Proyeccion-de-la-obra-electromecanica-para-el-edificio-de-oficinas-de-la-zona-de-distribucion-Tacuba-CFE

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MT
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
 ARAGÓN
“PROYECCIÓN DE LA OBRA ELECTROMECÁNICA
PARA EL EDIFICIO DE OFICINAS DE 
LA ZONA DE DISTRIBUCIÓN
TACUBA (CFE)”
México; D.F. FES ARAGÓN 2015 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
LICENCIADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA ELECTRÓNICA
PRESENTA:
DIEGO JESÚS GONZÁLEZ VERDÍN
DIRECTOR DE TESIS:
ING. ABEL VERDE CRUZ
TESIS
Lourdes
Texto escrito a máquina
CIUDAD NEZAHUALCÓYOTL, ESTADO DE MÉXICO
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
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Proyección de la obra electromecánica
para el edificio de oficinas de 
la Zona de distribución 
Tacuba (CFE)
Diego Jesús González Verdín
Introducción
Renderización del proyecto 
1. Capítulo I Generalidades en una instalación eléctrica 
1.1 Especificaciones y consideraciones del diseño del proyecto 
1.2 Calidad de los materiales 
1.3 Alcances del proyecto 
1.4 Normatividad 
2. Capítulo II Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos 
2.1 Calculo de alimentadores, protecciones y canalizaciones. 
3. Capitulo III Sistema de tierras 
3.1 Procedimiento de diseño 
3.1.1 Requerimientos del diseño
3.1.2 Diseño de la malla
4. Capítulo IV Sistema de protección contra descargas atmosféricas 
 4.1 Generalidades 
4.2 Estudio de valoración de la necesidad del sistema de pararrayos 
4.3 Diseño del sistema de protección externo contra descargas atmosféricas 
(SEPTE) 
4.4 Diseño del sistema de protección interno contra descargas atmosféricas 
(SIPTE)
4.5 Diseño del sistema de puesta a tierra (SPT)
5. Capítulo V Acometida y punto de conexión a la red 
Capítulo VI Implementación al edificio de oficinas de la zona de distribución 
Tacuba (CFE)
6.1 Plano de alumbrado planta baja 
6.2 Plano de alumbrado planta alta
6.3 Plano de alumbrado exterior
6.4 Plano de receptáculos normales y regulados planta baja
6.5 Plano de receptáculos normales y regulados planta alta
6.6 Plano sistema contra descargas atmosféricas
6.7 Plano sistema de tierra planta baja
6.8 Plano de sistema tierra general
6.9Cuadros de carga
Conclusiones generales 
Bibliografía 
Términos y conceptos 
Abreviaturas 
Unidades 
5
6
7
7
8
11
13
15
15
26
28
28
29
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42
46
49
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54
56
62
64
70
65
71
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72
77
67
73
77
68
74
69
75
5
• Introducción• 
INTRODUCCIÓN
La instalación eléctrica en una edificación es de suma importancia ya que forma parte de 
uno de los aspectos más críticos de la misma, por tal motivo será necesario que todos los 
dispositivos, equipos y accesorios de la instalación estén diseñados e instalados de forma 
correcta. La obra electromecánica representa un 20 % aproximadamente del alcance 
total del catálogo de conceptos de un proyecto promedio, y a pesar de ello se debe pro-
yectar y ejecutar con el mayor apego a la normatividad y a las recomendaciones hechas 
por las autoridades competentes.
El presente proyecto de tesis tiene como alcances la proyección de la obra electromecáni-
ca del edificio de oficinas de la Zona de Distribución Tacuba, Subgerencia de Planeación 
y Construcción, División Valle de Centro México, Comisión Federal de Electricidad. Cabe 
mencionar que la presente tesis pretende realizar la proyección de la edificación en cuanto 
a obra electromecánica se refiere, con lo cual se entiende que no es un proyecto aproba-
do y no cuenta con una aprobación de la supervisión pertinente, por lo cual no puede ser 
usado como manual para la ejecución de la obra. 
La planta arquitectónica fue dibujada con el mayor apego posible a los manuales de cons-
trucción del Distrito Federal 
La edificación donde se desarrolla el proyecto se forma por una planta baja, planta alta, 
planta de azotea y planta de conjunto, sobre las cuales se proyectan los servicios necesa-
rios para un edificio de oficinas, tales como alumbrado normal, de emergencia, contactos 
normales, regulados y fuerza. Debido a la magnitud de la carga instalada así como la 
estimada se cuenta con una la subestación eléctrica proyectada un costado del edificio 
facilitando así los trabajos y cumpliendo con las recomendaciones de proyección de Stan-
dard 80-2000 del IEEE “Guiden for Safety in AC Substantion Grounding”.En la planta de 
conjunto contempla un estacionamiento descubierto y uno cubierto por techumbres para 
lo cual se proyecta alumbrado de acuerdo a las necesidades de los espacios. Finalmente 
la exigencia y finalidad para lo cual se piensa el edificio requiere de un sistema contra 
descargas atmosféricas el cual lo ubicamos en el punto más alto de la edificación sobre 
una torre arriostrada destinada para las comunicaciones.
6
• Renderización • 
RENDERIZACIÓN DEL PROYECTO
El presente proyecto se complementa con la realización de elementos visuales de apoyo 
como son los renders, los cuales se realizaron para ilustrar la edificación de estudio y así 
tener un mayor apoyo en el entendimiento del mismo y no realizar la ingeniería, de la cual 
esta tesis es especialidad, como un evento aislado de las obras totales.
La elaboración de los apoyos visuales (renders) fueron realizados mediante el uso del 
software Autodesk Revit 2014.
Fachada principal Fachada ponente
Fachada posterior Fachada oriente 
6 7
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
 CAPÍTULO I GENERALIDADES EN UNA
 INSTALACIÓN ELÉCTRICA 
El cálculo y proyección obra electromecánica de una edificación debe de quedar so-
portada por memorias de cálculo así como consideraciones de diseño y construcción. 
Dentro de las memorias más importantes con las que debe de contar todo proyecto se 
encuentran las siguientes:
• Calculo de alimentadores
• Sistema de protección contra descargas atmosféricas
• Sistema de puesta a tierra
• Sistema de protección interno contra descargas atmosféricas (SIPTE)
• Memoria técnico descriptiva del proyecto
• Alumbrado
• Contactos
• Canalizaciones primarias
• Instalaciones especiales
Este proyecto de tesis contempla los cálculos y consideraciones de diseño de acuerdo a 
lo que dicta la normatividad vigente aplicable según sea el caso.
1.1 Especificaciones y consideraciones del diseño del proyecto
Lo proyectado en este trabajo se ajusta a los requisitos establecidos en la Norma Ofi-
cial Mexicana en vigor NOM-001-SEDE-2012, a las especificaciones complementarias, a 
las normas de referencia de la CFE y a lo establecido por los reglamentos de diseño y 
construcción emitidos en el Distrito Federal. Todos los materiales y diseños fueron reali-
zados basándose en el la siguiente jerarquía.
 a) Seguridad
 b) Eficiencia
 c) Estética
 d) Economía
 d) Disponibilidad en el mercado 
Se consideró antes que nada la seguridad de los usuarios del inmueble así como del 
inmueble mismo, ya que con esta medida no solo estaremos cumpliendo con la normativi-
dad vigente aplicable para cada caso, si no que estaremos previendo gastos extraordina-
rios por reparaciones o por cambios en las consideraciones del diseño.
 La eficiencia del diseño así como la de los materiales propuestos, nos garantizan una 
confiabilidad en la instalación, así mismo reduce el consumo energético de la misma.8
La estética jugó un papel muy importante para nuestros diseños ya que se buscó que los 
que los materiales, accesorios y diseños que forman parte de la instalación no solo sean 
funcionales si no que creen una atmosfera agradable, esto se logró considerando por 
ejemplo: temperaturas del color, materiales, aplicaciones recomendadas por el fabricante, 
diseños y una distribución más estética de las luminarias, otro ejemplo de consideración 
estética es el concentrar tableros, subestación, planta de emergencia, etc. en espacios 
destinados para cada propósito, logrando así causar una menor impacto visual.
La economía y la disponibilidad en el mercado fueron factores a considerar. Tomando 
en cuenta que el proyecto se plantea como algo real los materiales y equipos se ajustan 
a lo que se dispone de manera más fácil y práctica, así como a condiciones reales de 
ejecución de los trabajos.
1.2 Calidad de los materiales 
Se considera en la proyección de la obra electromecánica que todos materiales con que 
serán nuevos, por lo que se refiere a su calidad deberá cumplirse, además de lo indicado 
por estas especificaciones, con lo establecido al efecto en la Norma Oficial Mexicana, 
correspondiente
Las especificaciones de diseño hacen mención de determinadas marcas o modelos 
comerciales, esto se debe a que se intenta definir una calidad o un diseño.
1.3 Alcances del proyecto
Los aspectos de los cuales se presentan consideraciones de diseño son las siguientes, 
ya que de los demás aspectos que componen la instalación están descritos mediante me-
morias de cálculo o justificaciones técnicas o marcadas por la normativa vigente aplicable.
Instalación eléctrica en baja tensión
• Alumbrado
• Alumbrado interior
• Alumbrado exterior
• Tableros de alumbrado
Fuerza
• Contactos
• Alimentadores generales
• Alimentadores derivados
• Tableros de distribución, etc.
Es importante mencionar que la obra electromecánica de este proyecto no es un aspecto 
aislado, por lo que se mencionan algunos de los trabajos que se desprenden de la mis-
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
98
ma, como los trabajos de albañilería que se requieran para la total terminación de las 
instalaciones eléctricas, tales como ranuras, resanes, bases para equipos, etc. Estos se 
ejecutarán conforme a las Especificaciones Generales de Construcción, Libro Segundo.
Instalaciones eléctricas en redes interiores
Tuberías
• La tubería se proyectó de fierro galvanizado pared delgada o gruesa según sea el 
caso.
• En las juntas constructivas se utilizará tubería flexible con interiores y entramado 
exterior de acero inoxidable.
