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INSTITUTO METROPOLITANO PROTRANSPORTE DE LIMA MUNICIPALIDAD METROPOLITANA DE LIMA ESTACION TERMINAL SUR MATELLINI MEMORIA DE CÁLCULO INSTALACIONES ELÉCTRICAS 1.0 ASPECTOS GENERALES.- Las instalaciones eléctricas de la Estación, se desarrollan a partir de un suministro en media tensión a ser solicitado a Luz del Sur, la empresa concesionaria de distribución eléctrica en la zona. Igualmente, se va a considerar un suministro de emergencia, conformado por un grupo electrógeno, que en condiciones de falla del suministro normal, permitirá abastecer de energía a todas las instalaciones alimentadas por el suministro en media tensión de la Terminal Matellini. Adicionalmente para Publicidad Comercial y uso comercial, se prevén 03 suministros trifásicos independientes en Baja Tensión, uno para el Sistema Troncales y dos para el Sistema Alimentadores. Para el Sistema de Agua Contra Incendios, se prevé dos (02) suministros trifásicos en baja tensión, (Uno para el Sistema Troncales y otro para el Sistema Alimentadores). En el caso concreto de esta Estación, se tienen 02 edificios ubicados en la parte central de la avenida Prolongación Paseo de la República. Los edificios están destinados a los Sistemas Troncales y Alimentadores de la Terminal, y están unidos por un puente peatonal suspendido en un nivel elevado sobre la avenida Ariosto Matellini, en el distrito de Chorrillos. Los edificios se conectan mediante el puente peatonal en el segundo nivel de la estructura a dos niveles, que comprende los vestíbulos y sus correspondientes mezanines. A las mezanines se accede desde el nivel inferior ya sea por escaleras convencionales, escaleras eléctricas y un ascensor destinado específicamente a pasajeros con discapacidad motora. A continuación del vestíbulo, en cada edificio, se encuentran largos pasadizos donde se ubican en un caso, las 8 dársenas de embarque para el Sistema Troncales, y en el otro, las 17 dársenas de embarque del Sistema Alimentadores. En los vestíbulos de la Terminal, se va a disponer de una Caseta de Fuerza, donde se ubicarán len un caso a subestación eléctrica (Sistema Alimentadores) y en el otro, el grupo electrógeno de emergencia, (Sistema Troncales). INFORME FINAL OCTUBRE 2006

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ESTACION TERMINAL SUR MATELLINI

MEMORIA DE CÁLCULO

INSTALACIONES ELÉCTRICAS

1.0 ASPECTOS GENERALES.- Las instalaciones eléctricas de la Estación, se desarrollan a partir de un suministro en media tensión a ser solicitado a Luz del Sur, la empresa concesionaria de distribución eléctrica en la zona. Igualmente, se va a considerar un suministro de emergencia, conformado por un grupo electrógeno, que en condiciones de falla del suministro normal, permitirá abastecer de energía a todas las instalaciones alimentadas por el suministro en media tensión de la Terminal Matellini. Adicionalmente para Publicidad Comercial y uso comercial, se prevén 03 suministros trifásicos independientes en Baja Tensión, uno para el Sistema Troncales y dos para el Sistema Alimentadores. Para el Sistema de Agua Contra Incendios, se prevé dos (02) suministros trifásicos en baja tensión, (Uno para el Sistema Troncales y otro para el Sistema Alimentadores). En el caso concreto de esta Estación, se tienen 02 edificios ubicados en la parte central de la avenida Prolongación Paseo de la República. Los edificios están destinados a los Sistemas Troncales y Alimentadores de la Terminal, y están unidos por un puente peatonal suspendido en un nivel elevado sobre la avenida Ariosto Matellini, en el distrito de Chorrillos. Los edificios se conectan mediante el puente peatonal en el segundo nivel de la estructura a dos niveles, que comprende los vestíbulos y sus correspondientes mezanines. A las mezanines se accede desde el nivel inferior ya sea por escaleras convencionales, escaleras eléctricas y un ascensor destinado específicamente a pasajeros con discapacidad motora. A continuación del vestíbulo, en cada edificio, se encuentran largos pasadizos donde se ubican en un caso, las 8 dársenas de embarque para el Sistema Troncales, y en el otro, las 17 dársenas de embarque del Sistema Alimentadores. En los vestíbulos de la Terminal, se va a disponer de una Caseta de Fuerza, donde se ubicarán len un caso a subestación eléctrica (Sistema Alimentadores) y en el otro, el grupo electrógeno de emergencia, (Sistema Troncales).

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A lo largo de los edificios, hay un conjunto de bóvedas subterráneas a través de las cuales se tienden los ductos que conducen los alimentadores eléctricos y los circuitos de telecomunicaciones, y en las cuales se encuentran los tableros que controlan la energía que llega a las dársenas de embarque, y los gabinetes de comunicaciones, que procesan las señales a las dársenas. 2.0 DISEÑO DE LA RED DE MEDIA TENSIÓN Como conclusión de la evaluación de cargas descrita en la Memoria Descriptiva, se desprende la conveniencia del empleo de una subestación eléctrica de distribución de 250 kVA de capacidad nominal. Funcionarios de Luz del Sur, concesionario eléctrico en la zona del Proyecto de la Estación Terminal Sur Matellini, han adelantado que el Proyecto debe considerar el uso de 22.9 kV como nivel de tensión para la distribución primaria. Sin embargo, para adecuarse a las redes existentes, inicialmente se alimentará al Proyecto a través de un suministro en MT a 10 KV, por lo cual el equipamiento previsto debe permitir el uso de cualquiera de las 02 tensiones de distribución primaria mencionadas (10 kV y 22.9 kV) La enorme extensión de las instalaciones implicadas, hace que en el diseño eléctrico de las mismas, el efecto de caída de tensión tenga mucha mayor incidencia que el de la capacidad de corriente, en lo referente al diseño de los alimentadores de la instalación. Por este motivo, y dado que el Código Nacional de Electricidad - Utilización permite el uso de sistemas trifásicos en 220 V ó sistemas trifásicos con neutro corrido en 380/220 V, resulta mucho más conveniente escoger esta última configuración para el nivel de tensión secundaria en la subestación de distribución a utilizar. Por lo tanto, la subestación deberá tener las siguientes características: Capacidad Nominal 250 kVA Tensión Primaria Inicial 10 kV Tensión Primaria Final 22.9 kV Tensión Secundaria 400/230 V Se prevé que la alimentación a la subestación será mediante cables secos (tipo N2XSY para 15/30kV) de montaje subterráneo, tendidos desde el punto de suministro a ser definido por Luz del Sur. 2.1 Cálculo del Alimentador Primario Con los datos de la subestación mencionados, se obtiene la corriente primaria nominal Ip, a partir de la fórmula básica de potencia:

N = √3 x Vp x Ip Donde N, es la potencia aparente o capacidad nominal en kVA Vp, es la tensión primaria en kV Ip, es la corriente primaria en Amperios Despejando el valor de la corriente Ip para la situación inicial (10 kV):

Ip = N / (√3 x Vp)

Ip = 250 / (√3 x 10)

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Ip = 14.43 A

Y para la condición final (22.9 kV):

Ip = 250 / (√3 x 22.9)

Ip = 6.303 A Se puede asignar una cierta capacidad de reserva al alimentador principal, para prever posibles ampliaciones en la instalación. En este caso, tal cálculo no seria estrictamente necesario, por no preverse ampliaciones en las instalaciones. Sin embargo, no hace falta su consideración por el requerimiento de normas vigentes, que impiden utilizar conductores subterráneos unipolares de secciones menores a 25 mm². Un cable unipolar de tipo termoplástico para el nivel de tensión nominal requerido, tiene como capacidad mínima 100 Amperios, lo cual implica una capacidad de reserva superior al 1500 % en el peor de los casos. Se plantearía por tanto utilizar como alimentador primario, un conjunto de 03 cables unipolares con aislamiento termoplástico tipo N2XSY de 25 mm² de sección, para un régimen de tensión de 15/30 kV. Pero en el mercado nacional existen comercialmente sólo cables N2XSY de 50 mm² de sección para tensiones de 15/30 kV, los mismos que se tendrán que emplear en el presente Proyecto. Estos cables también servirán cuando se reciba la energía en MT a 22.9 KV. 2.2 Subestación Eléctrica de Distribución Se plantea instalar dentro de la Caseta de Fuerza ubicada en el vestíbulo del Sistema Alimentadores, una subestación de distribución convencional, equipada con un transformador de 250 kVA, contenida en un conjunto de celdas metálicas autosoportadas (celda de llegada y celda de transformación). Suponiendo que en la zona donde se ubicará la Estación Terminal Matellini, la potencia de cortocircuito de la red de Luz del Sur es de 250 MVA, se procede a determinar las características del Seccionador de Potencia para la protección y seccionamiento del lado primario de la subestación. En la celda de llegada deberá haber un seccionador de línea simple para la separación física entre la red eléctrica y la instalación, y un seccionador de potencia para su protección. El seccionador simple debe diseñarse para la corriente nominal de la instalación, o mas adecuadamente, a la corriente nominal del cable de 50mm2, será de 200 A. El seccionador de potencia se diseña en función de las capacidades nominales y de cortocircuito que exija la instalación. Con la misma fórmula de potencia usada anteriormente, se puede determinar la corriente de cortocircuito correspondiente:

Icc = Ncc / (√3 x Vp) Donde Icc, es la corriente el cortocircuito que se desea calcular, en kA Ncc, es la potencia de cortocircuito en MVA

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Se tendrá así que: Para MT en 10KV

Icc = 250 / (√3 x 10)

Icc = 14.43 kA

Se tendrá así que: Para MT en 22.9KV

Icc = 250 / (√3 x 22.9)

Icc = 6.303 kA

La corriente Icc obtenida, es la denominada corriente permanente de cortocircuito, que origina efectos de tipo térmico en las instalaciones. Para determinar la corriente de choque Ich, que es la que origina efectos dinámicos en los elementos se emplea la siguiente fórmula:

Ich = Icc x √2 x Τ Donde Ich es la corriente de choque, en kA Τ, es un coeficiente que depende de las características del cable primario. En el caso más crítico, T = 1.8 Luego para MT en 10KV:

Ich = 14.43 x √2 x 1.8

Ich = 36.73 kA Luego para MT en 22.9KV:

Ich = 6.303 x √2 x 1.8

Ich = 16.045 kA El seccionador de potencia deberá tener una capacidad nominal de 200 A, y deberá resistir una corriente de cortocircuito permanente no menor de 14.43 kA, y una corriente de choque no menor de 36.73 kA, independientemente del nivel de tensión primaria aplicado. En la celda de transformación, comunicada con la celda de llegada con el sistema de barras de media tensión, debe existir únicamente un seccionador fusible para proteger al transformador. Tal seccionador fusible se determina en base a la corriente nominal y la tensión de cortocircuito del transformador, ambas características proporcionadas por el fabricante. Así, en la condición inicial (10 kV), para una tensión de cortocircuito típica del 4.5%, y la corriente nominal de 14.43 A antes obtenida, deberían de instalarse fusibles de 40 Amperios de capacidad. Para la misma tensión de cortocircuito, en la condición final (22.9 kV), para una corriente nominal de 6.303 A, deben emplearse fusibles de 20 A A la salida del transformador debe instalarse un interruptor de potencia que permita seccionar completamente la salida del transformador, y proveer protección al mismo.

