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PROYECTO FINAL INTEGRADOR Pasantía en empresa CORPICO

PROYECTO FINAL INTEGRADOR

Pasantía en empresa CORPICO

Estudio de las instalaciones de alumbrado públicoVerificación del cumplimiento de reglamentaciones

Análisis de eficiencia

ACTA N° 23/08 - CETF

Estudiante:

GALLEGO, Juan Manuel

Tutor Académico:

Ing. MANDRILE, Daniel Alberto

Tutor Laboral:

JUAN MANUEL GALLEGO 0


Ing. PICCO, Marcos FernandoINTRODUCCIÓN

El trabajo a realizar contempla el estudio del sistema de alumbrado público dela ciudad de General Pico, La Pampa.

Éste nace debido al interés de la empresa prestataria de este servicio,CORPICO, de relevar y verificar el estado actual de las instalaciones, estudiarla posibilidad de mejorar la eficiencia en la prestación del servicio y modificar,para futuras ampliaciones, lo exigido por la actual ordenanza municipal,teniendo en cuenta la nueva reglamentación referente a éste tema de laAsociación Electrotécnica Argentina.

Vale aclarar que la concreción de las posibles reformas dependeexclusivamente del municipio, ya que el servicio está regulado por éste ente.

El proyecto consta de seis partes, las cuales se detallan a continuación:

Estudio de normas, reglamentaciones, ordenanzas municipales y teoría

AEA 95703 Reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricasde alumbrado en la vía pública.

Norma IRAM AADL J 2022-1 Alumbrado público. Luminarias.Clasificación fotométrica.

Norma IRAM AADL J 2022-2 Alumbrado público. Vías de tránsito.Clasificación y niveles de iluminación.

Norma IRAM AADL J 2022-4 Alumbrado público. Pautas para el diseño yguía de cálculo.

Ordenanza Municipal Nº 48/85 Remodelación del Alumbrado Público. Manual de Luminotecnia (AADL) Tomo I. Manual de Luminotecnia (AADL) Tomo II. Luminotecnia (Enciclopedia CEAC de electricidad). Norma IRAM 2619 Columnas para alumbrado. Características

generales. Norma IRAM 2620 Columnas tubulares de acero para alumbrado. Estudio de la documentación del PRONUREE.

Medición de niveles lumínicos

Medición según norma IRAM AADL J 2022-2 en acceso a ParqueApícola.

Medición según norma IRAM AADL J 2022-2 en calles del barrio RucciIII (antes y después del cambio de lámpara y refractor).

Medición según norma IRAM AADL J 2022-2 en calle 7 entre 106 y 108(lámpara tubular de 150W).

Medición según norma IRAM AADL J 2022-2 en calle 7 entre 104 y 106(lámpara ovoidal de 150W).



Cálculos lumínicos (en papel y con software)

Cálculos en papel de la disposición actual de una calle común de laciudad cambiando la altura de montaje a 6 metros para disminuir elefecto negativo que provocan los árboles.

Cálculos en papel de la disposición actual de una calle común de laciudad con altura de montaje de 6 metros y variando la separación entrecolumnas para mejorar la uniformidad.

Cálculos con los programas para PC más utilizados (Calculux Road,Dialux, Relux).

Cálculos con el software CALCUCON de diferentes distribuciones conluminaria ATRIA (vidrio 150W; variando alturas, brazos y separaciónentre columnas).

Cálculos con el software LITESTAR (utilizado por la empresa IEP) dedistribuciones con luminaria ATRIA (vidrio y policarbonato; diferentespotencias; variando alturas, brazos y separación entre columnas).

Cálculos eléctricos

Verificación de la sección de conductores y actuación de lasprotecciones en el barrio Rucci III.

Selección de elementos de protección y maniobra para tableros dealumbrado público.

Cálculos mecánicos

Cálculo estático y elástico de columna de alumbrado público de 12metros de altura libre.

Cálculo estático y elástico de columna de alumbrado público de 8 metrosde altura libre.

Diseño y cálculo estático y elástico de columnas de alumbrado públicode 7 metros de altura libre.

Diseño y cálculo estático y elástico de columnas de alumbrado públicode 6 metros de altura libre.

Estudio técnico-económico

Estudio del uso de economizadores. Presupuesto de las propuestas de recambio (teniendo en cuenta las

características técnicas). Comparación entre comprar o fabricar columnas para futuras

instalaciones.



ESTUDIO DE NORMAS, REGLAMENTACIONES, ORDENANZAS MUNICIPALES Y TEORÍA

La primera documentación que analicé fue la nueva reglamentación sobrealumbrado público de la Asociación Electrotécnica Argentina: AEA 95703“Reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricas de alumbrado enla vía pública”, con el motivo de interiorizarme en el tema. La acción inicial fuecomparar las exigencias normativas con las características de las instalacionesactuales en nuestra ciudad, para lo cual fui realizando un relevamiento dedichas instalaciones.

Debido a que el anterior texto mencionado hace referencia repetidamente aalgunas normas IRAM, tuve que consultarlas para ampliar los conocimientosdel tema. Éstas fueron:

Norma IRAM AADL J 2022-1 Alumbrado público. Luminarias.Clasificación fotométrica.

Norma IRAM AADL J 2022-2 Alumbrado público. Vías de tránsito.Clasificación y niveles de iluminación.

Norma IRAM AADL J 2022-4 Alumbrado público. Pautas para el diseño yguía de cálculo.

El paso siguiente fue informarme sobre el contenido de la Ordenanza MunicipalNº 48/85 “Remodelación del Alumbrado Público”, la cual jerarquiza las arteriasde General Pico e indica los niveles lumínicos que debe poseer cada una. Enésta también se adjunta una tabla que indica la distribución de las columnas ylas lámparas que debe poseer cada calle.

Vale destacar que dicha ordenanza tiene un alto grado de obsolescencia, yaque data del 20 de Agosto de 1985. Éste es uno de los motivos por el cual sedecidió hacer el presente proyecto y así realizar una nueva propuesta sobrealumbrado público a la municipalidad.

Previamente al inicio de los cálculos lumínicos utilicé como material de consultalo aportado por la asignatura Instalaciones Industriales I. Para ampliar misconocimientos estudié los siguientes textos:

Manual de Luminotecnia (AADL) Tomo I. Manual de Luminotecnia (AADL) Tomo II. Luminotecnia (Enciclopedia CEAC de electricidad).

Éste material, además de los conocimientos referidos a cálculos lumínicos,también me ayudó a conocer las características técnicas y modo defuncionamiento de los diferentes tipos de lámparas.

Una vez culminados los cálculos lumínicos y eléctricos comencé con loscálculos mecánicos. Para ello tuve que interiorizarme sobre el contenido de lassiguientes normas IRAM:



Norma IRAM 2619 Columnas para alumbrado. Característicasgenerales.

Norma IRAM 2620 Columnas tubulares de acero para alumbrado.

En ellas encontré ciertas características que deben respetar las columnascomo: altura libre, ángulo del brazo, longitud del brazo, material a utilizar,coeficientes de seguridad para los cálculos, etc.

Por último estudié toda la información que brinda la página web de laSecretaría de Energía sobre el PRONUREE.

El PRONUREE es un plan generado por la Secretaría de Energía de la Naciónque consiste básicamente en financiar a los municipios la inversión para elrecambio de lámparas y luminarias de tecnología obsoleta con la condición deque lo ahorrado en el futuro se invierta en mejoras en otras instalaciones queayuden con el uso racional y eficiente de la energía, por ejemplo: sistemas deiluminación de edificios municipales, iluminación ornamental, semaforización,sistemas de climatización, sistemas sanitarios eficientes, eficiencia en sistemasde bombeo de agua, etc.



