IE-22pry - EL PROYECTO Y OBRA ELECTRICA
22.0 - DE COMO ENCARAR UN PROYECTO Y OBRA ELÉCTRICA
Norberto I. Sirabonian - Alfredo Rifaldi
22.1 - ESTIMACION Y CONTROL DE AVANCE DE UN PROYECTO - Introducción
El desarrollo de la documentación de un proyecto exige, como para un trabajo cualquiera, estimar inicialmente la envergadura del trabajo, organizarlo, y luego coordinar y controlar su avance.
La documentación para realizar un proyecto inicia en una estimación del trabajo, que eventualmente sirve para preparar el presupuesto.
En el presupuesto al menos se habrán evaluado las horas que se deben destinar a realizar la documentación.
Al iniciarse la realización de la documentación, se debe planificar esta tarea, se definen recursos que se necesitan, se obtienen estos recursos (horas hombre), se controla y distribuye la información básica para que los distintos especialistas puedan trabajar (aprovechar los recursos, su tiempo).
A medida que se desarrolla el trabajo debe controlarse el avance, la situación, de manera que no se den condiciones de imposibilidad de aprovechar los recursos o no poder cumplir los plazos comprometidos.
Al mismo tiempo se debe controlar el cumplimiento de las previsiones, a fin de que se logre cumplir los plazos y entregar el trabajo satisfactoriamente en calidad y cantidad, de acuerdo a las condiciones pactadas.
Conceptos Generales
Un grupo de personas debe hacer una tarea.
DIRIGIR es conducir (guiar) a un grupo para que se hagan las tareas encomendadas en forma ordenada y armónica.
Dirigir implica las siguientes funciones, indispensables para que exista eficiencia.
PLANEAR, predeterminar sistemáticamente el objetivo y los medios para lograrlo (debe combinarse recursos y tiempo).
La acción de planear responde a las preguntas: que debe hacerse?, como debe hacerse?, con quien debe hacerse?, con que debe hacerse?, que debe haberse hecho antes?.
En esta acción se toman decisiones para acciones futuras.
PROGRAMAR tiene sentido a breve plazo, establece cuando debe hacerse un trabajo.
ORGANIZAR es constituir el organismo necesario (y suficiente) dividiendo el trabajo a realizar en partes relacionadas entre si y que se asignan a distintas personas.
Autoridad, responsabilidad y deberes deben estar definidos claramente en la organización.
COORDINAR es armonizar las acciones y esfuerzos, en especial entre personas de la misma categoría.
MANDAR es ordenar que las cosas se hagan (sucedan).
CONTROLAR es ver si lo sucedido es conforme a las previsiones (verificar), y si hay desvíos actuar para corregir.
Tareas De Proyecto
Dentro de las tareas que deben ejecutarse para que finalmente se disponga de la documentación de proyecto de una obra hay ciertas tareas que anteceden a las grandes decisiones y que conforman (de alguna manera) la llamada ingeniería básica.
Una vez tomadas las decisiones de envergadura, y decidida en particular la realización de la obra, se debe desarrollar el proyecto constructivo, que es la ingeniería de detalle, fundamental para la ejecución de la obra.
La ingeniería de detalle relaciona elementos que se deben adquirir, elementos que se deben fabricar, y modalidades de montaje.
El desarrollo de la ingeniería (proyecto) es una sucesión de trabajos que corresponden primero a ingeniería básica y luego ingeniería de detalle, asociada esta ultima a la efectiva realización de la obra.
Cada fase comprende actividades que producen información, y que se representa con informes, planos, tablas, planillas, memorias, etc.
Debe tenerse presente que la mejor forma de transmitir información no es precisamente la oral, sino la escrita, escrita de alguna manera, jeroglíficos eventualmente, si comprensibles mejor!
Las actividades (arcos) se encadenan una tras otra, y para poder comenzar una de ellas se debe haber producido un evento (suceso, nodo) que implica el haber terminado con todas las actividades precedentes.
Se dice que la precedencia es forzosa o lógica, cuando es obligatoria, imposible de evitar. Puede tenerse una precedencia conveniente o no obligatoria.
Las actividades se encadenan (suceden) y los recursos deben aprovecharse al máximo para lograr economía y eficiencia.
El encadenamiento de tareas establece una red, asignando a cada tarea un tiempo de ejecución se obtiene el tiempo total de trabajo, encontrando el camino critico y la duración de la tarea se determina el plazo de ejecución total.
Cuando la red es compleja estos estudios se hacen por métodos matemáticos (investigación operativa).
Estimación Del Trabajo
Antes de iniciar un trabajo (complejo) debe estimarse su magnitud para poder encararlo con seriedad.
Un trabajo de ingeniería (proyecto) implica el desarrollo de cierta documentación, definida en calidad y cantidad, y que debe estimarse correctamente para poder evaluar los recursos que el trabajo insume (horas hombre, horas computadora, horas... etc.).
El objetivo del trabajo debe estar definido, al menos con un mínimo de información, generalmente existe cierta documentación de base, pliego de condiciones, especificación técnica, que sirve para definir el trabajo.