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La corriente nominal del transformador en el lado de baja tensión es:

Is = N / (√3 x Vs)

Donde Is es la corriente nominal en el lado secundario, en Amperios Vs es la tensión secundaria nominal del transformador, en kV

Is = 250 / (√3 x 0.4)

Is = 360.844 A

Para determinar los esfuerzos de cortocircuito a los que es sometido el interruptor general de baja tensión del transformador, hay que tener en cuenta aparte del efecto de la presencia del mismo transformador, el efecto de la red donde se instala. La impedancia equivalente de la red eléctrica en condiciones de cortocircuito se calcula según

Zr = Vp / (√3 x Icc)

Donde Zr es la impedancia equivalente de la red en el punto, expresada en Ohmios Vp, es el nivel de tensión nominal de la red, expresado en kV Icc, es la corriente de cortocircuito calculada, expresada en kA

Luego para MT en 10KV:

Zr = 10 / (√3 x 14.43)

Zr = 0.4 ohmios

Luego para MT en 22.9KV:

Zr = 22.9 / (√3 x 6.303)

Zr = 2.098 ohmios

La impedancia equivalente del transformador, es función de la tensión, de su potencia y de su tensión de cortocircuito. Suponiendo para el caso que esta última sea del 4.5%, se tiene:

Zt = e/100 x Vp^2/ N Donde Zt, es la impedancia equivalente referida al lado primario del transformador, expresada en Ohmios e es la tensión de cortocircuito en % Vp es la tensión primaria expresada en Voltios N es la potencia expresada en VA Luego para MT en 10KV:

Zt = 4.5/100 x (10000)^2/250000

Zt = 18 Ohmios

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Luego para MT en 22.9KV:

Zt = 4.5/100 x (22900)^2/250000

Zt = 94.394 Ohmios La corriente de cortocircuito en el lado de baja tensión, pero referida al lado primario (media tensión) es: Luego para MT en 10KV:

Icc mt = Vp / (√3 x (Zr + Zt))

Icc mt = 10000 / (√3 x (0.4 + 18))

Icc mt = 313.77 A Luego para MT en 22.9KV:

Icc mt = Vp / (√3 x (Zr + Zt))

Icc mt = 22900 / (√3 x (2.098 + 94.394))

Icc mt = 137.021 A La corriente de cortocircuito en el lado secundario del transformador resulta ser: Luego para MT a 10KV:

Icc = Icc mt x Vp / Vs

Icc = 313.77 x 10 / 400

Icc = 7.84 kA Luego para MT a 22.9KV:

Icc = Icc mt x Vp / Vs

Icc = 137.021 x 22.9 / 400

Icc = 7.84 kA Siendo esta corriente obtenida, la corriente permanente de cortocircuito, puede obtenerse con un cálculo similar al antes empleado, la corriente de choque correspondiente:

Ich = 7.84 x √2 x 1.8

Ich = 19.95 kA El interruptor general en baja tensión, está definido por su corriente y tensión nominales, y por la corriente permanente de cortocircuito. Se listan a continuación los parámetros de diseño, y los valores comerciales de los mismos que pueden ser utilizados:

Vp = 400 V 600 V

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Ip = 360.844 A 400 A

Icc = 7.84 kA >10 kA 3.0 ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE BAJA TENSION 3.1 Estructura del Esquema de Transferencia de Energía Eléctrica Dada la imposibilidad de instalar en un solo vestíbulo de la Estación Terminal Matellini, las 02 fuentes de energía eléctrica para las instalaciones, la subestación de distribución y el grupo electrógeno de emergencia, se ha tenido que colocar en cada vestíbulo, una fuente de energía en una Caseta de Fuerza adecuada. Como la carga está distribuida entre los 02 edificios, separados entre sí por la Av. Matellini, con un ancho aproximado de 75 m entre instalaciones, el uso de un solo tablero de transferencia imponía requerimientos excesivos de conductores alimentadores, pues estaba implícito un doble recorrido de la corriente circulante entre edificios, en condiciones de emergencia. Para evitar hacer un doble recorrido entre edificios, se ha adoptado un esquema de 02 tableros automáticos de transferencia, uno en cada edificio, y cada uno destinado a la carga propia del edificio. De esta forma, la energía se traslada solo una vez entre los edificios, ya sea que se esté en condiciones de operación normal, como en operación de emergencia. 3.2 Tablero de Baja Tensión La estructura de un Tablero de Baja Tensión, a ser colocado junto a la fuente de energía (subestación de distribución o grupo electrógeno de emergencia), según se detalla en la Memoria Descriptiva, permite instalar en una sola estructura autosoportada los siguientes elementos de cada edificio de la Terminal Matellini:

• Tablero Principal • Tablero General • Tablero de Distribución General y Tablero Central de Equipos Electrónicos

Y adicionalmente, un tablero adosado del sistema de Transferencia Automática. Cada uno de estos elementos listados conformará un módulo del Tablero de Baja Tensión, de tipo autosoportado. Los 03 módulos de este Tablero estarán comunicados mediante un sistema de barras ómnibus que será necesario dimensionar. Se parte para ello de la corriente de cortocircuito y de choque calculados para el lado de baja tensión del transformador y de la capacidad nominal de la barra. Para simplificar y permitir un cierto margen de reserva en el diseño, a pesar que cada sistema de barras de los Tableros de Baja Tensión, está destinado a alimentar únicamente a la carga del edificio correspondiente donde está instalado, se va a considerar en ambos casos la corriente total del lado secundario de la subestación. Tales valores, de acuerdo al acápite anterior son los siguientes:

• I nominal = 400 A • I cortocircuito = 7.84 kA • I choque = 19.95 kA

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Con la corriente de choque, se obtiene el esfuerzo unitario de tipo electrodinámico, al que estarán sometidas las barras del Tablero en el momento de producirse un cortocircuito. Se tiene:

P = 2.04 x I ch ² / d Donde: p, es el esfuerzo unitario sobre las barras, en kg/m I ch, es la corriente de choque, en kA d, es la separación entre barras, en cm Considerando que el tablero deberá contar con 04 barras (una por cada línea mas una para el neutro), si se estima una separación entre barras de 20 m, se tendría 60 cm entre el conjunto de barras. Si se añade al conjunto unos 15 cm de separación a las paredes frontal y posterior del tablero, se tendrá que éste deberá tener una profundidad mínima de 90 cm. Con la separación de 20 cm entre barras, se tiene entonces:

p = 2.04 x 19.95² / 20

p = 40.59 kg/m El primer módulo del tablero, por requerir un sistema de transferencia equipado con 02 Interruptores Termo magnéticos de fuerza tripolares de por lo menos 200 A de capacidad, deberá tener un ancho superior al de los otros 2 módulos. Se estima en el peor de los casos un ancho total de 0.80 m para este primer módulo. Los módulos restantes pueden tener 0.70 m de ancho cada uno. Se va a tener en el tablero, una viga continua apoyada sobre aisladores en los extremos del tablero, y en la división entre módulos. El momento flector que se producirá sobre las barras, está dado por la fórmula siguiente:

Mb = P x L / 16 Donde: Mb, es el momento flector expresado en kg-cm P = p x L, es el esfuerzo total, expresado en kg L es la longitud entre apoyos, expresada en cm Primeramente se obtiene los valores de P, y luego el momento flector Mb, para las dos separaciones entre apoyos previstas:

L = 80 L = 70 P (kg) 32.64 28.56

Mb (kg-cm) 163.20 142.80 Se calcula a continuación la carga flectora que se va a producir sobre las barras, para lo cual se tiene la siguiente fórmula:

Wb = Mb / kb Donde:

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Wb es la carga flectora expresada en cm3 kb, es el esfuerzo específico del material, que para el cobre puede variar entre 1000 y 1200 kg/cm² Se calcula para el peor caso:

Wb = 163.202 / 1000 = 0.163 cm3 Los fabricantes proporcionan tablas que muestran la capacidad de conducción de corriente de barras rectangulares de cobre. Solo tomando en cuenta la capacidad nominal de 400 A, seria necesario contar con una barra de 30 x 5 mm. Sin embargo debe tenerse en cuenta el momento resistente que presenta la barra, que debe ser superior a la carga flectora calculada de 0.163 cm3 El momento resistente de la barra se expresa en función de sus dimensiones:

W = h x s² / 6 Suponiendo un espesor de la barra de 5 mm, la altura de la misma se puede determinar según el cálculo siguiente:

W > Wb

h x s² / 6 > 0.163

h > 0.163 x 6 / 0.5²

h > 3.91 cm Por tanto debe utilizarse barras de uso comercial, con una dimensión mínima de 50 x 5 mm, que de acuerdo a tablas, tienen una capacidad nominal de 630 A. 4.0 DISEÑO DE ALUMBRADO 4.1 Criterios Generales No hay información en los Términos de Referencia del Proyecto, acerca de los niveles de alumbrado requeridos para los ambientes de la Terminal Matellini. En el Manual de Alumbrado de PHILIPS se muestran los siguientes niveles que pueden ser tomados como referencia:

Tipo de Ambiente N. Alumbrado (Lux) Zonas de circulación, de edificios 100 Zona de Escaleras Móviles, en Edificios 150 Auditorios de Escuelas 300 Vestíbulos de Cines 150 Vestíbulos de Teatros 200 Cuartos de Estar en Hogares 100 Escaleras en Hogares 100 Vestíbulos en Hoteles 300

