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CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERÍAS INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA Iluminación Taller de maquinado Nombre del Alumno: Díaz López Mario Alan Materia: Instalaciones eléctrica e iluminación Código: 212548222 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Taller de maquinado de precisión, ensamble e inspección. Las dimensiones del cuarto a iluminar son las siguientes: 60x40 m. Altura de piso terminado a diente de sierra: 6 m. Altura diente de sierra: 2 m. Altura plano de trabajo: 1 m. Factor de mantenimiento: Bueno. Colores: paredes claras y techo blanco, 75%-50% Sistema de iluminación: luminarias suspendidas y luminarias sobre estaciones de trabajo. Funcionamiento de la planta: 6:00 – 20:00 (14 horas de funcionamiento) Consideraciones Para los cálculos siguientes se requieren hacer algunas consideraciones y suposiciones, como: Mesas de trabajo Para el diseño de la sala, se tomará como tamaño de la estación de trabajo de 1.2 x 2.4 m únicamente para las mesas de inspección, sin tomar en cuenta el asiento así como el espacio perimetral que debe tener la persona para trabajar adecuadamente. No. de mesas de trabajo. 98 Máquinas Para el diseño del taller, se considera una medida de footprint de 4x4 esto ya que no se conocen las dimensiones de las máquinas que se instalarán en el sitio. No. De máquinas. 24 Se generan pasillos de al menos 2.5m respecto de las columnas para el paso de alguna otra máquina. El extremo izquierdo, se considerará como la entrada, por ello el pasillo es más ancho para el caso de una emergencia, así como 2 pasillos centrales de 3.1m para una evacuación del personal sin riesgo. Las máquinas se ponen en el fondo del lugar, ya que como se menciona, en el caso de una falla o accidente, el personal pueda evitar pasar por ahí. Obtenemos así el siguiente acomodo: Nivel de iluminación Los niveles de iluminación para un taller de maquinado e inspección de alta precisión de acuerdo a la IES es de 750 luxes los cuales se pueden obtener con la combinación de alumbrado general y alumbrado suplementario especializado (iluminación focalizada). Para los cálculos de iluminación se optará por la combinación del alumbrado, debido a que en las mesas de inspección se requiere una iluminación especifica. Las fórmulas de iluminación serán las siguientes: Donde: Horas de trabajo: Aproximadamente a las 9:00 am el sol salió completamente, teniendo entrada de luz por el techo gracias al tragaluz, a las 18:00 el nivel de luz natural decrece; por lo tanto tenemos 5 horas en las que las lámparas estén encendidas en su totalidad. Tomaremos este dato para las propuestas. PROPUESTA 1 Lo primero es el nivel de utilización. Como primera propuesta, dividiremos el nivel de los 750 luxes en la suma de dos distintas formas de iluminar, la general y focalizada, dándole 200 luxes a la general y 550 a la focalizada, respecto a la focalizada, la dividiremos en 2, ya que se instalarán 2 lámparas y evitaremos el deslumbramiento de la pieza quedando así 225 para la focalizada. Por lo tanto, se harán 2 cálculos del flujo luminoso total antes de calcular el No. de lámparas. El primero corresponde a iluminar el cuarto y el segundo a iluminar las estaciones de trabajo. Para diferenciar los cálculos se agrega una “g” a los obtenidos para la iluminación general y una “f” para los de iluminación focalizada. Para el área basta con multiplicar los lados de nuestra sala: Y para la iluminación focalizada el área es la siguiente: Para el primer caso, de la iluminación general el factor de utilización se calculará de la siguiente manera: Se propone que las lámparas estén suspendidas a 70cm del techo y la altura del plano de trabajo el cual corresponde a 1m ya que la persona estará parada, obteniendo así una altura de montaje de: Procedemos a calcular el índice del cuarto para estos datos: Con este dato podremos obtener el factor de utilización. Éste se obtiene mediante tablas, utilizando el porcentaje que nos ofrece la descripción del proyecto para paredes y techos, los cuales corresponden al %75-%50. La tabla además pide el tipo de iluminación y luminaria, para lo cual utilizaremos tipo de iluminación directa y luminaria de haz medio. Se obtiene como factor de utilización: Para la iluminación focalizada, la forma de obtener el factor de utilización será el siguiente: Los datos del área cambian a la mesa de trabajo, por lo tanto tendremos que a = 2.4cm y b=120cm. Con todos los datos anteriores, calculamos la iluminación total general y la focalizada: Para la iluminación general una