La experiencia y la imaginación de quien estima el trabajo es la que permite evaluarlo.
Una gran ayuda en la estimación es la experiencia, cuando no existe es necesario proceder a una división fina del trabajo, poniendo en evidencia los documentos que deben desarrollarse y estimando para cada uno las horas de trabajo de cada una de las personas que intervendrán, calculista, dibujante, revisor, dactilógrafo, etc.
Como en cualquier presupuesto se debe tener en cuenta que el trabajo será desarrollado por "operarios" normales que se consiguen en el mercado, luego deben tenerse en cuenta imprevistos, horas perdidas, indisponibilidad del recurso adecuado (especialista) etc.
En las primeras estimaciones se puede evaluar el tiempo en base a hipótesis optimistas, pesimistas, y normales, el tiempo mas probable puede adoptarse con la siguiente formula, que es muy utilizada en los trabajos de detección del camino critico.
Tiempo probable = (Tiempo optimista + 4 * Tiempo normal + Tiempo pesimista) / 6
Finalmente el trabajo queda evaluado en un numero de horas hombre, lo que significa una cierta cantidad de dinero.
En la estimación del trabajo debe por lo menos intentarse una lista de documentación que debe desarrollarse, se tratara de memorias, planos, cálculos, especificaciones, planillas de materiales, etc.
La tabla I sugiere el contenido de la base de datos utilizable para generar el documento que justifica finalmente la estimación realizada.
TABLA I - ESTIMACION DEL TRABAJO
Posición |
Identificación |
Descripción |
Horas hombre |
Observaciones. |
Tiempo De Ejecución Del Trabajo
Un trabajo debe ejecutarse en un lapso definido, la magnitud mínima esta dada por el máximo esfuerzo que puede hacerse y que tiene sentido, el máximo plazo esta limitado por necesidades de sacar provecho de la inversión que se pretende hacer.
Un trabajo tiene un tiempo en el cual puede ser realizado en modo natural, tiempos menores significan esfuerzos costosos, y riesgos de no cumplimiento importantes que no pueden asumirse.
Minimizar tiempos de ejecución significa poder coordinar perfectamente el trabajo, identificar el camino critico y definir el tiempo mínimo de ejecución, y eventualmente definir tiempos y probabilidades de cumplirlo (ver tabla II).
TABLA II - DATOS PARA EL PERT - CAMINO CRITICO
Posición |
Evento inicial |
Evento final |
Descripción |
Duración |
Tiempo de inicio temprano, tardío |
Tiempo de terminación temprano, tardío |
Margen libre, total |
Recursos. |
Los trabajos de proyecto, exigen una preparación, estudio del proyectista, por lo que pueden adelantarse al momento en que se disponga de todos los datos.
Concretemos con un ejemplo, si el proyectista debe calcular los cables de los motores de una planta industrial, comenzara definiendo los tipos de cables, las modalidades posibles de tendido, buscando las tablas de cables, etc. llegara a un punto donde necesitara tener definidos los motores y los recorridos de los cables, y entonces comenzara el trabajo de calculo de los cables, si el proyectista definió también el método de calculo, no le restara que trabajar!
Lo dicho sirve para ejemplificar que la excusa "no puedo trabajar, me faltan los ladrillos" en un proyecto no es plenamente valida, pero transcurrido cierto tiempo de preparación el trabajo debe ser efectivamente ejecutado so pena de haber perdido tiempo.
En general el trabajo de preparación, cualitativo, no requiere datos concretos, cuando estos aparecen comienza el trabajo cuantitativo.
Estas ideas sirven para dar rigor (o quitarlo) a las hipótesis, que se hagan respecto a los plazos de ejecución.
Control De Avance
Una vez estimado el trabajo, fijado el plazo de ejecución, y ante la obligación de hacerlo, lo importante es controlar que el avance es satisfactorio para que no se produzcan sorpresas en caso de atrasos en el programa, que acumulados pueden variar el camino critico, e impedir el cumplimiento de los plazos de proyecto, que si afectan a la obra causan daños desproporcionados, ya que el costo del proyecto es una pequeña parte del costo de la obra, y comparable al lucro cesante por imposibilidad de puesta en marcha.
Lo que se debe hacer es un control que ponga en evidencia que las previsiones se cumplen, los recursos se aprovechan bien y lo que queda por hacerse podrá efectivamente hacerse en el futuro.
Lo primero puede ser un control de que las previsiones de la tabla II se cumplen satisfactoriamente, esto es teórico, siempre habrá diferencias que pueden ser grandes y entonces es útil organizar los datos como se ve en tabla III.
Para tener datos realistas en la tabla III cada persona debe volcar en una planilla el trabajo que realiza, con los datos por ejemplo de la tabla IV, se trata de un parte de trabajo que indica por día y por actividad las horas empleadas, se puede sintetizar las horas trabajadas por día, el total de horas de cada tarea, el total de horas del periodo.