Accesorios
Los coples, codos radio largo, cajas de conexiones, contratuercas, monitores, conectores 
para tubo flexible y demás accesorios que intervienen en el diseño, se considerarán con 
las siguientes características:
• Los coples y los codos serán de fierro galvanizado para tubo conduit pared delgada 
o pared gruesa.
• Los monitores serán de material de fundición dentados al exterior, con la boca pulida 
y sin aristas que puedan ocasionar daños al aislamiento del conductor.
• Las contratuercas deben ser troqueladas, de fierro galvanizado, con forma de colla-
rín dentado, con cuatro, seis u ocho dientes y roscado interno.
• Las cajas de conexiones, tapas y chalupas de lámina galvanizada serán troquela-
das.
• Los coples y codos serán de fierro galvanizado.
• También se utilizarán cajas tipo condulets y accesorios especiales de aluminio fun-
dido.
Tanto las tuberías como los accesorios se consideraron el diseño como de primera cali-
dad cumpliendo con la Norma Oficial Mexicana.
Tuberías y accesorios
• El diseño se hiso a base tubos enteros, evitando el uso de padecería y coples, con el 
fin de dar mayor rigidez a la instalación.
• Las tuberías para canalizaciones eléctricas deberán estar perfectamente lisas en su 
interior, y sus extremos deberán estar libres de rebabas y aristas cortantes.
• Las tuberías proyectadas son tipo conduit de pared delgada las cuales se colocan en 
muros o entre el plafón y la losa, salvo estos casos, el tipo de tubería conduit será de 
pared gruesa galvanizada.
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
10
Para el caso de tubería conduit pared delgada se consideró lo siguiente:
• En la instalación de tuberías entre dos registros consecutivos no se permitirán más 
de dos curvas de 90º, o su equivalente.
• Cuando sea necesario hacer curvas o dobleces (bayonetas) en tuberías deberán 
hacerse con dobladoras de mano; para diámetros mayores de 50 mm se harán con 
doblador hidráulico.
• Las ranuras que se usan para alojar tuberías en los muros deberán hacerse en po-
sición vertical.
• No se aceptarán por ningún motivo tuberías que al doblarse hayan sufrido disminu-
ciones en los diámetros interiores (chupados) o roturas, tampoco se aceptarán si sus 
dobleces son defectuosos por no haber sido hechos con herramientas adecuadas.
Para el caso de la tubería conduit pared gruesa:
• Los tubos soportados de losas o trabes, deberán sujetarse firmemente por medio de 
soportes de solera de acero de ¼” de espesor, abrazaderas metálicas y taquetes de 
plástico o fibra, especificados para instalaciones eléctricas.
• Los diseños no contemplan sujeciones improvisadas con soportes de madera o 
amarres de alambre.
• Ningún tubo, por delgada que sea, se aceptará sujeto de otro tubo, o de elementos 
de otras instalaciones; como tuberías de plomería, ductos de aire acondicionado, 
estructuras de falsos plafones, etc.
• Las tuberías horizontales están diseñadas para instalarse soportadas en el lecho 
bajo de las losas.
• Las consideraciones de las instalaciones aparentes, especiales, alumbrado exterior 
o en zonas donde haya humedad se usará tubería conduit galvanizada pared gruesa 
y condulet de aluminio fundido serie ovalada y/o serie rectangular, según lo indique 
el proyecto, con tapa y empaques de neopreno.
• En zonas especiales o peligrosas, con instalación de gases inflamables, explosivos, 
etc.; se diseña con condulets especiales de acuerdo a lo indicado en el proyecto 
como en el caso de la instalación de fuerza de aire acondicionado.
Para la tubería conduit flexible:
• Las tuberías deberán colocarse en tal forma que no reciban esfuerzos provenientes 
de la estructura del edificio. Cuando se requiera instalar tubos que atraviesen juntas 
constructivas, se unirán con tubería flexible capaz de absorber los movimientos de 
los edificios.
• La conexión de luminarias de empotrar se ejecutará con tubería flexible y cable con-
ductor THW indicado en proyecto.
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
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• Los tubos para alimentaciones a equipos, deberán rematarse en las cajas de cone-
xiones con tuberías flexibles y sujetarse por medio de conectores especiales.
• Las conexiones a equipos en ambientes húmedos y las de alumbrado en exteriores 
se ejecutarán con tubería flexible.
• Todas las tuberías para instalaciones eléctricas, deberán colocarse separadas de 
otras instalaciones, principalmente aquellas que puedan elevar la temperatura de los 
conductores.
• Toda tubería deberá sujetarse a las cajas registro, a las cajas de salida, a las cajas 
de interruptores y tableros, por medio de contratuerca y monitor; tratándose de tube-
ría de pared delgada se sujetarán con conectores. 
• Todos los tubos conduit deberán conservarse siempre limpios en su interior. 
Las curvas de los tubos mostradas en el proyecto evitan la disminución en las secciones, 
cumpliendo con los radios interiores indicados en la tabla 1
Una de las consideraciones en el diseño del proyecto es contemplar que en las tuberías 
deberán dejarse guías de alambre galvanizado del Nº14 ya que este tiene las caracterís-
ticas mecánicas para servir de guía a los conductores a instalar.
Tabla 1. Radio de curvatura en tuberías conduit
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
12
Cajas de conexiones y registros
• Las cajas de conexiones estarán reforzadasde lámina galvanizada calibre Nº 16.
• Las tapas de las cajas de conexiones serán de acero galvanizado, provistas de 
“chiqueadores” de acuerdo al diámetro de la tubería, llevarán agujeros y ranura para 
fijarse por medio de tornillos.
• Las sobre tapas para colocar contactos en cajas de conexiones son también de 
lámina de acero galvanizado.
• En los casos en que se requiera empotrarlas en losas o muros, las cajas deberán 
quedar remetidas con un máximo de 10 mm del paño del acabado final de muro o 
losa.
• Las cajas “chalupa”, cajas de conexiones y registros deberán instalarse sin ninguna 
desviación con respecto a la posición horizontal, vertical o de profundidad.
Para la separación de las tuberías se consideró lo siguiente:
• La distancia mínima entre tuberías que corren paralelamente, será igual a dos veces 
el diámetro del tubo de mayores dimensiones, medida centro a centro.
• La distancia en cruces con tuberías que conduzcan gas LP, o cualquier otra sustan-
cia inflamable, deberá ser mínima de 20 cm.
 Contactos apagadores y tapas
Los contactos, apagadores y son especificados en el proyecto cumplen con la Norma 
Oficial Mexicana.
• Los apagadores reúnen las características de ser interruptores de apertura de pe-
queña capacidad, para operar manualmente en circuitos de alumbrado, calefacción 
o fuerza.
• Todos los apagadores estarán provistos de caja para apagador y están estar di-
señados de manera que pueda colocarse sobre ellos, una placa de recubrimiento 
asegurada en la caja.
• Los apagadores sencillos son de 10 A, 125 volts.
• Los apagadores de tres vías (de escalera) son de 10 A, 125 volts o de acuerdo a lo 
indicado en proyecto.
• Los contactos son dúplex polarizados de 15 A a 125 volts.
• Los contactos de tensión regulada son de 15 A a 125 y 250 volts; y los contactos con 
seguro de media vuelta de 15 a 50 A, en ambos casos, de acuerdo a lo indicado en 
proyecto.
Instalaciones eléctricas en redes exteriores
Las consideraciones de diseño en conductores de media y baja tensión son las siguientes:
• Los conductores eléctricos serán de cobre electrolítico temple suave con 100% de 
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
12 13
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
conductividad. El aislamiento de los conductores será del tipo THW-LS y XLP 75ºC, 
triplex o cuádruplex según sea el caso, para 600 volts, en baja tensión.
• Los conductores de media tensión serán de cobre electrolítico temple suave con 
100% de conductividad. El aislamiento de los conductores será del tipo THW-LS y 
XLP , cuádruplex 75ºC, para 23kv , en el caso de media tension.
• Se considera que los conductores sean de manufactura de acuerdo con las normas 
de la ASTM (American SocietyforTesting and Materials), los calibres de acuerdo con 
la clasificación de la American WireGage, que se indican en los planos del proyecto.
• Los diseños de los empalmes de cables en media tensión se protegerán con cinta 
Scotch Nº 24 y 33, y en alta tensión con cintas Scotch Nº 23, 13 y 70.
Equipo eléctrico ,tableros de distribución e interruptores
• Los tableros e interruptores serán los que indique el proyecto, con conexión atorni-
llable y que cumplan con la Norma Oficial Mexicana.
• Todos los tableros de distribución, que alimenten circuitos para contactos, cuentan 
con una barra adicional para conectar las tierras físicas, independientemente de la 
barra de neutros y aislada eléctricamente de las partes metálicas.
• El dimensionamiento de los interruptores termo magnéticos son los adecuados a la 
carga, voltaje y capacidad interactiva de diseño. Los interruptores de seguridad tipo 
navajas serán con palanca de operación al frente.
Equipo eléctrico y subestación eléctrica
El equipo de medición de la compañía suministradora, las cuchillas des conectoras y de 
servicio, interruptores en aire y/o aceite, apartar rayos, transformadores, celdas para tran-
sición de barras para acoplamiento con gargantas del transformador, tableros generales, 
juego de fusibles de repuesto, tarimas aislantes, pértiga, extintores portátiles y guantes 
aislantes, cumplen con la Norma NOM-001-SEDE-2012 instalaciones eléctricas así como 
lo dispuesto por Normas de C.F.E. Diseño y Construcción de Líneas Subterráneas.
En la subestación eléctrica se aloja el trasformador tipo pedestal 150VA, clase 25kv 
23000-220/127V, 3F-4H, 60HZ, configuración delta –estrella aterrizada, de operación ra-
dial. Dicho trasformador se alimenta por medio un conductor AL-XLP (3C/1N) (1/0,6) clase 
25 kv. Cumpliendo así con lo dispuesto por Normas de C.F.E. Diseño y Construcción de 
Líneas Subterráneas.