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Lo que es importante al interior de esta instalación, es utilizar tipos de luz con Índices de Reproducción de Color (IRC) altos, para iluminar adecuadamente la apariencia de las personas, con una mínima distorsión de colores. Se plantea por ello el uso de lámparas de descarga, de tipo vapor de mercurio, que tienen una relativamente alta eficiencia luminosa, pero normalmente bajo rendimiento de color, con el uso indispensable de halogenuros metálicos que corrijan adecuadamente sus limitaciones de color y mejoran su eficiencia. Se plantea igualmente el uso de lámparas fluorescentes, y lámparas fluorescentes ahorradoras compactas, que presentan ordinariamente menor eficiencia, pero valores elevados de IRC. 4.2 Niveles de Alumbrado de Diseño Se plantea, por el grado de importancia que tendrá la Estación Terminal Matellini, proporcionar a las diferentes zonas, los niveles de alumbrado más altos posibles, para obtener adecuados niveles de comodidad, seguridad y calidez, por el hecho de ser la Terminal, en la generalidad de los casos, un punto intermedio de la estructura de transporte prevista. Es importante mencionar, que en las dársenas de embarque, aparte del nivel de alumbrado previsto, van a existir otras fuentes de iluminación, que van a incrementar sustancialmente el nivel de alumbrado del ambiente. Tales fuentes son por un lado los 04 letreros luminosos con la identificación de la dársena/estación, y los paneles tipo “back Light” de publicidad, tanto del sistema COSAC, como de publicidad comercial. En el Cuadro Nº 1 siguiente, se muestra los niveles de alumbrado empleados en el diseño de la Estación Terminal Matellini

Cuadro Nº 1

Niveles Básicos De Alumbrado De Diseño

Tipo de Ambiente N. Alumbrado (Lux) Módulos de Dársenas 120 Vestíbulos, ambientes doble altura 200 Mezanines 150 Puente de Conexión 150 Servicios Higiénicos 100 Ambientes de Servicio 100

4.3 Cálculos de Alumbrado Para los diferentes ambientes de la Estación Terminal Sur Matellini, se ha realizado un cálculo básico de alumbrado, en función de los niveles estimados de iluminación y el tipo de luminarias escogido para cada ambiente. Para el cálculo se usa la fórmula del valor medio del nivel de alumbrado, también denominado Método del Flujo Luminoso que expresa:

Nivel Alumbrado = Flujo unit x Nº lumin x fu x fm / Área Donde Flujo unit, es el flujo unitario que produce cada una de las luminarias instaladas, en Lúmenes Nº lumin, es el número de luminarias fu es el factor de utilización, obtenido de fabricantes para la luminaria específica fm es el denominado factor de mantenimiento

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Área, es el área del ambiente a iluminar, en m². El factor de utilización fu, es un valor proporcionado por los fabricantes para las características propias de cada luminaria específica, dependiendo de las dimensiones físicas de los ambientes en los que se instalan las luminarias, y de las reflectancias del techo, piso y muros del ambiente. Para unas características particulares de los techos, pisos y muros de los ambientes, el factor de utilización se obtiene para cada luminaria específica, a partir de un juego de valores asociados a un parámetro denominado Índice de Local, definido como:

Índice de Local = L x a / (hm x (L + a)) Donde: L y a, son el largo y ancho del ambiente, en metros hm, es la altura de montaje de la luminaria, en metros La altura de montaje, es la altura real de montaje de la luminaria sobre el piso del ambiente, restada de la altura del plano de trabajo. Para el caso específico de los ambientes de la Terminal, en donde el público va a permanecer parado, la altura del plano de trabajo se considera 0.85 m. Los fabricantes acostumbran proporcionar juegos de valores del factor de utilización según el índice de local, para diferentes combinaciones de reflectancias del ambiente. Para los ambientes de la Terminal, específicamente las dársenas de embarque, se ha escogido una combinación de reflectancias de la forma siguiente: 0.7 para el techo, por las características de reflexión de las estructuras metálicas empleadas 0.1 para las paredes, por el hecho de ser paredes de vidrio con muy poca reflexión, que dejan pasar completamente la luz. 0.3 para el piso, por la reflectancia típica de los pisos de concreto pulido y similares. En otros ambientes con paredes de mampostería, tales como servicios higiénicos, ambientes cerrados de servicios, etc., puede emplearse una reflectancia de 0.5 para las paredes. Una de las alternativas de equipamiento de alumbrado previstas, es una luminaria equipada con 02 lámparas fluorescentes de 36 W, para montaje adosado o suspendido, provista de reflector y rejilla, de tipo metálico. Para ese tipo de equipo, el Manual de Alumbrado de PHILIPS proporciona un conjunto de valores de factores de utilización, en función del Índice de Local, que se pueden representar por las curvas siguientes, una para muros de cristal o muros de muy baja reflexión luminosa (dársenas, vestíbulos), y otra para muros de mampostería (resto de ambientes).

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Factor Utilización

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4 5 6

Indice de Local

Cristal Mampostería

Para cada ambiente donde se quiera evaluar el Nivel de Alumbrado, bastará calcular el Índice de Local correspondiente, y obtener para el caso el factor de utilización a aplicar. El factor de mantenimiento fm depende de las características de las lámparas de la luminaria, para conservar su flujo luminoso inicial, y de los niveles de ensuciamiento de las superficies del ambiente, y de las luminarias. Por muchos esfuerzos que se hagan en la tarea de limpieza de los ambientes de la Terminal, sobre todo a nivel de las dársenas, por efecto de la polución ambiental producida por los buses, se puede estimar un factor de mantenimiento final bastante pobre. Se plantea por tanto, utilizar un factor de mantenimiento de 0.6 para las dársenas, y un valor de 0.7 para ambientes de los vestíbulos, que no serán tan afectados por el ensuciamiento producido por los buses. Evidentemente, cuando se desee determinar el comportamiento de otras luminarias diferentes a la mencionada, tendría que usarse las curvas fotométricas correspondientes. Sin embargo, el margen de variación del factor de utilización, y los resultados gruesos a obtenerse, no ameritan hacer un diseño más detallado, que sí deberá ser realizado por el proveedor de los equipos de alumbrado, usando las características propias de la luminaria a utilizar en cada caso. Para los diferentes ambientes de la Estación Terminal Sur Matellini, se ha analizado comparativamente la posibilidad de aplicación de algunas de los siguientes tipos de luminarias:

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• Luminaria para 02 lámparas fluorescentes tubulares de 36W, con reflector metálico tipo GTX 100 de PHILIPS, y rejilla metálica de malla cuadrada tipo GGX 100 de PHILIPS, para montaje adosado o suspendido.

• Luminaria tipo RADIAL 2 de SCHREDER, equipada con lámparas de halogenuros metálicos con quemador cerámico, de 70 W, 150 W ó 250W

• Luminaria para 02 lámparas fluorescentes tubulares de 36W TLD de PHILIPS con carcasa de poliester reforzado, con fibra de vidrio, difusor de policarbonato, equipo electromagnético.

4.3.1 Dársenas de Embarque del Sistema Alimentadores A continuación del Vestíbulo del edificio del Sistema Alimentadores, se tiene un conjunto de 17 dársenas de embarque, dispuestas en pares, con espacios de separación sin techar, como se detalló en la Memoria Descriptiva. El área correspondiente a estos módulos de embarque, es de 13.5 x 10 m. Se ha analizado la posibilidad de suspender algunas luminarias a una altura de 3.65 m, o de adosar otras a los tijerales de la estructura a 3 m de altura. Para cada caso, se determina el índice de local correspondiente y a partir del mismo, el factor de utilización. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux)

Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 6 130 Mod. RADIAL 2 1 x 70 W HM 8 130

Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 8 130 4.3.2 Dársenas de Embarque del Sistema Troncales Al igual que en el Sistema Alimentadores, hay un conjunto de 8 dársenas de embarque, dispuestas en pares, en módulos de edificación, separados por espacios similares. El área correspondiente a estos módulos de embarque, es de 22.5 x 10 m, conformando 02 sub módulos techados de 9 x 10 m y un sub módulo descubierto de 4.5 x 10 m. Se ha analizado igualmente la posibilidad de suspender algunas luminarias a una altura de 3.65 m o de adosar otras a los tijerales de la estructura a 3 m de altura. Similarmente al caso anterior, se tienen los siguientes resultados para el módulo completo de 22.5 x 10 m:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux)

Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 10 120 Mod. RADIAL 2 1 x 70 W HM 12 130

Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 12 130 4.3.3 Vestíbulos Para evaluar niveles de alumbrado en los vestíbulos de la Estación, se ha tenido que delimitar las áreas físicas. Para este cálculo, se entiende como vestíbulo el área del primer piso, desde la zona de proyección vertical de la mezanine, hasta la zona de inicio de los servicios higiénicos.

