Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica PROGRAMA ESTIMADOR DE COSTOS DE MANO DE OBRA: MATERIALES ELÉCTRICOS

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1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE 0502 Proyecto Eléctrico PROGRAMA ESTIMADOR DE COSTOS DE MANO DE OBRA: MATERIALES ELÉCTRICOS Por: JUAN CARLOS VALVERDE NOVOA Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre del 2008 i

2 PROGRAMA ESTIMADOR DE COSTOS DE MANO DE OBRA: MATERIALES ELÉCTRICOS Por: JUAN CARLOS VALVERDE NOVOA Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. [NOMBRE] Profesor Guía Ing. [NOMBRE] Profesor lector Ing. [NOMBRE] Profesor lector

3 DEDICATORIA A mis padres por todo el apoyo y la paciencia que me han tenido a lo largo de mi vida, muchas gracias por ser los mejores padres del mundo. También a mi hermana gracias por tan especial conmigo. A Tamara por estar ahí estos últimos años de mi vida dándome apoyo y cariño. ii

4 RECONOCIMIENTOS Al profesor Juan Ramón Rodríguez por su apoyo y consejo en la realización del presente proyecto; también a los lectores Ramón Montás y Andrés Díaz por su ayuda. Además de mi familia, darle gracias a mis amigos por estar ahí siempre en las buenas y en las malas. iii

5 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS...iii ÍNDICE DE CUADROS...iiiviii NOMENCLATURA...iiix RESUMEN... x CAPÍTULO 1: Introducción Objetivos Objetivo general Objetivos específicos Metodología...3 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico Control de costos Programación en JAVA Historia Características de JAVA: La plataforma JAVA Programación orientada a objetos:...13 CAPÍTULO 3: Materiales Eléctricos Instalación de Materiales Tubería y conductos para cables...15 Tubería eléctrica metálica (EMT)...15 Flexible Metal Conduit (FMC) Cables y conductores Placas para interruptores y tomacorrientes (Outlet Boxes) Iluminación Dispositivos de cableado (Wiring Devices) Sistemas de señales...29 CAPÍTULO 4: National Electrical Estimator CAPÍTULO 5: Programa Estimador Inicio del programa Registro de clientes Registro de materiales Crear Proyectos...39 iv

6 5.4 Crear Presupuesto...41 CAPÍTULO 6: Conclusiones y recomendaciones BIBLIOGRAFÍA iii

7 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 3.1 Tubería EMT [6]...16 Figura 3.2 Tubería PVC [6]...17 Figura 3.3 Cable THHN #12 [6]...20 Figura 3.4 Caja metálica de salida para tomacorriente [6]...23 Figura 3.5 Lámpara Fluorescente [6]...24 Figura 3.5 Balastro F40 para T V [6]...25 Figura 3.6 Dimmer de 3 vías [6]...26 Figura 3.7 Tomacorriente doble de 20 A [6]...26 Figura 3.8 Disyuntor termomagnético de 2 polos, 100A [6]...28 Figura 3.9 Tablero de Centro de Carga para 125A [6]...29 Figura 5.1 Menú Inicial del Programa...36 Figura 5.2 Ventana de Registro de Clientes...37 Figura 5.3 Ventana de Registro de Materiales...38 Figura 5.4 Ventana de Registro de Proyectos...40 Figura 5.5 Ventana de Crear Proyecto...41 iii

8 ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 3.1 Cuadro de Equivalencias AWG...21 iii

9 NOMENCLATURA ANSI API AWG EMT FEP GRS GUI IMC JAVA MTW NEC NEE NEMA PVC SQL THHN THW UL Instituto Americano de Estándares Nacionales. Interfaz de Programación de Aplicaciones. American Wire Gauge Tubo Eléctrico Metálico. Cable Termopar de Alta Temperatura. Acero Galvanizado Rígido. Interfaz Gráfica de Usuario. Conducto Metálico Intermedio. VM Máquina Virtual de JAVA. Cable flexible resistente al aceite Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos. National Electrical Estimator. Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricas. Cloruro de Polivinilo. Lenguaje de Consulta Estructurado. Monoconductor con aislamiento de PVC y cubierta de Nylon resistente a la humedad Monoconductor con aislamiento de PVC resistente a la humedad. Underwriters Laboratories. iii

