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Capítulo VI
INSTALACIONES DE SERVICIOS
6.1 Energía Eléctrica
La energía eléctrica necesaria para la operación de equipos auxiliares,
iluminación, trabajos complementarios y otros servicios será proporcionada
por el Grupo generador instalado en casa de máquinas del frente de trabajo,
según las condiciones siguientes:
Tensión del Suministro : 440 Voltios
Frecuencia del Sistema : 60 Hz
Potencia : 2 de 225KW
Equipo de Suministro : Tablero de distribución.
Del punto y/o equipo de suministro, se realizará las instalaciones necesarias
para una normal operación de maquinarias, equipos y servicios, en
superficie e interior túnel.
Para los casos en que se produzcan fallos en el suministro de energía se
instalará en el portal de entrada un grupo electrógeno en stand by, dicho
grupo electrógeno deberá entrar en operación en un máximo de 30 minutos
después de producida la paralización del grupo principal.
Tabla 6.1 Cuadro de consumo real
EQUIPO CONSUMO
TEORICO (HP) EFICIENCIA
(REND. REAL) CONSUMO REAL
HP
ventilador 30hp 60 60% 36
bomba major 8 60% 4.8
el consumo de energía eléctrica esta dado en kw (1HP=0.746Kw)
considerando además un coeficiente de simultaneidad que nos da
el porcentaje de tiempo en el que funciona el
equipo.
Tabla 6.2 Demanda Eléctrica en el Túnel (E1)
EQUIPO CONSUMO REAL (KW)
FACTOR DE SIMULTANEIDAD
DEMANDA KW
Ventilador 30hp 26.86 100% 26.86
Bomba major 3.58 100% 3.58
Iluminación en túnel 6 100% 6.00
total 36.44
el consumo en el almacén se estima un 10% de la energía del túnel E2=0.10*107.45= 3.64 kw La energía total es: Et=E1+E2 Et= 40.08 Para cubrir los 40.08kw requerimos 66.80kw para satisfacer exactamente
esta demanda es cubierta con un grupo electrógeno de 120kw
6.1 Grupo electrógeno de 120 kw
6.2 Aire Comprimido
El aire comprimido necesario para la operación de los equipos de
perforación manual como los equipos de concreto lanzado y servicios
auxiliares, será proporcionado desde una compresora accionada, según las
condiciones siguientes:
Volumen de Suministro : 800 p.c.m.
Presión : 80 PSI
Punto de entrega : Pulmón portal de entrada y salida al túnel.
Del punto de suministro, se realizó las instalaciones necesarias para una
normal operación de instalaciones, máquinas, equipos y servicios, en
superficie e interior túnel. Debiendo para ello instalar, una tubería HDPE de
4”, luego lo distribuimos a una tubería HDPE de 2” y finalmente lo reducimos
a 1” para la manguera de la maquina perforadora con sus respectivas
válvulas de control.
Tabla 6.3 Equipos que trabajan con energía neumática
equipo consumo real
(m3/min)
martillo neumático 4.5
para los trabajos de perforación se tiene tres
perforadoras
un consumo de aire comprimido : 9 m3/min
considerando perdidas del 10% por fugas tenemos:
10m3/min
como se requiere 15m3/min = 353pcm
si empleamos una compresora eléctrica de 800pcm con una eficiencia
del 60%
6.2 Compresora eléctrica de 800 pcm
6.3 Agua Industrial
Se realizó la construcción de una cisterna en el terreno para el
almacenamiento y suministro de agua industrial para la excavación del túnel.
Desde el punto de entrega, se realizó las instalaciones necesarias para una
normal operación de instalaciones, máquinas, equipos y servicios, en
superficie e interior túnel. Debiendo para ello instalar, según los detalles
indicados en el plano respectivo, una tubería HDPE de 2” de diámetro, con
sus respectivas válvulas de control, dichas tuberías serán instaladas en
interior túnel de tal manera de apoyarse en las alcayatas, y evitar el contacto
con el piso del túnel.
Eliminación de agua infiltrada durante la excavación
Se previó que durante la ejecución de los trabajos de excavación
subterránea puede encontrarse aguas de filtración, hacia las excavaciones
en volumen máximo total de 30 lit/seg, caudal ha eliminar por gravedad,
donde serán vertidas a una trampa de grasas previo a verter a las aguas de
la quebradas, la construcción de tres trampas de grasas que fueron
realizadas por la empresa contratante, de la tercera trampa de grasa sale el
agua limpia y va al río.
El túnel de mayor longitud es 1290m, considerando la mitad de túnel de uno
de los frentes 645m, teniendo su pendiente de -0.1%, tendremos que
bombear a una altura de 645x0.1%=0.645m, considerando una perdida de
20%, 0.645x1.2=0.80m a bombear teóricamente.
Tabla 6.4 Gráfico de Bomba MAJOR L
Del gráfico vemos que con un caudal de 30 Lt/s, podremos bombear hasta
10m, que es mayor a 0.8m, será suficiente la bomba utilizada siempre y
cuando nuestro caudal encontrado en el túnel sea de 30 Lt/s como máximo.