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Por la mayor altura involucrada, se ha escogido 02 tipos de luminarias de descarga, con lámparas de halogenuros metálicos, de 150 W y de 250 W. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux) RADIAL 2 1 x 150 W HM 8 200 RADIAL 2 1x 250 W HM 4 200

4.3.4 Colas de Vestíbulos La estructura a doble altura comprendida entre el inicio de las escaleras eléctricas en la parte superior, y la puerta final de acceso a las dársenas de embarque, se denomina para este cálculo la zona de Cola de los vestíbulos. Para estas zonas, con alturas promedio superiores a 7 m, se ha previsto igualmente el alumbrado mediante luminarias de descarga, al igual que en el caso de los vestíbulos. Los resultados obtenidos para este caso, son los siguientes:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux) RADIAL 2 1 x 150 W HM 11 200 RADIAL 2 1x 250 W HM 6 200

4.3.5 Mezanines Las zonas de mezanine, se limitan igualmente a partir de la parte superior de las escaleras del vestíbulo, hasta el barandal y la entrada al puente de conexión, exceptuando las zonas delanteras a doble altura, que para el caso se van a denominar los frontis de cada vestíbulo. Se analizan para este caso las tres clases de luminarias consideradas para las dársenas, obteniéndose los siguientes resultados:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux)Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 16 150

RADIAL 2 1 x 70 W HM 17 150 Fluorescentes tubulares TLD 2 x 36 W 18 150

4.3.6 Frontis de Vestíbulos La zona a doble altura comprendida entre el barandal de la mezanine y el frente mismo del vestíbulo, proyecta dos espacios iguales a ambos lados del acceso al puente de conexión. Para estos espacios se ha planteado el uso de los mismos tipos de luminarias utilizados para los vestíbulos, obteniendo los siguientes resultados totales por vestíbulo:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux) RADIAL 2 1 x 150 W HM 8 180 RADIAL 2 1 x 250 W HM 4 180

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4.3.7 Puente de Conexión Para lo referente al diseño de alumbrado del puente de conexión entre los dos edificios, se ha previsto los niveles de 150 Lux de las mezanines y de 180 Lux de los frontis de los vestíbulos, asignándole un nivel de alumbrado similar para no producir un cambio sensible de nivel. El puente impone una limitación seria, que es la relativa a su estructura metálica y posibilidad de sujeción de las luminarias. Tomando en cuenta estos aspectos, se ha determinado el siguiente equipamiento:

Tipo Luminaria Número Luminarias Nivel de Alumbrado (Lux) RADIAL 2 1 x 150 W HM 11 186

4.3.8 Alumbrado Público Como parte del Proyecto Eléctrico de la Estación Terminal Sur Matellini, debe realizarse el diseño del sistema de alumbrado público y de realce, para los exteriores de la Estación. El objetivo de esta parte del proyecto consiste en determinar el equipamiento necesario para lograr adecuados niveles de alumbrado de las vías de circulación. Para lo referente al alumbrado vial, hay que considerar que a ambos lados de los edificios de la Terminal hay una berma central que separa 02 vías de circulación. Una vía, de 7.5 m de ancho es usada por los buses del sistema COSAC, para el acceso y salida de las dársenas. La otra vía externa, de 7 m de ancho, es usada por los vehículos que normalmente circulan por la Av. Prolongación Paseo de la República. La berma separadora tiene 2 m de ancho, y en ella se va a disponer un conjunto de postes de alumbrado provistos de 02 luminarias, en sendos pastorales, para iluminar cada una de las vías consideradas. Se plantea realizar el diseño en base a postes de 11 m de altura, ubicados en el eje de la berma separadora, equipados con 02 luminarias del tipo SRC/511 250 CO, fabricadas por PHILIPS, equipadas con lámparas de vapor de sodio de alta presión de 250 W. En el Catálogo de Iluminación Profesional de PHILIPS, se proporcionan las curvas características de la luminaria seleccionada, y con ellas se puede determinar la separación necesaria entre postes, para lograr un nivel de alumbrado determinado. Para el caso se usa la fórmula:

E med = Flujo x Nº x fu / ( a x s) Donde: E med, es el Nivel de Alumbrado requerido, en Lux Flujo, es el flujo nominal de la luminaria, en Lumen Nº, es el número de luminarias fu, es el factor de utilización, a obtenerse de características de la luminaria a, es el ancho de la calzada a iluminar, en m s, es la separación entre luminarias, en m

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Se va a considerar que a pesar de que cada poste contendrá 2 pastorales con sus respectivas luminarias, las vías van a ser tratadas por separado, siendo atendidas cada una con una luminaria. Este hecho no toma en cuenta el efecto mutuo entre luminarias, que de considerarse incrementará el nivel de alumbrado obtenido. Para este tipo de vías, de mediana importancia la vía exterior, y de uso privado la interior, un nivel de 20 lux es suficiente. Sin embargo se va a considerar un requerimiento de 30 Lux. El factor de utilización fu, es un parámetro que depende de la luminaria escogida y su comportamiento hacia la calzada. Se obtiene de la suma del efecto de la luminaria sobre los bordes de la calzada (lado acera y lado calzada), y está en función de la altura de montaje de la luminaria (altura efectiva de la luminaria sobre el piso). Para el caso se plantea el uso de postes de 11 m, que proveen una altura efectiva de 9.3 m entre las luminarias y el piso. De la fórmula se despeja la separación necesaria entre postes:

s = Flujo x Nº x fu / (E med x a) La luminaria de vapor de sodio de 250 W produce un flujo nominal de 27000 Lumen, y el parámetro fu tiene un valor diferente para cada ancho de calzada

Ancho de Calzada (m) Factor Utilización (fu) 7.0 0.31 7.5 0.33

Con los valores mencionados se obtienen los siguientes resultados:

Ancho Calzada (m) E med (Lux) Separación entre Postes (m)7.0 30 39.86 7.5 30 39.60

Usando la fórmula original, para una separación de 40 m entre postes, se obtienen los siguientes niveles de alumbrado:

Cuadro Nº 2

Diseño de Alumbrado Público Vial

Tipo de Vía Ancho (m) E med (Lux) COSAC (Interna) 7.5 29.70 Pública (Externa) 7.0 29.89

Se estima que para cubrir la totalidad de la extensión de la Terminal Matellini, serán necesarios alrededor de 40 postes y 80 luminarias con sus respectivas lámparas de vapor de sodio de 250 W. Finalmente los Especialistas del Luz del Sur definirán las especificaciones técnicas del número y tipo de luminarias que deberán instalarse en los pastorales de los postes. 4.3.9 Alumbrado de Realce En la zona de los vestíbulos de los edificios, hay 06 placas de concreto de forma trapezoidal. Dos placas se encuentran a ambos lados del puente de conexión, y las cuatro restantes a ambos lados de las puertas de acceso al vestíbulo.

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Las placas a los lados del puente, son de mayores dimensiones que las cuatro restantes. Tienen una forma de trapecio rectángulo, con una altura de 12 m, la base superior de 3 m y la base inferior de 2 m. Para iluminar esta área, se usa el Método del Flujo Luminoso antes mencionado, que para el caso tiene la expresión siguiente:

F = NA x A / fu Donde F, es el flujo luminoso requerido por la superficie, en Lumen NA, es el nivel de alumbrado medio, en Lux A, es el área de la superficie a iluminar, en m² fu, es el factor de utilización Para estos casos se recomienda utilizar un factor de utilización entre 0.25 y 0.35. El nivel de alumbrado requerido depende del tipo de material de la superficie y su color. Para paredes de ladrillo el Manual de Alumbrado de PHILIPS recomienda escoger entre 30 y 120 Lux para paredes claras, y entre 150 y 500 Lux para paredes oscuras. Para un nivel de alumbrado de 150 Lux, se puede determinar el flujo luminoso requerido:

F = 150 x 12 x (3+2)/(2 x fu) Para los 2 valores del factor de utilización se tiene:

Fu 0.25 0.35 Flujo (Lumen) 18000 12857

Si se plantea el uso de luminarias de descarga con halogenuros metálicos con buen rendimiento de color, los resultados anteriores, indican que debe utilizarse por lo menos luminarias de 250 W para las placas del puente, y luminarias de 150 W para las placas de las puertas de acceso, con superficie más reducida. Si se usaran lámparas de vapor de sodio, que son más eficientes, pero con un rendimiento de color pobre, podrían utilizarse lámparas de 150 W. Un tipo de luminaria que puede ser utilizada es la modelo TERRA, fabricada por SCHREDER, para montaje en un buzón subterráneo en el contorno de cada edificio. La limitación de este modelo, es que permite lámparas de hasta 150 W, ya sean de vapor de sodio o con halogenuros metálicos. Para el Proyecto de diseño eléctrico, se va a considerar el uso de 06 lámparas de 250 W. 4.3.10 Diseño de Alumbrado de Ambientes de Servicios En el resto de ambientes de la instalación, principalmente servicios higiénicos y ambientes destinados a servicios (cuartos para equipos eléctricos y electrónicos, depósitos, cuartos de limpieza, etc.) se plantea utilizar principalmente alumbrado de tipo fluorescente, o con lámparas ahorradoras, de acuerdo a la cantidad de luminarias que resulte del cálculo de alumbrado realizado. Para los servicios higiénicos, provistos normalmente de falsos techos, se plantea la utilización de luminarias tipo “spot light” usando lámparas ahorradoras, pudiendo ser la luminaria modelo CONOLITA fabricada por PHILIPS, provistas con una lámpara compacta de 15 W.

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Para el resto de ambientes de servicio, que no cuenten con falsos techos, se plantea utilizar luminarias fluorescentes de tipo industrial, tales como el modelo TMS 012 de PHILIPS, provistas con una o dos lámparas de 36 W. Ocasionalmente, cuando el ambiente lo requiera, se podrá hacer uso de luminarias fluorescentes de tipo hermético, como el modelo HERMETICA PACIFIC de PHILIPS, que también pueden ser equipadas con una o dos lámparas de 36 W. 4.3.11 Diseño de Alumbrado de Patios Descubiertos Los reflectores propuestos para instalar en los patios descubiertos entre módulos de dársenas de ambos edificios de la estación, son del tipo Radial fabricada por SCHREDER Realizando un cálculo básico con el comportamiento del reflector comercial, y la característica luminosa de la lámpara de 70 W propuesta. Analizando uno de los espacios descubiertos entre módulos de dársenas de la Terminal Matellini, con un área total de 9 x 6 = 54 m², puede determinarse un nivel básico de alumbrado empleando la fórmula usada anteriormente:

Nivel Alumbrado = Flujo unit x Nº lumin x fu x fm / Área Para el caso el Flujo unitario es de 6200 lúmenes, y se cuenta con 02 luminarias. El factor de mantenimiento se va a considerar de 0.6, y el factor de utilización, por ausencia de superficies reflectantes y uso de luminarias de tipo indirecto, se va a asumir como del orden de 0.2. Se tendría entonces:

Nivel Alumbrado = 6200 x 2 x 0.2 x 0.6 / 54 = 27.56 lux

El nivel de alumbrado obtenido es un nivel promedio en la zona de influencia de los reflectores considerados. Los niveles de alumbrado puntuales pueden ser obtenidos con las curvas lumínicas que se obtengan con las luminarias modificadas. Debe añadirse a los niveles de alumbrado que se obtengan con los reflectores modificados, el efecto del alumbrado interno de los módulos de dársenas ubicados a cada lado. 4.4. Resumen de Cálculos de Alumbrado Para cada uno de los ambientes de la Estación, se ha efectuado el cálculo de alumbrado correspondiente, para un conjunto posible de luminarias, según su importancia, ubicación, altura de montaje, nivel de ensuciamiento, requerimientos arquitectónicos, etc. En el acápite descriptivo correspondiente, se muestran las posibles alternativas de equipamiento. En los Planos del Proyecto, el diseño de los circuitos de alumbrado, va a considerar la alternativa de equipamiento más adecuada. En el Cuadro siguiente, se consolidan las alternativas seleccionadas en cada caso.

