,51 € 419,03 €
2.11 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JD41-0AA0 de 20 A 3 160,05 € 480,15 €
2.12 u Interruptor tetrapolar automático SIEMENS referencia 3VF22 14-0JC41-0AA0 de 16 A 1 151,58 € 151,58 €
2.13 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 3SM3 645-0 de 125 A y 300 mA de sensibilidad 1 337,73 € 337,73 €
Presupuesto
26
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
2.14 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 347-0 de 80 A y 30 mA de sensibilidad 1 268,74 € 268,74 €
2.15 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 344-0 de 40 A y 30 mA de sensibilidad 1 180,10 € 180,10 €
2.16 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 642-0 de 25 A y 300 mA de sensibilidad 2 147,75 € 295,50 €
2.17 u
Interruptor diferencial SIEMENS referencia 5SM3 342-0 de 25 A y 30 mA de sensibilidad 14 173,25 € 2.425,50 €
2.18 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SP4 463-7 de 63 A 2 216,49 € 432,98 €
2.19 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 632-6 de 32 A 1 72,61 € 72,61 €
2.20 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 420-7 de 20 A 1 67,13 € 67,13 €
2.21 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 616-6 de 16 A 4 65,32 € 261,28 €
2.22 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 610-7 de 10 A 2 64,56 € 129,12 €
2.23 u
Interruptor tetrapolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX4 606-7 de 6 A 2 66,79 € 133,58 €
2.24 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 406-7 de 6 A 3 39,34 € 118,02 €
2.25 u
Interruptor bipolar magnetotérmico automático SIEMENS referencia 5SX2 202-8 de 2 A 5 55,43 € 277,15 €
2.26 u Interruptor tetrapolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SY4 616-6 de 16 A 1 75,77 € 75,77 €
2.27 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SJ6 510-7 de 10 A 3 74,27 € 222,81 €
2.28 u Interruptor bipolar magnetotérmico (PIA) SIEMENS referencia 5SJ6 515-7 de 2 A 7 55,43 € 388,01 €
Presupuesto
27
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
2.29 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 36-4HB0 de 40-50 A de intensidad de regulación. 1 70,00 € 70,00 €
2.30 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 4,5-6,3 A de intensidad de regulación. 1 44,15 € 44,15 €
2.31 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1DB0 de 2,2-3,2 A de intensidad de regulación. 2 44,15 € 88,30 €
2.32 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 26-1CB0 de 1,25-2,5 A de intensidad de regulación. 1 44,15 € 44,15 €
2.33 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1KB0 de 0,9-1,25 A de intensidad de regulación. 3 44,15 € 132,45 €
2.34 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-1HB0 de 0,55-0,8 A de intensidad de regulación. 3 44,15 € 132,45 €
2.35 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0GB0 de 0,45-0,63 A de intensidad de regulación. 1 44,15 € 44,15 €
2.36 u
Relé térmico SIEMENS para protección de motores trifásicos referencia 3RU11 16-0EB0 de 0,28-0,4 A de intensidad de regulación. 1 44,15 € 44,15 €
2.37 u
Interruptor-seccionador con fusibles referencia 3KL53 40-1EB01 de SIEMENS de 160 A 1 471,58 € 471,58 €
2.38 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 300 de 100 A 1 15,21 € 15,21 €
2.39 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 225 de 25 A 1 6,33 € 6,33 €
2.40 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 210 de 10 A 5 5,19 € 25,93 €
2.41 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 206 de 6 A 1 5,19 € 5,19 €
2.42 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 204 de 4 A 17 3,85 € 65,39 €
Presupuesto
28
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
2.43 u Fusible de tipo rápido SIEMENS referencia 5SE2 202 de 2 A 3 3,85 € 11,54 €
2.44 u Pulsador de seta con enclavamiento referencia 3SB32011HA20 de SIEMENS 19 28,10 € 533,90 €
2.45 u Pulsador de botón rasante referencia 3SB32010AA41 de SIEMENS 1 8,90 € 8,90 €
2.46 u Lámpara de señalización de 10W referencia 3SB34001C de SIEMENS 12 5,64 € 67,68 €
2.47 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 24-1AP00 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 1 79,97 € 79,97 €
2.48 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 referencia 3RT10 15-1AP02 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 4 60,43 € 241,72 €
2.49 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 15-8XB31-1 de 7 A de intensidad máxima de empleo. 4 60,43 € 241,72 €
2.50 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC3 para combinaciones de arranque estrella-triángulo referencia 3RA14 16-8XB31-1 de 12 A de intensidad máxima de empleo. 1 98,00 € 98,00 €
2.51 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC1 referencia 3RT10 36-1AP00 de 50 A de intensidad máxima de empleo. 1 122,87 € 122,87 €
2.52 u
Contactor tripolar SIEMENS con categoría de servicio AC1 referencia 3RT10 23-1AP00 de 35 A de intensidad máxima de empleo. 1 94,54 € 94,54 €
2.53 u
Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 25-1AP00 de 30 A de intensidad máxima de empleo. 1 94,54 € 94,54 €
2.54 u
Contactor tripolar SIEMENS para el accionamiento de cargas resistivas referencia 3RT13 16-1AP00 de 18 A de intensidad máxima de empleo. 1 72,39 € 72,39 €
Sistema de control
Presupuesto
29
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
2.55 u
Convertidor de frecuencia MIDIMASTER Vector referencia 6SE3223-5DS45 de 22kW de potencia nominal. 1 1.867,03 € 1.867,03 €
2.56 u
Convertidor de frecuencia MICROMASTER Vector referencia 6SE3212-0DA40 de 0,75 kW de potencia nominal. 1 1.565,35 € 1.565,35 €
2.57 u
Transformadores de mando SITAS referencia 4AM55 41-5A0-0B 400/230 V de 800 VA de potencia nominal. 2 117,99 € 235,98 €
2.58 u Convertidor de corriente contínua SIDAC-S referencia 4AV24 00-2AB 230AC/24CC 2 102,70 € 205,40 €
2.59 u
Batería de condensadores para compensación de energía reactiva Minicap estándar 400V referencia 530818C de SIEMENS. 1 623,25 € 623,25 €
2.60 u
Autómata programable SIEMENS del tipo SIMATIC S7-200 de composición modular. Incluye bornas de conexión y accesorios de montaje. 2 1.508,32 € 3.016,65 €
CAPÍTULO 3: SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Cuadros de distribución
3.1 u
Cuadro SIEMENS SIKUS UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x2000x600 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 1 8.261,05 € 8.261,05 €
3.2 u
Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL sobre suelo con puerta transparente, de dimension 900x1400x235 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares vertical-lateral. 3 3.912,43 € 11.737,30 €
3.3 u
Cuadro SIEMENS STAB UNIVERSAL de pared saliente con puerta transparente, de dimension 600x600x200 mm y grado de protección IP55. Sistema de barras coplanares horizontal-superior. 3 2.166,36 € 6.499,08 €
Bandejas portacables
3.4 m
Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 200x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 36,97 21,04 € 777,68 €
Presupuesto
30
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
3.5 m
Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 36,47 15,63 € 569,89 €
3.6 m
Bandejas perforadas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm incluidos accesorios de montaje y soporte. 14,76 9,02 € 133,06 €
3.7 m
Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 100x15 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 7,50 16,83 € 126,21 €
3.8 m
Bandejas sólidas KLK de chapa de acero galvanizada en contínuo con tapa ranurada, de dimensiones 50x10 mm. incluidos accesorios de montaje y soporte. 9,63 11,12 € 107,07 €
Tubos de protección
3.9 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 11 incluidos accesorios de montaje y soporte. 59,35 3,82 € 226,86 €
3.10 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 13 incluidos accesorios de montaje y soporte. 31,98 4,72 € 150,88 €
3.11 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 21 incluidos accesorios de montaje y soporte. 1,40 5,13 € 7,18 €
3.12 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 29 incluidos accesorios de montaje y soporte. 41,91 5,93 € 248,36 €
3.13 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 36 incluidos accesorios de montaje y soporte. 3,58 6,86 € 24,57 €
3.14 m
Tubo aislante rígido de PVC AUXIME, curvables en caliente, tipo ACE-10/Pg 48 incluidos accesorios de montaje y soporte. 4,45 7,55 € 33,59 €
Cajas de distribución
3.15 u
Caja alimentación para distribución de alumbrado, hasta 25A, de dimensiones 105x105x49 mm, referencia KBA-40AA4 de HIMEL 19 25,44 € 483,36 €
Presupuesto
31
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
3.16 u
Caja alimentación para distribución de baja potencia, hasta 40A, de dimensiones 155x105x61 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 1 50,40 € 50,40 €
3.17 u
Caja alimentación para distribución de baja potencia, hasta 40A, de dimensiones 206x156x83 mm, referencia KNA-06AB4 de HIMEL 1 55,28 € 55,28 €
CAPÍTULO 4: SISTEMA DE ALUMBRADO Alumbrado
4.1 u
Luminaria PHILIPS HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 422W de potencia 20 215,76 € 4.315,27 €
4.2 u
Luminaria PHILIPS HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 2 190,22 € 380,44 €
4.3 u
Luminaria PHILIPS HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013, con pantalla HPL-N y lámpara de descarga de vapor de mercurio de 269W de potencia 2 185,41 € 370,82 €
4.4 u
Luminaria de emergencia PHILIPS TCH 329/108 P M EL3, con pantalla TL 8W/840 y lámpara fluorescente de 13W de potencia 4 228,99 € 915,94 €
4.5 u
Interruptor Gama ESTANCA 55 de SIEMENS con mecanismo simple referencia 30102,99P, marco con tapa U11,002,07 y caja base referencia 96896,07. Intensidad máxima 10A. 6 17,06 € 102,36 €
Tomas de corriente
4.6 u
Conjunto de 4 bases bipolares de 16A - 250V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17910-35 de SIMON 1 115,32 € 115,32 €
4.7 u
Conjunto de 2 bases bipolares de 16A - 250V y 1 base tripolar de 16A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17911-35 de SIMON 1 128,14 € 128,14 €
Presupuesto
32
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
4.8 u
Conjunto de 3 bases bipolares de 16A - 250V, 1 toma tripolar de 16A - 400V y 1 toma tripolar de 32A - 400V para toma de corriente con toma de tierra lateral Schuko, referencia 17920-35 de SIMON 1 172,99 € 172,99 €
CAPÍTULO 5: CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Obra civil
5.1 u
Edificio de hormigón modular modelo EHM36C-4T1D, de dimensiones interiores 7.040x2.400x2.850 mm, incluyendo su transporte y montaje. 1 13.234,29 € 13.234,29 €
5.2 u
Excavación de foso de dimensiones 3.500 x 7.700 mm. para alojar el edificio prefabricado modular EHM36-4, con un lecho de arena nivelada de 150 mm (quedando una profundidad de foso libre de 575 mm) y acondicionamiento perimetral una vez montado. 1 853,44 € 853,44 €
Aparamenta de AT
5.3 u
Compacto CAS 36KV (ref. CAS410) inmerso en atmósfera de hexafluoruro de azufre, para tres funciones de línea de 400 A, instalado. 1 11.695,70 € 11.695,70 €
5.4 u
Juego de tres conectores enchufables-roscados de 400 A para las funciones de línea de compacto CAS36, instaladas. 3 775,31 € 2.325,92 €
5.5 u
Cabina de paso de barras Merlin Gerin gama SM6, mod. GEM3616 para la unión superior por cables entre celdas CAS y SM6, bornas, cables, terminales y incluidos, según características detalladas en memoria, instalada. 1 2.728,59 € 2.728,59 €
5.6 u
Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod. DM1DE3616 con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en atmósfera de SF6 con bobina de disparo, indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé 50/51, cableado e instalado. 1 15.914,80 € 15.914,80 €
5.7 u
Cabina de medida Merlin Gerin gama SM6, mod. GBCEA333616 equipada con tres transformadores de intensidad, y tres de tensión, según características detalladas en memoria, instalada. 1 8.456,24 € 8.456,24 €
Presupuesto
33
Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
5.8 u
Cabina disyuntor Merlin Gerin gama SM6, mod. DM1C3616 KITTPI con seccionador en SF6, disyuntor tipo SF1 en SF6 con bobina de disparo, s.p.a.t., indicadores de tensión y enclavamientos. Cajón BT con relé Sepam 1000 S01, cableado e instalado. 1 16.065,05 € 16.065,05 €
Transformadores
5.9 u
Transformador trifásico de potencia tipo TRIHAL de Merlin Gerin, UNE-20.178, interior y aislamiento seco, instalado. Características: - Potencia nominal: 250 kVA. - Relación: 25/0.4 KV. 1 12.416,91 € 12.416,91 €
5.10 u
Equipo de sondas PT100 de temperatura y convertidor electrónico para protección térmica de transformador, y sus conexiones a la alimentación y al elemento disparador de la protección correspondiente, protegidas contra sobreintensidades, instalados. 1 1.117,88 € 1.117,88 €
5.11 u
Juego de puentes III de cables AT unipolares de aislamiento seco RHZ1, aislamiento 18/30 kV, de 95 mm2 en Al con sus correspondientes elementos de conexión. 1 937,58 € 937,58 €
5.12 u
Juego de puentes de cables BT unipolares de aislamiento seco 0.6/1 kV de Al, de 1x240mm2 para las fases y de 1x240mm2 para el neutro y demás características según memoria. 1 372,63 € 372,63 €
Equipos de BT
5.13 u
Cuadro contadores formado por armario HIMEL conteniendo un contador kWh cl.1 ST, un kVArh cl.3, ambos con emisor de impulsos, y un tarificador electrónico de tarifa estacional debidamente montado e instalado según memoria y normativa de la compañía. 1 4.104,91 € 4.104,91 €
Sistema de puesta a tierra
5.14 u
Tierras exteriores código 5/32 Unesa, incluyendo 3 picas de 2 m. de longitud, cable de cobre desnudo, cable de cobre aislado de 0,6/1kV y elementos de conexión, instalado. 2 679,14 € 1.358,29 €
