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Normatividad para edificios de gran altura

Colosales y fascinantes, los rascacielos son obras maestras de la arquitectura, técnica e ingeniería modernas. Pero para levantar a estos gigantes de cristal y acero es fundamental cumplir con un conjunto de normatividades específicas. Entre las más importantes están las referentes a las instalaciones eléctricas, ya que sin ellas no es posible otorgar ningún contrato de electricidad, y sin electricidad, ningún edificio puede operar

Por Guillermo Arizmendi Gamboa

Símbolo de progreso técnico, modernidad y crecimiento económico, la construcción de rascacielos es una de las tendencias arquitectónicas de mayor crecimiento a nivel global, sobre todo en aquellas megalópolis que, debido a su enorme extensión, les resulta imposible seguir creciendo horizontalmente.

Durante los últimos años, estas edificaciones han ido en aumento en diversas partes del mundo, no sólo en las metrópolis y centros económico-financieros de los países más desarrollados, sino también en las ciudades de naciones catalogadas como en vías de desarrollo.

Por definición, se considera un rascacielos a todas aquellas construcciones que presentan una elevación superior a los 120 metros. Por razones técnicas y económicas, pero también debido a su gran tamaño y a la necesidad de optimizar su desempeño, éstos deben ser diseñados a partir del cumplimiento de parámetros y normativas específicas, diferentes para cada ciudad o país.

En las sociedades con economías más desarrolladas, estos colosos verticales siguen una tendencia a rebasar los 500 metros de altura, mientras que en las economías emergentes las elevaciones suelen ser mucho más moderadas. Lo anterior, sin embargo, no implica que su construcción no siga presentando numerosos retos para arquitectos, inversionistas, desarrolladores, ingenieros y contratistas, sobre todo al momento de compaginar su diseño con aquellas instalaciones encargadas de dar vida a cada uno de los espacios, amenidades y servicios de un edificio o torre de gran altura.

Las instalaciones eléctricas, en particular, son un eslabón esencial para su correcto funcionamiento. Éstas animan cada uno de los sistemas del inmueble: iluminación, abastecimiento de agua, aire acondicionado, refrigeración, elevadores, seguridad y automatización, entre otras. Asimismo, son la única especialidad regulada oficialmente por una Norma Oficial Mexicana, así como por especificaciones y procedimientos reglamentados por la Secretaría de Energía y por la Comisión Federal de Electricidad (CFE). Sin su cumplimiento no es posible otorgar ningún contrato de energía eléctrica, y sin electricidad, ningún edificio puede operar.

Cumplir con las normas vigentes es pues un factor determinante, ya que una instalación eléctrica mal ejecutada pone en riesgo la vida de las personas, tanto de los instaladores como la de sus ocupantes.

De ahí la necesidad de que inversionistas y desarrolladores inviertan en equipos y mano de obra de calidad, así como en especialistas altamente capacitados, que garanticen la seguridad, funcionalidad, ahorro energético y confiabilidad de las redes eléctricas.

Los ingenieros y contratistas electromecánicos, en específico, tienen la obligación de conocer y capacitarse en estos temas para ofrecer soluciones técnicas que puedan maximizar la eficiencia operativa del inmueble y, con ello, incrementar su valor.

Así pues, el objetivo del presente artículo es exponer la experiencia en la aplicación de la normativa vigente en edificios de gran altura en la Ciudad de México durante los últimos tres años.

Auge vertical
En la Ciudad de México, una de las urbes más grandes del mundo, el auge de los edificios de gran altura es evidente desde mediados del siglo XX. El primero fue el edificio de la Lotería Nacional, ubicado sobre el Paseo de la Reforma a finales de los años treinta. Más tarde, a principios de los años cincuenta se inició con la construcción de la Torre Latinoamericana, en el corazón de la capital. Durante las décadas de los setenta y ochenta llegaron el Hotel de México, renombrado más tarde como World Trade Center, así como la Torre Ejecutiva de Pemex, esta última todavía uno de los picos más emblemáticos de la capital mexicana.

El terremoto de 1985, sin embargo, hizo reformular muchos de los criterios y parámetros de construcción y seguridad para esta clase de edificios. La llegada del nuevo siglo, a su vez, trajo consigo un boom inmobiliario, así como nuevas formas de abordar la edificación en rascacielos.

En los últimos años, por otro lado, los edificios de gran altura de ciudades como Monterrey, Guadalajara o Puebla también han comenzado a descollar y reclamar su lugar de honor entre los más altos del país. Los proyectos, cada uno con usos y rasgos particularidades, continúan acumulándose, lo que exige más y mejores soluciones en materia de instalaciones eléctricas.