MEDICIÓN DE NIVELES LUMÍNICOS

Mediciones en el acceso al Parque Apícola

Recientemente CORPICO ha realizado una obra que contempla la iluminacióndel acceso al PARQUE APÍCOLA, emplazado en zona suburbana sobre RutaProvincial Nº 1 y calle 539 de la localidad de General Pico.

Debido al interés de la empresa de tener conocimiento sobre los resultadosobtenidos, me pidieron que haga un relevamiento de los valores lumínicos.

La instalación está formada por 10 columnas de 12 metros de altura libre y unbrazo de 2,5 metros, cada una equipada con luminarias STRAND modelo MBA70 CO apantallada (cut-off) y lámparas de vapor de sodio de alta presión de400 W.

A continuación se pueden apreciar los diferentes tramos que conforman lamisma.


a GENERAL PICO

N

Tramo 1.1

Tramo 2.b

Tramo 2.a

Tramo 3.a

Tramo 3.b

Tramo 1.2.a

Tramo 1.2.b

RUTA PROV. Nº 1

N

a INTENDENTE ALVEAR

N

0,8

10J

1J

10B

1B

10A

1A

3,5

0,4


Los tramos del otro lado (cruzando la acera de calle 539) son simétricos a losanteriores.

Los ingenieros de la oficina técnica me sugirieron que tomara valores sólo enlos tramos 1.1, 2.a y 2.b, ya que con estos se obtendría una amplia noción delos niveles de iluminancia.

La medición se realizó acorde a la norma IRAM AADL J 2022-2. Las grillas depuntos para cada tramo son las siguientes:

Tramo 1.1


N

1,5

4

1,42

1,3

1,18

10,

9

0,77

0,71

0,65

0,59

5F

1F

5J

1J

5A

1A

0,5

3,5

5J

1J

5A

1A

0,4

5

3,5


Tramo 2.a y 2.b

Nota: todas las cotas están en metros.

Estas son las tablas con los números arrojados:

Tramo 1.1

A B C D E F G H I J1 43,6 39,6 30 23 15,9 15 16,3 20,3 27,4 362 42,5 37,9 28,8 22 15 15,2 15,9 19 26,5 35,73 41,6 37,8 29,2 21,8 16 15,4 15,7 19,6 26 354 39,7 36,3 27 21,5 15,8 15,4 16 19,1 25,5 33,65 37,6 33,8 26,5 20,6 15,5 15,2 16,4 19 24,4 31,66 34,6 32,12 24,5 18,4 14 14,6 15,3 18 23,3 29,57 31,6 29,13 24 17,1 14,5 14,2 14,7 17 22 268 28,7 26,7 20 16,1 12,6 13 14,1 16 20,2 24,59 25,1 24,5 22,2 15,1 12,6 12,7 12,8 15 18,5 22,5

10 21,2 21,8 17,8 13,4 11,8 11,8 11,8 14,2 16,8 20

Nota: todos los valores están en lux.

Emed [lx] Emín [lx] Emáx [lx] G1 (Emín/Emed) G2 (Emín/Emáx)22,4225 11,8 43,6 0,526257108 0,270642202



Tramo 2.a

A B C D E F G H I J1 45,2 39 25,4 19,7 14,5 12 12,5 17 26,4 352 43,6 38,1 29,5 20 14,8 12,4 12,9 17,2 25 33,53 41,6 36,4 28,4 20 15 12,7 13 16,5 23,4 304 38 36 27,3 19,3 14,8 12,5 12,8 16 21 265 34 33 25 20 14,4 12,4 13,5 14,6 20,2 21,5


Emed [lx] Emín [lx] Emáx [lx] G1 (Emín/Emed) G2 (Emín/Emáx)23,26 12 45,2 0,515907137 0,265486726

Tramo 2.b

A B C D E F G H I J1 16,4 15,5 12,4 10 6,3 7,5 7,5 6,6 10,3 10,52 13,5 13,5 11,1 8,9 7,7 6,7 7,1 8 9,4 10,33 12,5 11,5 9,8 8,2 6,8 6,2 6,4 7,3 8,2 94 11 9,9 8,5 7,4 6,2 5,5 5,7 6,5 7,5 85 9,5 8 7,5 6,5 5,5 5,1 5 6 6,4 7


Emed [lx] Emín [lx] Emáx [lx] G1 (Emín/Emed) G2 (Emín/Emáx)8,556 5 16,4 0,584385227 0,304878049

La norma IRAM AADL J 2022-2 hace la siguiente clasificación de las calzadas:

ClaseCarácter del

tránsitoDescripción Ejemplos

A*MUY RÁPIDOV > 100 km/h

Calzadas de manos separadas, dos o más carriles por mano,libre de cruces a nivel, control de accesos y salidas

AUTOPISTAS

B*RÁPIDO

V ≤ 100 km/hCalzadas para tránsito rápido, importante, sin separadores de

tránsito

TRAMOS DE RUTASNACIONALES,

PROVINCIALESC** SEMI - RÁPIDO

V ≤ 60 km/hCalzadas de

una o dosdirecciones de

desplazamiento, con carriles deestacionamient

o o sin ellos,con intensa

presencia depeatones y

AVENIDAS PRINCIPALES, VÍAS DE ENLACE ENTRESECTORES IMPORTANTES



obstáculos

D**

LENTOV ≤ 40 km/h

Calzadas condesplazamientolento y trabado,con carriles deestacionamient

o o sin ellos,con intensa

presencia depeatones yobstáculos

ARTERIAS COMERCIALES, CENTROS DE COMPRA

E**MODERADOV ≤ 50 km/h

Acumulan y conducen el tránsito desde un barrio hacia vías detránsito de orden superior (clases A,B,C,D)

AVENIDAS SECUNDARIAS,CALLES COLECTORAS DE

TRÁNSITO

F**LENTO

V ≤ 40 km/hCalles residenciales de una o dos manos, con tránsito

exclusivamente local. Presencia de peatones y obstáculosCALLES RESIDENCIALES

* Sin presencia de peatones** Con presencia de peatones

Al tramo de la arteria en cuestión se decidió incluirlo en el grupo de clase C**debido a que es propenso a una gran circulación de peatones.

Los valores lumínicos recomendados para éste tipo de calzada son:

Emed = 40 lux G1 = Emín/Emed = 0,5 G2 = Emín/Emáx = 0,25

Comparando con los valores medidos se puede ver que se alcanza launiformidad sugerida pero no la iluminancia media.



Mediciones en calles del barrio Rucci III

Para conocer los niveles lumínicos de una instalación relativamente nueva sedecidió hacer una medición en una calle común (13 metros de ancho) y en unacalle “bis” (10 metros de ancho) del barrio Rucci III. Éste se inauguró haceaproximadamente 5 años.

La instalación de ambas calles está constituida por columnas de 8 metros dealtura libre y un brazo de 2,5 metros, cada una equipada con luminariasSTRAND modelo MBA 70 con refractor de policarbonato antivandálico conprotección “UV” y lámparas de vapor de sodio de alta presión de 150 W.

Una vez concluida ésta medición se ordenó al personal de mantenimientorealizar una limpieza de los artefactos, sustituir las lámparas por unas nuevas(con las mismas características que las anteriores) y cambiar los refractorespor unos de vidrio de borosilicato prismado.

Luego se volvió a tomar valores para poder notar la mejora que se logra con unbuen mantenimiento y comparar las diferentes distribuciones lumínicas que seobtienen con los distintos refractores.