Presupuesto
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Nº UNIDAD DESCRIPCIÓN CANT. PRECIO TOTAL
5.15 u
Tierras interiores para poner en continuidad con las tierras exteriores, formado por cable de 50mm2 de Cu desnudo para la tierra de protección y aislado para la de servicio, con sus conexiones y cajas de seccionamiento, instalado. 1 781,32 € 781,32 €
Varios
5.16 u
Punto de luz incandescente adecuado para proporcionar nivel de iluminación suficiente para la revisión y manejo del centro, incluidos sus elementos de mando y protección, instalado. 2 619,04 € 1.238,08 €
5.17 u
Punto de luz de emergencia autónomo para la señalización de los accesos al centro, instalado. 1 156,26 € 156,26 €
5.18 u Extintor de eficacia equivalente 89B, instalado. 1 174,29 € 174,29 €
5.19 u Banqueta aislante para maniobrar aparamenta. 1 150,25 € 150,25 €
5.20 u Par de guantes de maniobra. 1 96,16 € 96,16 €
5.21 u Placa reglamentaria PELIGRO DE MUERTE, instaladas. 2 12,02 € 24,04 €
5.22 u Placa reglamentaria PRIMEROS AUXILIOS, instalada. 1 12,02 € 12,02 €
Presupuesto
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4 Resumen del Presupuesto CAPÍTULO 1: MAQUINARIA Equipos de proceso: Instalación y puesta en marcha 240.470,45 € 240.470,45 €CAPÍTULO 2: INSTALACIÓN ELÉCTRICA Cableado 2.134,40 € Aparellaje 10.273,36 € Sistema de control 7.513,65 € 19.921,41 €CAPÍTULO 3: SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN Cuadros de distribución 26.497,43 € Bandejas portacables 1.713,92 €
Tubos de protección 691,44 € Cajas de distribución 589,04 €
29.491,83 €CAPÍTULO 4: SISTEMA DE ALUMBRADO Alumbrado 6.084,83 €
Tomas de corriente 416,45 €
6.501,28 €CAPÍTULO 5: CENTRO DE TRANSFORMACIÓN Obra civil 14.087,72 € Aparamenta de AT 57.186,30 € Transformadores 14.845,00 € Equipos de BT 4.104,91 € Sistema de puesta a tierra 2.139,60 € Varios 1.851,12 € 94.214,66 € TOTAL PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN MATERIAL: 390.599,63 € BENEFICIO INDUSTRIAL (6%): 23.435,98 €GASTOS GENERALES (8%): 31.247,97 € TOTAL PRESUPUESTO DE EJECUCIÓN POR CONTRATA: 445.283,58 € IVA (16%) 71.245,37 € TOTAL PRESUPUESTO GLOBAL DE LICITACIÓN: 516.528,95 €
Presupuesto
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El presupuesto total de licitación para la electrificación de la línea de producción de perfiles de extrusión de ETP es de QUINIENTOS DIECISÉIS MIL QUINIENTOS VEINTIOCHO EUROS CON NOVENTA Y CINCO CÉNTIMOS DE EURO.
Ingeniero Técnico Industrial Eléctrico Mª Isabel de Antonio Gómez
Marzo 2004
Pliego de Condiciones
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Pliego de Condiciones
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
Pliego de Condiciones
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0 Índice 0 Índice ........................................................................................................................ 3 1 Pliego de Condiciones Generales ............................................................................... 5
1.1 Condiciones Generales....................................................................................... 5 1.2 Reglamentos y Normas ...................................................................................... 5 1.3 Materiales .......................................................................................................... 5 1.4 Ejecución de las Obras....................................................................................... 6
1.4.1 Comienzo................................................................................................... 6 1.4.2 Plazo de Ejecución..................................................................................... 6 1.4.3 Libro de Órdenes........................................................................................ 6
1.5 Interpretación y Desarrollo del Proyecto ............................................................ 6 1.6 Obras Complementarias..................................................................................... 7 1.7 Modificaciones .................................................................................................. 7 1.8 Obra Defectuosa ................................................................................................ 7 1.9 Medios Auxiliares.............................................................................................. 7 1.10 Conservación de las Obras ................................................................................. 7 1.11 Recepción de las Obras...................................................................................... 8
1.11.1 Recepción Provisional................................................................................ 8 1.11.2 Plazo de Garantía ....................................................................................... 8 1.11.3 Recepción Definitiva.................................................................................. 8
1.12 Contratación de la Empresa................................................................................ 8 1.12.1 Modo de Contratación................................................................................ 8 1.12.2 Presentación............................................................................................... 8 1.12.3 Selección.................................................................................................... 8
1.13 Fianza ................................................................................................................ 9 2 Condiciones Económicas........................................................................................... 9
2.1 Abono de la Obra............................................................................................... 9 2.2 Precios............................................................................................................... 9 2.3 Revisión de Precios............................................................................................ 9 2.4 Penalizaciones ................................................................................................. 10 2.5 Contrato........................................................................................................... 10 2.6 Responsabilidades............................................................................................ 10 2.7 Rescisión de Contrato ...................................................................................... 10
2.7.1 Causas de Rescisión................................................................................. 10 2.8 Liquidación en Caso de Rescisión del Contrato................................................ 11
3 Condiciones Facultativas ......................................................................................... 11 3.1 Normas a Seguir .............................................................................................. 11 3.2 Personal........................................................................................................... 12 3.3 Reconocimientos y Ensayos Previos ................................................................ 12 3.4 Ensayos ........................................................................................................... 12 3.5 Aparellaje ........................................................................................................ 13 3.6 Motores y Generadores .................................................................................... 13 3.7 Varios.............................................................................................................. 14
4 Pliego de Condiciones Técnicas............................................................................... 14 4.1 Cuadros de Distribución................................................................................... 14 4.2 Instalación Eléctrica......................................................................................... 15 4.3 Instalación de Alumbrado ................................................................................ 16 4.4 Aparatos Eléctricos.......................................................................................... 17
Pliego de Condiciones
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4.5 Motores Eléctricos ........................................................................................... 18 4.6 Centro de Transformación................................................................................ 20
4.6.1 Calidad de los materiales.......................................................................... 20 4.6.2 Normas de Ejecución de las Instalaciones ................................................ 25 4.6.3 Pruebas Reglamentarias ........................................................................... 25 4.6.4 Condiciones de Uso, Mantenimiento y Seguridad..................................... 26 4.6.5 Certificados y Documentación ................................................................. 27 4.6.6 Libro de Órdenes...................................................................................... 27
Pliego de Condiciones
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1 Pliego de Condiciones Generales 1.1 Condiciones Generales
El presente Pliego de Condiciones tiene por objeto definir al Contratista el alcance del trabajo y la ejecución cualitativa del mismo.
El trabajo eléctrico consistirá en la instalación eléctrica completa para fuerza,
alumbrado y tierra.
El alcance del trabajo del Contratista incluye el diseño y preparación de todos los planos, diagramas, especificaciones, lista de material y requisitos para la adquisición e instalación del trabajo. 1.2 Reglamentos y Normas
Todas las unidades de obra se ejecutarán cumpliendo las prescripciones indicadas en los Reglamentos de Seguridad y Normas Técnicas de obligado cumplimiento para este tipo de instalaciones, tanto de ámbito nacional, autonómico como municipal, así como, todas las otras que se establezcan en la Memoria Descriptiva del mismo.
Se adaptarán además, a las presentes condiciones particulares que complementarán
las indicadas por los Reglamentos y Normas citadas. 1.3 Materiales
Todos los materiales empleados serán de primera calidad. Cumplirán las especificaciones y tendrán las características indicadas en el proyecto y en las normas técnicas generales, y además en las de la Compañía Distribuidora de Energía, para este tipo de materiales.
Toda especificación o característica de materiales que figuren en uno solo de los documentos del Proyecto, aún sin figurar en los otros es igualmente obligatoria.
En caso de existir contradicción u omisión en los documentos del proyecto, el Contratista obtendrá la obligación de ponerlo de manifiesto al Técnico Director de la obra, quien decidirá sobre el particular. En ningún caso podrá suplir la falta directamente, sin la autorización expresa.
Una vez adjudicada la obra definitivamente y antes de iniciarse esta, el Contratista presentara al Técnico Director los catálogos, cartas muestra, certificados de garantía o de homologación de los materiales que vayan a emplearse. No podrá utilizarse materiales que no hayan sido aceptados por el Técnico Director.
Pliego de Condiciones
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1.4 Ejecución de las Obras 1.4.1 Comienzo
El contratista dará comienzo la obra en el plazo que figure en el contrato establecido con la Propiedad, o en su defecto a los quince días de la adjudicación definitiva o de la firma del contrato.
El Contratista está obligado a notificar por escrito o personalmente en forma directa al Técnico Director la fecha de comienzo de los trabajos. 1.4.2 Plazo de Ejecución
La obra se ejecutará en el plazo que se estipule en el contrato suscrito con la Propiedad o en su defecto en el que figure en las condiciones de este pliego.
Cuando el Contratista, de acuerdo, con alguno de los extremos contenidos en el presente Pliego de Condiciones, o bien en el contrato establecido con la Propiedad, solicite una inspección para poder realizar algún trabajo ulterior que esté condicionado por la misma, vendrá obligado a tener preparada para dicha inspección, una cantidad de obra que corresponda a un ritmo normal de trabajo.
Cuando el ritmo de trabajo establecido por el Contratista, no sea el normal, o bien a petición de una de las partes, se podrá convenir una programación de inspecciones obligatorias de acuerdo con el plan de obra. 1.4.3 Libro de Órdenes
El Contratista dispondrá en la obra de un Libro de Ordenes en el que se escribirán las que el Técnico Director estime darle a través del encargado o persona responsable, sin perjuicio de las que le dé por oficio cuando lo crea necesario y que tendrá la obligación de firmar el enterado. 1.5 Interpretación y Desarrollo del Proyecto
La interpretación técnica de los documentos del Proyecto, corresponde al Técnico Director. El Contratista está obligado a someter a éste cualquier duda, aclaración o contradicción que surja durante la ejecución de la obra por causa del Proyecto, o circunstancias ajenas, siempre con la suficiente antelación en función de la importancia del asunto.
El contratista se hace responsable de cualquier error de la ejecución motivado por la omisión de ésta obligación y consecuentemente deberá rehacer a su costa los trabajos que correspondan a la correcta interpretación del Proyecto.
El Contratista está obligado a realizar todo cuanto sea necesario para la buena ejecución de la obra, aún cuando no se halle explícitamente expresado en el pliego de condiciones o en los documentos del proyecto.