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Normatividad vigente
En la actualidad, la mayoría de los contratistas y desarrolladores de rascacielos conocen el Procedimiento para el Suministro de Energía Eléctrica a Edificios de Gran Altura (CFE DCSEEEGA), el cual es una Especificación aprobada por la Secretaría de Energía (Sener) para la Comisión Federal de Electricidad en el año 2014, por lo que actualmente en los diferentes desarrollos están aplicándose las tecnologías propuestas en el procedimiento citado.

La normativa, por otro lado, obliga a los suministradores a colaborar de manera muy cercana al desarrollo de su proyecto interno, sobre todo en el caso de la coordinación, protección y control de los equipos eléctricos.

Asimismo, hay que recordar que el diseño y construcción de las instalaciones eléctricas dentro del inmueble son responsabilidad del propietario, quien a su vez asume la propiedad, operación y mantenimiento de las mismas.

Medición
Los medidores de un edificio de gran altura deben contar con capacidad de lectura, corte y reconexión remota, infraestructura de medición avanzada (AMI), software, medios de comunicación y pruebas efectuadas por laboratorios aprobados y certificados conforme a las especificaciones técnicas que especifique el suministrador.

El esquema debe garantizar la recolección de lecturas a un colector o concentrador, mientras que la transmisión de la información es responsabilidad del centro de operación del suministrador.

Para comunicar el colector de datos con el servidor del centro de control del suministrador deberá utilizarse el protocolo TCP/IP a través de puertos Ethernet 10/100 Dúplex.

Un caso de éxito
Uno de los casos más emblemáticos en cuanto a instalaciones eléctricas en edificaciones de gran altura es la zona conocida como el corredor Reforma de la Ciudad de México, el cual está integrado por un grupo de rascacielos que cuenta con las siguientes características de recepción:

1.- Las redes internas de media y baja tensión quedaron como particulares; no fueron recibidas por parte de CFE. Por tanto, la operación y el mantenimiento de estas redes está a cargo del desarrollador y administrador de las torres de gran altura.
2.- La instalación de la red de baja tensión al interior de los rascacielos fueron diseñadas a través de la tecnología de electroductos y, en otros casos, a través de cable en charolas; esto en función de los presupuestos y de los espacios físicos disponibles que los desarrolladores dispusieron para las instalaciones de cada caso.
3.- Los transformadores que fueron cedidos a CFE en muchas de estas torres fueron tipo pedestal o sumergible y se instalaron en el  primer sótano, en la planta baja o en el mezzanine; en algunos casos se instalaron en la vía pública (banquetas) de estos edificios, cumpliendo con lo indicado en el procedimiento CFE DCSEEEGA. Los transformadores que fueron instalados en la red de media tensión de estas torres fueron del tipo pedestal o del tipo seco, y quedaron como transformadores particulares.
4.- La CFE instaló equipos de medición convencionales, de acuerdo con la existencia en su momento de estos equipos en almacén; en un solo caso el desarrollador compró por su cuenta los medidores de perfil de carga, que fueron adquiridos de acuerdo con la especificación de CFE y cedidos para su calibración y posterior instalación.
5.- Se está en proceso de construcción de una red de fibra óptica para enlazar la operación de los diferentes equipos de protección y seccionamiento de la nueva red de media tensión del proyecto Reforma, que también será utilizada para la comunicación de los medidores de perfil de carga que se instalaran en los diferentes edificios de gran altura.
6.- Las nuevas torres altas que operan actualmente en la ciudad de México y donde ya se aplicó al procedimiento CFE DCSEEEGA cuentan con un seccionador en donde se recibe la acometida de media tensión del suministrador. Desde este punto se deriva una instalación de media tensión en un anillo para alimentar los servicios en tarifas OM y HM de media tensión.

Áreas de oportunidad
Para los desarrolladores es una ventaja el contar con una Especificación Técnica (CFE DCSEEEGA) que simplifique los trámites de autorización, supervisión y recepción de las obras construidas por los particulares en desarrollos  y edificios de gran altura, asegurando con ello la calidad de las obras y, sobre todo, la satisfacción de los clientes.

Esta Especificación Técnica, ofrece también algunas ventajas para los desarrolladores, como una mínima utilización de espacios dentro de los inmuebles y un bajo impacto visual por tener instalaciones subterráneas.