El relevamiento se hizo siguiendo las instrucciones de la norma IRAM AADL J2022-2. Los puntos medidos fueron los siguientes:

Calle común



Calle “bis”




A continuación se presentan los resultados:

Antes del mantenimiento

Calle común

A B C D E F G H I J1 13,2 12,2 8 5,4 2 1,4 1,8 2,3 2,7 3,62 14,3 14 8,9 5,9 3,4 2,2 2,4 3,1 3,9 5,13 14 14,5 9,3 5,4 3,5 2,4 2,6 3,6 5,1 6,84 13,4 12,8 8,7 5,5 3,5 2,6 3 4,3 6,5 9,75 11,6 11,2 7,7 5 3,4 2,6 3,3 5 8,2 136 9,3 8,7 6,5 4,3 3,1 2,5 3,2 5,8 9,8 167 7,2 6,5 5 3,8 2,9 2,6 3,6 6 10,4 17,88 5,2 5 4,3 2,9 2,5 2,3 3,3 6 10 189 4,2 3,5 2,7 2,1 1,8 1,5 2 5,5 10 15


Emed [lx] Emín [lx] Emáx [lx] G1 (Emín/Emed) G2 (Emín/Emáx)6,29777778 1,4 18 0,22230064 0,07777778

Calle “bis”

A B C D E F G H I J1 17,2 13,4 8,5 4,6 1,8 2 2 3,4 4,5 62 19 15,8 9,3 5,3 2,9 2,4 3 3,9 5,7 83 19 16,1 9,7 5,5 3,1 2,4 2,9 4,2 6,9 104 17,3 14,8 9,1 5,4 3,1 2,5 3,2 4,6 8 12,65 14 12 8 5 3 2,5 3,3 5 8,5 14,46 10,8 9,2 6,3 4,4 2,4 1,8 3,1 5 8,6 14,67 8,5 6 4,8 3,4 2 1,3 1,7 3,9 7,7 10,4


Emed [lx] Emín [lx] Emáx [lx] G1 (Emín/Emed) G2 (Emín/Emáx))7,01 1,3 19 0,18544936 0,06842105

Después del mantenimiento

Calle común

A B C D E F G H I J1 11,5 12,8 10,5 6,8 3,8 3 2,5 2,6 2,9 2,92 15,7 15 12 7,7 4,8 3,6 3,5 3,7 4,2 3,93 17,2 16 12,4 7,9 4,9 4 4 4,6 5,4 5,44 15,5 14,8 12 7,6 5,2 4,1 4,4 5,5 7,3 8,4



5 12,2 11,7 10 6,9 5,1 4,2 4,7 6,3 9,3 126 8,4 8,5 7,8 6 4,8 4,2 4,8 6,8 11,2 167 5,6 5,8 5,9 5 4,3 3,9 4,6 6,6 12,3 18,28 3,9 4 4,5 4 3,9 3,5 4,4 6,7 12,3 17,79 3 2,7 3 2,7 2,8 2,5 3,8 5,9 11,1 15



Calle “bis”

A B C D E F G H I J1 12 12 9,4 6,3 2,9 2,7 3,1 4,5 5,5 5,12 15,2 14,6 11,1 7,2 4,6 4 4,4 6,1 7,4 7,93 16,5 15,5 11,6 7,5 4,8 4,1 4,6 6,4 9 11,14 15 14 11,1 7,3 5 4,1 4,8 7,2 11,1 14,35 11,6 11,1 9,4 6,6 4,5 4 4,8 7,4 11,8 15,76 8,3 8,3 6,9 5,6 3,3 3,1 4,7 7,2 11,1 14,97 5 5,4 4,9 4 2,7 2,5 3 6,3 9,8 10,2



Como se puede observar en las tablas anteriores, luego del mantenimiento lailuminancia media aumentó levemente, esto es consecuencia principalmentedel cambio de lámparas y la limpieza de las luminarias; con respecto a launiformidad, mejoró ampliamente, esto se debe al cambio de refractor, porqueel de vidrio, al ser prismado, distribuye de una manera más pareja los rayoslumínicos sobre el pavimento.

Estas arterias entran en el grupo F**, ya que son calles residenciales, para lascuales la norma recomienda los siguientes valores lumínicos:


Comparando con los valores medidos se puede determinar que se alcanza launiformidad sugerida pero no la iluminancia media, aunque ésta tiene un valorpróximo al estipulado por la reglamentación.



Mediciones en calle 7 entre 104 y 108

Hace aproximadamente 2 años la empresa realizó la obra de alumbradopúblico en la calle 7 entre calles 2 y 108.

La instalación está constituida por columnas de 8 metros de altura libre y unbrazo de 2,5 metros, cada una equipada con luminarias IEP modelo ATRIA conrefractor de vidrio de borosilicato prismado y lámparas de vapor de sodio dealta presión de 150 W.

Una vez que las columnas y los artefactos estaban montados y enfuncionamiento normal, notaron un extraño efecto sobre la calzada que sepuede observar en la siguiente imagen:



Como se puede ver, sobre el asfalto se forman unas “franjas de sombra” queno deberían estar, ya que no son agradables a la visión de los conductores delos vehículos que transitan por la arteria.

El personal de oficina técnica llegó a la conclusión que este problema segeneraba porque las lámparas instaladas eran “tubulares claras”, componenteque utilizaban por primera vez, ya que antes siempre usaron lámparas“elipsoidales difusas”, por lo tanto decidieron cambiarlas en una de las cuadraspara poder observar la diferencia.

A continuación se presenta una foto de la calle luego del cambio:

Aquí se puede ver que no se produce el fenómeno de la situación anterior.

Con el fin de realizar un estudio más detallado de éste, tomé mediciones segúnnorma en una cuadra con lámparas tubulares y en una con ovoidales, paraluego comparar los resultados.

La toma de valores se hizo respetando la norma IRAM AADL J 2022-2. Laubicación de los puntos medidos es la misma para las dos cuadras, ya que lascaracterísticas geométricas de éstas son idénticas. En el siguiente plano sepuede observar la grilla:




Los resultados fueron:

Cuadra con lámparas tubulares

A B C D E F G H I J1 8 10,2 7,9 8,3 5 4,1 4,2 2,7 3 3,92 10 12,3 9,3 9,3 5,5 4,4 5,1 3,2 4 4,13 12,2 13,1 11,4 8,9 6,1 4,6 5,2 4,4 5,2 5,44 12,5 12,2 11,4 7,8 6,9 4,5 4,8 6 6,5 6,95 11,5 11,1 10,4 6,7 7,6 4,5 4,9 7,5 6,3 9,26 8,6 8,5 7,7 5,5 7,2 4,8 5 8 6 10,37 5,6 6,5 5,6 4,9 5,7 4,9 4,8 6,5 6,5 12,28 4 4,6 4,3 4 4,4 5 4,5 6 8 119 2,7 3,2 2,9 3,2 3,5 4,9 5,4 8,8 9,3 11,8


Cuadra con lámparas ovoidales

A B C D E F G H I J1 8,7 9,4 8,4 7,3 4,5 3,8 3,2 3 3,4 2,62 10,7 11,4 8,7 7 5,5 4,3 3,8 4 4,3 3,53 10,4 11,2 8,9 6,7 5,6 4,7 4,2 5,4 5,5 4,64 10 9,7 8,9 6,4 5,5 4,8 4,7 6,3 6,6 6,35 8,1 7,8 7,8 5,8 5,2 5 5,3 7,3 8,2 86 5,5 6 5,4 5 4,8 4,8 5,8 7,5 10,3 10,27 4 4,6 6,2 4,4 4,4 4,5 5,9 7,4 9,9 11,58 2,9 3,4 4,5 3,6 3,8 4 5,7 7,5 9,7 119 2,7 2,5 2,7 3,1 3,2 3,8 5,3 7,2 8,5 9,8

JUAN MANUEL GALLEGO


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Comparando los resultados se ve que la iluminancia media disminuyólevemente después del cambio, consecuencia de que las lámparas ovoidalesgeneran aproximadamente un 5% menos de flujo luminoso que las tubulares.Los índices de uniformidad se mantienen casi iguales, por lo tanto,comparándolos, no indican que hubo una mejora en la uniformidad, sinembargo en las fotos se puede ver claramente que la distribución lumínica esmucho más uniforme después del cambio.