10 RESUMEN Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un programa que permita estimar costos para la realización de una obra eléctrica, estos costos serán representados tanto por los precios de los materiales como por el índice de desempeño del material, el cual dará una aproximación de las horas que dura un electricista en instalar determinado material. El estudio de los costos directos e indirectos es de suma importancia a la hora de presupuestar una obra, el programa contará con la capacidad de determinar los costos directos de cada material y además será posible agregar un porcentaje de la obra total para lograr una aproximación a los costos indirectos. El desarrollo del programa se logró implementar con satisfacción mediante la utilización de herramientas de programación en JAVA. Una vez instalado el programa estimador se realizaron todo tipo de presupuestos de manera rápida y eficiente permitiendo obtener una herramienta de gran utilidad. iv

11 CAPÍTULO 1: Introducción En toda obra donde se involucre la ingeniería, no solo es de suma importancia el diseño del proyecto en sí, sino una adecuada utilización de los recursos tanto materiales como humanos. Es precisamente en este punto que se va a centrar el presente trabajo. La elección de los materiales con los cuales se realizará la obra es uno de los principales retos para todo ingeniero, ya que éstos se deben ajustar tanto a las normas de calidad correspondientes, como al presupuesto con el que cuenta la obra. El presente trabajo no pretende enlistar los mejores materiales en el campo eléctrico, sino más bien, a partir de una base de datos y su amplio listado de materiales, crear un programa que permita asignar a cada material y a la mano de obra asignada su correspondiente costo. Cabe mencionar que este valor no será determinado de manera subjetiva, sino que, como se verá con más detalle en el desarrollo del presente proyecto, corresponderá a estudios ya realizados y utilizados por el National Electrical Estimator. En Costa Rica, a diferencia de muchos países de primer mundo, la estimación de los costos de mano de obra se realiza de forma subjetiva y en muchas ocasiones obedece al criterio del contratista el asignar un valor a este rubro. En los Estados Unidos de América se utiliza un programa llamado National Electrical Estimator, el cual permite realizar los cálculos correspondientes de mano de obra; este instrumento, ampliamente utilizado por empresas de este país, servirá de guía para la elaboración del Programa Estimador de Costos. 1

12 La finalidad de este programa es la de brindar apoyo a empresas y al público en general que esté interesado en conocer de forma aproximada el costo total de una obra de carácter eléctrico, en cuanto a la utilización de los principales materiales y la mano de obra involucrada. Además de servir de guía en la elaboración de presupuestos, este programa forma parte de un proyecto a mayor escala, el cual pretende la implementación de uno o varios programas estimadores para ser utilizados por las empresas del ramo eléctrico en todo tipo de obras de este género. Esto permitiría ir creando una estandarización en el manejo de las obras eléctricas con el fin de beneficiar tanto al usuario como al cliente. 2

13 1.1 Objetivos Objetivo general Desarrollar un programa estimador de costos de mano obra que concilie la base de datos del programa con la del National Electrical Estimator y la base de datos de almacenes dedicados a la venta de productos eléctricos Objetivos específicos - Conocer las técnicas de estimación de mano de obra para instalaciones eléctricas utilizadas por el National Electrical Estimator. - Definir una base de datos que represente los materiales eléctricos de mayor uso. - Realizar una estimación de los costos directos e indirectos involucrados en las obras eléctricas. - Crear un programa ejecutable el cual pueda ser fácilmente distribuido y aplicado para su uso. 1.2 Metodología - Estudio Bibliográfico Se llevó a cabo un estudio bibliográfico del National Electrical Estimator para establecer los criterios a seguir a la hora de determinar los valores asociados al costo de mano de obra, este documento es un referente de suma importancia debido a que cuenta con estudios 3