Por otro lado, la evolución acelerada del proceso de construcción a nivel mundial ubica nuevos contextos en el desarrollo de los edificios de gran altura incluyendo las propias instalaciones eléctricas internas. Lo anterior tiene como consecuencia diversas solicitudes de los desarrolladores como:

  • Ubicación de transformadores que se cedan a CFE en niveles diferentes a los señalados en el procedimiento CFE DCSEEEGA
  • Petición para que CFE reciba transformadores de tipo seco
  • Solicitud de servicios residenciales de departamentos ubicados en los últimos pisos de una Torre con cargas menores a 10 kW, conectados a transformadores particulares y que puedan ser contratados en tarifas de baja tensión

En general, las áreas de oportunidad para la mayoría de los rascacielos en proceso de construcción en las grandes ciudades y lugares circunvecinos son cuatro:

1.- Una adecuada coordinación de protecciones entre los equipos en media tensión del suministrador y del desarrollador
2.- Un tipo de medición que ofrezca comunicación en los diferentes niveles del edificio, sin la necesidad de que el personal del suministrador tenga que recorrer el interior del inmueble
3.- La correcta definición de las diferentes densidades de carga por piso y usuario, base de la solicitud original de los desarrollos
4.- Participación de las Unidades de Verificación de Instalaciones Eléctricas (UVIEs) para servicios en subestaciones compartidas.
Gracias a este nuevo enfoque, los desarrolladores y contratistas pueden enfrentar el presente inmediato, asegurando la satisfacción de sus clientes al volver más eficiente el proceso de la distribución y comercialización de la energía eléctrica, lo que impulsará el desarrollo económico del país.

Dos subestaciones reciben alimentación desde el sótano de Torre Mayor, lugar al que arriba la acometida eléctrica de la CFE en alta tensión, a 440 kV. De ahí es transformada en baja tensión para uso de los inquilinos

ETRA, instalaciones eléctricas para megaproyectos
Fundada en 1989, Grupo ETRA (Equipos, Transformadores, Refacciones y Accesorios S.A. de C.V.) es una empresa mexicana especializada en la ingeniería y diseño de instalaciones electromecánicas (llave en mano) para megaproyectos arquitectónicos de usos múltiples, tales como desarrollos industriales, de hotelería, centros comerciales, habitacionales, industriales y del sector salud, entre otros.

Con más de 10 millones de metros cuadrados de instalaciones electromecánicas al cierre del 2016, se trata de una de las empresas de mayor reconocimiento y alto desempeño en el país, debido a su apego y conocimiento de la normatividad vigente, Nacional e Internacional. Entre sus obras más destacadas están Reforma 222, Parque Toreo y Torre Virreyes, esta última considerada un rascacielos, pues rebasa los 120 metros de altura.

Javier Martínez Rodríguez, Director de Ingeniería de ETRA y René Vargas del Valle, Director General de Grupo ETRA, platicaron con Constructor Eléctrico acerca de las normas y procedimientos vigentes para edificios de gran altura, así como de los retos y complejidades que implica proveer de energía a estos colosos.

Constructor Eléctrico (CE): ¿Qué beneficios ha traído la normatividad vigente a los edificios de gran altura en la Ciudad de México?
ETRA: Hay que aclarar que antes no existía ninguna normatividad para la Ciudad de México para establecer parámetros en las instalaciones eléctricas en un edificio. Era un mundo muy complicado y los contratistas construían las instalaciones de acuerdo con su experiencia o hasta donde lo permitía cada zona de la CFE, antes LyFC. A raíz de esta problemática, conjuntamente con varios ingenieros, de AMERIC -[Asociación Mexicana de Empresas del Ramo de Instalaciones para la Construcción]-, lideramos un proyecto para poder homologar toda la parte normativa en Torres de Gran Altura o Edificaciones de Gran Demanda. La iniciativa permitió que, tanto los procedimientos y recomendaciones de la CFE, así como la NOM-001-SEDE-2012, que actualmente rige todas las instalaciones en media y baja tensión, convivieran perfectamente. A partir de ese momento ya teníamos un marco jurídico para hacer un mejor diseño que permitiera, en determinado momento, hacer una modificación o una adecuación sin tener que cambiar las instalaciones, cuestión que antes no existía. Lo anterior derivó en poder utilizar sistemas de distribución con electroductos, una de las partes medulares en los diseños de edificios de gran altura, o columnas vertebrales en altas edificaciones, hoy comunes en este país.

 CE: ¿Qué dificultades presenta la instalación de redes eléctricas en esta clase de edificaciones?
ETRA: El reto principal que enfrentamos es que el desarrollador tenga consciencia de que el edificio tiene que atravesar durante su vida útil una serie de cambios con gran flexibilidad.  Hay que dotarlo de una infraestructura que tenga la dinámica para poder contar con cualquier tipo de instalación, desde una oficina sencilla hasta requerimientos específicos, como grandes bancos, entidades financieras sofisticadas, etcétera.