Utilizando una bomba MAJOR L, podemos fácilmente satisfacer la demanda
supuesta de 30Lt/s.
6.4 Ventilación
El Contratista durante todo el tiempo que demande la ejecución de los
trabajos de excavación subterránea, mantendrá operativo un sistema de
ventilación forzada de los frentes de trabajo, los mismos que deben
satisfacer las necesidades de aire fresco a las personas y equipos que
laboran en el túnel. Dicho sistema deberá contar con ventiladores axiales de
accionamiento eléctrico en número y potencia suficientes para proporcionar
aire fresco según las siguientes condiciones:
3 m3/min por cada trabajador en los frentes de excavación
3 m3/min por cada Hp nominal de los equipos diesel que operan en el túnel
Los ductos de ventilación que instale el Contratista para mantener las
condiciones ambientales en el interior del túnel, serán flexibles, de poliéster
con peso de 600 gr/cm2 y espesor de 0.75mm capaces de soportar una
presión de trabajo equivalente a 2,000 mm de columna de agua.
Para realizar el objetivo, el Contratista empleará ventiladores de 30 Hp
colocados en serie que insuflaran el aire desde superficie hacia el tope
durante la etapa de excavación.
Luego de la voladura, el túnel debe ser ventilado por un período adecuado.
Ventiladores eléctricos deben ser instalados para el suministro de aire fresco
al túnel, con la conducción del aire a través de mangas de vinilo de diámetro
suficiente para cambiar el aire del frente de la excavación, de manera que la
calidad de aire sea aceptable dentro del túnel, para la remoción de los gases
tóxicos después de la voladura. Si debido a la longitud excavada del túnel, la
ventilación instalada resultase insuficiente, se deberá instalar ventiladores
auxiliares a lo largo de la manga para compensar las pérdidas.
6.3 Ventilado auxiliar de 60 HP
El caudal mínimo de aire debe ser el siguiente:
PERSONAL ASIGNADO
Descripción del Personal Crítico Cantidad
Ingeniero de Guardia 1 Capataz 1 Perforista y ayudante Perforista 3 Operador de Scoop 1 Bodeguero 1
Nº Trabajadores Crítico 7 Hombres
EQUIPOS ASIGNADOS
Descripción del Equipo Potencia Cantidad Potencia Demanda
Scoop 1yd3 70 Hp 1 70 Hp
Total Potencia Requerida 70 Hp
DEMANDA DE CAUDAL PARA VENTILACION Por Personal :
Q Personal = 3.00 m3/(hombrexmin)
Q personal = 21.00 m3/min
Q personal = 741.63 CFM
Por Equipos :
Q Equipos = 3.00 m3/(HPxmin)
Q Equipos = 210.00 m3/min
Q Equipos = 7,416.30 CFM
Factor de Multiplicidad
Q personal + Q equipos = 8,157.93 CFM
DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LA MANGA DE VENTILACIÓN Calculo del caudal de fugas en empalmes:
Q fuga = Qx (1-F/100)^(-L/100)
Donde: Qx : Qdemanda 8,157.93 CFM F : Factor de Fuga 0.7 % L : Longitud de la Manga 655.00 m
Q fuga = 8,542.06 CFM
Q diseño = (Qdemanda+Qfinal2)/2
Q diseño = 8,349.99 CFM
3.941 m3/seg
Calculo del diámetro de la manga de ventilación
D = 2.(Qdiseño/(V.3.14159))^(1/2)
Donde: V : Velocidad en el Ducto 18 m/seg Q : Caudal de Diseño 3.94 m3/seg
D = 0.53 m 20.79 pulgadas
1.73 pies
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN ESTÁTICA Presión Estática a nivel del Mar
R = K.P.L.Q^2/(5.2.A^3)
Donde: K : Coeficiente de Fricción 1.8x10^-9 1.8E-09 P : Perímetro de la manga P = 2*3.14159*0.90/2 P = 1.66 m 5.44 pies L : Long. De la manga L = 655.00 m 2,148.95 pies Q : Diseño 8,349.99 CFM 139.17 pies3/seg A : Área de la sección de la Manga A = 2.36 pies2
R = 21.56 pulgadas
DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DINÁMICA
Hv = W.(V/1098)^2
Donde: W : Peso especifico (lib/pie) 1.205 Kg/m3 93.62 lib/pie3 V : Velocidad del aire en la manga (pies/seg)
Determinación de la Potencia del Ventilador Presión Estática a nivel del Mar
He = 21.56 Pulgadas
Presión dinámica a nivel del Mar
Hd = 0.27 Pulgadas
Presion Total
Ht = He + Hd 21.83 Pulgadas
Caudal de Diseño
Qd = 8,349.99 CFM
Potencia del Ventilador
Hp = Ht . Q d/ 6350 Hp
Hp = 28.71 Hp
Eficiencia 60%
Hp = 47.85 Hp
Conclusión:
- Por lo Tanto la potencia requerida es 47.85 Hp, en tal sentido usamos ventilador de 60 Hp
- La manga de ventilación a usar es de 24” de diámetro.
V = 18 m/seg 59.06 pies/seg
Hv = 0.271 pulgadas