14 realizados sobre los índices de desempeño. Estos datos permiten elaborar un programa para determinar los costos de una manera fácil, rápida y confiable. Se investigaron trabajos relacionados con el tema de los costos de mano de obra, principalmente en el campo eléctrico, así como otras investigaciones en áreas específicas que han sido desarrollados por estudiantes de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. - Selección de materiales y sus ventajas El conocimiento de los principales materiales utilizados en las obras eléctricas es de suma importancia para el presente proyecto, por lo que se realizó una selección de los principales tipos de materiales y sus ventajas, con el fin de poder asociar el correspondiente costo a su instalación. Muchos de estos materiales no solo involucran una cantidad determinada de mano de obra, sino que además pueden contar con riesgos a la hora de su instalación; estos riesgos son estudiados y tomados en cuenta a la hora de elaborar un índice de desempeño para cada material incluido en el presente trabajo. Además se realizó un estudio de los principales costos involucrados a la hora de realizar una obra eléctrica, estos costos pueden ser directos e indirectos, por lo que se detallan cada uno de éstos con el fin de mejorar los índices de desempeño, y de crear la base para la estimación de los costos. 4

15 - Programación Se pusieron en práctica diferentes herramientas de programación con el fin de hallar un programa que permita el manejo de una base de datos, creando una interfaz confiable y amigable con el usuario. Este programa a su vez deberá permitir una búsqueda rápida y sencilla dentro de la base de datos. 5

16 CAPÍTULO 2: Desarrollo teórico 2.1 Control de costos Uno de los ejes del presente proyecto se centra en lograr una aproximación realista a los costos que involucra realizar una obra de carácter eléctrico. Para esto es necesario entender un poco de los términos utilizados a la hora de presupuestar una obra. Se va a entender por costos, el costo inicial de un activo o servicio, el cual se refleja en el desembolso de dinero en efectivo u otros valores. Los costos pueden acumularse por cuentas, trabajos, procesos, productos u otros. Teniendo esta información, el contador de costos calcula, informa y analiza el costo para realizar diferentes funciones como la operación de un proceso, la fabricación de un producto y la realización de proyectos especiales [2]. Para Backer, Jacobsen y Ramírez (1994) los costos pueden ser directos o indirectos. Un costo directo es el que puede identificarse directamente con un proceso, producto, trabajo, en el caso del programa estimador estos costos serán los precios de los materiales y la mano de obra. Un costo indirecto es el que no puede atribuirse directamente a ninguna de estas secciones del negocio. Mientras más costos directos puedan definirse, más precisos serán los costos, debido a que a mayor costos indirectos, mayores imprevistos. Estos imprevistos deben ser tomados en

17 cuentas por la persona encargada de realizar el presupuesto de la obra y en este caso la experiencia en la realización de los proyectos es la que determina una mejor aproximación. Uno de los objetivos del programa estimador es lograr acercarse a la determinación de los costos indirectos, pero al ser un poco subjetivo este rubro el programa contará con la posibilidad de aumentar el costo de la obra en un determinado porcentaje a escoger por el usuario para poder agregar estos costos indirectos. Para calcular el costo unitario de un producto se realiza un proceso de promedios, al cual se le llama costo total promedio del producto por unidad, costo de fabricación promedio por unidad, o costo unitario total promedio. Sin embargo, según Backer, Jacobsen y Ramírez (1994), debido a que los costos unitarios generalmente son promedios, este último término tiende a omitirse. Además, los costos unitarios también pueden expresarse en términos de costos de material por unidad de materia, es decir kilogramo, tonelada, pieza, entre otros; el programa estimador permitirá el registro de materiales y contará con una casilla donde se deberá especificar la unidad de medida del material, en el caso de los materiales utilizados por el programa las unidades más utilizadas serán piezas por unidad, metros lineales, metros cúbicos, entre otros. En el caso de los costos de mano de obra éstos se determinaran por hora.