El contratista notificará por escrito o personalmente en forma directa al Técnico Director y con suficiente antelación las fechas en que quedarán preparadas para inspección,
Pliego de Condiciones
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cada una de las partes de obra para las que se ha indicado la necesidad o conveniencia de la misma o para aquellas que, total o parcialmente deban posteriormente quedar ocultas. De las unidades de obra que deben quedar ocultas, se tomaran antes de ello, los datos precisos para su medición, a los efectos de liquidación y que sean suscritos por el Técnico Director de hallarlos correctos. De no cumplirse este requisito, la liquidación se realizará en base a los datos o criterios de medición aportados por éste. 1.6 Obras Complementarias
El contratista tiene la obligación de realizar todas las obras complementarias que sean indispensables para ejecutar cualquiera de las unidades de obra especificadas en cualquiera de los documentos del Proyecto, aunque en el, no figuren explícitamente mencionadas dichas obras complementarias. Todo ello sin variación del importe contratado. 1.7 Modificaciones
El contratista está obligado a realizar las obras que se le encarguen resultantes de modificaciones del proyecto, tanto en aumento como disminución o simplemente variación, siempre y cuando el importe de las mismas no altere en más o menos de un 25 del valor contratado.
La valoración de las mismas se hará de acuerdo, con los valores establecidos en el presupuesto entregado por el Contratista y que ha sido tomado como base del contrato. El Técnico Director de obra está facultado para introducir las modificaciones de acuerdo con su criterio, en cualquier unidad de obra, durante la construcción, siempre que cumplan las condiciones técnicas referidas en el proyecto y de modo que ello no varíe el importe total de la obra. 1.8 Obra Defectuosa
Cuando el Contratista halle cualquier unidad de obra que no se ajuste a lo especificado en el proyecto o en este Pliego de Condiciones, el Técnico Director podrá aceptarlo o rechazarlo; en el primer caso, éste fijará el precio que crea justo con arreglo a las diferencias que hubiera, estando obligado el Contratista a aceptar dicha valoración, en el otro caso, se reconstruirá a expensas del Contratista la parte mal ejecutada sin que ello sea motivo de reclamación económica o de ampliación del plazo de ejecución. 1.9 Medios Auxiliares
Serán de cuenta del Contratista todos los medios y máquinas auxiliares que sean precisas para la ejecución de la obra. En el uso de los mismos estará obligado a hacer cumplir todos los Reglamentos de Seguridad en el trabajo vigentes y a utilizar los medios de protección a sus operarios. 1.10 Conservación de las Obras
Es obligación del Contratista la conservación en perfecto estado de las unidades de obra realizadas hasta la fecha de la recepción definitiva por la Propiedad, y corren a su cargo los gastos derivados de ello.
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1.11 Recepción de las Obras 1.11.1 Recepción Provisional
Una vez terminadas las obras, tendrá lugar la recepción provisional y para ello se practicará en ellas un detenido reconocimiento por el Técnico Director y la Propiedad en presencia del Contratista, levantando acta y empezando a correr desde ese día el plazo de garantía si se hallan en estado de ser admitida.
De no ser admitida se hará constar en el acta y se darán instrucciones al Contratista para subsanar los defectos observados, fijándose un plazo para ello, expirando el cual se procederá a un nuevo reconocimiento a fin de proceder a la recepción provisional. 1.11.2 Plazo de Garantía
El plazo de garantía será como mínimo de un año, contado desde la fecha de la recepción provisional, o bien el que se establezca en el contrato también contado desde la misma fecha. Durante este período queda a cargo del Contratista la conservación de las obras y arreglo de los desperfectos causados por asiento de las mismas o por mala construcción. 1.11.3 Recepción Definitiva
Se realizará después de transcurrido el plazo de garantía de igual forma que la provisional. A partir de esta fecha cesará la obligación del Contratista de conservar y reparar a su cargo las obras si bien subsistirán las responsabilidades que pudiera tener por defectos ocultos y deficiencias de causa dudosa. 1.12 Contratación de la Empresa 1.12.1 Modo de Contratación
El conjunto de las instalaciones las realizará la empresa escogida por concurso-subasta. 1.12.2 Presentación
Las empresas seleccionadas para dicho concurso deberán presentar sus proyectos en sobre lacrado, antes de la fecha indicada en el domicilio del propietario. 1.12.3 Selección
La empresa escogida será anunciada la semana siguiente a la conclusión del plazo de entrega. Dicha empresa será escogida de mutuo acuerdo entre el propietario y el director de la obra, sin posible reclamación por parte de las otras empresas concursantes.
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1.13 Fianza
En el contrato se establecerá la fianza que el contratista deberá depositar en garantía del cumplimiento del mismo, o, se convendrá una retención sobre los pagos realizados a cuenta de obra ejecutada.
De no estipularse la fianza en el contrato se entiende que se adopta como garantía una retención del 5%, sobre los pagos a cuenta citados.
En el caso de que el Contratista se negase a hacer por su cuenta los trabajos para ultimar la obra en las condiciones contratadas, o a atender la garantía, la Propiedad podrá ordenar ejecutarlas a un tercero, abonando su importe con cargo a la retención o fianza, sin perjuicio de las acciones legales a que tenga derecho la Propiedad si el importe de la fianza no bastase.
La fianza retenida se abonará al Contratista en un plazo no superior a treinta días una vez firmada el acta de recepción definitiva de la obra. 2 Condiciones Económicas 2.1 Abono de la Obra
En el contrato se deberá fijar detalladamente la forma y plazos que se abonarán las obras. Las liquidaciones parciales que puedan establecerse tendrán carácter de documentos provisionales a buena cuenta, sujetos a las certificaciones que resulten de la liquidación final. No suponiendo, dichas liquidaciones, aprobación ni recepción de las obras que comprenden.
Terminadas las obras se procederá a la liquidación final que se efectuará de acuerdo con los criterios establecidos en el contrato. 2.2 Precios
El contratista presentará, al formalizarse el contrato, relación de los precios de las unidades de obra que integran el proyecto, los cuales de ser aceptados tendrán valor contractual y se aplicarán a las posibles variaciones que puedan haber.
Estos precios unitarios, se entiende que comprenden la ejecución total de la unidad de obra, incluyendo todos los trabajos aún los complementarios y los materiales así como la parte proporcional de imposición fiscal, las cargas laborales y otros gastos repercutibles.
En caso de tener que realizarse unidades de obra no previstas en el proyecto, se fijará su precio entre el Técnico Director y el Contratista antes de iniciar la obra y se presentará a la propiedad para su aceptación o no. 2.3 Revisión de Precios
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En el contrato se establecerá si el contratista tiene derecho a revisión de precios y la fórmula a aplicar para calcularla. En defecto de esta última, se aplicará a juicio del Técnico Director alguno de los criterios oficiales aceptados. 2.4 Penalizaciones
Por retraso en los plazos de entrega de las obras, se podrán establecer tablas de penalización cuyas cuantías y demoras se fijarán en el contrato.
2.5 Contrato
El contrato se formalizará mediante documento privado, que podrá elevarse a escritura pública a petición de cualquiera de las partes. Comprenderá la adquisición de todos los materiales, transporte, mano de obra, medios auxiliares para la ejecución de la obra proyectada en el plazo estipulado, así como la reconstrucción de las unidades defectuosas, la realización de las obras complementarias y las derivadas de las modificaciones que se introduzcan durante la ejecución, éstas últimas en los términos previstos.
La totalidad de los documentos que componen el Proyecto Técnico de la obra serán incorporados al contrato y tanto el contratista como la Propiedad deberán firmarlos en testimonio de que los conocen y aceptan.
2.6 Responsabilidades
El Contratista es el responsable de la ejecución de las obras en las condiciones establecidas en el proyecto y en el contrato. Como consecuencia de ello vendrá obligado a la demolición de lo mal ejecutado y a su reconstrucción correctamente sin que sirva de excusa el que el Técnico Director haya examinado y reconocido las obras.
El contratista es el único responsable de todas las contravenciones que él o su personal cometan durante la ejecución de las obras u operaciones relacionadas con las mismas. También es responsable de los accidentes o daños que por errores, inexperiencia o empleo de métodos inadecuados se produzcan a la propiedad a los vecinos o terceros en general.
El Contratista es el único responsable del incumplimiento de las disposiciones vigentes en la materia laboral respecto de su personal y por tanto los accidentes que puedan sobrevenir y de los derechos que puedan derivarse de ellos. 2.7 Rescisión de Contrato 2.7.1 Causas de Rescisión
Se consideraran causas suficientes para la rescisión del contrato las siguientes:
- Primero: Muerte o incapacitar del Contratista. - Segunda: La quiebra del contratista.
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- Tercera: Modificación del proyecto cuando produzca alteración en más o menos 25% del valor contratado.
- Cuarta : Modificación de las unidades de obra en número superior al 40'' del original.
- Quinta : La no iniciación de las obras en el plazo estipulado cuando sea por causas
ajenas a la Propiedad.
- Sexta : La suspensión de las obras ya iniciadas siempre que el plazo de suspensión sea mayor de seis meses.
- Séptima: Incumplimiento de las condiciones del Contrato cuando implique mala
- Octava : Terminación del plazo de ejecución de la obra sin haberse llegado a completar
ésta.
- Décima : Actuación de mala fe en la ejecución de los trabajos.
- Decimoprimera: Destajar o subcontratar la totalidad o parte de la obra a terceros sin la autorización del Técnico Director y la Propiedad.
2.8 Liquidación en Caso de Rescisión del Contrato
Siempre que se rescinda el Contrato por causas anteriores o bien por acuerdo de ambas partes, se abonará al Contratista las unidades de obra ejecutadas y los materiales acopiados a pie de obra y que reúnan las condiciones y sean necesarios para la misma.
Cuando se rescinda el contrato llevará implícito la retención de la fianza para obtener los posibles gastos de conservación de el período de garantía y los derivados del mantenimiento hasta la fecha de nueva adjudicación.
3 Condiciones Facultativas 3.1 Normas a Seguir
El diseño de la instalación eléctrica estará de acuerdo con las exigencias o recomendaciones expuestas en la última edición de los siguientes códigos:
1. Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión e Instrucciones Complementarias.
2. Normas UNE.
3. Publicaciones del Comité Electrotécnico Internacional (CEI).
4. Plan nacional y Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el trabajo.
5. Normas de la Compañía Suministradora.
6. Lo indicado en este pliego de condiciones con preferencia a todos los códigos y normas.
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3.2 Personal
El Contratista tendrá al frente de la obra un encargado con autoridad sobre los demás operarios y conocimientos acreditados y suficientes para la ejecución de la obra.
El encargado recibirá, cumplirá y transmitirá las instrucciones y ordenes del o Director de la obra.
El Contratista tendrá en la obra, el número y clase de operarios que haga falta para el volumen y naturaleza de los trabajos que se realicen, los cuales serán de reconocida aptitud y experimentados en el oficio. El Contratista estará obligado a separar de la obra, a aquel personal que a juicio del Técnico Director no cumpla con sus obligaciones, realice el trabajo defectuosamente, bien por falta de conocimientos o por obrar de mala fe. 3.3 Reconocimientos y Ensayos Previos
Cuando lo estime oportuno el Técnico Director, podrá encargar y ordenar el análisis, ensayo o comprobación de los materiales, elementos o instalaciones, bien sea en fábrica de origen, laboratorios oficiales o en la misma obra, según crea más conveniente, aunque estos no estén indicados en este pliego.
En el caso de discrepancia, los ensayos o pruebas se efectuarán en el laboratorio oficial que el Técnico Director de obra designe.
Los gastos ocasionados por estas pruebas y comprobaciones, serán por cuenta del Contratista. 3.4 Ensayos - Antes de la puesta en servicio del sistema eléctrico, el Contratista habrá de hacer
los ensayos adecuados para probar, a la entera satisfacción del Técnico Director de obra, que todo equipo, aparatos y cableado han sido instalados correctamente de acuerdo con las normas establecidas y están en condiciones satisfactorias del trabajo.
