Instalaciones Electricas Para Maquinas en Un Taller de Carpinteria

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA Y ELECTRICA

INSTALACION ELECTRICA PARA MAQUINAS E ILUMINARIA EN UN TALLER DE CARPINTERIA

CURSO: METODOLOGIA DE INVESTIGACION NOMBRE:

RODRIGO ALEXIS QUISPE FLORES

CODIGO : 17190050 PROFESORA: CACERES

Lima - Perú 2018

ÍNDICE.

CAPÍTULO I - MARCO TEORICO

1.1.- Reseña histórica sobre la iluminación la electricidad 1.2.- Instalaciones eléctricas 1.2.1.-materiales empleados para las instalaciones eléctricas 1.2.2.-Tipos de instalaciones 1.2.3.- Medidas de seguridad 1.3.- Maquinas de carpinteria e iluminaria 1.4.- Glosario CAPÍTULO II MARCO PROBLEMATICO

2.1.2.2.2.3.2.4

CAPÍTULO III METODOLOGÍA 3.1.3.1.1.3.1.2.3.2.3.2.1.3.2.2.3.2.3.CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BBLIOGRAFIA

1.1-

Reseña histórica sobre la iluminación y la electricidad MAQUINAS ELECTRICAS

Un poco de historia (1831-1900) El primer generador electromecánico, basado en el fenómeno de la inducción electromagnética, lo construyó Faraday en 1831. Consiste simplemente en un disco de cobre que gira sobre su eje, accionado por una manivela, de modo que parte de él está afectado siempre por el campo magnético de un imán permanente. La porción de disco afectada por los polos se mueve perpendicularmente a las líneas del campo y, en consecuencia, se induce en ella una tensión que puede recogerse entre el eje y el borde del disco, por medio de unos contactos deslizantes. Unos años después, en 1837, Ampère encargó a un constructor de instrumentos científicos llamado Pixii un generador en el que un imán permanente (inductor) se mueve accio nado por una manivela, induciendo en una bobina fija (inducido) una tensión alterna, que sin embargo se transforma en continua por medio de un colector partido, sobre el que descansan dos contactos metálicos deslizantes. A partir de estos dos generadores de laboratorio, durante más de 30 años se construirán numerosos generadores experimentales, con la intención de sustituir con ventaja a las pilas en las múltiples aplicaciones de la electricidad que se estaban desarrollando. Las innovaciones de mayor importancia fueron las siguientes: 1849: Generador de imanes permanentes (magnetoeléctrico) de  Florise Nollet , construido por la casa Alliance. La bobina del inducido está montada sobre un tambor que gira entre un gran número de imanes permanentes. A pasar de ser muy aparatoso, se comenzó a utilizar en las industrias de dorado y plateado, así como para alimentar las primeras lámparas eléctricas de arco que se instalaron en los faros. 1856: Inducido de doble T de Werner von Siemens, para pequeños generadores utilizados en las instalaciones telegráficas. 1860: Inducido de anillo con múltiples bobinas y colector delgas, descubierto por el estudiante de Bolonia Antonio Pacinotti. 1865: Generador de Henry Wilde. Los imanes permanentes son sustituidos por electroimanes, cuyas bobinas inductoras se alimentan por medio de una fuente exterior, que puede ser una batería de pilas eléctricas o un generador magnetoeléctrico más pequeño, llamado excitatriz. Las tensiones que de este modo se obtienen en el inducido son considerablemente mayores.