lámpara TrueForce LED HPI ND 200-145W E40 840 60D 20,000 lúmenes; para la focalizada una lámpara 12PAR30L/EC RETAIL/F40/930/DIM 6/1 880 lúmenes, por lo tanto la cantidad de lámparas será: Cabe señalar, que el número de lámparas en el cálculo de iluminación focalizada corresponde al número por estación de trabajo. El número de lámparas totales para las mesas de trabajo será de 2 por cada una de ellas, obteniendo así 196 lámparas en total. Pasamos al cálculo de consumo energético de la propuesta. PROPUESTA 2 Para esta propuesta, reduciremos un 15% el Flujo luminoso en la iluminación general, para estar dentro de la norma, y ahorrar en cantidad de luminarias, quedando así: PROPUESTA 3 Para esta propuesta, se utilizará una lámpara YHL-HB7-240 sólo para la iluminación general, la iluminación focalizada, se quedará de la misma forma. PROPUESTA 4 Al igual que en la propuesta 2, reduciremos en un 15% el flujo. CONCLUSIÓN PROPUESTAS Como observamos, en las propuestas 3 y 4 el costo útil es menor en comparación de las dos primeras, por lo tanto escogeremos la propuesta 3, esto en base al diseño de la ubicación de las luminarias, ya que en la zona de las máquinas, se requerirá mayor iluminación general, obteniendo 32 luminarias. El diseño queda de la siguiente forma, donde la línea seccionada, indica que la canalización va por piso hacia las estaciones de trabajo: PROPUESTA FINAL Como se observa en el diseño, las luminarias generales se elevaron a 32, esto ya que en la zona de las máquinas se requiere más iluminación y la distribución de las luminarias nos permitió tener un acomodo de esa forma. Por lo tanto: Características de las lámparas y luminarios: Iluminación general: Marca: YAHAM ® Lighting Submarca: Compact Mg Modelo: YHL-HB7-240 Flujo: 38,400lm Potencia:240w Luminario haz medio. Temperatura de color: 4500~5500K Iluminación focalizada: Marca: Philips Modelo: 12PAR30L/EC RETAIL/F40/930/DIM 6/1 Flujo: 880lm Potencia: 12w Luminario haz medio. Temperatura de color: 3000K El diseño nos pide considerar las recomendaciones de la DPEA, la NOM-007-ENER-2013 nos marca , la cual se calcula de la siguiente manera: Como se observa, cumple con la norma. MATERIALES E INSTALACIÓN ELECTRICA · Caja de registro 4x4 · Conductor calibre 10 y 12: Esta es la corriente si quisiéramos alimentar todas las luminarias desde el mismo interruptor, pero debido a que seccionaremos las luminarias, para un mejor aprovechamiento de la luz, no tomaremos los 43.4A si no que haremos un cálculo para las lámparas de la iluminación general y otro para la iluminación focalizada. La tabla para la selección del conductor de muestra al final del documento. Obtenemos un calibre 10 para esta corriente. Obtenemos un calibre 12 para esta corriente. · Tubería conduit galvanizada de 3/4” Tanto para la iluminación general como la focalizada, el cable con categoría 12 (diámetro 3.87mm) y 10 (diámetro 4.46mm), debido a que llevamos 2 por cable correspondiendo a fase y neutro. · Interruptor termomagnetico 20A · Tablero general de distribución alumbrado (en caso de que no exista uno) · Canaleta de aluminio Para el cableado que va por el piso hacia las estaciones de trabajo, es necesario proteger el cable, se propone una canaleta. Tamaño o designación Temperatura nominal del conductor [Véase la tabla 310-104(a)] 60 °C 75 °C 90 °C 60 °C 75 °C 90 °C TIPOS TBS, SA, SIS, FEP,FEPB, MI, RHH, mm AWG o kcmil TIPOS TW, UF TIPOS RHW, THHW, THHW-LS, THW, THW-LS, THWN, XHHW, USE, ZW RHW-2, THHN, THHW, THHW- LS, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW- 2, ZW-2 TIPOS UF TIPOS RHW, XHHW, USE TIPOS SA, SIS, RHH, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2 COBRE ALUMINIO O ALUMINIO RECUBIERTO DE COBRE 0.824 18** 14 1.31 16** 18 2.08 14** 15 20 25 3.31 12** 20 25 30 5.26 10** 30 35 40 8.37 8 40 50 55 13.3 6 55 65 75 40 50 55 21.2 4 70 85 95 55 65 75 26.7 3 85 100 115 65 75 85 33.6 2 95 115 130 75 90 100 42.4 1 110 130 145 85 100 115 53.49 1/0 125 150 170 100 120 135 67.43 2/0 145 175 195 115 135 150 85.01 3/0 165 200 225 130 155 175 107.2 4/0 195 230 260 150 180 205 127 250 215 255 290 170 205 230 152 300 240 285 320 195 230 260 177 350 260 310 350 210 250 280 203 400 280 335 380 225 270 305 253 500 320 380 430 260 310 350 304 600 350 420 475 285 340 385 355 700 385 460 520 315 375 425 380 750 400 475 535 320 385 435 405 800 410 490 555 330 395 445 456 900 435 520 585 355 425 480 507 1000 455 545 615 375 445 500 633 1250 495 590 665 405 485 545 760 1500 525 625 705 435 520 585 887 1750 545 650 735 455 545 615 1013 2000 555 665 750 470 560 630
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