1.4 Normatividad
 El desarrollo de un proyecto debe de estar regido por la normatividad y recomendaciones 
aplicables según sea el caso. El apego a las normas garantiza en medida de lo posible 
14
el mejor funcionamiento y seguridad a la hora de la ejecución de la obra, por lo cual es 
obligación del proyectista así como del constructor el trabajar bajo el marco que la norma 
exige. Dado que cada proyecto es único, en algunas ocasiones la norma no contempla 
o no le es adecuada en a la proyección o ejecución de los trabajos, para tales casos se 
deberá hacer uso del criterio y experiencia del proyectista así como de los supervisores. 
De no existir norma nacional que rija el aspecto a proyectar o construir se deberá seguir 
la normatividad internacional aplicable.
El presente trabajo se realizó apego total a la normatividad, así como a las recomenda-
ciones emitidas por las autoridades y organismos competentes.
• Norma Oficial Mexicana NOM-001-sede-2012. Instalaciones Eléctricas .Utilización
• Normas de C.F.E. Diseño y Construcción de Líneas Subterráneas 
• Nacional Electrical Code
• Recomendaciones del IEE
• NMX-J-549-ANCE-2005.Norma Mexicana ANCE .Sistema de protección contra tor-
mentas eléctricas. Especificaciones, materiales y métodos de medición.
• Norma de reference NFPA-780-2004.Standard for the Installation of Lighting Protec-
tion Systems.
• IEEE Std.80-200 Guide for Safety in Ac Substation Grounding.
• Norma de referencia de CFE, NRF-011-CFE-2004.
• Normativa ASTM (American Society for Testing and Materials)
Dado que la instalación electromecánica en una edificación no es un aspecto aislado 
del resto del proyecto la realización del presente trabajo se hace bajo el apego a las 
siguientes normas y recomendaciones.
• Reglamentos de construcción para el Distrito federal (2014)
• Libro Décimo Segundo del Código Administrativo del Estado de México
La anterior normatividad tiene por objeto regular los actos relativos a la planeación, pro-
gramación, presupuestación, adjudicación, contratación, ejecución y control de la obra pú-
blica, aspectos que se tomaron en cuenta como si el presente proyecto formara parte de 
un proyecto ejecutivo. Por tales motivos este trabajo de tesis se presenta como un proyec-
to integral el cual no dejara de lado ningún aspecto que pueda relacionarse con el mismo.
• Generalidades en una instalación eléctrica • 
14 15
CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA EL CÁLCULO DE 
ALUMBRADO Y CONTACTOS
2.1 Calculo de alimentadores, protecciones y canalizaciones.
Tanto para alumbrado normal, de emergencia, receptáculos normales y regulados será 
necesario realizar el cálculo de los alimentadores el cual nos servirá de sustento teórico 
para la selección del conductor adecuado según sea el caso. Muchos de los datos obte-
nidos en este proceso serán usados para la selección y cálculo del hilo de tierra así como 
de protecciones contra corto circuito y sobrecorrintes.
La Norma Oficial Mexicana NOM-001-sede-2012 Instalaciones Eléctricas (Utiliza-
ción) será la regulación mínima a cumplir aun cuando en planos no se especifique algún 
detalle o exista duda de la información dibujada o plasmada en planos. Cada que se hace 
referencia a alguna sección o capítulo de dicha normatividad, se deberá considerar como 
referencia directa de la misma.
Las prácticas de construcción dedicho proyecto deberán así también cumplir con lo 
aplicable de Nacional Electrical Code y los materiales y equipo usados deberán cumplir 
con los registros de fabricación de ANCE, NEMA, ANSI así como otras aplicables según 
sea el caso.
 Se desglosara el cálculo de un solo alimentador que servirá como modelo para ilustrar 
el cálculo realizado para cada uno de los conductores. Para efectos de ilustrar el cálculo 
tomaremos el alimentador del tablero TDA2.
Calculo por ampicidad
Determinando la corriente nominal del alimentador, el cual soporta una carga instalada de 
10492 [W] y una carga demandada de 10492 [W] ,esta carga es la que se usó para el 
cálculo del alimentador .Considerando un factor de demanda al 100% ,una tensión de 220 
V,3F-4H+PT se estima un factor de potencia de 0.9.
Teniendo la siguiente ecuación:
Dondé:
W= Potencia real en Watts [W]
VA=Potencia aparente en Volt-Ampere [VA]
V=Tensión de alimentación en Volts [V]
INL=Corriente nominal a tráves del alimentador
F.P= Factor de potencia
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
16
Substituyendo valores:
La Norma Oficial Mexicana NOM-001-sede-2012 Instalaciones Eléctricas (Utilización) en 
su sección 215-3 establece que “Cuando un alimentador suministre energía a carga con-
tinuas o a una combinación de cargas continuas y no continuas, la capacidad nominal 
del dispositivos de protección contra sobre corriente no deberá ser inferior a la carga no 
continua más el 125% de la carga continua”, por tal motivo el dispositivo de protección se 
dimensiona de la siguiente manera:
Iproteccción=(INL×1.25)=38.24[A]
Esta capacidad se usó para la selección del interruptor termo magnético principal a ins-
talar en el tablero de distribución “TDA2” el cual será un interruptor automático principal 
de 3 polos ,40 Amperes, además de otro interruptor de las mismas características que se 
instalara en el tablero general “TDG”.
Para el dimensionamiento del conductor se consideró la capacidad del interruptor que 
protege al alimentador, por lo cual se seleccionó un conductor calibre 8 AWG por fase, el 
cual a una temperatura de 26 a 30 [°C] y una temperatura de operación conduce hasta 50 
Amperes de acuerdo con la tabla 2 NOM-001-sede-2012 .en consideración de lo anterior 
se cubre la corrección por temperatura y factor de agrupamiento indicado en las seccio-
nes 310-15(b)(a) y 310-15(b)(3)(a) respectivamente.
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
16 17
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
Tabla 2.- Ampacidades permisibles en conductores aislados.
Tabla 3.- Factores de Corrección basados en una temperatura ambiente de 30° C.
18
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
Calculo por caída de tensión
Se calculara la caída de tensión del conductor seleccionado ,para corroborar que este 
dentro de los limites dispuestos por la NOM -001-SEDE 2012,nota 4 sección 210-9 la cual 
indica : ”Los conductores en un circuito derivado definidos por el Articulo 100,dimencio-
nador para evitar que la caída de tensión sea mayor al 3 % para la salida más lejana que 
alimente cargas de calefacción, fuerza, alumbrado o cualquier combinación que derive de 
ellas y en los que la caída máxima de tensión combinada de los circuitos de los alimenta-
dores y de los circuitos más lejanos hasta la carga más lejana no supere el 5 %,proporcio-
nara una razonable eficiencia de funcionamiento”.
El alimentador de nuestro interés tiene una distancia de 40 m, que es la distancia com-
prendida entre el tablero general “TDG”, ubicado en la subestación eléctrica, y el closet 
eléctrico donde se ubica el tablero “TDA2”, una corriente de 38.24 [A], una tensión de 220 
[V] y nos fijamos una tolerancia de caída de caída de tensión de 2.5 %.
 Teniendo la ecuación:
Dondé:
L= longitud del conductor en metros [m]
INL=Corriente nominal atreves del alimentador [A]
V=Tensión de alimentación en volts [V]
R=Resistencia al neutro [Ω]
L=Reactancia al neutro [Ω]
e%= caída de tensión 
cos∅ =Factor de potencia 
Substituyendo se tiene:
Con este valor de caída máxima de tensión seleccionamos un conductor calibre 6 AWG 
para garantizar que la caída de tensión sea mínima.
18 19
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
Calculo de conductor de puesta a tierra
El conductor de puesta a tierra (desnudo) se calculara tomando en consideración el valor 
de la protección indicado por la tabla 250-122 por lo que para un interruptor temo mag-
nético de 3P-40A será un calibre 10 AWG, en esta misma sección en la normalidad se 
menciona que al incrementar las secciones de los conductores de fase será necesario 
incrementar los de puesta a tierra proporcionalmente a los de fase.
Calibre según tabla 250-122=10 AWG
Factor de compensación=13.3 mm^2/8.37 mm^2
Calibre compensado=8.35 mm^2
El conductor de puesta a tierra seleccionado es calibre 8 AWG
Tabla 4.- Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra
 para canalización y equipos
20
Calculo de la canalización
Para la selección de la canalización a usar se consideró lo dispuesto en las tablas 4 del 
capítulo 10 de la NOM 001-SEDE-2012, resultando el siguiente análisis
 
4x46.8 mm^2=187.2 mm^2
1x28.2=28.2 mm^2
Total= 215.4 mm^2
Por lo que la tubería seleccionada será de 35 mm^2 (designación comercia 1 ¼ “”).
 El cálculo para el resto de los alimentadores se realizó de la misma manera que el 
de análisis.
 A continuación se anexan los cuadros de cargas de cada uno de los tableros de 
distribución donde se resumen los cálculos anteriormente mencionados.
• Procedimiento para el cálculo de alumbrado y contactos • 
Tabla 5.- Dimensiones de tubo (conduit) metálico tipo pesado, semipesado y ligero y área disponible 
para los conductores.
20
21
22
22
23
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24
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• Sistema de puesta a Tierra • 
CAPÍTULO III
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
La mayoría de las fallas en un edificio, en cuanto a la instalación eléctrica se refiere, se 
deben a errores de alambrado, los cuales están relacionados con el sistema de puesta 
a tierra. Pareciera que una cosa no está relacionada con la otra, pero lo cierto es que la 
relación que guardan es muy estrecha. El sistema de puesta a tierra es una conexión 
de seguridad humana así como patrimonial, ya que protegerá no solo a las personas 
usuarias del inmueble sino también a la estructura misma así como a aparatos eléctricos 
y electrónicos los cuales pudieran resultar dañados por disturbios o transitorios. Una falla 
es una fuga de corriente que busca un medio de conducción para drenar a tierra, el peligro 
llega cuando este medio de conducción es una persona, el riesgo aumenta cuando esta 
se encuentra en lugares húmedos, por lo que el sistema de puesta a tierra resultara de 
vital importancia en cualquier edificio.