- Todos los ensayos serán presenciados por el Ingeniero que representa el Técnico
Director de obra. - Los resultados de los ensayos serán pasados en certificados indicando fecha y
nombre de la persona a cargo del ensayo, así como categoría profesional. - Los cables, antes de ponerse en funcionamiento, se someterán a un ensayo de
resistencia de aislamiento entre las fases y entre fase y tierra, que se hará de la forma siguiente:
o Alimentación a motores y cuadros: con el motor desconectado medir la
resistencia de aislamiento desde el lado de salida de los arrancadores.
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o Maniobra de motores: con los cables conectados a las estaciones de maniobra y a los dispositivos de protección y mando medir la resistencia de aislamiento entre fases y tierra solamente.
o Alumbrado y fuerza, excepto motores: medir la resistencia de
aislamiento de todos los aparatos (armaduras, tomas de corriente, etc....), que han sido conectados, a excepción de la colocación de las lámparas.
- En los cables enterrados, estos ensayos de resistencia de aislamiento se harán antes
y después de efectuar el rellenado y compactado. 3.5 Aparellaje - Antes de poner el aparellaje bajo tensión, se medirá la resistencia de aislamiento de
cada embarrado entre fases y entre fases y tierra. Las medidas deben repetirse con los interruptores en posición de funcionamiento y contactos abiertos.
- Todo relé de protección que sea ajustable será calibrado y ensayado, usando
contador de ciclos, caja de carga, amperímetro y voltímetro, según se necesite. - Se dispondrá, en lo posible, de un sistema de protección selectiva. De acuerdo con
esto, los relés de protección se elegirán y coordinarán para conseguir un sistema que permita actuar primero el dispositivo de interrupción más próximo a la falta.
- 3.5.4. -El contratista preparará curvas de coordinación de relés y calibrado de éstos para todos los sistemas de protección previstos.
- Se comprobarán los circuitos secundarios de los transformadores de intensidad y
tensión aplicando corrientes o tensión a los arrollamientos secundarios de los transformadores y comprobando que los instrumentos conectados a estos secundarios funcionan.
- Todos los interruptores automáticos se colocarán en posición de prueba y cada
interruptor será cerrado y disparado desde su interruptor de control. Los interruptores deben ser disparados por accionamiento manual y aplicando corriente a los relés de protección. Se comprobarán todos los enclavamientos.
- Se medirá la rigidez dieléctrica del aceite de los interruptores de pequeño volumen. 3.6 Motores y Generadores - Se medirá la resistencia del aislamiento de los arrollamientos de los motores y
generadores antes y después de conectar los cables de fuerza. - Se comprobará el sentido de giro de todas las máquinas. - Todos los motores deberán ponerse en marcha sin estar acoplados y se medirá la
intensidad consumida.
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- Después de acoplarse el equipo mecánico accionado por el motor, se volverán a poner en marcha con el equipo mecánico en vacío, y se volverá a medir la intensidad.
3.7 Varios - Se comprobará la puesta a tierra para determinar la continuidad de los cables de
tierra y sus conexiones y se medirá la resistencia de los electrodos de tierra. - Se comprobarán todas las alarmas del equipo eléctrico para comprobar el
funcionamiento adecuado, haciéndolas activar simulando condiciones anormales. - Se comprobaran los cargadores de baterías para comprobar su funcionamiento
correcto de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes. 4 Pliego de Condiciones Técnicas
Este Pliego de Condiciones Técnicas Generales comprende el conjunto de características que tienen que cumplir los materiales empleados en la construcción, así como las técnicas de su colocación en la obra y las que habrán regido la ejecución de cualquier tipo de instalaciones y obras necesarias y dependientes. Para cualquier tipo de especificación, no incluida en este pliego, se tendrá en cuenta lo que indique la normativa vigente. 4.1 Cuadros de Distribución
En los cuadros eléctricos se incluirán pulsadores frontales de marcha y parada, con señalización del estado de cada aparato (funcionamiento y avería).
La denominación, situación tipo y protecciones principales se detallan en las
memorias de este proyecto. El resto de características no detalladas quedan a elección del concursante que deberá indicar de forma concreta:
- Estructura de los cuadros, con dimensiones, materiales empleados (perfiles, chapas, etc
...), con sus secciones o espesores, protección antioxidante, pinturas, etc ... - Compartimentos en que se dividen - Elementos que se alojan en los cuadros (embarrados, aisladores, etc ...) detallando los
mismos. - Salida de cables, relés de protección, aparatos de medida y elementos auxiliares.
Se proyectarán y razonarán los enclavamientos en los cuadros, destinados a evitar falsas maniobras y para la protección contra accidentes del personal, así como en el sistema de puesta a tierra del conjunto de las cabinas.
La distribución del cuadro será de tal forma que la alimentación sea la celda central
y a ambos lados se vayan situando las celdas o salidas cuando sea necesario. En las tapas frontales se incluirá un sinóptico con el esquema unipolar plastificado
incluyendo los aparatos de indicación, marcha, protección y título de cada elemento con letreros también plastificados.
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Se indicarán los fabricantes de cada uno de los elementos que componen los
cuadros y el tipo de los mismos. Todos los armarios estarán preparados para distribuciones de 380/220 V en
corriente alterna. El embarrado de cada uno será de cobre y tendrá una capacidad superior a la intensidad nominal prevista y estará completamente aislado. La composición será de 3 fases y neutro. 4.2 Instalación Eléctrica
La instalación eléctrica empieza a partir de la salida del centro de transformación y de la entrada en el cuadro principal de alimentación.
De los bornes del cuadro de distribución principal saldrá la alimentación hacia los
cuadros secundarios incluido el cuadro de alumbrado. La ubicación de los mismos vienen dada por los planos de uso y servicio.
La alimentación entre cuadros se hará mediante cables de cobre multipolares.
Desde los cuadros de distribución hasta los puntos de consumo se repartirán redes de cables multipolares de cobre alojados en tubos de protección o bandejas según se indique en los planos pertinentes y la memoria descriptiva.
La sección mínima admitida será de 1.5 mm2 para cualquier tipo de circuito de la
instalación interior. Los terminales para la conexión de los cables será del tipo compresión. Los cables se conectarán en regletas de bornes tipo ENTERLEC o similar, donde
estarán físicamente separadas las regletas correspondientes a bornes externos e internos. No se conectarán mas de 2 hilos por borne.
No se admitirán conexiones dentro de las canalizaciones. Únicamente se podrán
hacer dentro de las cajas de conexiones previstas para ello mediante conectores a presión. El material del conductor del cable es de cobre electrolítico con cubierta de PVC y
aislamiento de polietileno reticulado XLPE según la norma HD-603-1. El cálculo de la sección para cada circuito se realizará teniendo en cuenta las caídas
de tensión del cable según indica la instrucción MIBT017 del Reglamento de Baja Tensión.
Para identificar los conductores en relación a la fase se tendrá en cuenta el calor de su cubierta: - Fase R: negro - Fase S: marrón - Fase T: gris - Neutro: azul claro - Protección PE: bicolor amarillo-verde
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Para el sistema de iluminación de emergencia y demás circuitos de corriente continua:
- Positivo: rojo - Negativo: azul En caso de no ser posible la diferenciación mediante colores, ésta se realizará mediante una numeración estampada de forma indeleble sobre la cubierta del cable de forma individual cuando sea unipolar, y sobre la cubierta de protección general cuando sea multipolar. El color de la grabación se distinguirá perfectamente sobre el color del fondo. La numeración seguirá la sucesión de números naturales. La distancia entre marcas no debe sobrepasar los 60 cm. Los tubos de protección empleados serán rígidos de PVC curvables en caliente de la casa comercial AUXIME, con un espesor de pared uniforme en toda su longitud. La sección será lo suficientemente circular como para permitir que la rosca sea limpia. Las superficies internas de los tubos y de sus accesorios serán completamente lisos, libres de rebabas o cualquier defecto que pueda perjudicar el aislamiento de los conductores eléctricos.
Los materiales auxiliares y accesorios tales como las cajas de derivación, codos, manguitos, etc ... serán de la misma calidad que el tubo empleado.
Los diferentes tipos o secciones de tubos portacables según la sección del conductor
cumplirá lo establecido en el Reglamento de Baja Tensión y sus instrucciones complementarias en cuanto al diámetro interno del tubo, y en cuanto al número y sección de los conductores alojados en su interior. 4.3 Instalación de Alumbrado
Dadas las características dimensionales y de uso del recinto, se prevé una tipología de alumbrado adecuada a las necesidades de uso de cada recinto. Todas las lámparas y pantallas utilizadas son de la casa comercial PHILIPS.
Para la zona de la entrada, se ha escogido un tipo de lámpara de descarga de vapor de mercurio con yoduros, especialmente indicada para la iluminación de naves de gran altura. La pantalla suministra un flujo luminoso estrecho para aumentar la calidad de la iluminación, y lleva incorporada una protección contra el polvo. Se trata de luminarias del tipo HDK 101/250 ZDK 005/ZDK 013 con una lámpara del tipo HPL-N 250W.
Para la zona principal de la nave hemos escogido el mismo tipo de lámpara y pantalla pero con una potencia mayor que la anterior. Se trata de luminarias del tipo HDK 101/400 ZDK 005/ZDK 013 con lámparas del tipo HPL-N 400W.
Para la zona de la plataforma cambiamos el tipo de luminaria ya que necesitamos una iluminación mas elevada. La lámpara es de la misma potencia que la escogida para la entrada. Las luminarias son del tipo HDK 100/250 ZDK 005/ZDK 007 con una lámpara del tipo HPL-N 250W.
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Para la iluminación de emergencia se utilizarán fluorescentes de 8W del tipo TL 8W/840, con 3 horas de autonomía y un funcionamiento mantenido.
Cualquier variación de los materiales de iluminación especificados deberá ser aprobada por la propiedad. Los circuitos se diseñarán según los criterios del Reglamento de Baja Tensión y la normativa incluida en este documento.
Los circuitos de alumbrado respetarán escrupulosamente las caídas de tensión admitidas por los fabricantes de los equipos.
Los interruptores para el control de los circuitos de alumbrado estarán
dimensionados para 10A, 220V C.A. y 50Hz.
4.4 Aparatos Eléctricos Las características de los mecanismos y accesorios eléctricos estarán de acuerdo con los siguientes criterios de diseño: Las máquinas eléctricas descritas en este proyecto forman parte de instalaciones, grupos y aparatos de corrientes elevadas destinadas al uso industrial y realizadas según los datos especificados en su placa de características. Las instrucciones de servicio que acompañan a cada una de las máquinas deben observarse al emplear las máquinas para la finalidad a que están destinadas, así como para ubicarlas en las condiciones que precisan para su óptimo funcionamiento. Para el transporte de las mismas deberá observarse los dispositivos previstos para ese fin, tales como anillos. Deben utilizarse aparatos de elevación adecuados con su peso. Para que el servicio y la conservación de la máquina o aparato sean seguros es indispensable que estas operaciones se lleven a cabo por personal cualificado y en las debidas condiciones observadas en las instrucciones de servicio y de reparación de las mismas.
En cuanto a seguridad, hay que observar tanto las prescripciones generales sobre montaje y seguridad para trabajar en instalaciones eléctricas como las relativas al uso correcto de dispositivos de elevación, herramientas y equipos de protección personal.
En cuanto a la conexión, hay que observar las indicaciones que figuran en todas las
instrucciones suministradas por el fabricante. Las líneas de conexión tendrán que adaptarse al tipo de empleo, a las tensiones y a las intensidades de las corrientes que se establezcan. Debe conectarse la máquina según se indica en el esquema de la caja de bornes o siguiendo el esquema suministrado separadamente. Se han de conectar adecuadamente los cables a la caja de bornes, controlando:
- si está limpio y exento de restos de conductores el interior de la caja de bornes - si está conectado el conducto o la tierra de protección - si están apretados todos los tornillos de los bornes - si se han observado los tramos mínimos de aislamiento al aire - si están cerradas las entradas de cables no utilizadas y si están atornillados los
elementos de cierre
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- si para mantener el grado de protección están correctamente configuradas las superficies de cierre de la caja de bornes. En el caso de que la hermeticidad de las juntas solo se consiga mediante las superficies metálicas, habrá que limpiarlas y volverlas a engrasar ligeramente
- antes de la primer puesta en marcha de bombas de líquidos hidrorotativas se han de conectar a los tubos previsto para evitar que pueda verterse el líquido sobre las partes sometidas a tensión eléctrica
- todos los tubos, recipientes y armaduras han de ser adecuados en lo que respecta al material y al dimensionamiento. Para las condiciones de temperatura y presión correspondientes, así como también para el material que se manipulará.