TABLA III - CONTROL DE AVANCE
Posición |
Identificación |
Descripción |
Ejecución 20, 40, 60, 80, 100% |
Fechas de terminación programada, emisión |
Horas hombre estimadas, empleadas, faltantes, reales |
Notas. |
TABLA IV - PARTE DE TRABAJO
Posición |
Identificación |
Descripción |
Días u horas de trabajo en el periodo considerado, mes, quincena, semana |
Observaciones |
Nombre de la persona |
Categoría |
Total de horas por día |
Total de horas por periodo. |
El coordinador, una vez volcada la información de la tabla IV en la III debe controlar la situación, estimar las horas de trabajo faltantes si por ejemplo las empleadas son mas o menos que las que hubiera correspondido emplear por el grado de avance de la ejecución, y tomar las medidas correctivas necesarias para que el trabajo fluya en modo normal.
Cuando se debe rendir cuenta del tiempo utilizado por cada nivel de trabajo (proyectista, dibujante, ingeniero, dirección, etc.) se utilizan los datos de la tabla V que indica las horas hombre utilizadas por categoría y por mes, y eventualmente las compara con las previsiones.
TABLA VI - PARTE MENSUAL DE TRABAJO
Posición |
Descripción nivel |
Mes 1, 2, ... |
Observaciones. |
Total de horas mensuales |
Total acumulado. |
Por cierto que toda esta documentación tiene sentido, y permite extraer experiencia en la medida que refleje la verdad, lamentablemente la verdad a veces pone en evidencia falencias, y entonces la manipulación de esta información mostrara resultados distorsionados que no sirven como experiencia para trabajos futuros.
A veces lo que interesa para el avance es solo conocer la lista de documentos producidos en el periodo, se utiliza una tabla con los datos de tabla I, donde se incluye la fecha de emisión.
Independientemente de que el cliente que recibe la documentación se reserve el derecho de aprobarla es buena norma hacer entregas parciales de la documentación producida, para que se reciba una reacción (positiva o negativa) que permitirá desarrollar el trabajo aproximándose lo mas posible a lo que efectivamente se desea.
El proyectista debe saber que debe hacer, el como hacerlo es en general un problema del proyectista, mientras en el que, a veces es necesaria la intervención de quien recibirá el proyecto.
Por ultimo, si bien parece difícil definir hasta que nivel de detalle debe llegar la documentación, el proyectista debe tener en cuenta que debe lograrla clara, concisa, precisa, generalmente documentos que muestran lo mismo en distinta forma no sirven, la repetición de información trae problemas de coherencia, la pregunta que ayuda al proyectista a definir lo que debe entregar es: si tuviera que hacer el trabajo de construcción de lo que proyecto, que necesitaría, quedaría?
Programación Del Trabajo
Son útiles algunas ideas sobre programación de computadoras, que forman una base de como pensar, como organizar cualquier actividad, efectivamente cuando se intenta resolver un problema de ingeniería, se utilizan algunos conceptos que son análogos a los utilizados en programación de computadoras.
Cada tarea elemental tiene un inicio y un fin, no es bueno iniciar la tarea por la mitad (a veces es imposible), o interrumpirla saltando a otra tarea en un momento cualquiera.
Cada tarea que se ejecuta debería ser encerrada en una especie de paréntesis, inicio (beguin) tarea... fin (end).
Al tratar de entender un programa deben buscarse los beguin-end de cada parte del programa, al pensar en lo que se hace los beguin-end son fundamentales, estos permiten separar el trabajo o el calculo en pasos definidos.
Por ejemplo:
Beguin - programa 1 - end. |
Disponemos resultados del programa 1 |
los analizamos y decidimos cual es el paso siguiente. |
|
Beguin - programa 2 - end. |
Decidimos después otro paso |
o eventualmente volvemos atrás y rehacemos el paso. |
Si el trabajo esta organizado en esta forma dividido en pasos, etapas, con inicio y fin bien definidos, será mas fácil entender lo que se hace, trabajo y programas deben tener esta organización.
Tareas en paralelo se pueden hacer, pero este no es nuestro modo natural de pensar, nuestra mente no nos ayuda a pensar así.
Los programas de computadora de concepción actual, también están realizados en secuencia, una acción después de otra.
Cuando organizamos trabajos en paralelo, en el planeamiento damos por independizados los caminos, si un trabajo condiciona el otro, la organización en paralelo fracasara.
El modelo de pensamiento es lineal, pensamos sobre una línea, quizás encontramos distintos caminos entre dos puntos pero recorremos (analizamos) una línea por vez.
El modelo de observación en cambio cubre un área, cuando observamos el modelo es una superficie (aunque la observación sea profunda), es mas es difícil la observación de volúmenes (genéricos, problemas de mas dimensiones), estos se observan por proyección y entonces se ven como una superficie cada vez...
22.2 - EL CONCEPTO DE BASE DE DATOS
En el proyecto, la operación, el mantenimiento de la red eléctrica (del sistema eléctrico) de una planta industrial, o de un sistema de distribución de red publica se pueden usar bases de datos.