1867: Generador dinamoeléctrico de Werner von Siemens, en el que la excitación del electroimán se consigue sin necesidad de fuente exterior, aprovechando el magnetismo remanente del núcleo de hierro. Las bobinas inductoras se conectan directamente a los bornes de salida de la máquina, alimentados por la bobina del inducido. 1871: Máquina de Gramme, basada en el inducido de Pacinotti y en el efecto dinamoeléctrico de Siemens, cuya configuración se extiende rápidamente a todas las aplicaciones industriales. 1872: Máquina con inducido de tambor de Siemens, de menores dimensiones y mayor eficacia que el inducido de anillo. Es el primer generador de grandes dimensiones que se aproxima en su constitución a las dinamos actuales. Mientras tanto, a pesar de que se fabricaron los primeros motores de corriente continua de tipo experimental, desarrollados por Barlow (1822), Henry (1831), Jacobi (1845), Froment (1845), Deprez (1865), todos ellos alimentados con pilas y basados en la atracción y repulsión entre imanes o electroimanes, cundía el desánimo entre los técnicos ante la dificultad de construir motores eléctricos de aplicación industrial suficientemente eficaces. ¡A nadie se le había ocurrido que los generadores eléctricos de corriente continua eran reversibles y podían ser utilizados como motores! Parece ser que dicho descubrimiento fue fortuito, como consecuencia de una avería que se produjo durante la Exposición Universal de Viena de 1873. Una vez conocido el principio de reversibilidad de los generadores de corriente continua, la aplicación de los motores eléctricos con inducido de tambor tipo Siemens se extendió a múltiples aplicaciones industriales y de tracción (máquinas agrícolas, grúas). La consagración definitiva de dichos motores vino con la construcción de la primera locomotora eléctrica para las minas, por parte de Siemens y Halske, el año 1879. Fue presentada en la Exposición Universal de Berlín, en una demostración pública en la que arrastraba tres vagonetas con 6 personas cada una. El desarrollo de la tracción eléctrica en tranvías y ferrocarriles fue en adelante rapidísimo, hasta el punto de que en menos de 20 años se dispuso de locomotoras capaces de alcanzar más de 200 Km/h. Finalmente, el paso decisivo en el diseño y construcción de máquinas eléctricas se dio con el descubrimiento del  principio del campo giratorio. La primera propuesta teórica en esa dirección la hizo en 1885 Galileo Ferraris, profesor de la universidad de Turín. Ferraris demostró que dos corrientes alternas actuando simultáneamente sobre dos devanados colocados en el estátor de una máquina eléctrica producen en su interior un campo magnético giratorio capaz de arrastrar un rotor con un cilindro de cobre, siempre que se cumpla la condición de que las dos corrientes estén desfasadas en el tiempo y los dos devanados desplazados en el espacio. Ferraris, sin embargo, no concedió importancia a su descubrimiento, e incluso llegó a afirmar que no servía para construir nuevos modelos de motores eléctricos suficientemente eficaces. No obstante, al mismo tiempo que Ferraris, otros electrotécnicos

estaban intentando conseguir motores de corriente alterna basados en el mismo principio. Fueron finalmente Nikola Tesla (1887) y Von Dolivo-Dobrowolsky (1889) quienes presentaron sendos motores de inducción con un rotor de varillas de cobre en cortocircuito, cuya constitución, en esencia, no se diferencia mucho de la que tienen los motores de corriente alterna actuales. Simultáneamente, gracias a las aportaciones de Marcel Deprez en Europa, y de Nikola Tesla para la empresa de George Westinghouse en Estados Unidos, se impuso el uso de la corriente alterna para el transporte de la energía a grandes distancias, con lo que los generadores de corriente continua de la primera etapa fueron paulatinamente sustituidos en las centrales eléctricas por grandes alternadores trifásicos. Los primeros experimentos de iluminación eléctrica fueron realizados por el químico británico  Humphry Davy, quien fabricó arcos eléctricos y provocó la incandescencia de un hilo fino de platino en el aire al hacer pasar una corriente a través de él. Aproximadamente a partir de 1840 fueron patentadas varias lámparas incandescentes, aunque ninguna tuvo éxito comercial hasta que el inventor estadounidense Thomas Alva Edison lanzara su lámpara de filamento de carbono en 1879. Durante el mismo periodo fueron presentadas varias lámparas de arco. La primera de uso práctico se instaló en un faro, en  1862.  El pionero estadounidense de la ingeniería eléctrica, Charles Francis Brush, produjo en 1878 la primera lámpara de arco que se comercializó. Los filamentos de carbono fueron sustituidos por filamentos de volframio en  1907, y seis años más tarde se desarrollaron las lámparas incandescentes rellenas de gas. En  1938 se fabricó la lámpara fluorescente.

1.2.- Instalaciones eléctricas Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos los cuales permiten transportar y distribuir la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos dependientes de esta.

NOTA: Para obtener esos resultados, se hace necesario que: Exista una fuente de suministro de energía. Que existan sistemas de instalaciones que permitan usar la energía según las necesidades. Que los sistemas señalados sean diseñados teniendo en cuenta las normas de seguridad, capacidad, flexibilidad, accesibilidad, etc

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1.2.1.-Materiales empleados para las instalaciones eléctricas Alambre. Alambres y/o cables de cobre o aluminio, siendo los primeros los más empleados por razones económicas. Estos conductores poseen diferentes calibres (diámetros) y su empleo está en dependencia de la energía que transmitirán. Cable. Los conductores se colocan dentro de conductos aislantes de plásticos o  goma, que tendrán diferentes diámetros de acuerdo a la cantidad de ellos que portarán. Generalmente esos diámetros varían desde ½” hasta 4”, siendo en casos especiales mayores.