Los procedimientos del sistema de puesta a tierra se basan en conceptos un tanto 
tradicionales, pero su aplicación conlleva mucha complejidad, ya que cada predio, donde 
se instalara el sistema, cuenta con distintas características de formación y composición 
del suelo, por lo que cada malla de tierras es particular para cada aplicación.
La subestación eléctrica deberá contar con un sistema de puesta a tierra al cual se conec-
taran todos y cada uno de los elementos que lo requieran, tales como los neutros de los 
trasformadores, tanques, carcasas y toda parte metálica que deba estar a potencial cero.
El sistema de tierra deberá cumplir con las siguientes funciones:
 Proveer un medio seguro para proteger al personal.
 Proporcionar un circuito de muy baja impedancia para la circulación de las corrien-
tes a tierra
 Proveer un medio para disipar las corrientes eléctricas indeseables
 Facilitar la operación de los dispositivos de protección.
 Proveer un medio de descarga y des energización de equipos, antes de proceder 
a las tareas de mantenimiento
 Dar mayor confiabilidad y seguridad al servicio eléctrico. Así mismo mejorar el fun-
cionamiento del suministro deenergía (aterrizar el neutro).
 Disipar la corriente asociada a las descargas atmosféricas, limitando las sobreten-
siones generadas.
 Limitar la elevación de potencial de la red a valores aceptables, cuando ocurre una 
falla a tierra.
La oposición que se presenta a la circulación de la corriente de falla a tierra se le llama, 
“Resistencia a tierra”, por lo tanto el objetivo de una conexión a tierra es facilitar la disi-
26 27
pación de la corriente de falla.Para este proyecto se diseña un sistema de puesta a tierra 
para la subestación del edificio de estudio con un transformador de 150KVA y relación de 
transformación de 23kV en el primario del transformador y 220/127 V en el secundario, 
para proveer un medio de muy baja impedancia que permita disipar las corrientes eléctri-
cas a tierra, evitando que durante la circulación de estas corrientes, se produzcan diferen-
cias de potencial entre distintos puntos de la subestación que puedan ser peligrosos para 
el personal y los equipos eléctricos ahí instalados.
En otras palabras, verificar que los potenciales de contacto y de paso en la red de 
tierra, no excedan los valores límite de los potenciales tolerables por el cuerpo humano. 
Además obtener un valor de resistencia a tierra que este dentro del rango del valor exigido 
por las normas que se mencionan más adelante.
Norma Oficial Mexicana : NOM-001-SEDE-2012. Instalaciones eléctricas (Utilización).
Standard 80-2000 del IEEE “Guiden for Safety in AC Substantion Grounding”.
Norma de referencia de CFE, NRF-011-CFE-2004.
El criterio de diseño se basa en el Standard 80-2000 del IEEE “Guiden for Safety in AC 
SubstantionGrounding”, donde de acuerdo a la tensión de la subestación se pueden obte-
ner el valor de circuito corto en el primario y un valor de mayor intensidad en el secundario.
Para el diseño de la malla se selecciona el valor de corriente más crítico que corresponde 
a la tensión secundaria, y tomamos en consideración el peligro que generan las tensiones 
mayores a 1,000 volts, por presentarse alto riesgo en tensiones de paso y de toque.
En las instalaciones de media y alta tensión, al presentarse una falla a tierra, la co-
rriente circulará por los hilos de guarda, las pantallas de los conductores de energía y/o 
terreno hacia la fuente. Para los sistemas multi-aterrizados, esta corriente circula por el 
neutro corrido (conductor enterrado).
Para este caso en particular, al transformador se le suministra la energía en media 
tensión (23kV) en el primario, mientras el secundario es en baja tensión (220 / 127 V), en 
donde no se requiere calcular la tensión de paso y toque, ya que en caso de presentarse 
una falla a tierra (baja tensión) la corriente retornará por el conductor de puesta a tierra y 
canalizaciones metálicas, cuya resistencia es menor que la del terreno, debido a que el 
secundario del transformador tiene conexión estrella sólidamente aterrizada y por lo tanto 
es una fuente local de tierra.
Este sistema de puesta a tierra debe cumplir con la norma NOM-001-SEDE-2012, 
Instalaciones Eléctricas (utilización), en su sección 921-25, así como la norma de CFE, 
NRF-011-CFE-2004 y el artículo 16 del Standard 80-2000 del IEEE “Guiden for Safety in 
AC SubstantionGrounding”.
• Sistema de puesta a Tierra • 
28
3.1 Procedimiento de diseño
Se deberá contar previamente con un plano de la subestación para así conocer el área 
que se destinara para la construcción de la malla de tierra. Sera necesario conocer el 
valor de la resistividad del suelo así como los materiales de los cuales se compone y el 
material que soportara la subestación.
3.11 Requerimientos de diseño
Características del suelo:
• Resistividad del terreno
Derivado del estudio de mecánica de suelos:
1. El predio se encuentra construido superficialmente por cascajo para nivelación 
de superficie actual, con espesor de .80m
2. El nivel freático se encontró a los 2.30 m de profundidad con respecto al actual 
nivel de superficie.
3. La resistividad del terreno se estima en 130 ohm-metro
• Resistividad de la capa superficial 
Para obtener este valor y de acuerdo a la información proporcionada por arquitectura de 
la subestación, consideramos concreto como una capa superficial típica y muy usual en la 
subestación eléctrica con un valor:
 ρs 7000 [Ω-m]
• Profundidad de la malla y altura de la capa superficial 
La profundidad de la malla, debido al relleno de cascajo indicado en la mecánica de sue-
los, es de 0.90 m B.N.P.T. además que el terreno debe estar en condiciones óptimas esto 
es sin escombro y dejando electrodos registrables por debajo del cuarto de la subestación.
Según dato proporcionado por arquitectura, la altura de la capa superficial que soportara 
la subestación es de 0.15 m S.N.P.T.
Según dato proporcionado por arquitectura, la altura de la capa superficial que sopor-
tara la subestación es de 0.15 m S.N.P.T.
• Longitud de la malla
lr = 8.00 [m]
• Ancho de la malla
lr =6.00[m]
• Tiempo de duración de la falla
tf =0.10 [s]
• Longitud del electrodo
• Sistema de puesta a Tierra • 
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• Sistema de puesta a Tierra • 
Varilla copper-Weld=3.05[m]
• Diámetro del electrodo
∅=0.0159 [m]
3.12 Diseño de la malla
a) Calculo de la sección del conductor de la malla
Sabemos que:
Obtendremos primero la IG
IG= Corriente máxima de malla [A]
Icc1∅= Corriente de Corto circuito en el peor lugar de la falla (A)
Df =Factor de decremento, debido a la corriente asimétrica para un tiempo de falla dado 
tomando en cuenta la compensación de DC (dc offset).
Cp=Factor de proyección de cambios a futuro
Sf =Factor de división de corriente (estimado a la unidad)
Valor de la corriente monofásica de corto circuito
Icc1∅= 2737.6 [A]
• El factor de decremento es dado por la siguiente ecuación
30
Dónde:
Sustituyendo tendremos:
Ta=0.026[s] es la constante de tiempo de compensación de DC en segundos
Sustituyendo valores en la ecuación 10
Otra forma de obtención de este último factor es mediante el uso de la tabla 6 mde la Nor-
ma de Referencia –Sistema de Tierras para Plantas y Subestaciones Eléctricas 
NRF-011-CFE-2004 “valores típicos de Df”, dicha tabla se muestra a continuación.
Debido al valor de t_f=0.10 [s] y la relación de X/R=10, además de considerar que las pro-
tecciones operan entre 6 y 8 ciclos, podemos tomar el valor típico de 1, 125, valor que es 
aproximadamente el valor calculado anteriormente atreves de la ecuación (10).
• Ahora encontraremos el factor Cp
Para la obtención de este factor se considera un crecimiento del 25% a futuro quedando 
Tabla 6. NRF-011-CFE-2004 Valores típicos de df
• Sistema de puesta a Tierra • 
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• Sistema de puesta a Tierra • 
de la siguiente manera 
Cp=1.25........................(13)
Sustituyendo los valores en la ecuación (9)
IG=(2737.6)(1.125)(1.25)(1)
IG=3849.7500 [A]
Para terminar de completar la ecuación (7) requerimos de los factores que forman el de-
nominador de dicha ecuación, valores que tomaremos de la siguiente tabla ,tabla 7 de La 
Norma de Referencia- Sistema de Tierras para Plantas y Subestaciones Eléctricas NRF-
011-CFE-2004 “Constantes de Materiales”
Entonces:
• TCAP=3.42
•	αr=0.00381
•	ρr=1.78
•	K0=242
•	Tm=1084°C Esta valor es motivo de discusión para muchos proyectistas ya que la 
mayor parte de ellos usan como valor 250 °C que es la temperatura máxima que 
soportan las conexiones soldables. Ambos valores pueden ser aceptables con la 
diferencia que considerando el valor indicado por la norma se obtienes valores de 
calibres muy bajos .En esta memoria usaremos el Valor de 250 °C para ser más 
conservadores
•	Tam=28[°C] temperatura de zona según datos considerados del Instituto Nacional 
de Estadística y Geografía (INEGI)
Tabla 7. NRF-011-CFE-2004 constantes de materiales 
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• Sistema de puesta a Tierra • 
Sustituyendo valores:
Este valor según la siguiente tabla suministrada por un fabricante ( tabla 8)corresponde a 
un calibre 8 AWG, sin embargo por resistencia mecánica de la malla si como porpractica 
se diseña la malla con cable de cobre desnudo calibre 4/0, con diámetro d=0.0134
Tabla 8. Diámetro de conductores de cobre desnudo.