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Cuadro Nº 2

Resumen de Diseño de Alumbrado

Ambiente Luminaria Lámpara Número N. Alumbrado (Lux)

Dársena Alimentadores RADIAL 2 70 W HM 8 130 Dársena Troncales RADIAL 2 70 W HM 12 130 Vestíbulos A/T RADIAL 2 150 W HM 8 200 Colas Vestíbulos A/T RADIAL 2 150 W HM 11 200 Frontis Vestíbulos A/T RADIAL 2 150 W HM 8 180 Mezanine A/T RADIAL 2 70 W HM 17 150 Puente Conexión RADIAL 2 150 W HM 11 186 A/T Alimentadores y Troncales. 5.0 ALIMENTACIÓN A CARGAS DE SERVICIO COMERCIAL Existen en la Estación, un conjunto de cargas eléctricas conformado por letreros de publicidad comercial, así como unos pequeños locales comerciales ubicados junto a las dársenas de embarque proyectadas. Para estas cargas, completamente independientes de las instalaciones de la Estación, se ha previsto solicitar 03 suministros en baja tensión, que deberán requerirse a lo largo de los casi 350 m de extensión de la zona de dársenas de la Terminal. Estos suministros deberán ser solicitados a la empresa concesionaria, en la ubicación más adecuada uno para el Sistema Troncales y dos para el Sistema Alimentadores, para minimizar los costos de los cableados correspondientes. Sin embargo, la ubicación real de los Tableros Centrales de Servicios Comerciales (TCSC), así como los Tableros de Publicidad Comercial (TPC), que se derivan de los anteriores, para atender las cargas individuales, coincidirá con las ubicaciones de las bóvedas subterráneas donde se encuentran el resto de Tableros de Dársenas de la instalación. La ubicación óptima de estos tableros, para minimizar el costo del cableado de los conductores, se determina a partir de la magnitud y ubicación de la carga que cada uno controla (equipos “back Light” y suministro a puestos comerciales). Desde los Medidores eléctricos trifásicos, con una carga contratada de 10 KW mínimo, a 220V, 60 Hz (particulares) mencionados; se va a considerar el tendido de los cables alimentadores de energía eléctrica sólo hasta los tableros centrales TCSC y los tableros de publicidad TPC. Los circuitos derivados para los sub tableros y letreros de publicidad, así como para los locales comerciales, serán realizados por las empresas de publicidad concesionarias de la Estación, sin embargo se dejarán previstos e instalados las tuberías hasta las salidas de lo futuros letreros y kioscos de servicios comerciales y la sugerencia del calibre de los cables alimentadores y de circuitos. 6.0 EVALUACION DE CARGAS DE LA ESTACIÓN Toda la carga eléctrica de la Estación Terminal Sur Matellini va a ser alimentada desde un suministro en media tensión, que está siendo solicitado a Luz del Sur, la empresa concesionaria eléctrica en la zona de la Estación. En los Cuadros Nº 1 a Nº 5 de la Memoria Descriptiva se ha detallado la carga total de la instalación, de acuerdo a su tipo (alumbrado, tomacorrientes, fuerza, publicidad, alumbrado

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exterior, etc.). Sin embargo, para el diseño eléctrico de la instalación, debe tenerse la carga discriminada por tableros eléctricos específicos, para los cuales se deberá diseñar sus alimentadores, diagrama de principio y circuitos derivados. Para discriminar la carga por tableros se debe trabajar desde las estructuras más básicas a las más complejas, que conjugan las anteriores. Para las cargas de alumbrado, se ha considerado los requerimientos básicos que establece el Código Nacional de Electricidad – Utilización (CNE), independientemente de que este requerimiento pueda en algunos casos ser excesivo a causa de la alta eficiencia de las lámparas utilizadas actualmente. Para los otros tipos de carga, se van a extraer de los Cuadros de la Memoria Descriptiva, las cargas individuales que correspondan, con sus respectivos factores de demanda allí considerados. 6.1 Tableros de Distribución de Dársenas 6.1.1 Tableros Dársenas Sistema de Alimentadores (TDGA) En el edificio del Sistema Alimentadores, existen: Cinco 05 Tableros de Dársenas, que alimentan a un conjunto variable de puestos de embarque más el servicio de la cola y la dársena 17. Se tienen así los siguientes:

Tablero de Distribución - Sistema Alimentadores

Denominación Tablero Dársenas de Embarque Atendidas TDA-1 Dársenas 1 2 3 y 4 TDA-2 Dársenas 5 6 7 y 8 TDA-3 Dársenas 9 10 11 y 12 TDA-4 Dársenas 13 14 15 16 TDA-5 Dársena 17 + Servicios + Alumbrado Exterior

A continuación se va a detallar las cargas típicas de un tablero para 04 dársenas. El tablero final, implicará la cuarta parte de la carga, más la carga involucrada en las instalaciones de servicios de cola y alumbrado exterior

Cuadro Nº 3.1

Tablero Para 4 Dársenas - Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior 1.260 1.0 1.260 Alumbrado Exterior 0.324 1.0 0.324 Puertas Eléctricas 3.000 0.4 1.200 Publicidad COSAC 3.960 1.0 3.960 Tomacorrientes Dársenas 0.800 0.6 0.480 LED DISPLAYS 1.440 0.6 0.864 Servicios Bóveda 0.300 0.3 0.090 Total Tablero 11.084 8.178 Al final de los corredores de dársenas de embarque del Sistema de Alimentadores, se ha dispuesto un módulo de instalaciones de servicios higiénicos, y ambientes de servicio asociados.

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Existe también en cada una de estas zonas, cisternas para agua potable y sus equipos de bombeo. En esas zonas se van a conectar también equipos de alumbrado público dispuestos en la cola del Sistema, para iluminar la zona de tránsito de los buses en su ingreso y salida hacia la Terminal Matellini. Las cargas previstas en estas instalaciones se detallan en el Cuadro siguiente.

Cuadro Nº 3.2

Instalaciones Servicios Cola + Alumbrado Exterior

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior SSHH 0.360 1.0 0.360 Fuerza SSHH 5.000 0.2 1.000 Alumbrado Servicios 0.144 0.3 0.043 Alumbrado Exterior (Patio) 0.567 1.0 0.567 Bombas de Agua 2.000 0.3 0.600 Tomacorrientes Servicios 0.900 0.3 0.270 Ventilación SSHH 0.750 0.3 0.225 Servicios Bóveda 0.300 0.3 0.090 Total Tablero 10.021 3.656

Tableros de Distribución – Sistema de Alimentadores Todos los alimentadores a las dársenas de la Estación Matellini, proceden del edificio desde un Tablero de Distribución General, que se ubica en uno de los cuerpos del Tablero de Baja Tensión del edificio. Integrando los diferentes alimentadores se obtienen los cuadros de carga de los Tableros de Distribución General del Sistema de Alimentadores

Cuadro Nº 4

Tablero de Distribución Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Demanda (kW) (kW)

Alimentación TDA-1 11.084 8.178 Alimentación TDA-2 11.084 8.178 Alimentación TDA-3 11.084 8.178 Alimentación TDA-4 11.084 8.178 Alimentación TDA-5 12.792 5.701 Total Tablero 57.158 38.413

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6.1.2 Tableros de Dársenas Sistema Troncales (TDGT) En el edificio del Sistema Troncales, existen tres (03) tableros para dársenas y servicios. Los tableros 1 y 2, que alimentan 04 dársenas de embarque, y el tablero 3, las instalaciones de servicios y alumbrado exterior de la cola del Sistema Troncales.

Cuadro Nº 5

Tablero de Distribución - Sistema Troncales

Denominación Tablero Dársenas de Embarque Atendidas TDT-1 Dársenas 1 2 3 y 4 TDT-2 Dársenas 5 6 7 y 8 TDT-3 Servicios + Alumbrado Exterior

A continuación se va a detallar las cargas típicas de un tablero para 04 dársenas y las de la cola. El tablero final, implicará la carga involucrada en las instalaciones de servicios de cola y alumbrado exterior.

Cuadro Nº 5.1

Tablero Para 4 Dársenas - Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior 1.800 1.0 1.800 Alumbrado Exterior 0.324 1.0 0.324 Puertas Eléctricas 3.000 0.4 1.200 Publicidad COSAC 3.960 1.0 3.960 Tomacorrientes Dársenas 0.800 0.6 0.480 LED DISPLAYS 2.880 0.6 1.728 Servicios Bóveda 0.300 0.3 0.090 Total Tablero 13.064 9.582 Al final de los corredores de dársenas de embarque del Sistema Troncales, se ha dispuesto un módulo de instalaciones de servicios higiénicos, y ambientes de servicio asociados. Existe también en cada una de estas zonas, cisternas para agua potable y sus equipos de bombeo. En esas zonas se van a conectar también equipos de alumbrado público dispuestos en la cola del Sistema, para iluminar la zona de tránsito de los buses en su ingreso y salida hacia la Terminal Matellini. Las cargas previstas en estas instalaciones se detallan en el Cuadro siguiente.

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Cuadro Nº 5.2

Instalaciones Servicios Cola + Alumbrado Exterior

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior SSHH 0.360 1.0 0.360 Fuerza SSHH 10.000 0.2 2.000 Alumbrado Servicios 0.144 1.0 0.144 Alumbrado Exterior (Patio) 0.567 1.0 0.567 Bombas de Agua 2.000 0.5 1.000 Tomacorrientes Servicios 0.900 0.3 0.270 Ventilación SSHH 0.750 0.3 0.225 Servicios Bóveda 0.300 0.3 0.090 Total Tablero 15.021 4.656 Tablero de Distribución General – Sistema Troncales Todos los alimentadores a las dársenas de la Estación Matellini, proceden del edificio desde un Tablero de Distribución, que se ubica en uno de los cuerpos del Tablero de Baja Tensión del edificio. Integrando los diferentes alimentadores se obtienen los cuadros de carga de los Tableros de Distribución de cada edificio.