1.2.2.-Tipos de instalaciones eléctricas I.

Según la cantidad de voltaje :

a) Instalaciones de alta y media tensión

Son aquellas instalaciones en las que la  diferencia de potencial máxima entre dos conductores es superior a 1000 voltios (1 kV). Generalmente son instalaciones de gran potencia en las que es necesario disminuir las pérdidas por efecto Joule (calentamiento de los conductores). En ocasiones se emplean instalaciones de  alta tensión con bajas potencias para aprovechar los efectos del campo eléctrico, como por ejemplo en los carteles de neón. b) Instalaciones de baja tensión

Son el caso más general de instalación eléctrica. En estas, la diferencia de potencial máxima entre dos conductores es inferior a 1000 voltios (1 kV), pero superior a 24 voltios. c) Instalaciones de muy baja tensión

Son aquellas instalaciones en las que la diferencia de potencial máxima entre dos conductores es inferior a 24 voltios.

Se emplean en el caso de bajas potencias o necesidad de gran seguridad de utilización. Además la muy baja tensión es mala para el uso de artefactos muy grandes en cuanto a potencia, por lo cual se quema el circuito si es de muy baja tensión. para la baja tensión se puede utilizar, estabilizador o elevador de tensión para mantener la tensión a 220 voltios. para la protección de artefactos eléctricos se puede utilizar estabilizadores de tensión en cada aparato.

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II.

De acuerdo a la forma en que se colocan los conductores en la construcción: 

Descubiertas Se emplean fundamentalmente en instalaciones industriales. En este caso los conductos y cajas están fijados en el exterior de las paredes.

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Ocultas Son las más usadas. Aquí la instalación esta oculta en el interior de las cubiertas y en los muros. En el caso de las losas de cubiertas fundidas, después de encofrar y encabillar, se colocan las cajas y los conductos bien fijados para que cuando se vierta la mezcla de hormigón, no se desplacen. En el caso de los muros, generalmente después de estos levantados se practican ranuras donde se fijan cajas y tubos que más tarde serán cubiertos con mortero. En ambos casos, se colocan los alambres después de colocar todos los conductos y cajas, colocando finalmente los interruptores, tomacorriente y tapas.

III.

Según su uso :

Instalaciones generadora Las instalaciones generadoras son aquellas que generan una  fuerza electromotriz, y por tanto, energía eléctrica, a partir de otras formas de energía. La energía eléctrica, en corriente alterna, debe recorrer largos caminos hasta llegar a los centros de consumo, sean estos plantas industriales o bien ciudades, y para ello se utilizan las líneas de transmisión de alta tensión y extra alta tensión. En la República Argentina esta red es trifásica y de 500.000 voltios entre fases, o sea de 500 kV. Instalaciones de transporte

Las instalaciones de transporte son las líneas eléctricas que conectan el resto de instalaciones. Pueden ser aéreas, con los conductores instalados sobre apoyos, o subterráneas, con los conductores instalados en zanjas y galerías.

Instalaciones transformadora Las instalaciones transformadoras son aquellas que reciben energía eléctrica y modifican sus parámetros, transformándola en energía eléctrica con características diferentes. Un claro ejemplo son las subestaciones eléctricas de transmisión y las subestaciones eléctricas de distribución, centros de transformación en los que se amplía y reduce la tensión, respectivamente, para su manejo y empleo conveniente con tensiones de transporte (132 a 400 kV) a tensiones más seguras para su utilización, que pueden ser desde 34 kV hasta 6 kV. Instalaciones receptoras Las instalaciones receptoras son el caso más común de instalación eléctrica, y son las que encontramos en la mayoría de las viviendas e industrias. Su función principal es la transformación de la energía eléctrica en otros tipos de energía. Son las instalaciones antagónicas a las instalaciones generadoras.

1.2.3.- Medidas de seguridad : Seguridad Las instalaciones eléctricas disponen de varios elementos de seguridad para disminuir el riesgo de accidentes, como los causados por cortocircuitos, sobrecargas o contacto de personas o animales con elementos en tensión. Un cortocircuito ocurre cuando falla un aparato o línea eléctrica por el que circula corriente, y esta pasa directamente: del conductor activo o fase al neutro o tierra. entre dos fases en el caso de sistemas polifásicos en corriente alterna. entre polos opuestos en el caso de corriente continua. El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el  aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. Debido a que un cortocircuito puede causar daños importantes en las instalaciones eléctricas e incendios en edificios, las instalaciones están normalmente dotadas de fusibles, interruptores magnetotérmicos o diferenciales y tomas de tierra, a fin de proteger a las personas y las cosas. 