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• Sistema de puesta a Tierra • 
b) Calculo de potenciables tolerables
• Potencial de paso tolerable
Las ecuaciones a utilizar son las que corresponden a una persona con un peso de 50 kg 
ya que los resultados a ofrecer son mucho más conservadores que con un peso de 70 kg 
según 5.4.2 NRF-011CFE-2004 por lo que:
Donde Cs se calcula mediante la siguiente ecuación:
Sustituyendo tendremos:
Teniendo lo anterior sustituimos en la ecuación anterior:
• Potencial de contacto Tolerable
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Sustituyendo los valores:
c) Disposición Física de la malla
La disposición física de la malla de puesta a tierra se propone en la siguiente figura fig. 
1., en donde se observa que el espaciamiento de los conductores longitudinales y trans-
versales es el mismo, pero debido a la geometría real del lugar y los movimientos que se 
puedan hacer en obra, el diseño de la malla obtenido puede variar y se obtiene una malla 
rectangular con conexiones soldables entre conductores. Se debe Tomo en cuenta que 
el perímetro de la malla encerrará toda el área en que se encuentra el equipo de la sub-
estación.
fig. 1. Disposición de malla física
Nota: Para más detalles relativos a los procesos constructivos y especificaciones de la 
malla consultar planos anexos
• Sistema de puesta a Tierra • 
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• Sistema de puesta a Tierra • 
d) Calculo de resistencia de la malla
El valor de la resistencia de la malla se calculara mediante la siguiente ecuación.
En donde:
Lt=que es la longitud total de los conductores enterrados (cable y electrodos) y Am 
que es el área cubierta por los conductores en m2 y se calculan de la siguiente manera:
Se sabe que Lc es la longitud de los conductores (Lcond) y se calcula:
Lcond = Lc (#conductores transversales x ar )+( #conductores longitudinales x lr)…(19)
Lc= (6 x 5) + (8 x 4)
Lc = 62 [m]
Por otro lado Lv es la longitud de los electrodos (Varilla).
Lv = 4 x 3.05 [m]
Lv = 12.2 [m]
Por lo que la longitud total es:
LT = 62 + 12.2
LT = 74.2 [m]
El segundo término que hace falta es el Área de la malla:
Finalmente sustituyendo valores en la ecuación (17):
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• Sistema de puesta a Tierra • 
e) Cálculo del GPR (Elevación de potencial de tierra):
Si el GPR se encuentra en un valor por debajo de la potencia de contacto tolerable 
por el cuerpo humano, ya no es necesario análisis alguno, en caso contrario se procede a 
calcular los potenciales que existirán en la malla. El GPR se calcula como:
Los valores ya los conocemos por lo que solo sustituiremos:
El resultado de GPR es mayor que el resultado de la ecuación (16) potencial de contacto 
tolerable, por lo que calculamos los potenciales de la malla.
Potencial de malla máximo
• Calculo de Km
Dónde:
D =Factor de espaciamiento de los conductores paralelos.
h =Profundidad de la red.
d =Diámetro exterior del conductor de la red.
Kii =Factor de ponderación correctivo que se ajusta por los efectos de los conductores 
internos en la esquina de la malla y toma el valor de la unidad para las rejillas que tengan 
electrodos verticales en las esquinas y/o a su largo de su perímetro o dentro de la rejilla 
(art. 5.4, paso 8 de la norma NRF-011-CFE-2004).
Kh =Factor de corrección relacionado con la profundidad de la malla.
n =actor geométrico o también llamado el número de conductores equivalentes en cual-
quier dirección formado por las constantes na, nb, nc, y nd.
36 37
• Sistema de puesta a Tierra • 
Se observa que el factor de espaciamiento D ya es conocido (1.50 [m]), debido a la pro-
puesta de la malla, pero se puede comprobar con la siguiente ecuación:
Dónde:
Sustituyendo valores comprobaremos:
Para conocer el factor Kh, sabemos que la profundidad de la malla es de 0.70 [m] así 
como el valor de h0 por lo que tendremos:
De esta última ecuación sabemos que h0=1 [m] por ser esta la profundidad de referencia.
Obteniendo a n:
Sabemos que nc=1 al igual que n_d, para mallas cuadradas y rectangulares.
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Las fórmulas para el cálculo del resto de las incógnitas son:
Lp es la longitud perimetral de la rejilla en metros y se calcula de la siguiente manera:
Sustituyendo valores en 27 y 28.
na=4.4286
nb=4.4515
Sustituyendo valores en 26
n=(4.4286)(1.0052)(1)(1)
n=4.4515
Finalmente sustituyendo las incógnitas calculadas en la ecuación 23
• Calculo de ki
Este el factor de irregularidad debido a la arquitectura así como a las condiciones reales 
de los elementos de la malla así como de los que interactúan con ella.
• Sistema de puesta a Tierra • 
38 39
Sustituyendo tenemos:
• Calculo de Lm
Lm es la longitud efectiva de Lv + LR para el voltaje de malla y la obtendremos con:
Donde podemos observar que:
Le =Longitud de un solo electrodo = 3.05 [m].
Lx =6 [m] (longitud máxima de la red sobre el eje x).
Ly =8 [m](longitud máxima de la red sobre el eje y).
Lc =Lv=12.2, longitud total de los electrodos instalados.
Finalmente:
Sustituyendo en la ecuación (22) obtendremos el potencial de malla máximo
Potencial de paso máximo de malla:
Para esta ecuación solo nos faltara calcular los parámetros Ks y Ls
• Calculando Ks
• Sistema de puesta a Tierra • 
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Sustituyendo valores ya conocidos:
Ks=0.3831
Calculo de Ki
Este valor ya está calculado y es Ki=1.3028
Calculo de Ls
Ls es la longitud efectiva Lv + LR para el voltaje de malla es obtenido con:
Conociendo las últimas incógnitas calculamos Potencial máximo de paso en malla
g) Comparativa entre los potenciales
Una vez que se obtuvieron los potenciales reales que existirán en la malla, se procede 
a comparar estos valores con los potenciales tolerables por el cuerpo humano, conside-
rando:
Sustituyendo en las ecuaciones:
2,737.2627< 3,346.122
4,391.7858 <12,284.0962
Con lo anterior estamos cumpliendo lo indicado en el artículo 16 de la norma IEEE Std.80-
200 Guide for Safety in Ac Substation Grounding.
• Sistema de puesta a Tierra • 
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• Descargas atmosféricas • 
4. CAPÍTULO IV
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA 
DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
El funcionamiento de un sistema de protección contra descargas atmósferas o tormentas 
eléctricas comúnmente llamado pararrayos, no puede ser explicado sin conocer o ilustrar 
los riesgos y factores que intervienen en el proceso.
Podríamos decir que las nubes son las responsables de estos fenómenos por lo cual 
debemos entender su formación, ya que en las nubes se gestan una serie de procesos 
para antes de llegar a una descarga atmosférica. Al formarse una nube intervienen pro-
cesos térmicos, donde los principales agentes de trasferencia de calor son: la entrada de 
luz solar y el vapor de agua. La formación de una nube es posible al calentarse una masa 
de aire cargada de humedad, estas se presentan en distintas formas y tamaños .Cuando 
el aire gana altura se origina un decremento de la temperatura causa de la disminución 
de la presión atmosférica. Al seguirse elevando esta masa de aire húmedo el vapor de 
agua se condensa en partículas de polvo, al ocurrir esta condensación se libera un calor 
latente, al liberarse esta energía el agua puede cambiar de estado.
 Todos estos procesos ocurren en distintas alturas, por lo cual no todas las nubes son 
iguales, así como no todas son productoras de descargas atmosféricas. El único tipo de 
nube que produce descargas atmosféricas en la llamada cumulonimbo, las cuales común-
mente conocemos como nubarrones. De forma típica un nubarrón formado en su parte 
superior por cristales de hilo ,los cuales están cargados de forma positiva, mientras que la 
parte inferior está cargada por gotas cargadas negativamente. En consecuencia de este 
proceso la nube en su parte inferior desarrolla cargas de signos opuestos, por lo tanto 
positivas en la parte del suelo que se encantara próxima. Durante estas formaciones co-
múnmente del campo eléctrico desarrollado alcanza 15 a 20 KV/m, condiciones propicias 
para la generación de un rayo.Otra forma en la cual se conoce a este nubarrón es como nube de tormenta la cual 
presenta las condiciones propicias para presentar descargas atmosféricas , con solo per-
der la rigidez dieléctrica del aire .durante la formación de la nube es común observar 
descargas intra nubes ,este tipo de descargas pertenecen al orden de los microsegundos 
y las cuales forman un circuito cerrado, por otro lado las descargas que para nuestro pro-
pósito son más relevantes son las formadas entre la nube y la tierra. El rayo que rompe 
la rigidez dieléctrica del aire se le llama “líder escalonado descendente” y este es seguido 
por los demás.
En el momento en que una nube alcanza una distancia entre un ser vivo, influye sobre 
la electricidad de su cuerpo. Cuando llega el momento crítico en la nube y producirse una 
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chispa de descarga sobre una persona u animal, da lugar a una descarga que fácilmente 
puede provocar la muerte.
Las descargas atmosféricas pueden no solo ocasionar muerte o daños en seres vivos, 
también lo hace en las estructuras por lo cual es recomendable la instalación y cálculo de 
una protección de terminal aérea como lo es el sistema de pararrayos .en general llama-
mos pararrayos a los dispositivos encargados de disipar en tierra física dicha descarga 
atmosférica .Un sistema de pararrayos integral cuentan con un sistema externo y de ser 
necesario un sistema de protección interno para la protección de los equipos y sistemas 
sensibles.
Los pararrayos se forman de un mástil una base y una pinta o cabeza captora de la 
descarga .Este sistema se encuentra unido mediante un conductor especial para sistema 
de pararrayos ,el cual generalmente es trenzado con numero variado de hilos .Esta unión 
es realizada por un sistema de puesta a tierra.
El sistema de protección contra descargas atmosféricas proyectado tiene como pro-
pósito el evitar daños producidos por el impacto de la descarga en alguna estructura, 
persona o animal cercana al punto de descarga, así como el garantizar la continuidad 
de los servicios. Este propósito se lograra mediante un sistema que y dispositivos que 
drenen en tierra la corriente producida por una descarga, todo esto en forma controlada 
y mediante límites de seguridad, así como reducir al mínimo los efectos indirectos de la 
descarga. Esto se lograra mediante terminales aéreas, bases, conectores y registros los 
cuales formaran nuestro sistema de pararrayos. Todos estos elementos y diseños serán 
basados en las normatividades aplicables vigentes.