La razón por la que las lámparas tubulares causan éste efecto no deseado sedebe a que están diseñadas para direccionar la luz con gran precisión, y comoéstas luminarias están provistas de vidrio de borosilicato prismado, lasdiferentes facetas del refractor pueden ser las causantes de las “franjas desombra”, fenómeno que no ocurre con las elipsoidales debido a que sondifusas.

A continuación se presentan imágenes de las diferentes lámparas y de laluminaria instalada, en ésta última se puede apreciar su característico refractor:

Lámpara tubular clara Lámpara ovoidal difusa



Luminaria ATRIA

CÁLCULOS LUMÍNICOS

Cálculos en papel de la disposición actual de una calle común de laciudad cambiando la altura de montaje a 6 metros para disminuir el efecto

negativo que provocan los árboles

Debido a la frondosa arboleda que posee nuestra ciudad, en algunas calles elalumbrado público se ve perjudicado porque las ramas interfieren en ladistribución lumínica.

Una medida que podría mejorar esta situación es instalar columnas de menoraltura. Vale aclarar que en las actuales la luminaria se encuentra a 8 metros delpavimento, por lo tanto realicé cálculos para una altura libre de 6 metros.

Según la siguiente clasificación de la norma IRAM AADL J 2022-2:

ClaseCarácter del

tránsitoDescripción Ejemplos

A*

MUY RÁPIDOV > 100 km/hCalzadas de

manosseparadas, doso más carrilespor mano, libre

de cruces anivel, control de

accesos ysalidas

AUTOPISTAS

B*RÁPIDO

V ≤ 100 km/hCalzadas para tránsito rápido, importante, sin separadores de

tránsito

TRAMOS DE RUTASNACIONALES,

PROVINCIALES

C**SEMI - RÁPIDO

V ≤ 60 km/h

Calzadas de una o dos direcciones de desplazamiento, concarriles de estacionamiento o sin ellos, con intensa presencia de

peatones y obstáculos

AVENIDAS PRINCIPALES,VÍAS DE ENLACE ENTRE

SECTORES IMPORTANTES

D**LENTO

V ≤ 40 km/h

Calzadas con desplazamiento lento y trabado, con carriles deestacionamiento o sin ellos, con intensa presencia de peatones y

obstáculos

ARTERIAS COMERCIALES,CENTROS DE COMPRA

E** MODERADOV ≤ 50 km/hAcumulan yconducen el

AVENIDAS SECUNDARIAS, CALLES COLECTORAS DETRÁNSITO



tránsito desdeun barrio haciavías de tránsito

de ordensuperior (clases

A,B,C,D)

F**

LENTOV ≤ 40 km/h

Callesresidencialesde una o dosmanos, con

tránsitoexclusivamentelocal. Presenciade peatones y

obstáculos

CALLES RESIDENCIALES

* Sin presencia de peatones** Con presencia de peatones

Las calles residenciales de General Pico se encuentran en la clase F**.

En ésta reglamentación, para las arterias clase F**, se exige como mínimo losvalores de iluminancia media y de uniformidad que se presentan acontinuación:


siendo:

Emín: el menor valor de la iluminancia en los puntos de evaluación.Emed: el valor medio de la iluminancia, es el promedio de las iluminancias en lospuntos de evaluación.Emáx: el mayor valor de la iluminancia en los puntos de evaluación.Las instalaciones actuales de éste tipo de arterias poseen 4 columnas porcuadra (en tresbolillo), por lo tanto la distancia entre ellas es de 28,73 m.

La lámpara utilizada para los cálculos fue una OSRAM NAV-E 100W SUPER4Y y la luminaria una STRAND JC 250 TUC, la cual se puede apreciar en lapróxima figura:



Las curvas isolux y de utilización son las siguientes:

Si llamamos H a la altura de montaje, bv a la distancia desde la luminaria alcordón cuneta más cercano (hasta la vereda) y bc a la distancia hasta el cordónmás alejado (hasta la vereda del frente), tenemos los siguientes valores:

85,16

9,1

m

m

H

bv 316,06

1,11

m

m

H

bc

Ingresando con estos valores en la tabla se obtiene un coeficiente de utilizaciónde la vereda (Cuv) igual a 0,1 y un coeficiente de utilización de la calzada (Cuc)igual a 0,4. La suma de estos nos da el coeficiente total que sería Cu = 0,5.

Entonces tenemos que:

lxmm

lm

bL

CFE ummed 17,10

1373,28

5,08,09500

donde:

Ø: flujo luminoso de la lámpara.Fm: factor de mantenimiento.L: distancia entre columnas.b: ancho de la calle.



Luego se calcula el Emín:

Los puntos más críticos son el A y el B.

Punto A

Aporte de la luminaria 1

Entrando en la gráfica con los valores 78,4H

L y 316,0H

bv se puede ver que

ésta luminaria no aporta iluminancia al punto A, o sea que E1 = 0.


Entrando en la gráfica con los valores 00

H y 85,1H

bc se lee una cifra de

aproximadamente 0,15 lx, a ésta cifra hay que multiplicarla por dos factores decorrección, el de altura y el de flujo (ya que la gráfica está hecha para 1000 lmy la lámpara adoptada genera 9500 lm), luego de hacer ésta cuenta se obtieneE2 = 3,2 lx.


Ésta situación es idéntica a la de la luminaria 1, por lo tanto E3 = 0.



Aporte total

La iluminancia en el punto A es EA = 3,2 lx.

Punto B


Entrando en la gráfica con los valores 39,22

H

L y 76,0

*

H

bc se lee una

iluminancia de 0,2 lx, que una vez afectada por los factores de corrección nosda E1 = 4,3 lx.


Ésta situación es idéntica a la anterior, por lo tanto E2 = 4,3 lx.

Aporte total

La iluminancia en el punto B es EB = 8,6 lx.

Por ende el Emín es el del punto A.

El valor máximo de iluminancia será debajo de la luminaria, o sea que, luego deafectar el valor leído por los factores de corrección, se tiene Emáx = 42,75 lx.

Ahora podemos calcular los índices de uniformidad:

31,01 med

mín

E

EG 075,02

máx

mín

E

EG

Emed y G1 están dentro de las exigencias de la norma, pero G2 está por debajo.

Para ver si se puede solucionar este inconveniente aumentando la potencia dela lámpara, realicé los mismos cálculos pero con una lámpara OSRAM NAV-E150W SUPER 4Y, la cual genera un flujo luminoso de 16700 lm.


lxmm

lm

bL

CFE ummed 88,17

1373,28

5,08,016700



Punto A



L y 316,0H

bv se puede ver que

ésta luminaria no aporta iluminancia al punto A, o sea que E1 = 0.



H y 85,1H

bc se lee una cifra de

aproximadamente 0,15 lx, a ésta cifra hay que multiplicarla por los factores decorrección, el de altura y el de flujo (ya que la gráfica está hecha para 1000 lmy la lámpara adoptada genera 16700 lm), luego de hacer ésta cuenta seobtiene E2 = 5,63 lx.


Ésta situación es idéntica a la de la luminaria 1, por lo tanto E3 = 0.

Aporte total


Punto B



H

L y 76,0

*

H

bc se lee una

iluminancia de 0,2 lx, que una vez afectada por los factores de corrección nosda E1 = 7,5 lx.



Aporte total



La iluminancia en el punto B es EB = 15 lx.




31,01 med

mín

E

EG 075,02

máx

mín

E

EG

Los valores de G1 y G2 son los mismos que en el caso anterior, por lo tanto seconcluye que aumentando la potencia de la lámpara no se logra una mejora enla uniformidad, sólo aumenta la iluminancia.

Cálculos en papel de la disposición actual de una calle común de laciudad con altura de montaje de 6 metros y variando la separación entre

columnas para mejorar la uniformidad

Con el objetivo de aumentar los índices de uniformidad (que como se vióanteriormente uno de ellos no estaba dentro de los límites de la norma), realicénuevos cálculos, pero ahora considerando una menor distancia entrecolumnas.