18 Hay tres clasificaciones generales para los costos: producción, mercado y administración. Para el caso del presente proyecto sólo serán importantes los costos de producción; estos costos de producción incluyen los materiales directos, la mano de obra directa y los costos indirectos de fábrica en que se ha incurrido para la elaboración de un bien o servicio. Los costos de ingeniería previos a la manufactura también entran como costos de producción, Gayle (1999). Los costos de mercado refieren a la venta y entrega de productos, mientras que los de administración resultan de las actividades de dirección y control de la empresa. Según Gayle (1999) el material directo es cualquier materia prima que se convierta en una parte identificable del producto terminado. La mano de obra directa son los sueldos ganados por los trabajadores que transforman el material desde su estado natural hasta convertirlo en un producto terminado [2], mientras que los costos indirectos de fábrica incluyen todos los costos de producción distintos de materiales directos y de la mano de obra directa. Es necesario resaltar que los costos indirectos de fábrica incluyen solo a los costos de producción y no los costos de mercado ni de administración. Los costos indirectos incluye los materiales indirectos, dentro de los cuales se puede encontrar artículos pequeños e insignificantes de costos importantes cuyo costo es relativamente pequeño con relación al costo de todas las demás materias primas (Gayle, 1999, p. 32), por ejemplo sería difícil contabilizar cuanto pegamento se utilizaría para las

19 uniones de las tuberías, o cuantos metros de cinta se pueda necesitar; de ahí que sean tomados como costos indirectos. Según el autor, aquellos trabajadores clasificados que no trabajen realmente con el producto, como supervisores, conserjes, guardas de seguridad entre otros, no pueden cargarse a los costos de mano de obra directa, además sus esfuerzos no son tan fácilmente atribuibles al producto terminado, por lo tanto, sus sueldos se cargan a los costos de mano de obra indirecta, y éstos a los costos indirectos generales. El programa estimador contará con la posibilidad de colocar un costo de salario total, el cual será sumado al costo total del presupuesto realizado. Además de los materiales y la mano de obra indirecta, los costos indirectos incluyen los impuestos, seguros, depreciaciones sobre las instalaciones, así como costos referentes a la ocupación, tales como la luz, calefacción, energía; en algunas ocasiones se carga a los costos indirectos los beneficios y prestaciones de mano de obra directa. A partir de la explicación anterior referente a los costos y sus variantes se entenderá por sistema de control de costos, todas aquellas operaciones derivadas de las relaciones a través de la comunicación entre los distintos órganos de todo proyecto, se utilizan para el control diario de actividades y la acumulación de datos para presupuestar los costos propios de la empresa (Jiménez, 1977, p. 19).

20 Para la autora los objetivos de un sistema de control de costos son los siguientes: - Determinación de costos unitarios reales para cada actividad del proyecto. - Comparación de los costos unitarios reales con los presupuestados. - Control del avance físico de la obra y compararlo con el tiempo estimado - Control de los recursos para evitar un mal aprovechamiento. - Control de la eficiencia de la maquinaria o equipo. - Control de la eficiencia del personal. 2.2 Programación en JAVA Historia El objetivo principal de este proyecto es realizar un programa estimador de costos de mano de obra y materiales, para lo cual se buscó la manera de hacer un programa que no solo permitiera realizar los cálculos necesarios, sino que además contara con una interfaz gráfica para que pueda ser utilizado de forma sencilla. Se pensaron en diferentes aplicaciones con las cuales realizar el programa y la que reunió las características deseadas fue el lenguaje de programación denominado JAVA.