CE: ¿Cuáles son los desafíos para una empresa como ETRA al momento de dirigir un proyecto de este tipo?
ETRA: Hoy en día, los edificios de gran altura son como pequeñas ciudades; cuentan con plantas de tratamiento de aguas residuales, captación de agua de lluvia, plantas de generación de energía, además de distribución de agua helada para el aire acondicionado. Esto implica contar con un equipamiento para gran consumo y con la más alta eficiencia en casi todos los niveles de una gran torre. Actualmente, tenemos la posibilidad de utilizar tecnologías que nos permitan distribuir no sólo en baja tensión, de alto costo, sino también en mediana tensión. Esto lo hemos logrado a través de equipos de alta tecnología que ofrecen mayor seguridad en un espacio reducido, ya que hoy en día el metro cuadrado de construcción es muy costoso. Por lo tanto, el reto es conducir energía a un menor costo, con menores pérdidas y con la más alta eficiencia, medida y comprobada.

CE: En temas de seguridad, ¿qué medidas toman en inmuebles clave donde se almacenan datos y que necesitan estar conectados de manera continua?
ETRA: Depende de los usuarios. En la actualidad, la mayoría de ellos, tienen instalaciones respaldadas al 100 por ciento, con equipos de generación de emergencia que funcionan a base de gas natural o diésel.  Además, con respecto a las instalaciones, existen sistemas críticos, principalmente los de videovigilancia, control de accesos y monitoreo. A todos ellos, además de contar con un respaldo en emergencia (generador), se les colocan unidades UPS, sin embargo, mantener a toda la instalación, sin riesgo de salida de operación, es nuestro principal compromiso.

CE: ¿Podrían compartirnos la experiencia de ETRA en el desarrollo de Torre Virreyes?
ETRA: Cuando empezamos a trabajar en este proyecto no existía un referente en nuestro medio, de tal suerte que toda la ingeniería, todo lo que se creó en su momento inició de cero, pero con gran respaldo de la empresa ARUP de Nueva York, así como la gran confianza del desarrollador. Cuando hicimos todas las corridas energéticas y simulábamos cuáles iban a ser realmente los consumos, nos dimos cuenta de que la eficiencia de la torre superó nuestros pronósticos. Entonces, si hablamos del éxito en Torres de gran altura y/o gran demanda energética, déjame decirte que este proyecto superó las expectativas en el ámbito de la eficiencia energética.

CE: ¿Cómo han logrado integrar los temas de energía con los de sustentabilidad y edificación inteligente?
ETRA: Antes, cada sistema como el aire acondicionado, el eléctrico, el hidrosanitario, los elevadores, etcétera, hablaban diferentes lenguajes de comunicación y monitoreo, además de que cada uno lo hacía por separado. Hoy en día, existe una práctica universal; desde el diseño deben estar integrados, de tal forma que los protocolos de comunicación entre los sistemas sean uno sólo. ¿Por qué? Para poder monitorearlos y aprender del funcionamiento de los mismos durante cada día para que, posteriormente, estos algoritmos sean cada vez más eficientes y puedan mejorarse, de tal suerte que tú aprendes a convivir con el edificio, en sus condiciones reales de funcionamiento. Entonces, al hablar el mismo lenguaje y obtener datos de su desempeño, puedes hacer al inmueble cada vez más eficiente. Una empresa como ETRA no considera únicamente la parte eléctrica, sino que en todo momento nos involucramos en otras disciplinas, sobre todo en los sistemas BMS en grandes proyectos, buscando siempre la máxima eficiencia energética.

CE: A su juicio, ¿cómo se conducirá el tema de la energía durante los próximos 5 a 10 años?
ETRA: Nuestros clientes, los grandes desarrolladores, siempre pensaron en la garantía y continuidad del servicio de suministro; ETRA ya no está pensando en contar con electricidad generada por un solo proveedor como la CFE;  hoy, consideramos nuevas fuentes de generación de energía, públicas y privadas, al amparo de los cambios legales y, sobre todo, la resolución más reciente No. Res/142/2017 de la Comisión Reguladora de Energía, la cual le concede al país una visión de gran futuro, moderna, y que se convierte en un gran reto. Las redes de distribución de la CFE van a ser aprovechadas para dar servicios de transmisión, sub-transmisión, distribución y medición de energía generada por las empresas proveedoras de fuentes renovables, y a este proceso se llama el gran futuro de la energía eléctrica en este país.
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Guillermo Arizmendi Gamboa
Ingeniero Industrial Electricista del Instituto Tecnológico de Aguascalientes, cuenta con una Maestría en Planeación de Sistemas de Distribución por la Universidad Anáhuac México. De 1994 a 2000, se desempeñó como Supervisor de Electrificación Rural, Jefe de Oficina de Planeación y Operación en la Zona Zacatecas y Jefe de Oficina Divisional de Proyectos y Construcción en la División Bajío. De 2000 a 2003 fungió como Jefe de Oficina de Planeación,  Subgerente de Planeación y Estudios del Sistema de Distribución y Jefe de la Unidad de Electrificación en la Coordinación de Distribución. También ha trabajado en empresas multinacionales, tanto en Argentina como en Chile, y desde 2013 encabeza la Gerencia de Planeación de Distribución en CFE Distribución.

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