Como primera alternativa supuse 5 columnas por cuadra, con una separaciónde 21,55 m y una lámpara OSRAM NAV-E 100W SUPER 4Y.


lxmm

lm

bL

CFE ummed 56,13

1355,21

5,08,09500

Punto A





L y 316,0H

bv se lee una cifra

de aproximadamente 0,1 lx, a ésta cifra hay que multiplicarla por los factores decorrección, de altura y flujo, luego de hacer ésta cuenta se obtiene E2 = 2,14 lx.



H y 85,1H

bc se observa una

iluminancia de aproximadamente 0,15 lx, que después de afectarla por losfactores de corrección se obtiene E2 = 3,2 lx.


Ésta situación es idéntica a la de la luminaria 1, por lo tanto E3 = 2,14 lx.

Aporte total


Punto B



H

L y 76,0

*

H

bc se lee una

iluminancia de aproximadamente 0,35 lx, que una vez afectada por los factoresde corrección nos da E1 = 7,5 lx.



Aporte total

La iluminancia en el punto B es EB = 15 lx.






55,01 med

mín

E

EG 175,02

máx

mín

E

EG

Emed, G1 y G2 están dentro de las exigencias de la norma.

Como al tomar la medida de disminuir la separación entre columnas aumentó lailuminancia, probé realizar los mismos cálculos pero con una lámpara de menorpotencia (con el fin de obtener resultados dentro de los permitidos y consumirmenos energía). Elegí una OSRAM NAV-E 70W SUPER 4Y con un flujo de6500 lm.


lxmm

lm

bL

CFE ummed 28,9

1355,21

5,08,06500

Como el Emed ya no cumple con la norma decidí disminuir un poco más ladistancia entre columnas. Supuse 6 columnas por cuadra, con una separaciónde 17,24 m.Entonces tenemos que:

lxmm

lm

bL

CFE ummed 6,11

1324,17

5,08,06500

Punto A



L y 316,0H

bv se lee una cifra de

0,2 lx, a ésta cifra hay que multiplicarla por dos factores de corrección, el dealtura y el de flujo (ya que la gráfica está hecha para 1000 lm y la lámparaadoptada genera 6500 lm), luego de hacer ésta cuenta se obtiene E2 = 2,9 lx.





H y 85,1H

bc se observa una

iluminancia de aproximadamente 0,15 lx, que después de afectarla por losfactores de corrección se obtiene E2 = 2,2 lx.


Ésta situación es idéntica a la de la luminaria 1, por lo tanto E3 = 2,9 lx.

Aporte total

La iluminancia en el punto A es EA = 8 lx.

Punto B



H

L y 76,0

*

H

bc se lee una

iluminancia de aproximadamente 0,4 lx, que una vez afectada por los factoresde corrección nos da E1 = 5,85 lx.



Aporte total

La iluminancia en el punto B es EB = 11,7 lx.




69,01 med

mín

E

EG 273,02

máx

mín

E

EG

Emed, G1 y G2 están dentro de las exigencias de la norma.



Cálculos con los programa para PC más utilizados

Con el propósito de interiorizarme en el uso de software para cálculoslumínicos, estuve investigando y analizando programas como el CALCULUXROAD, el DIALUX y el RELUX.

Con ellos diseñé algunos simples proyectos de iluminación interior, exterior yde caminos.



Cálculos con el software CALCUCON

CALCUCON es un programa para diseño de proyectos de alumbrado públicosolamente, el cual es gratuito y se puede descargar de Internet.

No es muy completo pero sí muy versátil, ya que permite al usuario cargar lasluminarias a utilizar, siempre que éste disponga de la información fotométrica.

Durante los meses que duró la pasantía estuve en contacto con personaltécnico de la empresa IEP, quienes me facilitaron ensayos fotométricos de laluminaria ATRIA, algunos de los cuales se muestran a continuación:



Estas tablas las utilicé para poder cargar el artefacto en el software antesmencionado.

Una vez que tuve la luminaria lista para utilizar, diseñé varios proyectos,variando la altura, longitud del brazo y distancia entre columnas. Siempreanalizando y comparando los resultados obtenidos.

A continuación se presentan algunas capturas de las imágenes y gráficas quenos brinda CALCUCON:



Cálculos con el software LITESTAR

Otras de las cosas que me envió la empresa IEP fue un CD con el programaque ellos utilizan para los cálculos lumínicos (LITESTAR), dentro del cual seencuentra una biblioteca con la mayoría de las luminarias fabricadas por ellos.

Con éste software diseñé varios proyectos, con diferentes artefactos,comparando entre el uso de refractor de vidrio o policarbonato, diferentespotencias de lámparas, variando alturas, longitud del brazo y distancia entrecolumnas, etc.

En el anexo se adjunta un proyecto completo para poder apreciar toda lainformación que éste programa permite analizar.



CÁLCULOS ELÉCTRICOS

Verificación de la sección de conductores y actuación de las proteccionesen instalaciones de alumbrado público del barrio Rucci III

Para comprobar la correcta elección de la sección de los conductores deltendido antes mencionado, realicé los cálculos de caída de tensión y corrienteadmisible.

Todos los artefactos de iluminación y las viviendas del barrio están alimentadospor 2 subestaciones transformadoras de distribución secundaria. El tendido dela red es subterráneo radial abierto.

La línea de alumbrado público está dedicada solamente para éste fin. Elconductor utilizado es Payton Superflex PVC 1,1 kV de Cobre tetrapolar de 4mm2, el cual responde a norma IRAM 2178 e IEC 60502-1.

En todas las calles hay instaladas lámparas PHILIPS SON 150 W, excepto enla plaza del barrio que hay lámparas PHILIPS SON 250 W. El artefactocompleto (con equipo auxiliar) en el primer caso consume una corrientenominal de 0,85 A y en el segundo de 1,35 A, en ambas situaciones el factor depotencia es de 0,9 (cosØ = 0,9).



La alimentación de las luminarias es alternada en fases (como lo exige lanueva reglamentación), o sea que si una fase queda sin servicio, la cuadra noqueda sin iluminación.

Para realizar el cálculo de caída de tensión, dividí los diferentes alimentadoresen tantos tramos como luminarias hay desde el transformador, así como se lorepresenta en los planos correspondientes, luego sumé la caída de cadafragmento (sólo en los casos más desfavorables) y verifiqué que no supere el3% de la tensión nominal, que es el valor límite que permite la reglamentaciónde la AEA.

En cada segmento se toma la corriente que circula por cada fase y por elneutro, luego se calcula la caída de tensión como:

ZLIV ac arg

donde:

Icarga: corriente de carga en el tramo [A].L: longitud del tramo [km].Z = R cosØ + X senØ : impedancia del conductor [Ω/km] (R: resistencia delconductor [Ω/km] y X: reactancia del conductor [Ω/km]).

Después se hace la composición de los V para obtener la caída de tensiónentre cada fase y el neutro.El valor de Iadmisible que se utilizará en las tablas representa la corriente admisibledel conductor y es una característica del tipo de cable que se usa, por lo tantose obtiene de la misma tabla de donde se seleccionó el cable correspondiente,junto con los valores de R y X .

El valor de ΔV (%) es la caída de tensión porcentual y se obtiene del cocienteentre la caída de tensión y la tensión nominal multiplicado por 100, es decir:

100%

V

VV

El conductor tiene una resistencia a 80 °C de 5,72 /km y una reactanciainductiva de 0,0099 /km, por lo tanto la impedancia es de 5,19 /km.