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Destinadas a la seguridad de las instalaciones Fusibles Interruptor magnetotérmico Protector de sobretensión Destinadas a la seguridad de las personas 

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Interruptor diferencial

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Puesta a tierra Veamos la definición de cada componente señalado anteriormente:

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Fusible: es un dispositivo, constituido por un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión, que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o por un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos .2 Básicamente su funcionamiento consiste en introducir un punto débil en el circuito, consiguiendo que falle antes que cualquier otro componente del mismo. Interruptor magnetotérmico: también denominado disyuntor termomagnético, es un dispositivo utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas, en sustitución de los fusibles. Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocirc uito, se rearman de nuevo y siguen funcionando. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga. Interruptor diferencial: también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos. El interruptor corta la corriente eléctrica cuando existe una derivación de corriente a tierra, es decir, que por el conductor de entrada pasa una intensidad de corriente diferente de la que pasa por el de salida (diferencia que se mide normalmente en  miliamperios, mA), intensidad que si pasa por un cuerpo humano puede tener consecuencias fatales. Protector de sobretensión: también llamados protectores eléctricos (o supresor de tensión) es un dispositivo diseñado para proteger dispositivos eléctricos de picos de tensión (que pueden ser transitorios o permanentes), ya que gestionan o administran la energía eléctrica de un dispositivo electrónico conectado a este. Un protector de sobretensión intenta regular el voltaje que se aplica a un dispositivo eléctrico bloqueando o enviando a tierra voltajes superiores a un umbral seguro. Según la norma IEC 61643-111, los protectores de sobretensiones deben ser equipos capaces de soportar ondas de gran energía del tipo 10/350 μs, y se recomienda su uso en acometidas de baja tensión, en el cuadro del tablero general aguas debajo del totalizador general. Toma de tierra: también denominado hilo de tierra o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos. La toma a tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito "a tierra" en lugar de pasar a través del usuario. Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de

un cable. En todas las instalaciones interiores según el reglamento, el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y amarillo.

El proceso de Distribución corresponde a la energía eléctrica que se vende a baja tensión a los diferentes tipos de clientes finales, entre los que se encuentran principalmente las empresas industriales, mineras y el consumo domiciliario. En general, la distribución se efectúa por empresas de distribución dentro de la zona geográfica de concesión que estas tienen.

Para este caso la empresa distribuidora de energía eléctrica es Luz del Sur.

Esta empresa brinda generalmente servicio monofásico pero para un taller que demanda mayor potencia eléctrica requerirá energía trifásica el mismo que requiere un contrato con la empresa para su instalación. Veamos entonces la diferencia entre energía monofásica y trifásica respectivamente:

Energía monofásica es: 

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Aquella que tiene una única fase y una única corriente alterna. Las instalaciones normalizadas en nuestro país se establecen en torno a los 220 o 230 voltios y generalmente poseen menos de 10 kW Usada en la mayoría de los hogares en nuestro país. Capaz de suministrar energía a la mayoría de pequeños usuarios, incluyendo hogares y empresas pequeñas no industriales. Adecuado para operar motores de unos 5 HP; un motor monofásico toma significativamente más energía que el motor trifásico equivalente, haciendo la energía trifásica una elección más eficiente para aplicaciones industriales

Energía trifásica es:

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Aquella que constan de 3 fases, 3 corrientes alternas distintas que dividen la instalación en 3 partes a las que llega potencia constante. Sus potencias normalizadas actualmente se adaptan a 380 voltios Común en grandes empresas, tanto industriales como manufactureras. Con creciente popularidad en centros de datos de alta densidad demandantes de energía.

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Cara para convertir una instalación monofásica existente, pero las tres fases permiten cableado más pequeño, menos costoso y voltajes más bajos, haciéndola más segura y más económica de operar. Altamente eficiente para equipo diseñado para operar con 3 fases

MAQUINAS ELECTRICAS

Maquinas se divide en maquinas fijas y maquinas portables . Maquinas fijas Son las maquinas sumamente pesadas y que demandan mayor potencia eléctrica entre estas podemos mencionar Sierra circular

Tupi

Cinta

Lijadora industrial

Combinada 1

Maquinas portables Lijadora electrica

Amoladora

Taladro

Iluminación eléctrica. Diversos procesos, sistemas, formas y/o equipo para suministrar iluminación artificial. También llamado alumbrado. Los principales tipos de iluminación eléctrica son: 

Lámpara incandescente

es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en concreto de wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se considera poco  eficiente, ya que el 85 % de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 15 % restante en luz. 