Estas posibilidades existen desde hace años, pero en general no son utilizadas en toda su potencia y posibilidades, las razones de esto son muchas, algunas razones son: la falta de libre disponibilidad (las bases son valiosas y se "cuidan" llegando a dificultar el uso, casi impedirlo), la no fácil inercambiabilidad (los distintos productores de soft, se esfuerzan en no posibilitar el intercambio - absorber informacion, pero no difundirla -, con lo que ante esta necesidad, el trabajo de comunicación es factor de fracaso...).
Los catálogos y el proyecto
Los catálogos de productos no se presentan todavía como bases de datos, el primer esfuerzo al querer usar bases de datos es poner a disposición de las personas que intervienen en los distintos trabajos las bases de datos, solo si efectivamente disponibles son útiles y entonces se difunde la cultura de aprovecharlas.
El acceso a la información contenida en las bases de datos es idealmente rápido, se lo debe hacer amable, y las respuestas a las consultas deben ser amplias, para que el usuario aun no acostumbrado pueda seguir trabajando como si tuviera disponibles los catálogos en papel.
El desarrollo del proyecto también se puede articular sobre bases de datos, estas tienen datos que son propios del proyecto, a través de cálculos se definen características de los elementos y se toman definiciones que enriquecen el proyecto aportando datos de los catálogos y agregando valores producto de cálculos.
Las consultas a estas bases de datos permiten observar el grado de avance del proyecto, el estado de solidez de sus datos, y generan los informes necesarios para acciones de compra, recepción, y construcción.
El resultado final, son estas bases consolidadas, conformes a obra que sirven a lo largo de la vida de la instalación como documentación de lo existente, y al permitir correcciones acompañan evoluciones de mantenimiento y actualización de la instalación.
El sistema
El sistema puede considerarse con tres capas, capa externa, capa intermedia y núcleo interno (como seria el carozo de un fruto).
Entre cascara y nivel intermedio actúan los distintos programas con los que se automatiza el trabajo que se debe hacer (proyecto, construcción y mantenimiento)
Entre nivel intermedio y núcleo se tienen las bases de datos, que se pueden clasificar:
Las distintas bases de datos tienen en general administradores distintos, que se deben ocupar de conservarlas limpias y actualizadas.
El organigrama de trabajo, con las responsabilidades de los que intervienen claramente establecidas es importantisimo.
Para realizar las distintas acciones de trabajo, se debe disponer de métodos de calculo (distintos programas) y métodos de consulta (que permiten controlar los resultados de cálculos y verificar las adopciones).
Programas - Calculos
En el proyecto hay elementos que se calculan con un único criterio, aplicándolo quedan definidas las características del elemento, por ejemplo la determinación de un cable que alimenta una carga, se deben cumplir distintas condiciones y finalmente queda adoptada la sección del cable (y el tipo).
Hay en cambio elementos que se seleccionan con criterios que no están claramente definidos, por ejemplo la selección de un motor en ciertos casos es muy dependiente de características de la maquina accionada, los cables de una red mallada deben satisfacer distintas condiciones de funcionamiento de la red y distintos estados de carga de las cargas, las barras de un tablero son un ejemplo de adopción las mas de las veces arbitraria.
Sistemas Graficos
Las bases de datos pueden contener información que genera gráficos, que son mas comprensibles que las simples listas, la acción de generar gráficos parametricos también es posible con programas.
Una parte importante de la información de un proyecto es información geométrica (geográfica, en un sistema tridimensional), el tablero ocupa una posición en la planta, cada motor ocupa su posición, los cables que unen tablero y motores deben hacer su recorrido por canalizaciones que también tienen su desarrollo, la información geométrica aparece ligada a elementos del sistema gráfico, el elemento del sistema gráfico esta ligado a un registro de la base de datos (del proyecto) que contiene los campos descriptivos necesarios (o al menos las ligazones necesarias a las bases de datos del proyecto).
Obsérvese que este enfoque brinda la posibilidad de guardar información repetida en distintas bases de datos, para aparentemente poder desarrollar fácilmente el trabajo, se debe destacar que la virtud de estos sistemas es evitar redundancia, de manera que no se puedan presentar contradicciones en los informes que se generan, y las correcciones hechas en un punto se transmitan a todos los informes.
Hay información que es mas practica volcarla en sistemas gráficos bidimensionales (que representan simplemente la planta), estos sistemas son particularmente útiles para administrar información de redes (no necesariamente eléctricas, redes de comunicaciones, o de otros servicios, gas, agua, desagües).
A los elementos de este gráfico se asocian también campos de bases de datos, u otros gráficos (esquema unifilar de un nodo - o corte de una canalización, haz de caños - croquis de edificio o camara).
Representaciones Graficas
Antes de encarar el análisis de las representaciones gráficas es conveniente tratar de responderse a la pregunta: cual es la función de estas representaciones?
A través de las representaciones gráficas se trata de transmitir en la forma mas eficiente posible las ideas, y en nuestro tema particular la información referente a los proyectos y obras ligadas a instalaciones eléctricas.