Cuadro Nº 6

Tablero de Distribución Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Demanda (kW) (kW)

Alimentación TDT-1 13.064 9.582 Alimentación TDT-2 13.064 9.582 Alimentación TDT-3 15.021 4.656 Total Tablero 41.149 23.820

6.2 Tableros Centrales de Equipos Electrónicos 6.2.1 Tableros de Tensión Estabilizada en Caseta de Control y Dársenas Alimentadores En cada Caseta de Control y dársenas de la Terminal, hay equipos electrónicos alimentados desde un equipo de suministro ininterrumpido de energía (UPS). De la salida del equipo UPS de cada edificio, va a un Tablero Central de Equipos Electrónicos (Ubicado en la parte inferior del Tablero de Distribución de cada sistema), que alimenta entre otros circuitos, a un conjunto de alimentadores, a un conjunto de Tableros de Tensión Estabilizada (TCESA), ubicados uno en la Caseta de Control del vestíbulo (TTECA), y uno en cada bóveda de equipos (TTEDA) antes descrita, junto con los Tableros de Dársenas correspondientes.

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Cada Tablero de Tensión Estabilizada en la zona de dársenas, alimenta equipos electrónicos sensibles de un conjunto de dársenas de embarque, con una distribución similar a la de los Tableros de Dársenas antes detallados. No hay este tipo de tableros, en bóvedas desde donde se alimenten exclusivamente instalaciones de servicios.

Cuadro Nº 7

Tablero Central de Circuitos Electrónicos - Sistema Alimentadores

Denominación Tablero Dársenas de Embarque Atendidas TTECA Caseta de Control

TTEDA-1 Dársenas 1 2 3 y 4 TTEDA-2 Dársenas 5 6 7 y 8 TTEDA-3 Dársenas 9 10 11 y 12 TTEDA-4 Dársenas 13 14 15 16 TTEDA-5 Dársena 17 + Cola del Sistemas

A continuación se va a detallar las cargas del tablero de Caseta de Control y tablero para 04 dársenas. El tablero final, implicará la carga involucrada en las instalaciones de servicios de cola.

Cuadro Nº 7.1

Tablero de Caseta de Control - Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Rack de Comunicaciones 0.200 0.6 0.120 Cámaras de CCTV 0.100 0.6 0.060 Torniquetes 0.300 0.6 0.180 Equipos de Cómputo 0.600 0.7 0.420 Protección Contra Incendio 0.250 0.3 0.075 Servidores de Audio 0.200 0.4 0.080 Servidores de Video 0.300 0.6 0.180 Expedidor Autom. Medios Pago 0.600 0.3 0.180 Total Tablero 2.55 1.295

Cuadro Nº 7.2

Tablero Para 4 Dársenas - Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Cámaras CCTV 0.040 0.6 0.024 Control Puertas Eléctricas 0.200 0.4 0.080 Detectores de Incendio 0.050 0.3 0.015 Conversores de Señal 0.240 0.6 0.144 Total Tablero 0.530 0.263

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La carga mostrada es similar para ambos edificios de la Terminal. Sumando los consumos de cada Tablero de Tensión Estabilizada a la carga consumida en el vestíbulo en cada edificio, se puede determinar el consumo total de su correspondiente Tablero Central de Equipos Electrónicos.

Cuadro Nº 7.3

Tablero Para 1 Dársena (17) y la Cola - Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Cámaras CCTV 0.040 0.6 0.024 Control Puertas Eléctricas 0.200 0.4 0.080 Detectores de Incendio 0.050 0.3 0.015 Conversores de Señal 0.240 0.6 0.144 Computadoras y varios de señal 0.750 0.6 0.450 Total Tablero 1.28 0.713

6.2.2 Tableros de Tensión Estabilizada en Caseta de Control y Dársenas Troncales En la Caseta de Control y las dársenas del Sistema Troncales, hay equipos electrónicos alimentados desde un equipo de suministro ininterrumpido de energía (UPS). De la salida del equipo UPS del edificio, va a un Tablero Central de Equipos Electrónicos (ubicado en la parte inferior del Tablero de Distribución), que alimenta entre otros circuitos, a un conjunto de alimentadores a Tableros de Tensión Estabilizada (TCEST), ubicados uno en la Caseta de Control del vestíbulo (TTECT), y uno en cada bóveda de equipos antes descrita (TTEDT), junto con los Tableros de Dársenas correspondientes. Cada Tablero de Tensión Estabilizada de dársenas, alimenta equipos electrónicos sensibles de un conjunto de dársenas de embarque, con una distribución similar a la de los Tableros de Dársenas antes detallados. No hay este tipo de tableros, en bóvedas desde donde se alimenten exclusivamente instalaciones de servicios.

Cuadro Nº 8

Tablero Central de Circuitos Electrónicos - Sistema Troncales

Denominación Tablero Dársenas de Embarque Atendidas TTECT Caseta de Control

TTEDT-1 Dársenas 1 2 3 y 4 TTEDT-2 Dársenas 5 6 7 y 8

A continuación se va a detallar las cargas del tablero de Caseta de Control y tablero para 04 dársenas.

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Cuadro Nº 8.1

Tablero de Caseta de Control - Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda

(kW) (kW) Rack de Comunicaciones 0.200 0.6 0.120 Cámaras de CCTV 0.100 0.6 0.060 Torniquetes 0.300 0.6 0.180 Equipos de Cómputo 0.600 0.7 0.420 Protección Contra Incendio 0.250 0.3 0.075 Servidores de Audio 0.200 0.4 0.080 Servidores de Video 0.300 0.6 0.180 Expedidor Autom. Medios Pago 0.600 0.3 0.180 Total Tablero 2.55 1.295

Cuadro Nº 8.2

Tablero Para 4 Dársenas - Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Cámaras CCTV 0.040 0.6 0.024 Control Puertas Eléctricas 0.200 0.4 0.080 Detectores de Incendio 0.050 0.3 0.015 Conversores de Señal 0.240 0.6 0.144 Total Tablero 0.530 0.263 La carga mostrada es similar para ambos edificios de la Terminal. Sumando los consumos de cada Tablero de Tensión Estabilizada a la carga consumida en el vestíbulo en cada edificio, se puede determinar el consumo total de su correspondiente Tablero Central de Equipos Electrónicos. Tableros Centrales de Equipos Electrónicos de Alimentadores y Troncales Del Tablero Central de Equipos Electrónicos mencionado, se derivarán cables alimentadores hasta un tablero en la Caseta de Control de cada vestíbulo, con las funciones de alimentar con tensión estabilizada los equipos que lo requieran en el vestíbulo. Se lista a continuación las cargas estimadas que deberá alimentar cada Tablero Central de Equipos Electrónicos.

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Cuadro Nº 9

Tablero Central de Equipos Electrónicos – Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Tablero TTECA (01) 2.55 1.295 Tableros TTEDA (04) 2.12 1.052 Tablero TTEDA-5 1.28 0.713 Total Tablero 5.95 3.06

Cuadro Nº 10

Tablero Central de Equipos Electrónicos – Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Tablero TTECT (01) 2.55 1.295 Tableros TTEDT (02) 1.06 0.526 Total Tablero 3.610 1.821 La carga detallada en los Cuadros anteriores, que es un estimado grueso de consumo de los equipos, tendrá que ser abastecida por el equipo UPS provisto en cada edificio. Como se menciona en la Memoria Descriptiva, la carga de los circuitos electrónicos de la Estación no está definida, en la medida que no se definen el tipo y las características de los equipos electrónicos que van a ser instalados. Puede apreciarse que si se considera un equipo UPS de 5 kW de salida efectiva en cada edificio, se dispondrá de energía ininterrumpible y estabilizada con un margen de reserva suficiente, por los posibles equipos que puedan ser instalados. Por lo general, muchos de los equipos electrónicos no funcionan a plena potencia y se acostumbra considerar factores de demanda de 0.5 y 0.7 en la generalidad de los casos. Pero hay que tener en cuenta, que esta carga que se podría considerar constante o estable proveniente de los equipos electrónicos, en ocasiones, luego de una falla del suministro eléctrico a la estación, deba ser sumada al requerimiento del propio UPS para recargar sus baterías que han estado descargándose continuamente durante la falla del suministro. Por ello los fabricantes de estos equipos sugieren siempre considerar un respaldo de potencia del 50% de la capacidad nominal del UPS, para tomar en cuenta el proceso de recarga de baterías. Por esta razón, el factor de demanda consignado en el Cuadro Nº 2 de la Memoria Descriptiva para esta carga, toma en cuenta los 2 factores antes mencionados:

F demanda = 0.7 x 1.5 = 1.05

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Para considerar su carga, se toma en cuenta únicamente la potencia nominal del equipo UPS a ser instalado en la Estación. 6.3 Tablero General y Subtableros Asociados En cada edificio, uno de los módulos del Tablero de Baja Tensión instalado junto con la fuente de energía (subestación, grupo electrógeno) está destinado a alimentar todas las cargas eléctricas existentes en los Vestíbulos. Sin embargo, la carga del primer piso está distribuida a ambos lados del pasadizo central, y hay además cargas instaladas en la mezanine de cada vestíbulo. También hay cargas en la Caseta de Control de cada vestíbulo, las mismas que se tiene que considerar. Por esta razón, el Tablero General se estructura con 02 subtableros. Un Subtablero General, ubicado en el primer piso, en el ambiente habilitado para tableros eléctricos, adyacente al ascensor, y un Subtablero de Mezanine ubicado en otro ambiente dispuesto en la mezanine del vestíbulo. Se detallan a continuación las cargas consideradas en cada Subtablero.

Cuadro Nº 11

Subtablero General Mezanine

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado 2.740 1.0 2.740 Tomacorrientes 0.540 0.3 0.162 LED DISPLAY 0.400 0.6 0.240 Publicidad COSAC 2.700 1.0 2.700 Alumbrado del Puente 1.826 1.0 1.826 Total Tablero 8.206 7.668

Cuadro Nº 12

Subtablero General

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Escalera Eléctrica 9.000 0.5 4.500 Ascensor 7.500 0.4 3.000 Alumbrado SSHH Hombres 0.219 1.0 0.219 Fuerza SSHH Hombres 5.000 0.2 1.000 Puerta de Acceso 0.750 0.2 0.150 Publicidad COSAC 1.350 1.0 1.350 Ventilación Vestíbulo 4.500 0.3 1.350 Ventilación SSHH Hombres 0.750 0.3 0.225 Total Tablero 29.069 11.794

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Tablero de Caseta de Control - Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior Caseta 0.500 1.0 0.500 Tomacorrientes 1.000 0.6 0.600 Ventilación 0.030 1.0 0.030 Total Tablero 1.530 1.130 Integrando los resultados para los subtableros anteriores, y añadiendo el resto de cargas que tienen que ser alimentadas, se obtiene el consolidado de cargas del Tablero General de cada edificio.

