Capítulo VI

INSTALACIONES DE SERVICIOS

6.1 Energía Eléctrica

La energía eléctrica necesaria para la operación de equipos auxiliares,

iluminación, trabajos complementarios y otros servicios será proporcionada

por el Grupo generador instalado en casa de máquinas del frente de trabajo,

según las condiciones siguientes:

Tensión del Suministro : 440 Voltios

Frecuencia del Sistema : 60 Hz

Potencia : 2 de 225KW

Equipo de Suministro : Tablero de distribución.

Del punto y/o equipo de suministro, se realizará las instalaciones necesarias

para una normal operación de maquinarias, equipos y servicios, en

superficie e interior túnel.

Para los casos en que se produzcan fallos en el suministro de energía se

instalará en el portal de entrada un grupo electrógeno en stand by, dicho

grupo electrógeno deberá entrar en operación en un máximo de 30 minutos

después de producida la paralización del grupo principal.

Tabla 6.1 Cuadro de consumo real

EQUIPO CONSUMO

TEORICO (HP) EFICIENCIA

(REND. REAL) CONSUMO REAL

HP

ventilador 30hp 60 60% 36

bomba major 8 60% 4.8

el consumo de energía eléctrica esta dado en kw (1HP=0.746Kw)

considerando además un coeficiente de simultaneidad que nos da

el porcentaje de tiempo en el que funciona el

equipo.

Tabla 6.2 Demanda Eléctrica en el Túnel (E1)

EQUIPO CONSUMO REAL (KW)

FACTOR DE SIMULTANEIDAD

DEMANDA KW

Ventilador 30hp 26.86 100% 26.86

Bomba major 3.58 100% 3.58

Iluminación en túnel 6 100% 6.00

total 36.44

el consumo en el almacén se estima un 10% de la energía del túnel E2=0.10*107.45= 3.64 kw La energía total es: Et=E1+E2 Et= 40.08 Para cubrir los 40.08kw requerimos 66.80kw para satisfacer exactamente

esta demanda es cubierta con un grupo electrógeno de 120kw

6.1 Grupo electrógeno de 120 kw

6.2 Aire Comprimido

El aire comprimido necesario para la operación de los equipos de

perforación manual como los equipos de concreto lanzado y servicios

auxiliares, será proporcionado desde una compresora accionada, según las

condiciones siguientes:

Volumen de Suministro : 800 p.c.m.

Presión : 80 PSI

Punto de entrega : Pulmón portal de entrada y salida al túnel.

Del punto de suministro, se realizó las instalaciones necesarias para una

normal operación de instalaciones, máquinas, equipos y servicios, en

superficie e interior túnel. Debiendo para ello instalar, una tubería HDPE de

4”, luego lo distribuimos a una tubería HDPE de 2” y finalmente lo reducimos

a 1” para la manguera de la maquina perforadora con sus respectivas

válvulas de control.

Tabla 6.3 Equipos que trabajan con energía neumática

equipo consumo real

(m3/min)

martillo neumático 4.5

para los trabajos de perforación se tiene tres

perforadoras

un consumo de aire comprimido : 9 m3/min

considerando perdidas del 10% por fugas tenemos:

10m3/min

como se requiere 15m3/min = 353pcm

si empleamos una compresora eléctrica de 800pcm con una eficiencia

del 60%

6.2 Compresora eléctrica de 800 pcm

6.3 Agua Industrial

Se realizó la construcción de una cisterna en el terreno para el

almacenamiento y suministro de agua industrial para la excavación del túnel.

Desde el punto de entrega, se realizó las instalaciones necesarias para una

normal operación de instalaciones, máquinas, equipos y servicios, en

superficie e interior túnel. Debiendo para ello instalar, según los detalles

indicados en el plano respectivo, una tubería HDPE de 2” de diámetro, con

sus respectivas válvulas de control, dichas tuberías serán instaladas en

interior túnel de tal manera de apoyarse en las alcayatas, y evitar el contacto

con el piso del túnel.

Eliminación de agua infiltrada durante la excavación

Se previó que durante la ejecución de los trabajos de excavación

subterránea puede encontrarse aguas de filtración, hacia las excavaciones

en volumen máximo total de 30 lit/seg, caudal ha eliminar por gravedad,

donde serán vertidas a una trampa de grasas previo a verter a las aguas de

la quebradas, la construcción de tres trampas de grasas que fueron

realizadas por la empresa contratante, de la tercera trampa de grasa sale el

agua limpia y va al río.

El túnel de mayor longitud es 1290m, considerando la mitad de túnel de uno

de los frentes 645m, teniendo su pendiente de -0.1%, tendremos que

bombear a una altura de 645x0.1%=0.645m, considerando una perdida de

20%, 0.645x1.2=0.80m a bombear teóricamente.

Tabla 6.4 Gráfico de Bomba MAJOR L

Del gráfico vemos que con un caudal de 30 Lt/s, podremos bombear hasta

10m, que es mayor a 0.8m, será suficiente la bomba utilizada siempre y

cuando nuestro caudal encontrado en el túnel sea de 30 Lt/s como máximo.