En cuanto a la puesta en servicio, el montaje y las condiciones de servicio deben
coincidir con los datos de la placa de características de la máquina, y con la documentación suministrada.
En cuanto a los variadores de frecuencia, debe tenerse en cuenta que no vaya a
sobrepasarse la velocidad indicada como admisible en su placa de características. Las tomas de corriente serán bipolares o tripolares con tierra de protección,
dimensionadas para 16A y 32A, 220/380V. Estarán previstas de tapa protectora que cubra los orificios con tensión cuando estos no estén en uso. 4.5 Motores Eléctricos
Los motores eléctricos de las instalaciones de este proyecto deben cumplir lo especificado en la Memoria Descriptiva. Las formas constructivas serán las indicadas en cada caso, todas ellas según DIN 42950.
Las características mínimas necesarias son para su correcta definición son:
- Tipo y fabricante - Potencia nominal - Tensión de funcionamiento - Refrigeración del motor - Sistema de arranque - Protecciones térmicas - Protecciones eléctricas - Protección en cojinetes y sistemas de engrase de los mismos - Aislamientos - Tipo de rodamientos y sistemas de lubricación - Velocidad - Sistema de acoplamiento - Enclavamientos - Automatismos de arranque y parada
Las características no detalladas en las memorias de este proyecto quedan a elección del concursante.
Los motores estarán equipados, como mínimo, con los siguientes equipos:
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- Interruptor automático diferencial con protección magnetotérmica - Guardamotor con su protección térmica - Interruptor automático - Señalización de marcha y disparo térmico
Los motores de bombas, turbinas, compresores, soplantes, etc y en general, aquellos cuya potencia sea superior a 10 CV, estarán equipados de amperímetro y de dispositivo cuentahoras.
Los rodamientos serán fácilmente desmontables y separables y su duración, será
como mínimo de 50.000 horas de funcionamiento. Los motores deberán estar totalmente equilibrados, de tal forma que no tengan
vibraciones y su nivel de ruido sea el mínimo compatible con las características de diseño especificadas.
En fábrica se efectuarán como mínimo las siguientes comprobaciones:
- Ensayo de cortocircuito - Ensayo de vacío - Ensayo de calentamiento - Rendimientos a 2/4, 3/4 y 4/4 de plena carga - Factor de potencia a a 2/4, 3/4 y 4/4 de plena carga - Pérdidas globales - Par máximo - Par inicial
El fabricante tras las pruebas entregará de todos los motores la siguiente documentación:
- Documentación de planos: Plano de dimensiones - Plano de secciones longitudinales y transversales del motor - Plano de los devanados con los datos sobre los mismos - Planos del rotor - Planos del eje con los datos sobre los materiales y del momento de inercia individual - Otros documentos: Curva característica de marcha acelerada - Pérdidas en el entrehierro y en el par de giro en casos de cortocircuitos homo polares y
tripolares - Planos de circuitos amperimétricos y de conexionado de dispositivos de medición - Lista de materiales de los mismos - Protocolo de pruebas, incluidos análisis de los diagramas - Protocolo de puesta en marcha - Instrucciones de montaje y mantenimiento - Lista de repuestos recomendados
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4.6 Centro de Transformación 4.6.1 Calidad de los materiales 4.6.1.1 Obra civil El edificio destinado a alojar en su interior las instalaciones será una construcción prefabricada de hormigón modelo EHM36C-4T1D. Se realizará el transporte, la carga y descarga de los elementos constitutivos del EP, sin que estos sufran ningún daño en su estructura. Para ello deberán usarse los medios de fijación previstos por el Fabricante para su traslado y ubicación, así como las recomendaciones para su montaje. Sus elementos constructivos son los descritos en el apartado correspondiente de la Memoria del presente proyecto. De acuerdo con al Recomendación UNESA 1303-A, el edificio prefabricado estará construido de tal manera que, una vez instalado, su interior sea una superficie equipotencial. La base del edificio será de hormigón armado con un mallazo equipotencial. Todas las varillas metálicas embebidas en el hormigón que constituyan la armadura del sistema equipotencial, estarán unidas entre sí mediante soldaduras eléctricas. Las conexiones entre varillas metálicas pertenecientes a diferentes elementos, se efectuarán de forma que se consiga la equipotencialidad entre éstos. Ningún elemento metálico unido al sistema equipotencial podrá ser accesible desde el exterior del edificio, excepto las piezas que, insertadas en el hormigón, estén destinadas a la manipulación de las paredes y de la cubierta, siempre que estén situadas en las partes superiores de éstas. Cada pieza de las que constituyen el edificio deberán disponer de dos puntos metálicos, lo más separados entre sí, y fácilmente accesibles, para poder comprobar la continuidad eléctrica de la armadura. Todas las piezas contiguas estarán unidas eléctricamente entre sí. La continuidad eléctrica podrá conseguirse mediante los elementos mecánicos del ensamblaje. Todos los elementos metálicos del edificio que están expuestos al aire serán resistentes a la corrosión por su propia naturaleza, o llevarán el tratamiento protector adecuado que en el caso de ser galvanizado en caliente cumplirá con lo especificado en la RU.-6618-A. 4.6.1.2 Aparamenta de Alta Tensión. 4.6.1.2.1 Celdas CAS. La aparamenta de A.T. estará constituida por conjuntos compactos serie CAS de Merlin Gerin, equipados con dicha aparamenta, bajo envolvente única metálica, para una tensión admisible de 36 kV, acorde a las siguientes normativas:
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- - UNE 20-099, 20-100, 20-104,20-139. - - CEI 298, 129, 265, 694. - UNESA Recomendación 6407B.
4.6.1.2.1.1 Características constructivas. Los conjuntos compactos deberán tener una envolvente única con dieléctrico de hexafluoruro de azufre. Toda la aparamenta estará agrupada en el interior de una cuba metálica estanca rellenada de hexafluoruro de azufre con una sobrepresión de 0'3 bar sobre la presión atmosférica, sellada de por vida y acorde a la norma CEI 56 (anexo EE). En la parte inferior se dispondrá de una clapeta de seguridad que asegure la evacuación de las eventuales sobrepresiones que se puedan producir, sin daño ni para el operario ni para las instalaciones. La seguridad de explotación será completada por los dispositivos de enclavamiento por candado existentes en cada uno de los ejes de accionamiento.
4.6.1.2.1.2 Características eléctricas. - Tensión nominal 36 kV. - Nivel de aislamiento:
o a) a la frecuencia industrial de 50 Hz 70 kV ef.1mn. o b) a impulsos tipo rayo 170 kV cresta.
- Intensidad nominal funciones línea 400 A. - Intensidad nominal otras funciones 200 A. - Intensidad de corta duración admisible 16 kA ef. 1s.
4.6.1.2.1.3 Interruptores. El interruptor y el seccionador de puesta a tierra deberá ser un único aparato de tres posiciones (abierto, cerrado y puesto a tierra), a fin de asegurar la imposibilidad de cierre simultáneo del interruptor y el seccionador de puesta a tierra. El interruptor deberá ser capaz de soportar al 100% de su intensidad nominal más de 100 maniobras de cierre y apertura, correspondiendo a la categoría B según la norma CEI 265. En servicio, se deberán cumplir las exigencias siguientes: - Poder de cierre nominal sobre cortocircuito: 40 kA cresta. - Poder de corte en caso de falta a tierra (A): 50 A. - Poder de corte nominal de cables en vacío: 25 A.
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4.6.1.2.1.4 Cortacircuitos fusibles. En la protección ruptorfusibles se utilizarán fusibles del modelo y calibre indicados en el capítulo de Cálculos de esta memoria. Los fusibles cumplirán la norma DIN 43-625 y la R.U. 6.407-B y se instarán en tres compartimentos individuales, estancos cuyo acceso estará enclavado con el seccionador de puesta a tierra, el cual pondrá a tierra ambos extremos de los fusibles. 4.6.1.2.2 CELDAS SM6. Las celdas a emplear serán de la serie SM6 de Merlin Gerin, compuesta por celdas modulares equipadas de aparellaje fijo que utiliza el hexafluoruro de azufre como elemento de corte y extinción. Serán celdas de interior y su grado de protección según la Norma 20-324-94 será IP 307 en cuanto a la envolvente externa. Los cables se conexionarán desde la parte frontal de las cabinas. Los accionamientos manuales irán reagrupados en el frontal de la celda a una altura ergonómica a fin de facilitar la explotación. El interruptor y el seccionador de puesta a tierra deberá ser un único aparato, de tres posiciones (cerrado, abierto y puesto a tierra) asegurando así la imposibilidad de cierre simultáneo de interruptor y seccionador de puesta a tierra. El interruptor será en realidad interruptor-seccionador. La posición de seccionador abierto y seccionador de puesta a tierra cerrado serán visibles directamente a través de mirillas, a fin de conseguir una máxima seguridad de explotación en cuanto a la protección de personas se refiere.
4.6.1.2.2.1 Características constructivas. Las celdas responderán en su concepción y fabricación a la definición de aparamenta bajo envolvente metálica compartimentada de acuerdo con la norma UNE 20099. Se deberán distinguir al menos los siguientes compartimentos, - Compartimento de aparellaje. - Compartimento del juego de barras. - Compartimento de conexión de cables. - Compartimento de mandos. - Compartimento de control. que se describen a continuación. Compartimento de aparellaje.
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Estará relleno de SF6 y sellado de por vida según se define en el anexo GG de la recomendación CEI 298-90. El sistema de sellado será comprobado individualmente en fabricación y no se requerirá ninguna manipulación del gas durante toda la vida útil de la instalación (hasta 30 años). La presión relativa de llenado será de 0,4 bar. Toda sobrepresión accidental originada en el interior del compartimento aparellaje estará limitada por la apertura de la parte posterior del cárter. Los gases serían canalizados hacia la parte posterior de la cabina sin ninguna manifestación o proyección en la parte frontal. Las maniobras de cierre y apertura de los interruptores y cierre de los seccionadores de puesta a tierra se efectuarán con la ayuda de un mecanismo de acción brusca independiente del operador. El seccionador de puesta a tierra dentro del SF6, deberá tener un poder de cierre en cortocircuito de 40 kA. El interruptor realizará las funciones de corte y seccionamiento. Compartimento del juego de barras. Se compondrá de tres barras aisladas de cobre conexionadas mediante tornillos de cabeza allen de M8. El par de apriete será de 2,8 mdaN. Compartimento de conexión de cables. Se podrán conectar cables secos y cables con aislamiento de papel impregnado. Las extremidades de los cables serán: - Simplificadas para cables secos. - Termorretráctiles para cables de papel impregnado. Compartimento de mando. Contiene los mandos del interruptor y del seccionador de puesta a tierra, así como la señalización de presencia de tensión. Se podrán montar en obra los siguientes accesorios si se requieren posteriormente: - Motorizaciones. - Bobinas de cierre y/o apertura. - Contactos auxiliares. Este compartimento deberá ser accesible en tensión, pudiéndose motorizar, añadir accesorios o cambiar mandos manteniendo la tensión en el centro. Compartimento de control.
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En el caso de mandos motorizados, este compartimiento estará equipado de bornas de conexión y fusibles de baja tensión. En cualquier caso, este compartimento será accesible con tensión tanto en barras como en los cables.
4.6.1.2.2.2 Características eléctricas. - Tensión nominal 36 kV. - Nivel de aislamiento:
o a) a la frecuencia industrial de 50 Hz 70 kV ef.1mn. o b) a impulsos tipo rayo 170 kV cresta.
- Intensidad nominal funciones línea 400 A. - Intensidad nominal otras funciones 200/400 A. - Intensidad de corta duración admisible 16 kA ef. 1s.
4.6.1.2.2.3 Interruptores-seccionadores. En condiciones de servicio, además de las características eléctricas expuestas anteriormente, responderán a las exigencias siguientes: - Poder de cierre nominal sobre cortocircuito: 40 kA cresta. - Poder de corte nominal de transformador en vacío: 16 A. - Poder de corte nominal de cables en vacío: 50 A. - Poder de corte (sea por interruptor-fusibles o por interruptor automático): 12.5 kA ef.