Es importante tener en cuenta que la información puede transmitirse en forma de textos, o de gráficos, en cada caso es necesario seleccionar la forma mas eficiente de transmitir lo que se desea.
Por razones de elaboración de la información es importante lograr separar textos y gráficos, tanto para producirlos como para manipularlos, aunque es posible mezclar ambos tipos de información, el respetar su separación facilita el trabajo al menos en fase de elaboración.
Para quien necesita los documentos no es demasiado molesto tener a la vista dos al mismo tiempo, el gráfico y el texto, que en el momento en que los requiere los extrae del archivo y una vez copiados los lleva a la obra para utilizarlos.
Los documentos son requeridos en la obra para distintas funciones, es entonces importante que en su diseño se logre prever que lograran satisfacer las necesidades que se presentan a quienes los deben utilizar.
Sin embargo en la fase de proyecto los documentos son el elemento que se elabora y que es necesario controlar y comparar con otros que le sirven de base, o que se han producido posteriormente reflejando cierta parte.
Una tentación que se presenta a quien inicia el diseño de una instalación es tratar de reflejar en los documentos lo mas posible la realidad que se esta gestando.
Las ideas del proyecto volcadas en los gráficos van tomando formas casi reales, en ciertos casos la idea gráfica (plana) es insuficiente se necesita un modelo tridimensional, se construye el modelo (fisico, a escala.o virtual, en los actuales sistemas graficos tridimensionales)
El grado de detalle con que deben volcarse las ideas es el suficiente en cada momento de avance del trabajo, el sobrecargar la representación de las ideas no mejora la posibilidad de comprensión, mas bien la dificulta.
El gráfico debe transmitir la idea, pero para transmitir la idea es suficiente frecuentemente una representación esquemática, y muchas veces este tipo de representación es mas útil y eficiente que las representaciones mas reales.
Especialmente la transmisión de información de obras eléctricas se hace a través de algunas representaciones esquemáticas que son una deformación topologica (muy deforme) de la realidad.
Los esquemas eléctricos son un modo de representación del todo convencional en este sector, el esquema es un conjunto coordinado de símbolos gráficos, de significado convencional, del cual se pueda comprender en forma deseada , en cualquier caso incompleto, el modo de actuar de un sistema, de un aparato, de un proceso...
Los esquemas pueden clasificarse por distintos conceptos, por la extensión (panorámicos, de conjunto, parciales), por su grado de completamiento (de principio, simplificados, completos), por la forma de representación de los conductores (unifilares, multifilares), por el modo de representación (ordinarios, de montaje, topográficos, funcionales).
Algunas de estas representaciones como su nombre lo indica están muy ligadas a la construcción, al montaje, otras en cambio al proyecto, a la concepción, a la operación, actividades que requieren frecuentemente síntesis de las ideas.
La conectividad de la red eléctrica, la idea sintética de los nodos, como están formados, que aparatos incluyen, como operan se muestran en forma muy clara a través de esquemas unifilares, donde toda la instalación (trifasica) se representa con una única línea, donde los distintos aparatos se representan con símbolos normalizados que indican su tipo, su función, y con breves textos se transmiten algunos aspectos salientes de la especificación.
Esquemas Unifilares
En los esquemas multifilares cada conductor se representa con una línea (bifilares, trifilares...), en los unifilares los varios conductores de un mismo circuito se representan con una sola línea, pueden pensarse como diagramas para el flujo de potencia, lógicamente son fácilmente representables cuando existe simetría en el circuito (las tres fases por ejemplo tienen lo mismo...)
Toda la red se representa en un esquema unifilar, al menos desde cierto nivel (alimentación) hasta otro nivel (cargas, o centros de cargas), cuando la representación no es completa en el documento se hace referencia a las continuaciones, por ejemplo en un documento se representan las interconexiones, y en varios otros cada uno de los centros de carga.
Esencialmente el esquema unifilar debe representar solo la instalación de potencia en forma jerárquica, clara, por lo que las barras de los distintos centros deben estar ubicadas en el gráfico en alguna forma jerárquica para ayudar a la comprensión, se las identifica con su nombre y características útiles.
Las barras están unidas entre si por líneas que representan los enlaces de la red, cables, líneas aéreas, conductos de barras, transformadores, es importante por la claridad del dibujo que las líneas no se crucen, por lo que la posición relativa de las salidas en el dibujo no coincide con la realidad.
El dibujo se completa con la simbología que representa los aparatos de maniobra, en los extremos de cada línea, en las barras, a veces solo se representa el interruptor, cuando se baja a mas detalle (en los esquemas de los centros) interruptor, seccionadores asociados, puesta a tierra, transformadores de corriente y tensión, algunos aparatos pueden no estar en las tres fases, se indica cuantas veces están (x2 o x3).
Hasta aquí la representación se ha orientado al sistema de potencia, frecuentemente el sistema de medición y el de protecciones, alimentados por los transformadores de corriente y tensión, también son objeto de representación unifilar, es útil intentar representarlos como laminas superpuestas (capas - layers) y reproducirlos con mas o menos información, según la función que cumpla el plano.