Cuadro Nº 13

Tablero General Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda

Demanda

(kW) (kW) Escalera Eléctrica 9.000 0.5 4.500 UPS 5.000 1.05 5.250 Alumbrado Vestíbulo 3.200 1.0 3.200 Alumbrado SSHH Mujeres 0.219 1.0 0.219 Publicidad Vestíbulo 1.350 1.0 1.350 Tomas Vestíbulo 0.540 0.3 0.162 Fuerza SSHH Mujeres 5.000 0.2 1.000 Alumbrado de Realce 1.800 1.0 1.800 Puerta de Acceso 0.750 0.2 0.150 Extractor de Aire Subestación 0.375 0.3 0.113 Sistema Ventilación Vestíbulo 4.500 0.3 1.350 LED DISPLAY Vestíbulo 0.400 0.6 0.240 Ventilación Caseta y SSHH 0.150 0.3 0.045 Ventilación SSHH Mujeres 0.750 0.3 0.225 Suministro Agua Potable 2.984 0.5 1.49 Alimenta. Subtablero General 29.069 11.794 Alimenta. Subtablero Mezanine 8.206 7.668 Alimenta. Tablero Caseta Control 1.53 1.13 Total Tablero 74.823 41.688

Tablero de Caseta de Control - Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda Demanda (kW) (kW)

Alumbrado Interior Caseta 0.500 1.0 0.500 Tomacorrientes 1.000 0.6 0.600 Ventilación 0.030 1.0 0.030 Total Tablero 1.530 1.130 Para el Sistema Troncales similarmente se obtendría:

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Cuadro Nº 14

Tablero General Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Factor Demanda

Demanda

(kW) (kW) Escalera Eléctrica 9.000 0.5 4.500 UPS 5.000 1.05 5.250 Alumbrado Vestíbulo 3.200 1.0 3.200 Alumbrado SSHH Mujeres 0.219 1.0 0.219 Publicidad Vestíbulo 1.350 1.0 1.350 Tomas Vestíbulo 0.540 0.3 0.162 Fuerza SSHH Mujeres 5.000 0.2 1.000 Alumbrado de Realce 1.800 1.0 1.800 Puerta de Acceso 0.750 0.2 0.150 Extractor Aire Grupo Electrógeno 0.375 0.3 0.113 Sistema Ventilación Vestíbulo 4.500 0.3 1.350 LED DISPLAY Vestíbulo 0.400 0.6 0.240 Ventilación Caseta y SSHH 0.150 0.3 0.045 Ventilación SSHH Mujeres 0.750 0.3 0.225 Suministro Agua Potable 2.984 0.5 1.49 Alimenta. Subtablero General 29.069 11.794 Alimenta. Subtablero Mezanine 8.206 7.668 Alimenta. Tablero Caseta Control 1.53 1.13 Total Tablero 74.823 41.688 Carga Total de los Edificios En cada edificio de la Terminal, en el Tablero de Baja Tensión, se integran respectivamente las cargas del Tablero General y del Tablero de Distribución. La carga del Tablero Central de Equipos Electrónicos, es alimentada desde el equipo UPS instalado, que a su vez es un circuito derivado del Tablero General. La carga del edificio se alimenta al suministro de energía, normal o de emergencia, a través del Sistema de Transferencia Automática, que deberá ser dimensionado para toda la carga del edificio respectivo. Mediante 02 alimentadores principales entre edificios y sus protecciones correspondientes, se integran las cargas de ambos edificios, para conformar la carga total de la Estación Terminal Sur Matellini, que puede ser alimentada desde la subestación, o desde el grupo electrógeno de emergencia. En cada Tablero de Baja Tensión hay un interruptor principal, que permite seccionar y proteger toda la carga de la Estación.

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Cuadro Nº 15

Carga Total Sistema Alimentadores

Descripción Potencia Instalada Demanda (kW) (kW)

Tablero General 74.823 41.688 Tablero Distribución 57.158 38.413 Total Edificio 131.981 80.101

Cuadro Nº 16

Carga Total Sistema Troncales

Descripción Potencia Instalada Demanda (kW) (kW)

Tablero General 74.823 41.688 Tablero Distribución 41.142 23.820 Total Edificio 115.965 65.508

Con los valores obtenidos en los Cuadros anteriores, se puede determinar la capacidad nominal de los Interruptores Termomagnéticos de fuerza del sistema de transferencia automática que deberá instalarse en el Tablero de Baja Tensión de cada edificio. Asimismo, esta información permite también definir la capacidad nominal de los Interruptores 1 y 2 mostrados en la Figura Nº 1 de la Memoria Descriptiva. Estos interruptores protegen los alimentadores de enlace entre edificios. Carga Total de la Estación La integración de la carga de ambos edificios permite determinar la carga total de la Estación Matellini, que es controlada en cada condición de trabajo (normal o de emergencia), por el Interruptor Principal mostrado en cada uno de los Tableros de Baja Tensión, en la misma Figura Nº 1 de la Memoria Descriptiva

Cuadro Nº 17

CARGA TOTAL ESTACIÓN TERMINAL SUR MATELLINI

Descripción Potencia Instalada Demanda (kW) (kW)

Sistema Alimentadores 131.951 80.600 Sistema Troncales 115.965 65.508 Total Estación 247.923 146.108

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En el Cuadro anterior, la Potencia Instalada proporciona efectivamente la integración de todas las cargas de la Estación. Sin embargo, la Demanda mostrada, constituye la Máxima Demanda Coincidente de toda la Estación, que es un parámetro que considera que las cargas que no son permanentes (cargas de equipos principales, motores, cargas de tomacorrientes y equipos electrónicos) requieren simultáneamente su máxima potencia considerada a la instalación. A diferencia de las cargas de alumbrado, que son cargas permanentes por el hecho que están siempre conectadas y consumen una potencia mayormente fija en el tiempo. Esta situación no ocurre en la práctica, y sus posibilidades de ocurrencia se reducen conforme se incrementa el tamaño de la instalación. En la práctica hay que emplear un Factor de Simultaneidad, que estima que parte de la carga debe considerarse que funciona simultáneamente. Para este tipo de instalaciones se podría emplear un factor de simultaneidad del orden de 0.8, por la gran cantidad de carga de alumbrado que hay en la instalación, con lo que se tendría que:

Máxima Demanda Efectiva = Demanda x 0.8

Máxima Demanda Efectiva = 146.108 x 0.8 = 116.88 kW

El cálculo anterior es solamente una estimación de la demanda real de la Estación Terminal Matellini, pues en el requerimiento a Luz del Sur, la concesionaria eléctrica de la zona, se debe considerar la capacidad nominal de la subestación a implementarse. DISEÑO DE ALIMENTADORES Para el diseño de los alimentadores, aparte de tomar en cuenta la carga involucrada en cada tablero de la instalación, como ha sido obtenida en el acápite anterior, es importante conocer su ubicación física para tomar en cuenta el diseño por caída de tensión. Se ha descrito ya la ubicación de cada tablero en diferentes recintos del vestíbulo de cada edificio, y en las bóvedas subterráneas a ser construidas entre los módulos de dársenas de embarque. El diseño detallado en los acápites siguientes, ha sido elaborado en una hoja de cálculo, considerando en cada caso, el tramo del alimentador diseñado, esto es, entre que tableros está conectado. Se va a explicar a continuación las fórmulas y procedimientos utilizados en la hoja de cálculo mencionada. Diseño por Capacidad de Corriente De los Cuadros Nº 3 al 17 anteriores, se pueden extraer las Demandas de cada tablero, y a partir de esos datos, calcular la corriente nominal aplicando la ecuación básica:

P = √ 3 x V x I x cos f / 1000

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Donde: P es la demanda del circuito considerado, en kW V es la tensión nominal de la instalación, 380 V I es la corriente nominal que se desea calcular, en Amperios cos f es el factor de potencia del circuito Para los alimentadores de la instalación, que suministran energía a diversos tipos de carga, y no cargas elementales con factores de potencia conocidos, se va a asumir un factor de potencia típico de 0.9. Entonces se despeja la corriente de la fórmula anterior, y se obtienen las corrientes nominales de cada circuito. Para el diseño por capacidad de corriente, por seguridad, en todas las instalaciones eléctricas de la estación, se va a utilizar conductores con aislamiento THW, que soportan mayor temperatura de trabajo que los conductores TW (75 ºC contra 60 ºC), y además, dan mayor seguridad por ser más inmunes a la humedad, grasas y ácidos. De acuerdo a la Tabla 4-V del Tomo V, Sistemas de Utilización, del Código Nacional de Electricidad (CNE) anterior, los conductores THW que pueden ser utilizados en la estación, tienen las capacidades de conducción siguientes:

Capacidades de Corriente Permisibles Conductores THW (75ºC)

Sección (mm²) Corriente (A)

2.5 20 4 27 6 38

10 50 16 75 25 95 35 120 50 145 70 180 95 215 120 245 150 285 185 320 240 375 300 420

En el cuadro anterior, se considera que la capacidad mencionada corresponde a no más de 03 conductores activos en un mismo tubo. No se cuenta en este caso el conductor neutro de un alimentador trifásico. En el diseño de los alimentadores de la instalación, se afecta con un factor de reserva de 1.25 las corrientes nominales resultantes:

I diseño = 1.25 x I nominal Con ese dato, se puede determinar las secciones mínimas de conductores a utilizar para cada alimentador.