4.6.1.2.2.4 Cortacircuitos-fusibles. En el caso de utilizar protección ruptorfusibles, se utilizarán fusibles del modelo y calibre indicados en el capítulo de Cálculos de esta memoria. Sus dimensiones se corresponderán con las normas DIN-43.625.
4.6.1.2.2.5 Puesta a tierra. La conexión del circuito de puesta a tierra se realizará mediante pletinas de cobre de 25 x 5 mm. conectadas en la parte posterior superior de las cabinas formando un colector único. 4.6.1.3 Transformadores. El transformador o transformadores a instalar será trifásico, con neutro accesible en B.T., refrigeración natural, encapsulado en resina epoxy, con regulación de tensión primaria mediante conmutador accionable estando el transformador desconectado, servicio continuo y demás características detalladas en la memoria. 4.6.1.4 Equipos de Medida. El equipo de medida estará compuesto de los transformadores de medida ubicados
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en la celda de medida de A.T. y el equipo de contadores de energía activa y reactiva ubicado en el armario de contadores, así como de sus correspondientes elementos de conexión, instalación y precintado. Las características eléctricas de los diferentes elementos están especificada en la memoria. Los transformadores de medida deberán tener las dimensiones adecuadas de forma que se puedan instalar en la celda de A.T. guardado las distancias correspondientes a su aislamiento. Por ello será preferible que sean suministrados por el propio fabricante de las celdas, ya instalados en la celda. En el caso de que los transformadores no sean suministrados por el fabricante de celdas se le deberá hacer la consulta sobre el modelo exacto de transformadores que se van a instalar a fin de tener la garantía de que las distancias de aislamiento, pletinas de interconexión, etc. serán las correctas. 4.6.1.4.1 Contadores Los contadores de energía activa y reactiva estarán homologados por el organismo competente. Sus características eléctricas están especificadas en la memoria. 4.6.1.4.2 Cableado En general, para todo lo referente al montaje del equipo de medida, precintabilidad, grado de protección, etc. se tendrá en cuenta lo indicado a tal efecto en la normativa de la Compañía Suministradora. 4.6.2 Normas de Ejecución de las Instalaciones Todas las normas de construcción e instalación del centro se ajustarán, en todo caso, a los planos, mediciones y calidades que se expresan, así como a las directrices que la Dirección Facultativa estime oportunas. Además del cumplimiento de lo expuesto, las instalaciones se ajustarán a las normativas que le pudieran afectar, emanadas por organismos oficiales y en particular las de E.N. Hidroeléctrica Ribagorzana (ENHER). El acopio de materiales se hará de forma que estos no sufran alteraciones durante su depósito en la obra, debiendo retirar y reemplazar todos los que hubieran sufrido alguna descomposición o defecto durante su estancia, manipulación o colocación en la obra. 4.6.3 Pruebas Reglamentarias La aparamenta eléctrica que compone la instalación deberá ser sometida a los diferentes ensayos de tipo y de serie que contemplen las normas UNE o recomendaciones UNESA conforme a las cuales esté fabricada. Asimismo, una vez ejecutada la instalación, se procederá, por parte de entidad acreditada por los organismos públicos competentes al efecto, a la medición reglamentaria de los siguientes valores:
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- Resistencia de aislamiento de la instalación. - Resistencia del sistema de puesta a tierra. - Tensiones de paso y de contacto. 4.6.4 Condiciones de Uso, Mantenimiento y Seguridad 4.6.4.1 Prevenciones Generales - Queda terminantemente prohibida la entrada en el local de esta estación a toda persona
ajena al servicio y siempre que el encargado del mismo se ausente, deberá dejarlo cerrado con llave.
- Se pondrán en sitio visible del local, y a su entrada, placas de aviso de "Peligro de
muerte". - En el interior del local no habrá más objetos que los destinados al servicio del centro de
transformación, como banqueta, guantes, etc. - No está permitido fumar ni encender cerillas ni cualquier otra clase de combustible en
el interior del local del centro de transformación y en caso de incendio no se empleará nunca agua.
- No se tocará ninguna parte de la instalación en tensión, aunque se esté aislado. - Todas las maniobras se efectuarán colocándose convenientemente sobre la banqueta. - En sitio bien visible estarán colocadas las instrucciones relativas a los socorros que
deben prestarse en los accidentes causados por electricidad, debiendo estar el personal instruido prácticamente a este respecto, para aplicarlas en caso necesario. También, y en sitio visible, debe figurar el presente Reglamento y esquema de todas las conexiones de la instalación, aprobado por la Consejería de Industria, a la que se pasará aviso en el caso de introducir alguna modificación en este centro de transformación, para su inspección y aprobación, en su caso.
4.6.4.2 Puesta en Servicio - Se conectará primero los seccionadores de alta y a continuación el interruptor de alta,
dejando en vacío el transformador. Posteriormente, se conectará el interruptor general de baja, procediendo en último término a la maniobra de la red de baja tensión.
- Si al poner en servicio una línea se disparase el interruptor automático o hubiera fusión
de cartuchos fusibles, antes de volver a conectar se reconocerá detenidamente la línea e instalaciones y, si se observase alguna irregularidad, se dará cuenta de modo inmediato a la empresa suministradora de energía.
4.6.4.3 Separación de Servicio - Se procederá en orden inverso al determinado en apartado 8, o sea, desconectando la
red de baja tensión y separando después el interruptor de alta y seccionadores.
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- Si el interruptor fuera automático, sus relés deben regularse por disparo instantáneo
con sobrecarga proporcional a la potencia del transformador, según la clase de la instalación.
- A fin de asegurar un buen contacto en las mordazas de los fusibles y cuchillas de los
interruptores así como en las bornas de fijación de las líneas de alta y de baja tensión, la limpieza se efectuará con la debida frecuencia. Si hubiera de intervenirse en la parte de línea comprendida entre la celda de entrada y seccionador aéreo exterior se avisará por escrito a la compañía suministradora de energía eléctrica para que corte la corriente en la línea alimentadora, no comenzando los trabajos sin la conformidad de ésta, que no restablecerá el servicio hasta recibir, con las debidas garantías, notificación de que la línea de alta se encuentra en perfectas condiciones, para la garantizar la seguridad de personas y cosas.
- La limpieza se hará sobre banqueta, con trapos perfectamente secos, y muy atentos a
que el aislamiento que es necesario para garantizar la seguridad personal, sólo se consigue teniendo la banqueta en perfectas condiciones y sin apoyar en metales u otros materiales derivados a tierra.
4.6.4.4 Prevenciones Especiales - No se modificarán los fusibles y al cambiarlos se emplearán de las mismas
características de resistencia y curva de fusión. - No debe de sobrepasar los 60°C la temperatura del líquido refrigerante, en los aparatos
que lo tuvieran, y cuando se precise cambiarlo se empleará de la misma calidad y características.
- Deben humedecerse con frecuencia las tomas de tierra. Se vigilará el buen estado de
los aparatos, y cuando se observase alguna anomalía en el funcionamiento del centro de transformación, se pondrá en conocimiento de la compañía suministradora, para corregirla de acuerdo con ella.
4.6.5 Certificados y Documentación Se aportará, para la tramitación de este proyecto ante los organismos públicos, la documentación siguiente: - Autorización Administrativa. - Proyecto, suscrito por técnico competente. - Certificado de tensiones de paso y contacto, por parte de empresa homologada. - Certificado de Dirección de Obra. - Contrato de mantenimiento. - Escrito de conformidad por parte de la Compañía Eléctrica suministradora. 4.6.6 Libro de Órdenes Se dispondrá en este centro del correspondiente libro de órdenes en el que se harán constar las incidencias surgidas en el transcurso de su ejecución y explotación.
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Estudio Básico de Seguridad
AUTOR: Mª Isabel de Antonio Gómez.
DIRECTOR: Lluís Massagués Vidal.
FECHA: Marzo 2004.
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0 Indice 0 Indice.........................................................................................................................3 1 Objeto del Estudio......................................................................................................4 2 Justificación de que la Instalación Requiere un Estudio Básico de Seguridad .............4 3 Normativa ..................................................................................................................4 4 Proyecto de realización ..............................................................................................4
4.1 Proyecto de realización.......................................................................................4 4.2 Autor..................................................................................................................4 4.3 Promotor ............................................................................................................5 4.4 Dirección facultativa ..........................................................................................5 4.5 Coordinador de seguridad...................................................................................5 4.6 Tiempo de ejecución ..........................................................................................5 4.7 Número de trabajadores......................................................................................5 4.8 Volumen de una obra .........................................................................................5 4.9 Cifra del presupuesto de ejecución......................................................................5 4.10 Ubicación y entorno de la obra ...........................................................................5 4.11 Instalaciones provisionales .................................................................................6 4.12 Descripción del sistema de atención médica. ......................................................6 4.13 Interferencia con otros servicios u obras .............................................................6 4.14 Riesgos evitables................................................................................................6 4.15 Descripción de los procesos y programación ......................................................6 4.16 Definición de riesgos y medidas de prevención y protección ..............................6
4.16.1 Montaje de Líneas Subterráneas..................................................................6 4.16.2 Montaje de Cuadros Eléctricos .................................................................10 4.16.3 Instalaciones de Enlace .............................................................................12 4.16.4 Instalaciones Interiores .............................................................................15 4.16.5 Pruebas y Puesta en Marcha......................................................................19 4.16.6 Explotación y Mantenimiento ...................................................................20
4.17 Trabajos posteriores .........................................................................................24
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1 Objeto del Estudio
El presente Estudio Básico de Seguridad y Salud ha sido redactado para cumplir el Real Decreto1627/1997 donde se establece las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras y en las instalaciones. Aún así, se sitúa en el marco de la Ley 31/1995 de Prevención de Riesgos Laborales. 2 Justificación de que la Instalación Requiere un Estudio Básico de Seguridad
Como se podrá comprobar en los puntos 4.6 y 4.9, las cifras que allí aparecen de presupuesto, de duración estimada o ejecución, de número de trabajadores simultáneos y del volumen de la mano de obra estimada, son inferiores a las que aparecen en los puntos a), b) y c) del párrafo 1 del Artículo 4 del RD 1627/1997.
Al mismo tiempo, la obra no requiere ningún trabajo subterráneo ni presa, por lo tanto a esta obra se le aplica el párrafo 2 del Artículo 4 del RD, en el sentido que hace falta elaborar un Estudio Básico de Seguridad y Salud. 3 Normativa E. Electricidad Legislación de Catalunya
Decreto 351/1987 de 23 de noviembre por el cual se determinan los procedimientos administrativos aplicables a las instalaciones eléctricas. (DOGC 20-12-1987). Orden de 14 de mayo de 1987 que regula el procedimiento de actuación y uso para la aplicación del Reglamento para Baja Tensión por medio de la intervención de las entidades de inspección y control (DOGC 12-6-1987) modificada por orden 30-7-1987 (DOGC 12-8-1987).
Orden del 2 de febrero de 1990 que regula el procedimiento de actuación administrativa para la aplicación del reglamento para Alta Tensión a las instalaciones privadas. (DOGC 14-3-1990).
Resolución de 4 de noviembre de 1988 que establece un certificado sobre el cumplimiento de las distancias reglamentarias de obras y construcciones en las líneas eléctricas. (DOGC 30-11-1988). 4 Proyecto de realización 4.1 Proyecto de realización
Proyecto de realización para la instalación de una línea de producción, junto con el alumbrado interior de la nave, y el centro de transformación que alimentará el conjunto. La nave está ubicada en el polígono industrial “Les Mates” en el término municipal de El Vendrell. 4.2 Autor
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Ingeniero Técnico Industrial Mª Isabel de Antonio Gómez
4.3 Promotor
TRANSFORMADOS DEL PLÁSTICO, S.A. Polígono Industrial “Les Mates” s/n El Vendrell
4.4 Dirección facultativa
Ingeniero Técnico Industrial Mª Isabel de Antonio Gómez
4.5 Coordinador de seguridad
El técnico de seguridad y prevención designado por la misma empresa. 4.6 Tiempo de ejecución
El tiempo de ejecución será de un mes a partir de la fecha del comienzo de la obra. 4.7 Número de trabajadores
Seis operarios y un encargado de forma discontinua. 4.8 Volumen de una obra
La suma total de jornadas realizadas por todos los trabajadores participantes en la obra será de 120. 4.9 Cifra del presupuesto de ejecución
El presupuesto total de ejecución por contrata es de 445.283,58 €. 4.10 Ubicación y entorno de la obra Lugar à La obra está situada en el polígono industrial “LES MATES”. El terreno es plano. Accesos à De la misma calle Disponibilidad de energía à Si, facilitado por la empresa. Disponibilidad de agua à Si, igual que el anterior. Disponibilidad de teléfono à No hay, y no es necesario. Disponibilidad de sistema de saneamiento à No hay.