Tanto el diseño como la instalación del sistema contra descargas atmosféricas cumplen 
con las necesidades y requerimientos aplicables de las siguientes normas en sus edicio-
nes vigentes a la fecha de realización del proyecto.
NMX-J-549-ANCE-2005.Norma Mexicana ANCE .Sistema de protección contra tor-
mentas eléctricas. Especificaciones, materiales y métodos de medición.
Norma de reference NFPA-780-2004.Standard for the Installation of Lighting Protec-
tion Systems.
Norma Oficial Mexicana NOM-001-sede-2012. Instalaciones Eléctricas .Utilización
4.1 Generalidades
Los sistemas de pararrayos se basan en el método de la esfera rodante ( Fig .2). el cual 
por su característica volumétrica se emplean prácticamente para cualquier estructura.
Este método consiste en determinar una serie de puntos los cuales serán tocados imagi-
nariamente por una esfera de radio Rs la cual rueda en todas direcciones de la estruc-
tura a proteger como se muestra en la siguiente figura .Se toma como una referencia la 
• Descargas atmosféricas • 
42 43
esfera dado que el “líder escalonado descendente” puede que se aproxime en cualquier 
dirección. Las zonas en las cuales no son alcanzadas por la esfera constituyen las zonas 
de protección. El centro de dicha esfera genera una superficie construida por los puntos 
a los que podría llegar la punta trazadora descendente para que así se produzca una 
corriente de retorno correspondiente al valor Rs elegido. El radio de la esfera deberá ser 
correspondiente a la longitud del último paso de la descarga para un valor pico de la co-
rriente de rayo.
Cuando la superficie generada por el centro de la esfera entra en contacto con la super-
ficie a proteger se forma “la zona de atracción o captura” de dicha instalación.
Cuando la esfera rueda sobre la estructura a proteger, se deberá instalar una terminal 
aérea en el primer punto de contacto con la estructura, esta primer terminal se le conoce 
como “pivote” .La terminal pivote debe de tener una separación y altura con respecto a 
las otras terminales para que la esfera no toque la estructura cuando esta se apoye sobre 
la misma estructura y sobre la punta de la terminal aérea.
Las terminales pueden ser.
• Puntas metálicas verticales
• Cables aéreos tendidos de forma horizontal
• Combinación de los 2
El modelo de diseño de la esfera rodante depende de un solo parámetro que es el radio 
de cobertura de la esfera, además puede trabajarse como circunferencias en planos de 
vista en corte.
Fig .2. Determinación de zonas protegidas y superficies expuestas con el método de esfera rodante.
• Descargas atmosféricas • 
44
Las terminales aéreas pueden clasificarse en 2 grandes grupos: los pasivos y los activos, 
los pasivos son aquellos donde las terminales aéreas no cuentan con algún dispositivo 
que amplíen la magnitud del líder escalonado descendente, estas terminales por si so-
las lo generan. Las terminales tipo pasivo cuentan con algún dispositivo que incrementa 
sus condiciones de operación normal. Estas últimas terminales pueden ser de cualquier 
material siempre y cuando su estructura termine en punta, esto con el fin de que en ese 
punto se encuentre el mayor campo eléctrico y desencadenar la ionización del aire y así 
la descarga atmosférica incida sobre la misma.
Como dato, es relevante señalar que las terminales aéreas activas no cuentan con ningu-
na certificación americana o por al IEC, solo cuentan con la aprobación de las normativas 
francesas y españolas. Para nuestro propósito usaremos las terminales aéreas tipo “dipo-
lo corona”.
El funcionamiento del sistema de protección contra descargas atmosféricas y tormentas 
eléctricas se ilustra en el siguiente diagrama de flujo.
• Descargas atmosféricas • 
44 45
• Descargas atmosféricas • 
SPTE
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA
TORMENTAS ELECTRICAS
RIESGO
VALORACIÓN DE RIESGO
TERMINALES AÉREAS
TIPO UBICACIÓN Y ALTURA
INSTALACIÓN
 DE UN
SEPTE
NO
SI
SEPTE
Sección 4.2
Sección 4.4
Sección 4.3.2
Sección 4.3.
CONDUCTORES DE BAJADA
TIPO CANTIDAD Y UBICACIÓN
SPT PRINCIPAL
SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Sección 4.3.3
Sección 4.3.4
UE
UNIÓN EQUIPOTENCIAL
Sección 4.4.1
PUESTA A TIERRA (N)
PUNTOS DE CONEXIÓN
(NORMAL)
Sección 4.4.2
SST
DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
CONTRA TENSIÓN
MEMORIA TÉCNICA
Sección 4.4.3
SIPTE
PROCEDIMIENTO PARA LA APLICACIÓN DE LA NORMA
46
• Descargas atmosféricas • 
4.2 Estudio de valoración de la necesidad del sistema de pararrayos.
Antes de realizar el diseño de un sistema de protección ante descargas atmosféricas es 
necesario el valorar el riesgo que corre el edificio al no tener dicho sistema .La valoración 
es un parámetro que nos sirve para determinar la probabilidad de que un rayo incida sobre 
nuestra estructura.
La valoración del riesgo nos ayudara a determinar la característica y la ubicación de 
los elementos de protección en caso de requerirlos. Los resultados de este estudio nos 
determinara si es o no necesario la instalación de un sistema de protección.
Comenzaremos con el estudio de valoración p por obtener el valor de No , que es la 
frecuencia anual de rayos directos en una estructura, el cual es calculado mediante la 
ecuación (1) ,después obtendremos Nd que es el riesgo permitido de incidencia de un rayo 
sobre una estructura ,tomando en cuenta el tipo d estructura uso y contenido, definidos 
por la tabla 1.
Como punto final se comparara No con el Nd con lo que evaluaremos la necesidad dela protección. Si No es menor que Nd la protección es opcional.
Dónde:
No=Frecuencia promedio anual de rayos en una estructura.
Ng=Densidad promedio de rayos a tierra por Km2 por año
Ae=Área equivalente de captura de la estructura.
a) Calcularemos el área equivalente de captura Ae
Para estructuras aislados en terreno plano, con techo plano y de 2 aguas se tienen las 
siguientes formulas respectivamente.
Dónde:
Ae =Área equivalente de captura en [m2]
a= Longitud de uno de los lados de la estructura en metros [m]
b= Longitud del otro lado de la estructura en metros [m]
h=Altura en metros de la estructura a proteger
 
46 47
• Descargas atmosféricas • 
• Para una estructura en terreno irregular 
Dónde:
Ae =Área equivalente de captura en [m2]
a = Longitud de uno de los lados de la estructura en metros [m]
b = Longitud del otro lado de la estructura en metros [m]
he= Altura equivalente de la estructura en terreno irregular .
• Para estructuras con otras adyacentes, se calculan las distancias correspondien-
tes con la siguiente ecuación y posteriormente el área de captura.
Dónde:
Xs=Distancia equivalente en [m2]
hs=Altura de la estructura vecina [m]
h= Altura de la estructura de estudio[m]
d=Distancia horizontal entre la estructura la estructura vecina.
Las estructuras vecinas influirán de manera significativa sobre el área equivalente cuando 
las distancias de las dos estructuras sea menor a 3(h+hs).Para nuestro estudio si las áreas 
equivalentes de la estructura se traslapan, el área equivalente Ae se calculara mediante 
al área resultante en la intersección de las líneas perpendiculares a la línea de trazado del 
objeto a protegerse y el objeto a una distancia equivalente.
Con lo descrito anteriormente elegimos una situación geométrica, tomando en cuenta 
que el edificio se realizara mediante un terreno regular.
Tomamos en cuenta el caso de la estructura con techo plano, nuestra edificación 
cuenta con las siguientes dimensiones.
a = 32[m] 
b = 43[m]
h= 11.2 [m]
Sustituyendo valores en la ecuación (2)
Ae = (32)(43) + 6(11.2)(32+43) + 9π(11.2)2
Ae =9962.73 m2
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b) Calculamos Ng, que es la densidad anual promedio de rayos en la tierra por km2.Este valor 
depende de la región en la cual se ubica la estructura, así como lo que indican las figuras D1 
y D2 del apéndice de la norma NMX-J-549-ANCE-2005.Norma Mexicana ANCE por lo tanto:
Fig. D1. Densidad anual promedio de rayos en la tierra por km2 en el Distrito Federal
Fig. D2. Densidad anual promedio de rayos en la tierra por km2 en la República Mexicana
• Descargas atmosféricas • 
48 49
Teniendo los valores de Ng y Ae los sustituimos en la ecuación (1) y analizamos los resul-
tados:
N0 = (6.50)(9962.73)(10-6)
N0 = 0.0647
c) Calculamos el resultado de Nd
De la tabla 1 observamos que para edificios de servicio el valor de la frecuencia permitida 
de incidencia de rayos es de 0.02 rayos /año
Entonces para nuestro caso de techo plano tenemos:
N0= 0.0647 > Nd = 0.02
Si N0 es > Nd debe instalarse un sistema de pararrayos. 
4.3 Nivel de protección
Ya que evaluamos el nivel de riesgo y de decidió mediante el estudio anterior el uso de 
sistema de pararrayos es necesario verificar con qué nivel de protección deberá ser dise-
ñado el sistema.
Este nivel de protección lo obtendremos de la tabla 9, en donde nos indica que el nivel 
de protección en edificios de servicio en tipo II.