Subestación A



Alimentador IIIA

TramoL IR IS IT IN IAD ΔR ΔS ΔT ΔN ΔRN ΔSN ΔTN

(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)

1 0,06 0,85 0 00,8548 0,26 0,00 0,00 0,26 0,24 0,12 0,12

2 0,04 0,85 0,85 0 0,85 48 0,18 0,18 0,00 0,18 0,16 0,16 0,083 0,03 0,85 0,85 0,85 0 48 0,13 0,13 0,13 0,00 0,06 0,06 0,067 0,03 1,7 1,7 1,7 0 48 0,26 0,26 0,26 0,00 0,12 0,12 0,128 0,03 2,55 2,55 2,55 0 48 0,40 0,40 0,40 0,00 0,18 0,18 0,189 0,03 3,4 3,4 3,4 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,24

10 0,03 4,25 4,25 4,25 0 48 0,66 0,66 0,66 0,00 0,30 0,30 0,3011 0,03 5,1 5,1 5,1 0 48 0,79 0,79 0,79 0,00 0,36 0,36 0,36

12 0,04 5,95 5,95 5,95 0 48 1,241,241,24 0,00 0,56 0,56 0,56

13 0,03 6,8 6,8 6,8 0 48 1,06 1,06 1,06 0,00 0,48 0,48 0,48

Icarga ≤ Iadmisible ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼5,52 V 5,25 V 5,07 V 0,44 V 2,71% 2,59% 2,51%

ΔV (%) ≤ 3%


(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)4 0,04 0 0 0,85 0,85 48 0,00 0,00 0,18 0,18 0,08 0,08 0,165 0,06 0 0,85 0,85 0,85 48 0,00 0,26 0,26 0,26 0,12 0,24 0,24



6 0,01 0,85 0,85 0,85 0 48 0,04 0,04 0,04 0,00 0,02 0,02 0,027 0,03 1,7 1,7 1,7 0 48 0,26 0,26 0,26 0,00 0,12 0,12 0,128 0,03 2,55 2,55 2,55 0 48 0,40 0,40 0,40 0,00 0,18 0,18 0,189 0,03 3,4 3,4 3,4 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,24

10 0,03 4,25 4,25 4,25 0 48 0,66 0,66 0,66 0,00 0,30 0,30 0,3011 0,03 5,1 5,1 5,1 0 48 0,79 0,79 0,79 0,00 0,36 0,36 0,3612 0,04 5,95 5,95 5,95 0 48 1,24 1,24 1,24 0,00 0,56 0,56 0,5613 0,03 6,8 6,8 6,8 0 48 1,06 1,06 1,06 0,00 0,48 0,48 0,48


ΔV (%) ≤ 3%

donde:

L: longitud del tramo.IAD: corriente admisible del conductor.

Alimentador IVA


(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)

1 0,06 0,85 0 0 0,85 48 0,260,000,00 0,26 0,24 0,12 0,12

2 0,04 0,85 0,85 0 0,85 48 0,18 0,18 0,00 0,18 0,16 0,16 0,083 0,03 0,85 0,85 0,85 0 48 0,13 0,13 0,13 0,00 0,06 0,06 0,064 0,03 1,7 1,7 1,7 0 48 0,26 0,26 0,26 0,00 0,12 0,12 0,125 0,04 2,55 2,55 2,55 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,246 0,03 3,4 3,4 3,4 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,247 0,03 4,25 4,25 4,25 0 48 0,66 0,66 0,66 0,00 0,30 0,30 0,308 0,03 5,1 5,1 5,1 0 48 0,79 0,79 0,79 0,00 0,36 0,36 0,36

9 0,03 5,95 5,95 5,95 0 48 0,93 0,93 0,93 0,00 0,420,420,42

10 0,01 6,8 6,8 6,8 0 48 0,35 0,35 0,35 0,00 0,16 0,16 0,16Icarga ≤ Iadmisible ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

4,63 V 4,37 V 4,19 V 0,44 V 2,31% 2,19% 2,11%ΔV (%) ≤ 3%

Subestación B



Alimentador IIIB

TramoLIR IS IT IN IAD ΔR ΔS ΔT ΔN ΔRN ΔSN ΔTN

(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)1 0,06 0,85 0 0 0,85 48 0,26 0,00 0,00 0,26 0,24 0,12 0,122 0,04 0,85 0,85 0 0,85 48 0,18 0,18 0,00 0,18 0,16 0,16 0,08

3 0,03 0,85 0,85 0,85 0 48 0,130,130,13 0,00 0,06 0,06 0,06

7 0,03 1,7 1,7 1,7 0 48 0,26 0,26 0,26 0,00 0,12 0,12 0,128 0,03 2,55 2,55 2,55 0 48 0,40 0,40 0,40 0,00 0,18 0,18 0,189 0,03 3,4 3,4 3,4 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,24

10 0,06 4,25 4,25 4,25 0 48 1,32 1,32 1,32 0,00 0,60 0,60 0,6011 0,04 4,25 4,25 5,1 0,85 48 0,88 0,88 1,06 0,18 0,48 0,48 0,5612 0,023 5,95 5,1 5,95 0,85 48 0,71 0,61 0,71 0,10 0,37 0,32 0,37

Icarga ≤Iadmisible

▼▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

4,68 V 4,32 V 4,42 V 0,72 V 2,45% 2,29% 2,33%ΔV (%) ≤ 3%


(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)



4 0,04 0 0 0,85 0,85 48 0,00 0,000,180,18 0,08 0,08 0,16

5 0,06 0 0,85 0,85 0,85 48 0,00 0,26 0,26 0,26 0,12 0,24 0,246 0,01 0,85 0,85 0,85 0 48 0,04 0,04 0,04 0,00 0,02 0,02 0,027 0,03 1,7 1,7 1,7 0 48 0,26 0,26 0,26 0,00 0,12 0,12 0,128 0,03 2,55 2,55 2,55 0 48 0,40 0,40 0,40 0,00 0,18 0,18 0,189 0,03 3,4 3,4 3,4 0 48 0,53 0,53 0,53 0,00 0,24 0,24 0,24

10 0,06 4,25 4,25 4,25 0 48 1,32 1,32 1,32 0,00 0,60 0,60 0,6011 0,04 4,25 4,25 5,1 0,85 48 0,88 0,88 1,06 0,18 0,48 0,48 0,56

12 0,023 5,95 5,1 5,95 0,85 48 0,71 0,61 0,710,100,37 0,32 0,37


ΔV (%) ≤ 3%

Alimentador IVB


(km) (A) (A) (A) (A) (A) (V) (V) (V) (V) (%) (%) (%)1

0,044 2,7 1,35 1,35 1,35 48 0,62 0,31 0,31 0,31 0,42 0,28 0,282 0,044 4,05 4,05 2,7 1,35 48 0,93 0,93 0,62 0,31 0,56 0,56 0,423 0,06 6,75 8,1 6,75 1,35 48 2,10 2,52 2,10 0,42 1,15 1,34 1,15

Icarga ≤ Iadmisible ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

3,64 V3,76 V3,03 V

1,04 V 2,13% 2,18% 1,85%

ΔV (%) ≤ 3%

Como se puede observar en las tablas la caída de tensión de los casos másdesfavorables nunca supera el 3% de la tensión nominal, también se puede verque en ningún momento la corriente de carga es superior a la admisible.

Con respecto a las protecciones, en cada tablero principal (aguas abajo delsecundario del transformador y antes del tablero de alumbrado público) para elalimentador destinado al alumbrado se encuentra instalado un juego de fusiblestipo NH-00 gL de 50 A y tensión nominal de 500 V. Como el conductor utilizadoposee una corriente admisible de 48 A, sugerí el cambio de éstos por unos tipoNH-00 gL de 40 A y tensión nominal de 500 V, ya que:

AAAAAIIIII IVAIIIAIIAIAA 4,208,68,64,34,3

y

AAAAAAIIIIII VBIVBIIIBIIBIBB 65,278,61,895,54,34,3

por lo tanto en ambos casos se cumpliría que:

admisiblefusibleac III ≺≺arg



Otra sugerencia que hice fue instalar un interruptor diferencial de 40 A ysensibilidad de 300 mA, ya que las líneas analizadas son dedicadasexclusivamente al alumbrado público. La razón por la cual elegí sensibilidad de300 mA es para evitar el disparo no deseado debido a corrientes de fuga,sobretensiones transitorias o corrientes derivadas de descargas atmosféricas.