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4.11 Instalaciones provisionales
1. Instalación eléctrica. 4.12 Descripción del sistema de atención médica.
Utilizando los servicios sanitarios propios de la empresa. En caso de urgencias dirigirse al CAP de El Vendrell situado en c/ Transversal s/n. 4.13 Interferencia con otros servicios u obras
La obra se realizará en periodo vacacional, no existen servicios afectados. 4.14 Riesgos evitables
No hay ninguno. 4.15 Descripción de los procesos y programación
Sector E à Instalaciones eléctricas Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores.
4.16 Definición de riesgos y medidas de prevención y protección
Criterios seguidos:
− Operaciones y equipo técnico − Identificación de riesgos − Medidas de protección colectiva − Medidas de protección individual
Operaciones y equipo técnico: En las operaciones se desglosan con detalle los
trabajos que hacen falta llevar a cabo y a continuación en “equipo técnico” se relacionan los medios necesarios para llevar a cabo las operaciones.
Identificación de los riesgos: Se indican los riesgos sin separar aquellos que puedan ser especiales (anexo II del RD 1627/1997), ya que estos tienen sus medidas de protección asignadas igual que todos los otros. En efecto, cada riesgo, y así se puede ver por la codificación usada, tiene asignadas sus propias protecciones y por eso, a veces, ofrece una determinada medida de protección repetida pero con código diferente.
Medidas de protección colectiva: Las medidas de protección colectiva son las que protegen al trabajador de recibir daños si se materializasen los riesgos por los cuales están pensados. 4.16.1 Montaje de Líneas Subterráneas Sector E à Instalaciones eléctricas Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión , instalaciones de enlace e interiores.
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Fase E3B à Montaje de líneas subterráneas Operaciones:
E3B 01 à Excavación de zanjas E3B 02 à Carga, seguro y transporte de bobinas E3B 03 à Descarga en la obra E3B 04 à Tendido de cables E3B 05 à Acabados E3B 06 à Uniones E3B 07 à Conexiones E3B 08 à Cortado y pelado de los cables
Equipo técnico:
1. Dispositivo o máquinas de excavación 2. Medios auxiliares de carga y descarga 3. Dispositivos de sujeción 4. Vehículos de transporte 5. Equipos de soldadura 6. Equipos de acabados, uniones y conexiones 7. Sistemas para la protección de las líneas subterráneas de tensión medio o
alta. 8. Herramientas manuales
9. Cuadros provisionales de obras con protección magneto térmica y
diferencial.
Identificación de riesgos:
E3B R1 à Atraparse por deslizamiento de tierras E3B R2 à Caída de objetos o cargas E3B R3 à Caída de personas a diferente nivel
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E3B R4 à Caídas de personas en el mismo nivel E3B R5 à Proyección de partículas en los ojos E3B R6 à Daño en los ojos por arcos eléctricos (soldadura, etc) E3B R7 à Cortes en las manos por manipular cables (cortando o pelando) E3B R8 à Daños en las extremidades E3B R9 à Sobreesfuerzos E3B R10 à Golpes contra objetos E3B R11 à Atraparse por objetos o máquinas E3B R12 à Quemaduras E3B R13 à Electrocuciones E3B R14 à Atropellamiento por vehículos E3B R15 à Ambiente polvoroso E3B R16 à Vuelco de la grúa
Riesgos laborales: No hay. Prevención:
E3B R1 P à Cavar las zanjas de unos 1.6 m de profundidad o de menos si el terreno es poco compacto. E3B R2 P1 à Impedir el paso en las áreas de abastecimiento de plumas de la grúa. E3B R2 P2 à Comprobar el control de las cargas E3B R2 P3 à Comprobar el estado de los ganchos, cables, o cualquier otro medio auxiliar de elevación. E3B R3 P1 à Señalizar los puntos con diferencias de nivel E3B R3 P2 à Utilizar las escaleras para acceder a zanjas de más de 1.6 m de profundidad E3B R4 P1 à Ordenar y limpiar la zona de trabajo
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E3B R11 P1 à Efectuar las operaciones con un orden establecido con el objetivo de evitar golpes y tropiezos. E3B R11 P2 à Balizamiento de las zonas de abasto de las partes móviles de las máquinas. E3B R11 P3à Utilizar sistema antiatrape E3B R13 P à Utilizar sistema de bloqueo en las conexiones con la señalización correspondiente para evitar puestas en carga inadvertida. E3B R14 P à Utilizar señales acústicas de los equipos de movimiento de material para evitar atrapes. E3B R16 P à Estacionamiento y apuntalado seguros para la grúa
Protección colectiva:
E3B PC1 à Señalización y balizamiento de las zonas de trabajo E3B PC2 à Cumplimiento de las normas de circulación
Protección individual:
E3B R2 PI à Cascos E3B R4 PI à Calzado antideslizante E3B R5 PI à Gafas de protección mecánica E3B R6 PI à Pantalla de protección contra rayos UV para el soldador y el ayudante. E3B R7 PI à Guantes de protección mecánica E3B R8 PI à Calzado con puntera metálica E3B R9 PI à Faja lumbar E3B R10 PI à Cascos E3B R12 PI à Guantes antitérmicos E3B R13 PII à Guantes aislantes E3B R13 PI2 à Perchas detectores de tensión
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4.16.2 Montaje de Cuadros Eléctricos
Sectores Sector E à Instalaciones eléctricas Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores. Fase E3C à Montaje de cuadros eléctricos Operaciones:
EC3 01 à Carga, seguro y transporte de elementos EC3 02 à Descarga y distribución de la obra EC3 03 à Montaje de estructuras y soportes metálicos EC3 04 à Montaje de barras colectoras EC3 05 à Conexión EC3 06 à Uniones EC3 07 à Acabados EC3 08 à Tendido de cables bajo canalización EC3 09 à Fijación de aparatos en las paredes o estructuras
Equipo técnico:
1. Medios auxiliares de carga, descarga y distribución de grúas y carretones elevadores.
2. Dispositivos de sujeción
3. Vehículos de transporte 4. Bastidas o plataformas
5. Escaleras 6. Equipos de soldadura eléctrica
7. Equipos de soldadura con gases
8. Herramientas manuales
9. Comprobadores de tensión y lámparas de prueba
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Identificación de riesgos: E3C R1 à Caída de objetos o cargas E3C R2 à Caída de personas en el mismo nivel E3C R3 à Proyección de partículas en los ojos E3C R4 à Daños en los ojos por arco eléctrico (soldadura, etc) E3C R5 à Daños en las extremidades E3C R6 à Sobreesfuerzos
E3C R7 à Golpes contra objetos E3C R8 à Quemaduras E3C R9 à Electrocuciones E3C R10 à Ambiente polvoroso E3C R11 à Vuelco de la grúa
Riesgos específicos: No hay Prevención (P):
E3C R1 P1 à Impedir el paso por debajo de lugares donde tenga riesgo de caída de objetos. E3C R1 P2 à Comprobar el control de las cargas E3C R1 P3 à Comprobar el estado de los ganchos, cables o cualquier otro medio auxiliar de elevación. E3C R2 P1 à Bastidas con barandillas bien firmes. E3C R2 P2 à Escaleras bien firmes. E3C R2 P3 à Orden y limpieza en la zona de trabajo. E3C R9 P à Utilizar sistemas de bloqueo de las conexiones con la señalización correspondiente para evitas puestas en marcha inadvertida. E3C R11 P à Estacionamiento y apuntalamiento seguros para la grúa.
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Protección colectiva (PC):
E3C PC1 à Señalización o balizamiento de las zonas de trabajo. E3C PC2 à Cumplimiento de las normas de circulación.
Protección individual (PI):
E3C R1 PI à Cascos. E3C R2 PI à Calzado antideslizante. E3C R3 PI à Gafas de protección mecánica. E3C R4 PI à Pantalla de protección contra los rayos UV por soldador y ayudante. E3C R5 PI à Calzado con puntera metálica. E3C R6 PI à Faja lumbar. E3C R7 PI à Casco. E3C R8 PI à Guantes antitérmicos. E3C R9 PII à Guantes aislantes. E3C R9 PII2 à Perchas detectoras de tensión. E3C R10 PI à Máscaras buco-nasales.
4.16.3 Instalaciones de Enlace Sectores Sector E à Instalaciones eléctricas.
Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores.
Fase E3D à Instalaciones de enlace. Operaciones:
E3D 01 à Carga, seguro y transporte de elementos. E3D 02 à Descarga y distribución en la obra. E3D 03 à Montaje de estructuras y soportes metálicos. E3D 04 à Montaje de barras colectoras. E3D 05 à Conexión.
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E3D 06 à Uniones. E3D 07 à Acabados. E3D 08 à Tendido de cables bajo canalizaciones. E3D 09 à Fijación de aparatos en las paredes o estructuras.
Equipo técnico:
1. Medios auxiliares de carga, descarga y distribución (grúas, carretillas elevadoras).
2. Dispositivos de sujeción.
3. Vehículos de transporte.
4. Bastidas o plataformas.
5. Escaleras.
6. Equipos de soldadura eléctrica.
7. Equipos de soldadura con gases.
8. Herramientas manuales.
9. Herramientas aislantes.
10. Comprobadores de tensión y lámparas de pruebas.
Identificación de riesgos:
E3D R1 à Caída de objetos y cargas E3D R2 à Caídas de personas a diferente nivel. E3D R3 à Caída de personas en el mismo nivel. E3D R4 à Proyección de partículas en los ojos. E3D R5 à Daño en los ojos por arcos eléctricos (soldadura, etc). E3D R6 à Daños en las extremidades. E3D R7 à Sobreesfuerzos. E3D R8 à Golpes contra objetos.
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E3D R9 à Atraparse por objetos o máquinas. E3D R10 à Quemaduras. E3D R11 à Electrocuciones. E3D R12 à Atropellados por vehículos. E3D R13 à Ambiente polvoroso. E3D R14 à Vuelco de la grúa.
Riesgos específicos: No hay Prevención (P):
E3D R1 P1 à Impedir el paso bajo sitios donde haya riesgo de caída de objetos. E3D R1 P2 à Colocar redes de seguridad. E3D R1 P3 à El suelo de las plataformas y bastidas sin agujeros o grietas que permitan la caída de herramientas u otros objetos. E3D R1 P4 à Bastidas con entorno de pies. E3D R1 P5 à Impedir el paso en las áreas de abastecimiento de las plumas de la grúa. E3D R1 P6 à Comprobar el control de las cargas. E3D R1 P7 à Comprobar el estado de los ganchos, cables, grilletes o cualquier otro medio auxiliar de elevación. E3D R2 P1 à Bastidas con barandillas y bien firmes. E3D R2 P2 à Escaleras bien firmes y aseguradas. E3D R3 P à Orden y limpieza de la zona de trabajo. E3D R9 P1 à Efectuar las operaciones con un orden preestablecido con el objetivo de evitar golpes y tropiezos. E3D R9 P2 à Balizamiento de las zonas de abastecimiento de las partes móviles de las máquinas. E3D R9 P3 à Utilizar sistemas antiatrape.
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E3D R11 P à Utilizar sistemas de bloqueo de las conexiones con la señalización correspondiente para evitar puestas en marcha inadvertida. E3D R12 P à Utilizar señales acústicas en los equipos de movimiento de material para evitar atrapes. E3D R14 P à Estacionamiento y apuntalamiento medidos para la grúa.
Protección colectiva (PC):
E3D PC1 à Señalización y balizamiento de las zonas de trabajo. E3D PC2 à Cumplimiento de las normas de circulación.