Tomando encuentra la operación de cada edificio se determina el nivel de protección, 
considerando el radio de esfera imaginaria de acuerdo con la tabla 10
• Descargas atmosféricas • 
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Tabla 9. Niveles de Protección 
• Descargas atmosféricas • 
50 51
Por lo que tomamos un radio de protección de 30 metros 
• Descargas atmosféricas • 
52
• Descargas atmosféricas • 
4.4 Diseño del sistema de protección externo contra descargas atmosféricas 
(SEPTE)
Como anterior mente se mencionó una vez valorada la necesidad de un sistema de pro-
tección, se deberá elaborar un diseño para el mismo, el cual puede estar formado por un 
subsistema externo así como uno interno. Por ahora solo nos enfocaremos al sistema de 
protección contra descargas atmosféricas.
a) Los elementos que forman el SEPTE son: terminales aéreas, conductores de bajada, y 
el sistema de puesta a tierra.
• Terminales aéreas
Se propone una terminal aérea del tipo “dipolo corona “Marca PARRES, a una altura de 
21.8 metros, de montaje sobre una torre de comunicaciones tipo arriostrada modelo AT-
20, el pararrayos es soportado por medio de un remate para torre de comunicaciones 
modelo AT-20.
La punta de la barra de descarga la cual es combinada con el anillo equipotencial y el 
excitador toroide, forma una ionización del pararrayos, lo que nos permitirá que el Angulo 
de protección se amplié de 45°C a 70°c a diferencia de las puntas de Faraday. Lo anterior 
nos permite que el pararrayos proteja con un radio de 3 veces su altura con respecto a 
la horizontal soportando también una corriente máxima de 40000 amperes. Para nuestro 
edificio de estudio nuestra pinta estará a una altura de 21.8m lo que nos proporciona un 
radio de cobertura de 65.4 m, cumpliendo con lo dispuesto en el análisis del nivel de pro-
tección establecido por la NMX-J-549-ANCE-2005.Norma Mexicana ANCE, en sus tablas 
1,2 y 3, así como por la NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-022-STPS-2008, Electrici-
dad Estática en los Centros de Trabajo.
• Conductores de bajada
Los conductores de bajada son aquellos que unen las terminales una con otra durante 
todo su recorrido y se deberán fijar a la estructura cada 0.9m según lo indica la norma 
NFPA-780-2004 en el artículo 4.9.6.1, estos conductores son los encargados de unir 
equipotencialmente las terminales y el sistema de puesta a tierra por medio de soldadura 
exotérmica o conectores mecánicos según sea el caso.
La norma anteriormente mencionada menciona también que el radio de curvatura 
deberá ser menor a 90° o su equivalente a 0.203m .Este requerimiento también lo pide la 
norma NMX-J-549-2005 en su artículo 4.3.3.3
Para nuestro sistema el conductor empleado es un cable de cobre trenzado de 28 
hilos, del #17 de fabricación especial para pararrayos de uso exterior.
52 53
• Descargas atmosféricas • 
• Distancias de seguridad
La distancia de seguridad es un factor que se define como el espacio mínimo entre dos 
partes conductoras dentro del espacio a protegerse, con el fin de evitar arcos eléctricos. 
En este caso, para la distancia de seguridad se tomaron encuentra ciertas considera-
ciones: las bajantes fueron canalizadas por medio de tubería conduit PVC uso pesado 
hasta una altura de 3m sobre en NPT, así evitamos contactos accidentales, se toma una 
distancia de 1.8m entre la bajante y cualquier parte metálica que se encuentre en un radio 
de esta longitud para que sean interconectadas.
b) Ejemplo de SEPTE
Continuación se muestra nuestro edificio de análisis con una vista de planta donde se 
muestre el sembrado de nuestra terminal aérea. (Fig. 4 )
4.5 Diseño del sistema de protección interno contra descargas atmosféricas (SIP-
TE)
El diseño de este sistema se forma principalmente por un supresor de Voltajes transitorios 
(TVSS), un blindaje de los elementos sensibles a variaciones de tensión y un sistema de 
puesta a tierra.
Fig. 4. Sembrado del sistema de pararrayos.
Nota: Para más detalles relativos a los procesos constructivos y especificaciones del sis-
tema de pararrayos consultar planos anexos.
54
El primer punto a realizar es una instalación en cascada, es decir se instalara el TVSS 
clase B o C respectivamente para los diferentes niveles de voltaje y capacidad interrup-
tora que el sistema requiera. Estos TVSS podrán ser de montaje interno o externo y van 
desde los 120 [V] Hasta los 480[V] asi como desde los 120 [KVA] a los 320 [KVA].
Para que el SIPTE funcione de forma correcta se proyecta un sistema de puesta a tierra, 
es decir se cuenta con un sistema de tierra para fuerza, estructuras metálicas etc. Todos 
los sistemasinterconectados entre si formando una unión equipotencial para facilitar que 
se drene a tierra la descarga atmosférica.
4.6 Diseño del sistema de puesta a tierra (SPT)
El artículo 4.3.4 de la NMX-J-549-ANCE-2005.Norma Mexicana ANCE, indica que “el 
SPT deberá integrarse por medio de un arreglo de 3 electrodos por cada conductor de 
bajada cuando estos no se interconecten este si por medio de un conductor enterrado, 
puede unirse el arreglo de uno o más electrodos de puesta a tierra y se recomienda que 
el valor de la resistencia a tierra sea menos de 10 ohm”.
Para nuestro particular caso los sistemas de puesta a tierra fueron los 2 debido a que 
el edificio cuenta con distintos tipos de estructuras.
El cálculo de la resistencia a tierra del SPT se realizó de la siguiente manera, tomando 
algunos datos de estudios de mecánica de suelos para predios de cercanía al edificio de 
estudio.
1) El predio se encuentra construido superficialmente por cascajo para nivelación de 
superficie actual, con espesor de .80m
2) El nivel freático se encontró a los 2.30 m de profundidad con respecto al actual nivel 
de superficie.
3) La resistividad del terreno se estima en 130 ohm-metro
 Con base a lo anterior se determinó la resistencia a tierra de un electrodo mediante la 
siguiente ecuación.
Dónde: 
R=resistencia entre el electrodo de puesta a tierra tipo varilla y el terreno
L=longitud del electrodo de puesta a tierra
r= radio de la sección trasversal del electrodo
ρ=resistividad promedio del terreno
El electrodo propuesto es un electrodo de puesta a tierra tipo varilla (copper -Weld) de 
3.05 m de longitud y 5/8”” (14.7mm) de diámetro, con un radio de 0.007935m.
Sustituyendo en la ecuación 6 tenemos:
• Descargas atmosféricas • 
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• Descargas atmosféricas • 
El resultado anterior es de un solo electrodo pero nuestro arreglo se compone de cuatro 
electrodos .Esto implica que en base a estudios realizados que el arreglo delta con tres 
electrodos versus el arreglo de electrodos alineados presenta menor resistencia, además 
que el espacio a ocupar es menor .Esto lo ilustra la siguiente tabla (tabla 10) valor para 4 
electrodos.
Por lo tanto tenemos que:
R=6.77x28%
R=1.89 [Ω]
Con mayor cantidad de electrodos se reduce el valor de la resistencia a tierra con lo que 
quedamos por debajo del valor permitido que es de 10 ohm. Con lo anterior minimizamos 
los riesgos de electrocución y la formación de arcos laterales entre partes metálicas que 
pongan en peligro a las personas.
Tabla 10. Porcentaje de reducción del valor resistivo en función del tipo de configuración.
56
• Punto de conexión a la red • 
5. CAPÍTULO V 
ACOMETIDA Y PUNTO DE CONEXIÓN A LA RED
Nuestro proyecto está diseñado para tomar la alimentación principal (acometida), la cual 
llegara a la parte primaria del trasformador, de un sistema de distribución existente en la 
zona del predio, el cual es de 200A.
Dicho sistema es aquél en el cual la corriente continua, en condiciones normales o de 
emergencia no rebasa los 200 A. encuentra su aplicación en circuitos que se derivan de 
troncales de media tensión, los cuales son las tensiones comprendidas de 13,2 a 34,5 
kV, aéreos o subterráneos. Este sistema de distribución cumple con las siguientes carac-
terísticas.
Para nuestra aplicación se usara la configuración comercial de este sistema de distri-
bución el cual es de 3F-4H. El nivel de aislamiento de los cables con los que se propone 
la acometida es del 133 %, usándose cables con cubierta negra, para la protección contra 
los rayos ultravioleta .El aislamiento de los cables a emplearse será de sección reducida 
(Alto Gradiente) ya que se llegara al predio por medio una transición aéreo-subterráneo.
La sección transversal del cable propuesto para la acometida es de 1/0 AWG con lo cual 
cumplimos la norma NRF-024-CFE.
La pantalla metálica del cable, debe conectarse sólidamente a tierra en todos los 
puntos donde existan equipos o accesorios de acuerdo a lo exigido por artículo 250 de la 
NOM-001-SEDE 2012. 
Dicha instalación de cables está diseñada para alojarse en ductos de PAD (polietileno 
de alta densidad) el cual cumple con el siguiente diseño marcado por la Norma de diseño 
y construcción de sistemas subterráneos CFE-P3A (Fig. 5).
Una vez tomado el punto de conexión la se realizara una transición aéreo subterránea 
para sistemas de 200A con corta circuito fusible, para llevar los la acometida mediante el 
banco de ductos hasta su destino final que será el lado primario de nuestro trasformador. 
La transición aérea subterránea es diseñada por medio de lo que indica la norma de la 
Norma de diseño y construcción de sistemas subterráneos CFE-TS200CCF (Fig. 6)
56 57
Fig. 5. Banco de ductos 3 vías en arroyo. 