La posición relativa de las protecciones que es observada en el esquema unifilar de potencia ayuda a comprender como debe plantearse la coordinación de las mismas.
También a veces se intenta representar en el esquema unifilar en forma unifilar el sistema de control, la asimetría del circuito pone frecuentemente en crisis la comprensión de este esquema.
Las representaciones mas claras de los sistemas de control se obtienen con diagramas de bloques, incluyendo en el bloque en forma esquemática los dispositivos de control, que en muchos bloques son numerosos, pulsadores, lamparas de señal, relés, etc.
La electrónica de control, es responsable de que estos bloques lleguen a complejidad casi indescriptible con lo que la representación del esquema de bloques es aun mas necesaria.
Siempre que se entra en detalles mínimos se debe hacer y superar la pregunta si el detalle que quiere agregarse tiene sentido en el documento que se esta elaborando o debe volcarse en otro documento mucho mas adecuado, y de mayor detalle, pero separado, donde todo se entienda mejor.
Esquemas Funcionales
Un aparato eléctrico esta formado por partes elementales, por ejemplo en un relé distinguimos bobina y varios contactos, llamamos elemento a la bobina, a cada uno de los contactos, que eventualmente individualizamos.
En el esquema funcional se representan los elementos aislados, entre si, perdiéndose la asociación entre ellos, pero ganándose en claridad de la representación de la secuencia lógica.
Estos esquemas se utilizan para representar los circuitos de comando, control, señalización, los componentes de los aparatos quedan desmembrados.
Para asociar entre si los componentes de un aparato, se identifica cada uno con un nombre simbólico (letra o numero que ciertas normas se ocupan de sugerir), de manera que leyendo todo el esquema y extrayendo los elementos que tienen el mismo símbolo obtenemos el conjunto de elementos que forman el aparato, lógicamente el aparato tendrá mas elementos si algunos, los de potencia por ejemplo, no se han representado.
Generalmente para ayudar a la comprensión, e iniciar la nomenclatura, el esquema funcional esta precedido por un diagrama unifilar, un esquema de proceso, o un diagrama de bloques que en forma muy sintética ambienta a quien debe trabajar sobre el funcional.
El esquema funcional muestra dos barras, que representan la fuente de alimentación de la tensión de comando, control, señal, etc. unidas por líneas (que son los circuitos) que incluyen los elementos de los dispositivos, se los llama en la jerga diagramas de escalera por su apariencia a distancia.
Los contactos que cumplen las distintas funciones se representan con símbolos normalizados, para facilitar la comprensión es útil que algunas notas describan el funcionamiento de cada circuito, aclarando como actúa cada elemento que no esta representado por símbolos frecuentes (contactos temporizados, fines de carrera, etc.).
El esquema se divide en fajas que cumplen una misma función, ayudando así a su comprensión.
Los conductores se identifican en el funcional con un nombre (numero que generalmente indica su ubicación en el esquema, hoja, faja y posición), a veces también se indican los bornes del elemento, lógicamente al menos en fase de proyecto no es conveniente cargar el esquema en exceso.
Documentacion de conexionado
Supongamos que tenemos el funcional representado con los elementos y los conductores (identificados), por lectura del esquema podemos extraer todos los elementos de un aparato, que arrastraran sus conductores asociados, y en el otro extremo de cada conductor se identifica otro elemento de otro aparato en general.
Representamos entonces un aparato con todos sus conductores, unidos a sus bornes, lo que nos permite observar si los elementos que efectivamente componen el aparato son suficientes, o si hay elementos no utilizados.
Si ordenamos los conductores por aparatos de destino encontraremos la lógica asociación que genera los cables de comando, conjunto de conductores que unen dos aparatos distintos, también encontraremos los puentes en un mismo aparato.
Para efectivamente asociar conductores en un cable a veces se controla la compatibilidad de las señales que corresponden al conductor, lo que se llama su nivel de ruido, por ejemplo a veces no se pueden mezclar señales de medición con señales de comando, y menos aun de potencia en el mismo cable.
De este trabajo ha surgido como natural consecuencia el esquema topográfico o el esquema de montaje, con la información necesaria para efectuar las conexiones y los cableados, si para cada aparato hemos generado una hoja (cuaderno de aparatos), solo necesitamos que el esquema topográfico nos muestre la posición relativa de los aparatos, las hojas...
Debe notarse que existen conductores que pertenecen a un panel, pupitre o tablero, son internos al mismo, mientras otros son de interconexión entre borneras de paneles, pupitres o tableros, estos últimos forman cables, mientras que los primeros se cablean con conductores (cables de un solo hilo) dentro de canales adecuados en el equipo, y terminan en borneras de frontera que pueden también representarse en el funcional.
Si el funcional incluye las borneras de frontera se pueden extraer del mismo solo los conductores entre borneras de frontera, y así se desarrollan las listas de interconexión entre borneras, que muestran cables y conductores de la instalación, excluyendo los internos de paneles, pupitres, tableros etc. que pueden no ser de interés en ciertos casos.