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En la hoja de cálculo hay un conjunto de columnas, denominadas Diseño por Capacidad de Corriente. La última columna de esa parte, muestra la Sección Nominal del conductor que debe ser utilizado por capacidad de corriente. Con tales secciones, no se producen problemas térmicos en los alimentadores de la instalación. Diseño por Caída de Tensión El diseño por capacidad de corriente realizado en el acápite anterior, no es suficiente en caso como el de la Estación, en que hay grandes distancias entre las cargas. Aún cuando un tramo del alimentador sea corto, si los circuitos derivados del mismo están alejados, el efecto de la caída de tensión en los circuitos derivados, puede imponer restricciones a las caídas de tensión permisibles en los alimentadores. Si en el recorrido desde uno de los tableros calculados hasta el circuito más alejado se produce una caída de tensión muy grande, se puede producir un mal funcionamiento o deterioro de los equipos instalados. Debe entonces diseñarse toda la instalación, de modo de asegurar que bajo las condiciones más adversas, las caídas de tensión que se produzca en las mismas, sean menores que las que prescriben las normas vigentes. En la regla 050-102 Caída de Tensión del CNE Utilización vigente, se prescribe que: Los conductores de los alimentadores deben ser dimensionados para que: La caída de tensión no sea mayor de 2.5%, y La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salida o punto de utilización más alejado, no exceda del 4% Para calcular la caída de tensión en cualquier tramo de una instalación, se utiliza la fórmula siguiente:

Caída = 0.0309 x L x I x cos f / S Donde Caída, es la caída de tensión que desea conocerse, en Voltios L, es la longitud del tramo del conductor sobre el cual se produce la caída, en metros I, es la corriente que origina la caída, en Amperios S, es la sección transversal del conductor, en mm² cos f, es el factor de potencia de la carga alimentada 0.0309 es el factor aplicable para el caso de cargas trifásicas 0.0354 es el factor aplicable para el caso de cargas monofásicas En la hoja de cálculo elaborada, se van diseñando los alimentadores desde los extremos o colas de la instalación, hacia la fuente de alimentación. Se sabe que la caída total en los alimentadores no debe exceder el 2.5 % de la tensión nominal, que para el caso equivalen a 380 x 2.5/100 = 9.5 V De la fórmula anterior se despeja la sección del conductor necesaria para cada tramo, asumiendo para el mismo una parte de la caída de tensión admisible.

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Se escoge entonces la sección normalizada inmediatamente superior a la determinada por el cálculo, y se calcula la caída de tensión en el tramo, que resulta en una Caída Parcial. El proceso implica calcular las diferentes caídas parciales en cada tramo, e ir sumando las caídas de acuerdo a la topología de los alimentadores, para obtener las Caídas Acumuladas. La máxima caída acumulada no debe exceder la máxima caída de tensión admisible. En el Cuadro Nº 18 que se adjunta, se muestran los resultados del diseño efectuado. En la columna Sección N de la parte denominada Diseño por Caída de Tensión, se determina primero la sección nominal resultante del diseño por caída de tensión, y se compara con la sección obtenida en el diseño por capacidad de corriente. Se coloca en la columna mencionada, la mayor de estas 2 secciones nominales de conductor. DISEÑO DE ALIMENTACIÓN A CARGAS INDIVIDUALES Aparte de los alimentadores hasta ahora diseñados, hay un conjunto de cargas de regular importancia, generalmente mayores de 1 kW, a las cuales hay que proveer de los alimentadores adecuados. Usando la misma hoja de cálculo empleada en los acápites anteriores para el diseño de los alimentadores de la instalación, se realiza los Diseños por Capacidad de Corriente, y por Caída de Tensión antes detallados, con las siguientes salvedades:

• Se asigna factores de potencia específicos para cada tipo de carga o carga elemental. • Se considera en algunos casos el diseño de circuitos monofásicos (en 220 V). • Para la generalidad de los casos, no se toma la demanda estimada de cada equipo,

sino su potencia nominal. • Para el caso específico del equipo UPS, se ha considerado su máxima demanda

afectada por el factor 1,5 que toma en cuenta la posibilidad de uso del equipo, y carga simultánea de su banco de baterías.

Los resultados del diseño, mostrados en el Cuadro Nº 19, muestran las secciones de conductor que debe emplearse para cada alimentador, e indican la caída de tensión máxima que se obtiene para cada caso (Caída Acumulada). Para ello, se ha considerado en los cálculos, las caídas de tensión acumuladas hasta cada Tablero que alimenta a estas cargas elementales, las que se han obtenido del Cuadro Nº 19. Puede apreciarse que en los casos de que la carga considerada implique un Tablero a la llegada, el tramo diseñado es un alimentador, por lo cual la máxima caída de tensión admisible es de 2.5% o 9.5 V. En los casos en que las cargas son equipos elementales (secamanos, ventiladores, etc.) el tramo diseñado es un circuito derivado, y la caída de tensión acumulada admisible es de 4% ó 15.2 V. SUMINISTROS PARA CARGAS COMERCIALES.- De acuerdo al diseño de señalética del Proyecto, se puede determinar la magnitud total de las cargas de tipo comercial proyectadas en la Estación Matellini. Como cada dársena de embarque, del Sistema Alimentadores como del Sistema Troncales, tienen 02 letreros “back Light” y un local comercial asignados, y la carga de tipo comercial, es igual en ambos vestíbulos, se puede deducir que la carga en el Sistema Alimentadores es aproximadamente el doble de la carga del lado troncales.

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En el Sistema Alimentadores: Se ha estimado lo siguiente: Carga por vestíbulo: 2 x 1.35 + 1 x 0.45 = 3.15 kW Carga por dársena de embarque 2 x 0.45 + 1 x 0.3 = 1.20 kW Se tiene que para el Sistema Alimentadores Carga = 3.15 + 17 x 1.2 = 23.55 kW. Por la extensión de la instalación en el lado Alimentadores, no es conveniente implementar todo el sistema con un solo suministro, porque se incrementarían sustancialmente las secciones de los alimentadores. Si se solicitan 02 suministros en el lado alimentadores, se puede dividir la carga en 2 tramos casi similares con menores secciones de alimentadores. Teniendo en cuenta la magnitud y ubicación de las cargas, se ha previsto solicitar los suministros de baja tensión en las bermas centrales de la Av. Paseo de la República a la altura de las siguientes bóvedas: Sistema Alimentadores:

• Bóveda Nº 4 donde se ubica el tablero TDA-2, se ubicarán el STDA-2, TCPCA-1 y el TSCA-1

• Bóveda Nº 6 donde se ubica el tablero TDA-4, se ubicarán el STDA-4. TCPCA-2 y EL TCSA-2

• Bóveda Nº 3 donde se ubicarán el TBCI.

Para este tipo de instalaciones se podría emplear un factor de simultaneidad del orden de 0.8, por la gran cantidad de carga de alumbrado que hay en la instalación, con lo que se tendría que:

Máxima Demanda Efectiva = Demanda x 0.8

Máxima Demanda total Efectiva = 23.55 x 0.8 = 18.84 kW

(Se solicitará 2 suministros con 10.00 KW mínimo de carga contratada cada uno) En el Sistema Troncales: Similarmente para el Sistema Troncales: Carga = 3.15 + 8 x 1.2 = 12.75 kW

Máxima Demanda Efectiva = 12.75 x 0.8 = 10.20 kW

(Se solicitará 01 suministro con 10.00 KW mínimo de carga contratada.) Teniendo en cuenta la magnitud y ubicación de las cargas, se ha previsto solicitar los suministros de baja tensión en las bermas centrales de la Av. Paseo de la República a la altura de las siguientes bóvedas:

INFORME FINAL OCTUBRE 2006

Page 37: Memo Calculo Electricas.pdf

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Sistema Troncales:

• Bóveda Nº 4 donde se ubica el tablero TDT-1, se ubicarán el STDT-1, TCPCT y el TSCT

• Bóveda Nº 4 donde se ubicarán el TBCI. Usando la misma hoja de cálculo empleada para el diseño de los alimentadores y de la alimentación a cargas individuales importantes, se ha confeccionado los Cuadros Nº 20 y 21 mediante los cuales se diseña los alimentadores para las cargas comerciales de los Sistemas Alimentadores y Troncales respectivamente. SUMINISTROS PARA EL SISTEMA DE BOMBAS CONTRA INCENDIOS.- Como en la norma 370-204 del CNE-Utilización vigente, se prescribe que se permite un suministro de energía eléctrica independiente para la bomba contra incendio, se ha considerado en el presente Proyecto contar con dos (02) suministros en Baja Tensión independientes para el Sistema de Bombas Contra incendios, desde donde se derivará la energía eléctrica normal hasta las Casetas de Bombas, ubicadas en la cola de los vestíbulos de ambos Sistemas Troncales y Alimentadores. En ausencia de energía eléctrica del suministro eléctrico mencionado, se cubrirá la energía eléctrica necesaria de emergencia, desde un Grupo Electrógeno propio en cada Caseta de Bombas, para el funcionamiento de las bombas contra incendio, a través un Tablero de Transferencia automático propio. El Sistema de Bombas Contra Incendios cuenta con dos bombas: Una del tipo Jockey de 1 HP y otra principal de 11 HP, para cada cola de Vestíbulo, por lo que en cada Caseta de Bombas, se ubicarán las mencionadas bombas contra-incendios, un Tablero de Transferencia Automática y el Grupo Electrógeno Propio. Teniendo en cuenta la magnitud y ubicación de las cargas, se ha previsto solicitar los suministros de baja tensión en las bermas centrales de la Av. Paseo de la República a la altura de la Bóveda Nº 4: Sistema Alimentadores: En el murete junto al tablero de Cargas y Publicidad Comercial. Los cables alimentadores, llegarán del medidor trifásico, a la Bóveda Nº 4, luego se derivará hasta la Caseta de Bombas ubicada en la cola del Vestíbulo en el Patio Nº 3. Sistema Troncales: En el murete junto al tablero de Cargas y Publicidad Comercial. Los cables alimentadores, llegarán del Medidor trifásico, a la Bóveda Nº 4, luego se derivará hasta la Caseta de Bombas ubicada en la cola del Vestíbulo en el Patio Nº 1. La carga contratada para ambos suministros trifásicos será para cubrir la demanda de las mencionadas bombas de 1+11 HP= 12 HP = 9Kw. En conexión subterránea, trifásica a 220V, 60 Hz. Se solicitará un suministro con una carga contratada de 10 Kw como mínimo, en conexión subterránea, trifásica a 220V, 60 Hz, para cada Sistema (Troncal y Alimentadores). Los Grupos electrógenos propios, será para cubrir dicha demanda. Potencia 14Kw, trifásica, 220V, 60Hz, con arrancador electrónico y demás accesorios. Los tableros de transferencia automáticos propios, serán para alternar dichos suministros, conformado con todos los accesorios que comprende para su buen funcionamiento, incluido su baterías y cargadores propios, etc.

INFORME FINAL OCTUBRE 2006