Acotación en milímetros
Dónde:
1. Relleno de material compactado al 90%
2. Relleno de material compactado al 95%
3. Ducto de polietileno de alta densidad de 101mm de diámetro color rojo uno de uso 
y el otro de reserva 
4. Piso compactado al 90 %,en terreno normal el ducto ira asentado directamente en 
el fondo de la excavación,
5. Cinta señalizador a de no excavar 
6. Fleje de plástico con hebilla metálica a cada 3m del ducto
7. Piso existente restituido con material igual y/o similar 
8. Ducto de polietileno de alta densidad para comunicaciones y/0 reserva 
• Punto de conexión a la red • 
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• Punto de conexión a la red • 
Fig. 6 transición Aéreo-Subterránea 200 A con cortocircuito fusible 
Acotación en milímetros
Dónde:
1. Conector tipo estribo
2. Amarre de aluminio suave
3. Aislador tipo pin post
4. Conector tipo perico
5. Cable de cobre desnudo
6. Cruceta PT200
7. Apartar rayos 23kv
8. Cortocircuito fusible 23kv
9. Conector tipo bayoneta
10. Terminal de uso exterior
11. Cable de potencia XLP 1/0 23kv
12. Tubería PAD 4” 
13. Poste de concreto 11m
14. fleje de acero inoxidable de ½
15. soldadura cadweld
16. varilla cooperweld de 3m
17. registro de concreto prefabricado
18. Abrazadera tipo UC
19. Conector derivador
20. Manga termo contráctil 
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Fig. 7. Separación de estructuras con el arroyo
• Punto de conexión a la red • 
Anqué el trazo y la colocación de las “estructuras urbanas”, de las cuales el vestido del 
poste forma parte, son responsabilidad y forman parte del trabajo de la compañía suminis-
tradora de energía eléctrica (CFE), es conveniente saber los principios y normatividades 
que las rigen para poder así proyectar la obra civil y electromecánica del proyecto.
 Podremos considerar como estructuras urbanas al conjunto de elementos destinados 
al soporte, protección y sujeción de una línea (en el caso de nuestro proyecto es una línea 
de media tensión a 23 Kv) estas estructuras comúnmente las podemos ver en las calles. 
El diseño de nuestro proyecto contempla la ubicación de estas estructuras para no afectar 
la propiedad privada, los derechos de vía y médiate estos criterios hacer la proyección de 
nuestra instalación.
Una de las importantes consideraciones a tomar es que la separación de un poste, del 
tipo que sea, con el arroyo debe de ser 10cm. (Fig. 7)
La separación de las estructuras urbanas dependerá también de muchos otros factores 
como el diseño de la obra civil ya sea del arroyo o de la banqueta. Estas consideraciones 
son las siguientes.
Al ser la baqueta menor de 2m de acuerdo a la norma no se permite el ancado de una 
estructura, por lo que se deberá hacer subterráneo.
En caso de que el diseño implique el uso de estructuras tipo v el ancho de banqueta 
deberá ser mayor a 2m, para estructuras tipo T deberá ser de 3m.
Se deberá instalar en mediada de lo posible postes en las esquinas
Si ocurre el caso de que la distancia entre el poste y el paramento sea menor, se hin-
60
• Punto de conexión a la red • 
caran postes a cada lado de las esquinas o más próxima a esta haciendo conexión 
aérea. Como se muestra en la figura (Fig. 8)
Se debe instalar del mismo lado de la acera todos los postes tanto longitudinalmente 
como trasversalmente
Cuandose instale un poste en una esquina se deberá hacerlo en el lado de la acera a 
donde se proyecta crecerá la ciudad, esto con la finalidad de evitar anclajes.
Una de las consideraciones más consideraciones más comunes es que preferente-
mente, si no se alteran las distancias inter postales, los postes deben de quedar en 
frente a 2 límites de propiedad privada.
Cuando se instales retenidas se deberá hacer de forma que no obstruyan los accesos.
Debido a la los esfuerzos mecánicos que ejerce el mismo conductor sobre las estructuras 
que lo soportan, así como los que ocasionan factores naturales como el aire, de deben 
de instalar en algunos casos retenidas para contrarrestar dichos esfuerzos. Las retenidas 
deberán ser instaladas como lo muestra la figura. (Fig. 9)
Fig. 8. Hincado de estructuras en esquinas 
60 61
• Punto de conexión a la red • 
Fig. 9. Disposición de retenida 
Muchas de las consideraciones para el diseño y ubicación de todos los elementos que 
intervienen en una línea son hechas en función de no perjudicar la propiedad privada, los 
derechos de vía así como a los peatones para lo cual se dejara como mínimo 1m entre el 
paramento y el perno ancla.
 Cuando se electrifica una zona que cuente con servicios como agua, drenaje o cual-
quier otro tipo de instalación subterránea deberá de consultarse la ubicación de las mis-
mas para no dañar los servicios y/o las instalaciones subterráneas, es importante también 
mencionar que todo tipo de trabajo fuera de la propiedad privada requerirá de un permiso 
el cual se gestionara con la autoridad competente.
62
•Oficinas zona Tacuba CFE• 
6. CAPÍTULO VI 
IMPLEMENTACIÓN AL EDIFICIO DE OFICINAS DE LA 
ZONA DE DISTRIBUCIÓN TACUBA (CFE) 
Después de las memorias técnico descritas anteriormente ahora se presenta la proyec-
ción del proyecto mediante planos y especificaciones generales del proyecto de la edifi-
cación de estudio.
La alimentación eléctrica al predio se realiza en media tensión (23kv) con un sistema 
de 3F-4H (neutro corrido), a través de una transición aéreo subterránea así como por ban-
cos de ductos construidos por medio de la técnica de “Perforación Horizontal Dirigida” 
así como por registros y todo lo necesario para cumplir con las disposiciones de la Nor-
mas de C.F.E. Diseño y Construcción de Líneas Subterráneas ,a un trasformador de 150 
KVA con relación de trasformación 23kv en el lado primario y 220/127 en el secundario.
Más delante de la conexión con el trasformador ya en baja tensión sale un alimenta-
dor calibre 500 KCM-por fase canalizado por medio de un banco de ductos por banqueta 
y/o arroyo cumpliendo con la norma de CFE –P3A. Hasta el tablero general “TDG”.
Inmediato del tablero general se derivan lo alimentadores subgenerales tanto para ser-
vicio de tensión normal como para trasferencia automática de la planta generadora de 
energía eléctrica en servicio de emergencia.
En el interior del edificio se ubican dos closets eléctricos, ubicado en planta baja y 
planta alta, donde se alojan los tableros de distribución en tensión normal, así como los de 
tensión regulada proveniente de un UPS ubicado en cuarto dedicado al mismo en planta 
baja.
Los calibres seleccionados por el cálculo de ampicidad con factores de corrección 
nos indicaron la sección mínima para soportar el paso de la corriente nominal atreves del 
alimentador, sin embargo al corroborar mediante el cálculo de conductores por medio de 
caída de tensión garantizamos que el conductor seleccionado cumplirá con lo que exige 
la Norma Oficial Mexicana NOM-001-sede-2012 Instalaciones Eléctricas (Utilización).
El cálculo de las protecciones se realizó de acuerdo a las normas antes mencionadas 
para garantizar el óptimo funcionamiento de los dispositivos de protección.
Se deberán de realizar las mediciones pertinentes de los sistemas de puesta a tierras 
instalados para cumplir con lo dispuesto por las recomendaciones de la IEE así como las 
normativas antes mencionadas.
El sistema eléctrico se complementara con sistema de protección, tales como el siste-
ma de tierras, sistema de pararrayos .El primero se forma por medio de varios sistemas 
de puesta a tierra todos conectados entre sí ,mostrados en planos correspondientes. El 
segundo por medio de una punta de pararrayos tipo dipolo corona de montaje sobre una 
62 63
torre de comunicaciones tipo arriostrada modelo AT-20 y un sistema de tierra dedicado 
para el caso.
El diseño de protección contra tormentas eléctricas cumple con lo exigido por la nor-
matividad aplicable vigente, con lo cual garantizamos que el riesgo sea mínimo para que 
una persona animal o la misma estructura sufra algún daño por una descarga atmosférica. 
Sin embargo el conocimiento actual de la física no tiene capacidad de influir en los pro-
cesos de formación de un rayo o descarga de origen atmosférico por lo que este sistema 
solo minimiza los riesgos al mínimo.
El sistema se basa en diseños probados, se basa en la instalación de un pararrayo 
tipo dipolo corona a una altura de 21.8 metros, de montaje sobre una torre de comunica-
ciones tipo arriostrada modelo AT-20, soportado por medio de un remate para torre de 
comunicaciones modelo AT-20.Es importante mencionar que el funcionamiento del este 
así como de otros sistemas depende en gran medida de la instalación y de una cultura de 
mantenimiento.
El procedimiento de cálculo del sistema de puesta a tierra, cumple con lo establecido 
en las normatividades vigentes que se tomaron como referencia.
Como ambas tensiones, de paso y malla calculadas con la malla del diseño, son menores 
que las tensiones de paso y contacto tolerables por el cuerpo humano, la malla del diseño 
necesita únicamente proporcionar la puesta a tierra de los equipos.
Cabe mencionar que, el valor de resistencia a tierra calculado es menor que el exigido 
por la norma NOM-001-SEDE- 2012. Instalaciones Eléctricas (Utilización) en su sección 
921-25.
Se diseñó la malla con electrodos tipo Varilla Copper-Weld de 5/8” diámetro, como 
protección y criterio de construcción extra el diseño incluye rellenar el lugar en donde es-
tarán alojados los electrodos con “Intensificador para sistemas de puesta a tierra” (bento-
nita sódica, bulto de 30 kilos), posteriormente rellenar con material orgánico vegetal (tierra 
negra) compactada a cada 0.20 m hasta llegar al nivel en donde se colocará el concreto. 
Esto ayudará a garantizar la reducción del valor de resistencia a tierra y mantenerlo por 
debajo de un valor de 10 ohm.
El diseño de la malla contempla el realizar revisiones periódicas (alrededor de 6 me-
ses a un año) al sistema en general, para evitar posibles corrosiones por el nivel freático 
alto que se ´presenta en casi toda la ciudad de México y la estratigrafía del terreno.
Finalmente en nuestro diseño proponemos registros centinelas que sirven como “picas” 
para realizar las mediciones periódicas posteriores a la instalación, del nivel de la resis-
tencia a tierra de la malla.
•Oficinas zona Tacuba CFE• 
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• Introducción• • Conclusiones generales• 
En la elaboración del presente proyecto reunieron los conceptos fundamentales y crite-
rios de diseño para la proyección de la obra electromecánica