Lámpara fluorescente compacta

es un tipo de lámpara que aprovecha la tecnología de los tradicionales  tubos fluorescentes para hacer lámparas de menor tamaño que puedan sustituir a las  lámparas incandescentes con pocos cambios en la armadura de instalación y con menor consumo. La luminosidad emitida por un fluorescente depende de

la superficie emisora, por lo que este tipo de lámparas aumentan su superficie doblando o enrollando el tubo de diferentes maneras 

Lámpara de haluro metálico

también conocidas como lámparas de aditivos metálicos, lámparas de halogenuros metálicos, lámparas de mercurio halogenado o METALARC, son lámparas de descarga de alta presión, del grupo de las lámparas llamadas HID ( High Intensity Discharge). Son generalmente de alta potencia y con una buena reproducción de colores, además de la luz ultravioleta. Originalmente fueron creadas en los años 1960 para el uso industrial de estas pero hoy se suelen aplicar en la industria tanto como el hogar

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Lámpara de neón

Una lámpara de neón es una lámpara de descarga de gas que contiene principalmente gas neón a baja presión. Este término se aplica también a dispositivos parecidos rellenos de otros  gases nobles, normalmente con el objeto de producir colores diferentes. 

lámpara halógena

La lámpara halógena es una evolución de la lámpara incandescente con un filamento de Wolframio dentro de un gas inerte y una pequeña cantidad de  halógeno (como yodo o bromo). El filamento y los gases se encuentran en equilibrio químico, mejorando el rendimiento del filamento y aumentando su vida útil. El vidrio se sustituye por un compuesto de cuarzo, que puede soportar la elevada temperatura (482º F)1 necesaria para que se produzca el ciclo halógeno (lo que además permite lámparas de tamaño mucho menor, para potencias altas). Algunas de estas lámparas funcionan a baja tensión (por ejemplo 12 voltios), por lo que requieren de un transformador para su funcionamiento 

Lámpara de inducción

La lámpara de inducción se basa en la descarga eléctrica en un gas a baja presión. Se prescinde de electrodos para originar la ionización que se sustituyen por una bobina de inducción sin filamentos y una antena acopladora (cuya potencia proviene de un generador externo de alta frecuencia). Ambos elementos crean un campo electromagnético que introduce la corriente eléctrica en el gas, provocando su ionización. 

Lámpara de vapor de sodio

La lámpara de vapor de sodio es un tipo de lámpara de descarga de gas que usa vapor de sodio para producir luz. Son una de las fuentes de iluminación actuales más eficientes, ya que proporcionan gran cantidad de lúmenes por vatio. El color de la luz que producen es amarillo brillante. 

Lámpara de vapor de mercurio

Las lámparas de vapor de mercurio de alta presión consisten en un tubo de descarga de  cuarzo relleno de vapor de mercurio, el cual tiene dos electrodos principales y uno auxiliar para facilitar el arranque.1 La luz que emite es color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. 

Lámpara LED

es una lámpara de estado sólido que usa ledes2 (light-emitting diode, diodos emisores de luz) como fuente lumínica. Debido a que la luz capaz de emitir un led no es muy intensa, para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas existentes como las incandescentes o las fluorescentes compactas las lámparas led están compuestas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor número, según la intensidad luminosa deseada. Actualmente las lámparas de led se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, presentado ciertas ventajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y su mayor vida útil, pero también con ciertos inconvenientes como su elevado costo inicial.

Glosario: COMBINADA 1 : maquina de uso para sierra circular y garlopa a la vez. Serrin : residuos o polvo que se desprende de la madera al serrarla. Tensión : diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor de energía eléctrica.

PROBLEMÁTICA DEL PROYECTO

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

 Al llegar al lugar se encontró : energía eléctrica trifásica distribución incorrecta de maquinas fijas instalaciones eléctricas peligrosas tanto para las personas que laboran allí como los equipos de trabajo tomacorrientes sobresaturados iluminación con fluorescentes malogrados y gastados cables no adecuados para la energía eléctrica trifásica no se encontró pozo tierra