Selección de elementos de protección y maniobra para tableros dealumbrado público

El sector de gerencia de la empresa me encomendó la tarea de preparartableros de alumbrado público para dos magnitudes de carga (80 A y 100 A) ysolicitar los respectivos presupuestos en un conocido comercio del rubroradicado en Bahía Blanca con el que la empresa ha trabajado anteriormente, elcual se encarga de armar el gabinete con los componentes deseados yentregarlo listo para su instalación.

A continuación se presenta un esquema orientativo del diseño propuesto:



Nota: el medidor de energía iría fuera del gabinete (a pedido de CORPICO).Los elementos para los tableros que solicité al comercio fueron los siguientes:

Para 80 A

1 gabinete HIMEL PLM 64 de polyester reforzado con fibra de vidrio.

1 contactor de corriente nominal de 80 A con bobina de 220V.

1 interruptor seccionador de corriente nominal de 80 A.

3 interruptores termomagnéticos unipolares de corriente nominal de 80 A.

1 llave selectora manual – automático.

1 llave interruptora 0 - 1.

1 fotocélula.

Bandejas metálicas, borneras, etc.

Para 100 A

1 gabinete HIMEL PLM 64 de polyester reforzado con fibra de vidrio.

1 contactor de corriente nominal de 100 A con bobina de 220V.

1 interruptor seccionador de corriente nominal de 100 A.



3 interruptores termomagnéticos unipolares de corriente nominal de 100 A.

1 llave selectora manual – automático.

1 llave interruptora 0 - 1.

1 fotocélula.

Bandejas metálicas, borneras, etc.

En respuesta a mi solicitud, enviaron los siguientes presupuestos:

Tablero Alumbrado Público de 80 A

Por la provisión de materiales y mano de obra para la construcción del gabinete, compuesto por:

Tres (3) interruptores termomagnéticos Merlin Gerin C120N 1x80 A, curvaC.

Un (1) interruptor bajo carga Merlin Gerin INS80 3x80 A.

Un (1) contactor tripolar de 80 A - AC1, Telemecanique LC1D50M7.

Una (1) llave conmutadora de 3 posiciones manual – automático.

Una (1) llave interruptora de 3 polos, posiciones 0 –1.

Un (1) gabinete de polyester con fibra de vidrio Himel PLM64, con bandeja.

Precio unitario: u$s 850,00 más IVA

Tablero Alumbrado Público de 100 A

Por la provisión de materiales y mano de obra para la construcción del gabinete, compuesto por:

Tres (3) interruptores termomagnéticos Merlin Gerin C120N 1x100 A, curvaC.

Un (1) interruptor bajo carga Merlin Gerin INS100 3x100 A.

Un (1) contactor tripolar de 125 A - AC1, Telemecanique LC1D80M7.

Una (1) llave conmutadora de 3 posiciones manual – automático.

Una (1) llave interruptora de 3 polos, posiciones 0 –1.

Un (1) gabinete de polyester con fibra de vidrio Himel PLM64, con bandeja.

Precio unitario: u$s 1010,00 más IVA

Una vez recibidas estas cotizaciones, las puse al alcance del personal de lacooperativa para que tomen la decisión más acertada.


A

B

C

E

D


CÁLCULOS MECÁNICOS

Cálculo estático y elástico de columna de alumbrado de 12 metros dealtura libre

La empresa adquirió columnas de éste tipo a la firma OBRELECTRIC para lasinstalaciones del acceso al parque apícola. Junto con éstas se entregaron losresultados de los cálculos antes mencionados, los cuales indican que secumple con las exigencias de las normas IRAM referentes a estos temas ytambién con la nueva reglamentación sobre alumbrado público de la AEA, peroéstos estudios están calculados para una zona geográfica que no correspondea la de nuestra provincia (según IRAM 2620), por lo tanto decidí verificarlos yllegué a la conclusión que también se obtienen valores que no superan loslímites exigidos.



La velocidad del viento que se debe utilizar para los cálculos en nuestra zona ypara la altura libre de ésta columna (según norma IRAM 2620 “Columnastubulares de acero para alumbrado”) es de 107 km/h.

El material usado cumple con las normas IRAM 2502 y 2592, posee unatensión admisible de 1600 kg/cm2, una tensión de fluencia de 2400 kg/cm2 y unmódulo de elasticidad de 2100000 kg . cm2.

La luminaria considerada es una STRAND MBA-70, la cual pesa 9,45 kg ypresenta una superficie expuesta al viento de 0,2 m2.

Datos constructivos

Sección Diam. ext. Espesor Diam. int. Long. real Peso tramo

[mm] [mm] [mm] [m] [kg]A 88,9 3,65 81,6 3,81 29,2185B 114,3 4,05 106,2 3,2 32,4C 139,7 4,85 130 3,2 49,5D 168,3 4,85 158,6 4,8 100,8

Peso total de la columna: 211,9185



Cálculo estático

La nueva reglamentación de la AEA exige un coeficiente de seguridad mayor oigual a 1,5.

Datos de la columna

Sección Long. tramo Diam. ext. Esp. tramo Area col. (cil.) Area art. (plana)

[cm] [mm] [mm] [m2] [m2]A 240 88,9 3,65 0,21 0,20B 300 114,3 4,05 0,34 0,20C 300 139,7 4,85 0,42 0,20D 360 168,3 4,85 0,61 0,20

Momentos flectores

Sección Pres. col. Pres. art. M brazo M col. M art.

[kg] [kg] [kg.cm] [kg.cm] [kg.cm]A 8,2 15,80 3400 990 3792B 21,5 15,80 3400 5805 8532C 37,7 15,80 3400 15833 13272D 61,1 15,80 3400 36668 18960E 53,3 15,80 3400 28786 17064

Las presiones debidas al viento se calcularon con la siguiente fórmula(sugerida por el “Reglamento Técnico y Normas Generales para el Proyecto yEjecución de Obras de Electrificación Rural”):

FqCKP

donde:

P: Fuerza del viento [kg].K: Coeficiente que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo largo del vano (para estructuras de soporte se toma K=1).C: Coeficiente de presión dinámica (C=0,7 para estructuras cilíndricas y C=1,4 para estructuras planas).q = v2/16: Presión dinámica debida al viento [kg/m2] (v: velocidad del viento[m/s]).F: Superficie expuesta normalmente al viento [m2].

sbplsb

pbM brazo 2

donde:

pb: peso del brazo [kg].pl: peso de la luminaria [kg].sl: saliente del brazo [cm].



2

ltptM col

donde:

pt: presión sobre el tramo de columna [kg].lt: longitud del tramo de columna [cm].

ltpaM art

donde:

pa: presión sobre el artefacto [kg].∑lt: suma de longitudes de los tramos considerados [cm].

Tensiones resultantes

Sección M total W J T T/Tadm Coef. seg.

[kg.cm] [cm3] [cm4] [kg/cm2]A 5867 20,02 88,97 293 0,18 8,19B 14734 37,34 213,42 395 0,25 6,08

C 29302 66,95 467,654380,27 5,48

D 55732 98,92 832,41 563 0,35 4,26E 45976 80,13 674,26 574 0,36 4,18

22 )( artcolbrazototal MMMM

W = (Dext4-Dint

4) / 32 Dext : módulo resistente del tramo [cm3].

J = (Dext4-Dint

4) / 64 : momento de inercia del tramo [cm4].

T = Mtotal / W : tensión resultante [kg/cm2].