Protección individual (PI):
E3D R1 PI à Casco. E3D R2 PI à Arnés de seguridad sujeto a estructuras estables que permitan una caída máxima de 1.5m. E3D R3 PI à Calzado antideslizante. E3D R4 PI à Gafas de protección mecánica. E3D R5 PI à Pantalla de protección contra rayos UV para soldador y ayudante. E3D R6 PI1 à Guantes de protección mecánica. E3D R6 PI2 à Calzado con puntera metálica. E3D R7 PI à Faja lumbar. E3D R8 PI à Casco E3D R10 PI à Guantes antitérmicos E3D R11 PI1 à Guantes aislantes E3D R11 PI2 à Perchas de detección. E3D R13 PI à Máscaras buco-nasales.
4.16.4 Instalaciones Interiores
Sectores Sector E à Instalaciones eléctricas. Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores.
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Fase E3E à Instalaciones interiores. Operaciones:
E3E 01 à Carga, seguro y transporte de los elementos. E3E 02 à Descarga y distribución de la obra. E3E 03 à Montaje de estructura y soportes metálicos. E3E 04 à Montaje de barras colectoras. E3E 05 à Conexión. E3E 06 à Uniones. E3E 07 à Acabados. E3E 08 à Tendido de cableado bajo canalizaciones. E3E 09 à Fijación de aparatos en las paredes o estructuras.
Equipo técnico:
1. Medios auxiliares de carga, descarga y distribución (grúas, carretillas elevadoras).
2. Dispositivos de sujeción.
3. Vehículos de transporte.
4. Bastidas o plataformas.
5. Escaleras.
6. Equipos de soldadura eléctricos.
7. Equipos de soldadura con gases.
8. Herramientas manuales.
9. Herramientas aislantes.
10. Comprobadores de tensión y lámparas de pruebas.
Identificación de riesgos:
E3E R1 à Caída de objetos o cargas.
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E3E R2 à Caídas de personas a diferente nivel. E3E R3 à Caídas de personas en el mismo nivel E3E R4 à Proyección de partículas en los ojos. E3E R5 à Daños en los ojos por arcos eléctricos (soldadura u otros). E3E R6 à Daños en las extremidades. E3E R7 à Sobreesfuerzos. E3E R8 à Golpes contra objetos. E3E R9 à Atraparse por objetos o máquinas. E3E R10 à Quemaduras. E3E R11 à Electrocuciones. E3E R12 à Atropellados por vehículos. E3E R13 à Ambiente polvoroso.
Riesgos laborales:
No existen
Prevención (P):
E3E R1 P1 à Impedir el paso bajo sitios donde haya riesgo de caída de objetos. E3E R1 P2 à Colocar redes de seguridad. E3E R1 P3 à El suelo de las plataformas y bastidas sin agujeros o grietas que permitan la caída de herramientas u otros objetos. E3E R1 P4 à Bastidas con entorno de pies. E3E R1 P5 à Impedir el paso en las áreas de abastecimiento de las plumas de la grúa. E3E R1 P6 à Comprobar el control de las cargas. E3E R1 P7 à Comprobar el estado de los ganchos, cables, grilletes o cualquier otro medio auxiliar de elevación. E3E R2 P1 à Bastidas con barandillas y bien firmes.
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E3E R2 P2 à Escaleras bien firmes y aseguradas. E3E R3 P à Orden y limpieza de la zona de trabajo. E3E R9 P1 à Efectuar las operaciones con un orden preestablecido con el objetivo de evitar golpes y tropiezos. E3E R9 P2 à Balizamiento de las zonas de abastecimiento de las partes móviles de las máquinas. E3E R9 P3 à Utilizar sistemas antiatrape. E3E R11 P à Utilizar sistemas de bloqueo de las conexiones con la señalización correspondiente para evitar puestas en marcha inadvertida. E3E R12 P à Utilizar señales acústicas en los equipos de movimiento de material para evitar atrapes.
Protección colectiva (PC):
E3E PC1 à Señalización y balizamiento de las zonas de trabajo. E3E PC2 à Cumplimiento de las normas de circulación.
Protección individual (PI):
E3E R1 PI à Casco. E3E R2 PI à Arnés de seguridad sujeto a estructuras estables que permitan una caída máxima de 1.5m. E3E R3 PI à Calzado antideslizante. E3E R4 PI à Gafas de protección mecánica. E3E R5 PI à Pantalla de protección contra rayos UV para soldador y ayudante. E3E R6 PI1 à Guantes de protección mecánica. E3E R6 PI2 à Calzado con puntera metálica. E3E R7 PI à Faja lumbar. E3E R8 PI à Casco E3E R10 PI à Guantes antitérmicos E3E R11 PI1 à Guantes aislantes
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E3E R11 PI2 à Perchas de detección. E3E R13 PI à Máscaras buco-nasales.
4.16.5 Pruebas y Puesta en Marcha Sectores Sector E à Instalaciones eléctricas. Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores. Fase E3F à Pruebas y puesta en marcha. Operaciones:
E3F 01 à Inspección visual previa. E3F 02 à Señalización y aviso a personal propio y ajeno. E3F 03 à Comprobación de aislamiento.
E3F 04 à Medidas de toma a tierra. E3F 05 à Establecer programa de pruebas y coordinación.
Equipo técnico:
1. Aparatos de comprobación de aislamiento. 2. Aparatos de medición de tomas a tierra.
3. Perchas detectoras de tensión.
4. Aparatos de medición de tensiones de paso y contacto.
5. Carteles de aviso normalizados.
Identificación de riesgos:
E3F R1 à Caídas de personas a diferente nivel. E3F R2 à Daños en los ojos por arcos eléctricos (soldadura u otros). E3F R3 à Golpes contra objetos. E3F R4 à Electrocuciones. E3F R5 à Quemaduras. E3F R6 à Provocación de incendios.
Estudio Básico de Seguridad
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E3F R7 à Explosiones. E3F R8 à Puestas en tensión de zonas lejanas.
Riesgos laborales:
No existen
Prevención (P):
E3F R4 P1 à Controlar toda la zona susceptible de recibir tensión con señalización y avisos. E3F R4 P2 à Comprobación de aislantes. E3F R4 P3 à Comprobación e los enclavamientos mecánicos y eléctricos. E3F R6 P à Detección de presencia de otros servicios en la vecindad de la instalación eléctrica. E3F R7 P à En presencia de atmósferas inflamables, uso de dispositivos antideflagrantes. E3F R8 P à Comunicación entre sitios lejanos (extremos de líneas en pruebas).
Protección colectiva (PC):
E3F PC à Señalización de puesta en tensión de la instalación.
Protección individual (PI):
E3F R1 PI à Arnés de seguridad sujeto a estructuras estables que permitan una caída máxima de 1.5m. E3E R2 PI à Gafas de protección mecánica. E3E R3 PI à Casco E3E R4 PI1 à Guantes aislantes E3E R4 PI2 à Perchas de detección. E3E R5 PI à Guantes antitérmicos.
4.16.6 Explotación y Mantenimiento
Sectores Sector E à Instalaciones eléctricas. Subsector E3 à Instalaciones de baja tensión, instalaciones de enlace e interiores.
Estudio Básico de Seguridad
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Fase E3G à Explotación y mantenimiento. Operaciones:
E3G 01 à Inspección visual de las instalaciones de carga. E3G 02 à Comprobación de los aparatos.
E3G 03 à Mantenimiento y reparación sin tensión.
Equipo técnico:
1. Equipos de comprobación de tensión, intensidad, resistencia de tierra, aislamiento.
2. Equipos de puesta a tierra.
3. Placas separadora dieléctricas.
4. Capuchones.
Identificación de riesgos:
E3G R1 à Caídas de objetos o cargas. E3G R2 à Caídas de personas a diferente nivel. E3G R3 à Caídas de personas en el mismo nivel. E3G R4 à Proyección de partículas en los ojos. E3G R5 à Daños en los ojos por arcos eléctricos (soldadura, Etc). E3G R6 à Daños en las extremidades E3G R7 à Sobreesfuerzos. E3G R8 à Golpes contra objetos. E3G R9 à Atrape por objetos o máquinas. E3G R10 à Quemaduras. E3G R11 à Electrocuciones. E3G R12 à Atropellados por vehículos. E3G R13 à Ambiente polvoroso.
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E3G R14 à Vuelco de la grúa.
Riesgos laborales:
No existen Prevención (P):
E3G R1 P1 à Asegurar la no presencia de personas bajo cargas en movimiento. E3G R1 P2à Asegurar el control de objetos y cargas. E3G R3 Pà Mantener limpia y libre de obstáculos la zona de trabajo. E3G R9 P à Abalizar las zonas de abastecimiento móvil de máquinas u objetos. E3G R11 P1 à Identificación de la instalación en el esquema unifilar. E3G R11 P2à Mantener las distancias de seguridad. E3G R11 P3à Corte con visibilidad de todas las fuentes de tensión *. E3G R11 P4à Enclavamiento o bloqueo de los aparatos de corte y señalización *. E3G R1 P5 à Reconocimiento de la ausencia de tensión *.
E3G R1 P6à Puesta a tierra y en corto circuito de todas las posibles fuentes de tensión *. E3G R12 Pà Organización minuciosa de los trabajos. Comunicación. E3G R14 Pà Estacionamiento y apuntalamiento minucioso de la grúa. * En caso de tener que manipular elementos sin tensión (aunque, habitualmente, tenga tensión)
Protección colectiva (PC):
E3G PC1 à Aviso a toda persona que pueda entrar en contacto con las instalaciones probadas. E3G PC2 à Señalización de seguridad delimitando la zona de trabajo.
Protección individual (PI):
E3G R1 PI à Casco.
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E3G R2 PI à Arnés de seguridad sujeto a estructuras estables que permitan una caída máxima de 1.5m. E3G R3 PI à Calzado antideslizante. E3G R4 PI à Pantalla facial. E3G R5 PI à Gafas de protección contra rayos UB. E3G R6 PI à Guantes de protección mecánica. E3G R7 PI à Faja lumbar. E3G R8 PI à Casco E3G R10 PI à Guantes antitérmicos. E3G R11 PI1 à Guantes aislantes. E3G R11 PI2 à Perchas de detección. E3G R13 PI à Máscara buco-nasal.
Legislación Estatal: Baja tensión: − Reglamento electrotécnico para la baja tensión Decreto 2413/1973 de 20 de septiembre
que aprueba el Reglamento electrotécnico para la baja tensión (BOE 9-10-1973) modificado por el Real Decreto 2295/1985. (BOE 12-12-1985).
− Orden de 31 de octubre de 1973 que aprueba las Instrucciones Técnicas
complementarias del reglamento de baja tensión (BOE 27, 28, 29 y 31-12-1973). Diferentes modificaciones.
− Orden de 25 de octubre de 1979 que implanta el Documento de Calificación
Empresarial para los instaladores. (BOE 5-11-1979). − Real Decreto 7/1988 de 8 de enero de 1988 sobre las exigencias de seguridad del
material eléctrico destinado a ser utilizado en determinados límites de tensión (BOE 14-1-88) modificado por Real Decreto 154/1995 (BOE 3-3-1995) y desarrollado por orden 6-6-1989. (BOE 21-6-1989).
− Real Decreto 400/1996 de 1 de marzo que dicta disposiciones de aplicación de la
directiva del Parlamento Europeo y del Consejo 94/9/CE, relativa a aparatos y sistemas de protección para el uso en atmósferas potencialmente explosivas. (BOE 8/4/1996).
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Legislación de Cataluña: − Decreto 351/1987 de 23 de noviembre por el cual se determinan los procedimientos
administrativos aplicables a las instalaciones eléctricas. (DOGC 20/12/1987). − Orden de 14 de mayo de 1987 que regula el procedimiento de actuación y uso para la
aplicación del Reglamento de Baja Tensión mediante la intervención de las entidades de inspección y control (DOGC 12-6-1987) modificada por orden 30-7-1987. (DOGC 12-8-1987).
4.17 Trabajos posteriores
Trabajos de mantenimiento. Trabajos de desmontaje de todos los elementos de seguridad utilizados. Trabajos de desmontaje de instalaciones provisionales.
Ingeniero Técnico Industrial Eléctrico Mª Isabel de Antonio Gómez
Marzo 2004