21 JAVA es un lenguaje de programación desarrollado por sun mycrosystems, el cual empezó a ser desarrollado en 1991 y posteriormente en 1994 sería utilizado en aplicaciones para páginas WEB. La idea original de los creadores de JAVA era utilizar una base y sintaxis similar a C++, el cual era el lenguaje de programación más popular del momento. Además se creó una máquina virtual, ya que la idea central de los creadores de JAVA era poder crear programas, los cuales pudieran ser ejecutados en cualquier sistema operativo y en cualquier navegador. El propósito de este capítulo no es dar una introducción a la programación en JAVA, sino más bien presentar el lenguaje en que el programa estimador fue diseñado, así como las ventajas que da JAVA para trabajar con este tipo de aplicaciones. Además se presentarán algunas características de este programa para permitir al usuario acercase un poco al entorno de JAVA Características de JAVA: A continuación se enumeran las principales características de este programa: Simple Orientado a objetos Robusto

22 Seguro Las anteriores son tan solo algunas de las características de JAVA y las cuales mediaron para desarrollar el programa estimador. También las herramientas con las cuales se desarrolla el programa para cualquier aplicación permiten que éste sea tanto compilado como interpretado, esto permite no solo trabajar con mayor rapidez, sino que además es posible detectar errores con mayor facilidad, ya que el mismo programa los detecta de manera eficiente La plataforma JAVA En computación comúnmente se denomina plataforma al ambiente en el cual el software o el hardware es ejecutado. En el caso de JAVA se utiliza una plataforma de software, la cual se ejecuta sobre otras plataformas de hardware, esto permite, como se mencionó anteriormente, que los programas desarrollados en JAVA sean corridos por cualquier sistema operativo. La plataforma JAVA presenta dos componentes: La máquina Virtual de JAVA (JAVA VM) La interfaz de programación de aplicaciones (JAVA API) En cuanto a la máquina virtual es necesario tenerla instalada en la computadora para poder correr el programa y puede ser descargada, al igual que otras aplicaciones, gratuitamente desde la página de Internet:

23 El API de JAVA es una serie de componentes que permiten a diferentes tipos de software comunicarse entre sí, esta función fue de suma importancia para poder desarrollar el programa, ya que permitió trabajar con una interfaz gráfica de usuario (Graphical User Interface) ó GUI como comúnmente se le conoce Programación orientada a objetos: Como su nombre lo indica este tipo de programación se basa en objetos donde un objeto es un tipo de dato con estructura y estado. Cada objeto tiene definidas operaciones que pueden acceder a ese estado o manipularlo (Allen, 2000, p. 52). Estos objetos van a estar representados por variables y métodos, los cuales van a determinar lo que el objeto conoce y puede realizar. La ventaja de la programación de objetos es que el código fuente de un objeto puede ser escrito y mantenido de manera independiente de otros objetos, y aún así es posible trasladar un objeto de un sistema a otro. Esta característica permitió manejar el programa estimador entre diferentes programas, entre ellos el NetBeans IDE 6.1 donde el código fuente fue escrito y el SQL Manager 2007 Lite for MySQL ( ) donde se trabajó con la base de datos.

24 CAPÍTULO 3: Materiales Eléctricos 3.1 Instalación de Materiales En todo tipo de proyecto, ya sea una instalación eléctrica, un arreglo, una ampliación o cualquier tipo de obra donde se utilicen materiales relacionados con la electricidad es necesario tomar las precauciones necesarias. Lo más recomendable es estar familiarizado con el National Electric Code o Código Eléctrico Nacional, o NEC como comúnmente se le conoce. Este código cuenta con las normas a seguir por los electricistas e ingenieros del ramo que se dediquen no solo al diseño de instalaciones, sino también a la puesta en práctica de las mismas. Es importante seguir las normas del NEC ya que este código cuenta con todos los estándares a la hora de trabajar con materiales eléctricos. Además de utilizar el NEC para el diseño es recomendable utilizar materiales que cuenten con normas internacionales de diseño, normas como el NEMA, ANSI, UL, entre otros. A continuación se presentará una breve introducción a los diferentes tipos de materiales eléctricos y algunas consideraciones a la hora de la instalación.