Análogamente a como se resuelven los aparatos dentro de un tablero, se resuelven los equipos dentro de la instalación, se prevén entre equipos canalizaciones para los cables, ya se conocen por sus extremos, por su formación, y entonces se les asigna un recorrido (compatible con su señal), con lo cual adquieren longitud.
Es útil tener una lista de cables que permite individualizar cada uno, con objeto de realizar la obra, conviene asignarle tipo, longitud y otros atributos.
Hemos descripto como se desarrollan en orden lógico los documentos partiendo del funcional, generando conexionados, y finalmente cableados.
Frecuentemente el rápido avance de la obra obliga a invertir los términos, primero se deben definir los cables, luego se generan funcionales y conexionados tratando de aprovechar los cables previamente definidos y quizás ya tendidos.
Es evidente aquí la importancia que tiene la experiencia previa, la disponibilidad de documentación antes desarrollada, la normalización de estos documentos, la buena subdivisión de funciones, en fin pensar como aprovechar al máximo todo aquello de que se dispone.
22.3 - LAS NORMAS - Generalidades
Normalización y unificación no son conceptos nuevos, sino se remontan a los orígenes de las primeras comunidades humanas en las cuales, casi inconscientemente los hombres comenzaron a utilizar un lenguaje común (primeras unificaciones) y luego normas comunes de convivencia (primeras normalizaciones).
Hoy día en el campo industrial a las palabras "normalización" y "unificación" se atribuye el siguiente significado:
- Normalización: se entiende el conjunto de aquellos criterios de índole general en base a los cuales deben ser proyectadas, construidas y ensayadas las instalaciones, las maquinas, los aparatos o los materiales objeto de las normas mismas, a fin de garantizar la eficiencia técnica y la seguridad de funcionamiento.
- Unificación : se entiende el conjunto de prescripciones que fijan para la maquina, el aparato o el material objeto de unificación una estrecha gama de tipos constructivos y de dimensiones entre los infinitos posibles a fin de reducir los costos, de facilitar el aprovisionamiento de los repuestos y de permitir la reducción de las reservas en almacén.
Normalización y unificación liberan a la iniciativas de todas aquellas manifestaciones irracionales que no podrán producir ventajas ni a la comunidad, ni a sus mismos promotores. Tales iniciativas pueden requerir algún sacrificio a la libertad individual, pero este sacrificio debe ser evaluado en función de las ventajas de carácter colectivo que se consiguen.
Normas y unificaciones
En el proyecto y construcción de instalaciones eléctricas las normas y reglamentos tienen gran importancia.
Puede ser entonces conveniente observar algunos aspectos de la organización de las mismas en algunos países industrializados.
Los párrafos siguientes (en letra cursiva) se han extraído del libro Impianti Elettrici de Bossi y Sesto, pero se han agregado comentarios que hacen al estado de la normalización en Argentina.
La normalización en el campo electrotecnico
En campo internacional los trabajos de normalización son competencia del Comité Electrotecnico Internacional (IEC International Electrotechinical Comission).
Para obtener su finalidad el IEC publica recomendaciones internacionales (muchas de las cuales con el nombre de Normas Internacionales) que expresan dentro de los limites mas amplios posibles un acuerdo internacional sobre los argumentos tratados. Tales recomendaciones están destinadas a ayudar a los Comités Nacionales en la elaboración de las normas del propio país, de manera de armonizar las prescripciones técnicas de las distintas naciones y facilitar los intercambios de material eléctrico.
Existe además la Comission International de Reglamentation en vue de l'aprobation de l'Equipment Electrique (CEEI).
Este organismo esta limitado a países europeos y ha asumido la función de formular prescripciones precisas para la Construcción del material eléctrico de uso común generalmente adquirido y utilizado por usuarios inexpertos, a fin de proteger personas y cosas de los riesgos que puedan derivar del uso de material eléctrico de calidad deficiente.
En Argentina el órgano oficial que provee a la normalización es el IRAM Instituto Argentino de Racionalización de Materiales.
Existe también una Asociación Argentina de Electrotecnicos que publico normas y reglamentos aplicables a instalaciones.
El Comité Electrotecnico Argentino CEA es el corresponsal del IEC en argentina y se ocupa de distribuir las normas IEC y de participaren las discusiones en campo internacional.
A modo de ejemplo veamos como esto funciona en Italia:
El órgano oficial que en Italia provee a la normalización en el campo eléctrico es el Comité Electrotecnico Italiano CEI fundado en 1909 por la Asociación Electrotecnica Italiana AEI.
Las atribuciones del CEI son las siguientes:
- Estudiar todos los problemas de carácter científico y técnico que se refieren a los materiales, las maquinas y los aparatos eléctricos como también la ejecución de las correspondientes instalaciones.
- Compilar las normas que conciernen la producción, la instalación, el ensayo, y el servicio de los materiales, maquinas e instalaciones antes citadas.