En ésta última tabla se puede apreciar que en todos los tramos se cumple conlo pedido.

Cálculo elástico

La reglamentación establece que la flecha en la cima no debe superar el 2% dela altura libre.

Datos y desarrollo de flecha horizontal

Sección J q P M L L'

[cm4] [kg.cm] [kg] [kg.cm] [cm] [cm]



A 89,0 0,034 15,80 5867 240 B 213,4 0,072 24,05 14734 300 240C 467,6 0,126 45,55 29302 300 540D 832,4 0,170 83,24 55732 360 840

q: carga uniformemente repartida en el tramo considerado.P: carga puntual en el extremo considerado.M: momento flector en el tramo considerado.L: longitud del tramo considerado.L’: longitud acumulada.

Flecha por carga uniforme

Sección Fq q F'q

[cm] [cm]A 0,076

B0,162

0,00072 0,173C 0,130 0,00058 0,311D 0,204 0,00076 0,634

SUMA 0,572 1,118

Fq = q • L4 / 8 • E • J : flecha en el extremo del tramo debida a la carga uniforme. q = q • L3 / 6 • E • J : desplazamiento angular por carga uniforme.

F’q = q • L’ : flecha en la cima debida al desplazamiento angular por cargauniforme.

Flecha por carga puntual

Sección Fp p F'p

[cm] [cm]A 0,390 B 0,483 0,00241 0,579C 0,417 0,00209 1,127D 0,741 0,00309 2,592

SUMA 2,031 4,298

Fp = P • L3 / 3 • E • J : flecha en el extremo del tramo debida a la carga puntual. p = q • L2 / 2 • E • J : desplazamiento angular por carga puntual.

F’p = p • L’ : flecha en la cima debida al desplazamiento angular por cargapuntual.

Flecha por momento flector

Sección Fm m F'm[cm] [cm]

A B 0,589 0,00393 0,943C 0,675 0,00450 2,431


A

B

C

E

D


D 1,086 0,00603 5,069

SUMA 2,350 8,442

Fm = M • L2 / 2 • E • J : flecha en el extremo del tramo debida al momentoflector. m = M • L / E • J : desplazamiento angular por momento flector.

F’m = m • L’ : flecha en la cima debida al desplazamiento angular pormomento flector.

Flecha total [cm] = Fq + Fp + Fm + F'q + F'p + F'm = 18,811

La flecha total en la cima es del 1,6%, por lo tanto se cumple con lareglamentación.

Cálculo estático y elástico de columna de alumbrado de 8 metros dealtura libre

Para verificar si las columnas de éste tipo (que suman aproximadamente el90% de las instaladas en toda la ciudad) cumplen con las normas, realicé loscálculos correspondientes. El resultado fue positivo, ya que las mismas acatancon lo que plantean las reglamentaciones.






Datos constructivos

Sección Diam. ext. Espesor Diam. int. Peso tramo

[mm] [mm] [mm] [kg]A 60,3 3,2 53,9 15,48B 76,1 3,2 69,7 12,606C 88,9 3,6 81,7 16,61D 114,3 4,05 106,2 30,24


Cálculo estático




Datos de la columna


[cm] [mm] [mm] [m2] [m2]A 160 60,3 3,2 0,10 0,20B 220 76,1 3,2 0,17 0,20C 220 88,9 3,6 0,20 0,20D 200 114,3 4,05 0,23 0,20

Momentos flectores


[kg] [kg] [kg.cm] [kg.cm] [kg.cm]A 2,4 9,97 3768,75 188 1595B 6,4 9,97 3768,75 1223 3789C 11,2 9,97 3768,75 3362 5982D 16,8 9,97 3768,75 6713 7976E 13,4 9,97 3768,75 4569 6780


FqCKP

sbplsb

pbM brazo 2

2

ltptM col ltpaM art


Sección M total W J T T/Tadm Coef. seg.[kg.cm] [cm3] [cm4] [kg/cm2]

A 4169 7,78 23,47 536 0,33 4,48B 6271 12,82 48,78 489 0,31 4,91C 10076 19,77 87,90 510 0,32 4,71D 15165 37,34 213,42 406 0,25 5,91E 11958 30,25 172,87 395 0,25 6,07



Cálculo elástico






[cm4] [kg.cm] [kg] [kg.cm] [cm] [cm]A 23,5 0,015 9,97 4169 160 B 48,8 0,029 12,32 6271 220 160C 87,9 0,051 18,76 10076 220 380D 213,4 0,084 29,97 15165 200 600


Sección Fq q F'q

[cm] [cm]A 0,024 B 0,084 0,00051 0,081C 0,081 0,00049 0,186D 0,037 0,00025 0,150

SUMA 0,226 0,417


Sección Fp p F'p

[cm] [cm]A 0,276 B 0,427 0,00291 0,466

0,001340,802C 0,361 0,00246 0,935 0,178

D SUMA 1,242 2,203



A B 0,985 0,00895 1,433C 0,822 0,00747 2,840D 0,450 0,00450 2,698

SUMA 2,257 6,971



A

D

C

B



Diseño y cálculos mecánicos de nuevas columnas

Como en el capítulo correspondiente a los cálculos lumínicos se hicieron variaspropuestas en las que altura libre de las luminarias era inferior a 8 metros y lacooperativa no posee columnas de esas características, decidí diseñarlas pormi cuenta.A continuación se presentan varios proyectos de columnas, con susrespectivos cálculos (estático y elástico).

Columna de alumbrado de 3 tramos y 7 metros de altura libre






Datos constructivos


[mm] [mm] [mm] [kg]A 60,3 3,2 53,9 15,48B 76,1 3,2 69,7 12,606C 88,9 3,6 81,7 29,445


Cálculo estático


Datos de la columna




[cm] [mm] [mm] [m2] [m2]A 160 60,3 3,2 0,10 0,20B 220 76,1 3,2 0,17 0,20C 320 88,9 3,6 0,28 0,20

Momentos flectores


[kg] [kg] [kg.cm] [kg.cm] [kg.cm]A 2,4 9,97 3768,75 188 1595B 6,4 9,97 3768,75 1223 3789C 13,4 9,97 3768,75 4681 6979D 10,8 9,97 3768,75 3124 5783


FqCKP

sbplsb

pbM brazo 2

2

ltptM col ltpaM art


Sección M total W J T T/Tadm Coef. seg.[kg.cm] [cm3] [cm4] [kg/cm2]

A 4169 7,78 23,47 536 0,33 4,48B 6271 12,82 48,78 489 0,31 4,91C 12255 19,77 87,90 620 0,39 3,87D 9672 16,02 71,20 604 0,38 3,97



Cálculo elástico




[cm4] [kg.cm] [kg] [kg.cm] [cm] [cm]A 23,5 0,015 9,97 4169 160



B 48,8 0,029 12,32 6271 220 160C 87,9 0,042 18,76 12255 320 380


Sección Fq q F'q

[cm] [cm]A 0,024 B 0,084 0,00051 0,081C 0,297 0,00124 0,470

SUMA 0,405 0,551


Sección Fp p F'p

[cm] [cm]A 0,276 B 0,427 0,00291 0,466C 1,110 0,00520 1,977

SUMA 1,813 2,443



A B 0,985 0,00895 1,433C 1,739 0,01087 4,131

SUMA 2,724 5,564




A

B

C

E

D


Columna de alumbrado de 4 tramos y 7 metros de altura libre






Datos constructivos


[mm] [mm] [mm] [kg]A 48,3 2,9 42,5 10,7892B 60,3 3,2 53,9 4,5C 76,1 3,2 69,7 8,595D 88,9 3,6 81,7 27,935


Cálculo estático


Datos de la columna


[cm] [mm] [mm] [m2] [m2]A 150 48,3 2,9 0,07 0,20B 100 60,3 3,2 0,06 0,20


proyecto final integrador - unlpam

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