Utilizando una bomba MAJOR L, podemos fácilmente satisfacer la demanda

supuesta de 30Lt/s.

6.4 Ventilación

El Contratista durante todo el tiempo que demande la ejecución de los

trabajos de excavación subterránea, mantendrá operativo un sistema de

ventilación forzada de los frentes de trabajo, los mismos que deben

satisfacer las necesidades de aire fresco a las personas y equipos que

laboran en el túnel. Dicho sistema deberá contar con ventiladores axiales de

accionamiento eléctrico en número y potencia suficientes para proporcionar

aire fresco según las siguientes condiciones:

3 m3/min por cada trabajador en los frentes de excavación

3 m3/min por cada Hp nominal de los equipos diesel que operan en el túnel

Los ductos de ventilación que instale el Contratista para mantener las

condiciones ambientales en el interior del túnel, serán flexibles, de poliéster

con peso de 600 gr/cm2 y espesor de 0.75mm capaces de soportar una

presión de trabajo equivalente a 2,000 mm de columna de agua.

Para realizar el objetivo, el Contratista empleará ventiladores de 30 Hp

colocados en serie que insuflaran el aire desde superficie hacia el tope

durante la etapa de excavación.

Luego de la voladura, el túnel debe ser ventilado por un período adecuado.

Ventiladores eléctricos deben ser instalados para el suministro de aire fresco

al túnel, con la conducción del aire a través de mangas de vinilo de diámetro

suficiente para cambiar el aire del frente de la excavación, de manera que la

calidad de aire sea aceptable dentro del túnel, para la remoción de los gases

tóxicos después de la voladura. Si debido a la longitud excavada del túnel, la

ventilación instalada resultase insuficiente, se deberá instalar ventiladores

auxiliares a lo largo de la manga para compensar las pérdidas.

6.3 Ventilado auxiliar de 60 HP

El caudal mínimo de aire debe ser el siguiente:

PERSONAL ASIGNADO

Descripción del Personal Crítico Cantidad

Ingeniero de Guardia 1 Capataz 1 Perforista y ayudante Perforista 3 Operador de Scoop 1 Bodeguero 1

Nº Trabajadores Crítico 7 Hombres

EQUIPOS ASIGNADOS

Descripción del Equipo Potencia Cantidad Potencia Demanda

Scoop 1yd3 70 Hp 1 70 Hp

Total Potencia Requerida 70 Hp

DEMANDA DE CAUDAL PARA VENTILACION Por Personal :

Q Personal = 3.00 m3/(hombrexmin)

Q personal = 21.00 m3/min

Q personal = 741.63 CFM

Por Equipos :

Q Equipos = 3.00 m3/(HPxmin)

Q Equipos = 210.00 m3/min

Q Equipos = 7,416.30 CFM

Factor de Multiplicidad

Q personal + Q equipos = 8,157.93 CFM

DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LA MANGA DE VENTILACIÓN Calculo del caudal de fugas en empalmes:

Q fuga = Qx (1-F/100)^(-L/100)

Donde: Qx : Qdemanda 8,157.93 CFM F : Factor de Fuga 0.7 % L : Longitud de la Manga 655.00 m

Q fuga = 8,542.06 CFM

Q diseño = (Qdemanda+Qfinal2)/2

Q diseño = 8,349.99 CFM

3.941 m3/seg

Calculo del diámetro de la manga de ventilación

D = 2.(Qdiseño/(V.3.14159))^(1/2)

Donde: V : Velocidad en el Ducto 18 m/seg Q : Caudal de Diseño 3.94 m3/seg

D = 0.53 m 20.79 pulgadas

1.73 pies

DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN ESTÁTICA Presión Estática a nivel del Mar

R = K.P.L.Q^2/(5.2.A^3)

Donde: K : Coeficiente de Fricción 1.8x10^-9 1.8E-09 P : Perímetro de la manga P = 2*3.14159*0.90/2 P = 1.66 m 5.44 pies L : Long. De la manga L = 655.00 m 2,148.95 pies Q : Diseño 8,349.99 CFM 139.17 pies3/seg A : Área de la sección de la Manga A = 2.36 pies2

R = 21.56 pulgadas

DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN DINÁMICA

Hv = W.(V/1098)^2

Donde: W : Peso especifico (lib/pie) 1.205 Kg/m3 93.62 lib/pie3 V : Velocidad del aire en la manga (pies/seg)

Determinación de la Potencia del Ventilador Presión Estática a nivel del Mar

He = 21.56 Pulgadas

Presión dinámica a nivel del Mar

Hd = 0.27 Pulgadas

Presion Total

Ht = He + Hd 21.83 Pulgadas

Caudal de Diseño

Qd = 8,349.99 CFM

Potencia del Ventilador

Hp = Ht . Q d/ 6350 Hp

Hp = 28.71 Hp

Eficiencia 60%

Hp = 47.85 Hp

Conclusión:

- Por lo Tanto la potencia requerida es 47.85 Hp, en tal sentido usamos ventilador de 60 Hp

- La manga de ventilación a usar es de 24” de diámetro.

V = 18 m/seg 59.06 pies/seg

Hv = 0.271 pulgadas