- Asegurar en el ámbito de la propia competencia la conexión con análogos entes extranjeros e internacionales y con el ente nacional de unificación.
La unificación en el campo electrotecnico
El órgano que tiene esta función en Argentina también es el IRAM.
Sigamos comentando el caso Italiano.
El órgano cuya función es la unificación dimensional en el campo electrotecnico en Italia es el UNEL (Unificazione Elettrotecnica)
El UNEL tiene los siguientes objetivos:
- Técnicos : aligerar el trabajo de las oficinas de proyecto de las fabricas, mayor rapidez de construcción de los materiales.
- Organizativos : una mas racional producción y en consecuencia un notable ahorro de tiempo en la ejecución de los trabajos.
- Económicos : perfeccionamiento del proceso productivo, consiguiente reducción de costos, mejoramiento de la calidad de los materiales, expansión de las ventas.
El órgano nacional que en Italia se ocupa actualmente de unificación en campo general excluido el eléctrico es el UNI (Ente Nazionale Unificazione).
Los órganos de Control
En la Argentina el IRAM también se ocupa de la función de control, utilizando los servicios de distintos laboratorios y en particular de los laboratorios de los fabricantes.
En los países altamente industrializados existen institutos que se ocupan de la marca de calidad, en Italia por ejemplo:
- Instituto Italiano del Marchio di Qualita
Este instituto tiene la función especifica de garantizar la calidad, y en modo particular la seguridad del material y de los aparatos eléctricos con referencia a los usuarios, para eliminar del mercado el material deficiente.
Controla si los productos para los cuales es solicitado el uso de la marca corresponden a lo prescrito por las normas CEI y las tablas UNEL; concede al fabricante el uso de una marca para aquellos productos de los cuales ha asegurado la conformidad; vigila además que estos conserven en el curso de la producción y en el mercado aquellas características técnicas que le valieron para la concesión.
Para comprobar la calidad y características de los productos, es necesario ensayarlos, en Italia existe entre otros institutos el CESI, que se ocupa de realizar las pruebas.
- Centro Eletrotecnico Sperimentale Italiano (CESI)
La finalidad del CESI es poner a disposición de la industria un Laboratorio capaz de realizar pruebas de carácter eléctrico que sirvan tanto para el desarrollo de aparatos prototipo como para emitir certificados oficiales de los ensayos realizados.
Este organismo trabaja especialmente en el campo de tensiones y potencias muy superiores a las del Instituto Italiano del Marchio di Qualita.
Las normas de Ley sobre las instalaciones eléctricas
Las leyes que se ocupan directamente de estos problemas aun no han surgido en nuestro país.
Algunas leyes hacen referencia a condiciones generales de seguridad, en particular debe destacarse la ley de Higiene y Seguridad en el trabajo que cita el reglamento de la AEA.
Siguiendo con el ejemplo Italiano veamos la situación en ese país:
La ley l86 (III.1968) prescribe lo que sigue:
Art. 1 - Todos los materiales, los aparatos, las maquinas, las obras y las instalaciones eléctricas y electrónicas deben ser realizadas y construidas de acuerdo a las reglas del arte.
Art. 2 - Los materiales, los aparatos, las maquinas, las obras y las instalaciones eléctricas y electrónicas realizadas según las normas CEI se consideran construidas según las reglas de arte.
Es inútil subrayar la importancia que tal ley asume para quien se ocupa de instalaciones eléctricas en cuanto que eventuales incumplimientos puedan dar lugar a responsabilidad de carácter civil y penal.
El Decreto del Presidente de la República (Italiana) 27.4.1955 No547, contiene en cambio disposiciones de carácter general en materia antiinfortunios. Las prescripciones indicadas en los artículos (de este decreto) del titulo II se refieren a la defensa de los ambientes y de los puestos de trabajo contra las descargas atmosféricas; el titulo III considera en cambio las instalaciones, las maquinas y los aparatos eléctricos.
Las normas de prevención de accidentes vigentes se aplican a todas las actividades de naturaleza industrial, comercial o agrícola que desarrollan trabajadores subordinados, excluyendo solo las actividades que están expresamente indicadas en la ley y para las cuales la seguridad del trabajo ya provee reglamentos especiales o bien existen otras disposiciones.
Otra prescripción importante es la que extiende la obligación de aplicar las normas de seguridad además que a los empresarios, también a los dirigentes, y a los trabajadores.
Debe subrayarse al fin la obligación de observar las normas de prevención también por parte de los constructores, comerciantes quienes entregan en alquiler maquinas, partes de maquinas, herramientas, utensillos y aparatos en general.
Se recuerda por fin el Ente Nazionale Prevenzione Infortuni (ENPI)
Este Ente no emite normas (es entonces errado hablar de Normas ENPI), sino promueve, desarrollo y difunde la prevención de accidentes en el trabajo y las enfermedades profesionales a través de una vasta acción de propaganda.
A este Ente se confía el deber de ensayar ascensores y montacargas, como también las inspecciones periódicas y el ensayo de las instalaciones de tierra.