25 3.1.1Tubería y conductos para cables En términos generales cuando se habla de tubería, conducto o de conduit en el ramo eléctrico se refiere a todos aquellos canales cerrados, los cuales llevarán los conductores eléctricos. La importancia de la tubería o los conductos para cables radica en la protección que se le da tanto al conductor como al aislamiento de este y también protege a las personas de posibles accidentes con algún cable dañado o mal aterrizado. Conduit El conduit o conducto se puede utilizar en todo tipo de instalaciones aunque por lo general se utiliza en la industria y el comercio. Cada tipo de conducto es diseñado para un propósito específico. Un buen conducto cuenta con el sello de Underwriter's Laboratorios, cuya etiqueta UL certifica que el producto cumple con las normas del NEC. Tubería eléctrica metálica (EMT) Este tipo de tubería por lo general se conoce como EMT las cuales representan las siglas en inglés de Electric Metallic Tubing. Este tipo de tubería se vende por lo general en longitudes de 3 metros, por lo que el programa estimador contará cada tubo por unidad.

26 Otra medida importante que presenta este tipo de tubería es el diámetro el cual va desde la media pulgada (13 mm) hasta 4 pulgadas (100 mm). Además de los tubos de 3 metros se venden codos a diferentes ángulos, abrazaderas, y demás accesorios. Figura 3.1 Tubería EMT [6] Flexible Metal Conduit (FMC) Este tipo de tubería cuenta con la característica de ser flexible lo que hace ideal para ciertos tipos de aplicaciones. Viene en diferentes tipos, entre ellos el estándar, el de pared y uno de aluminio flexible. Los diámetros van desde los tres octavos de pulgada (9.5 mm) hasta las cuatro pulgadas (100 mm). Es importante señalar que este tipo de tubería no es recomendable utilizar en concreto, ni subterráneamente. Al igual que las tuberías anteriores cuenta con una serie de accesorios, los cuales se venden por separado.

27 Tubería PVC Este tipo de tubería puede ser utilizado en todo tipo de aplicaciones, con algunas excepciones donde es necesario contar con tubería metálica. Dentro de las ventajas del PVC (cloruro de polivinilo) se encuentra su versatilidad para ser utilizado en diversos lugares como en concreto, subterráneamente, expuesto, entre otros. También este material se vende en tubos de 3 m con diámetros que van desde la media pulgada hasta las 6 pulgadas. Además cuenta con sus respectivos acoples y demás accesorios. El PVC es importante ya que tiene la propiedad de no ser conductor de la electricidad, otra ventaja es que puede ser cortado fácilmente con una sierra metálica lo que permite ajustarlo a las necesidades del usuario. Figura 3.2 Tubería PVC [6]

28 Otros tipos de conductos Además de los materiales antes citados, existen otros como el conducto rígido galvanizado (GRS o Galvanize Rigid Steel), el cual por su composición le da una muy buena protección al material y principalmente lo hace anticorrosivo. Y cumple con las mismas condiciones de dimensiones que la tubería PVC. La diferencia de este material con el GRS se debe a que este es más ligero y por lo tanto más fácil de trabajar. También existen canalizaciones subterráneas, así como aquellas que permiten la comunicación de un piso a otro para aplicaciones en edificios. La principal ventaja a la hora de utilizar este tipo de instalación es la flexibilidad que le da al usuario, por ejemplo en el caso de un edificio de apartamentos es importante adaptar el sistema de cableado a los requerimientos de los inquilinos, estas canalizaciones subterráneas permiten cambiar tanto el calibre de los conductores, como el número de estos. Estas canalizaciones constan de tubos, los cuales se unen por medio de conectores del mismo material, y para esto existen diferentes tubos de tubos, así como sus accesorios.

29 Barras canalizadas (Busways) Estas barras canalizadas, según el artículo 364 del NEC 1999, utilizan en la entrada de la acometida, de los alimentadores y los circuitos ramales y sus herrajes correspondientes. Estas barras están compuestas de conductores ya sea de cobre o aluminio en cerrados en unas hojas de metal protectoras. Estas barras se pueden instalar tanto en lugares abiertos, como en paneles de acero, en los entrepisos de los edificios, entre otros. La capacidad de estas barras va de los 225A en adelante Cables y conductores Los cables y conductores son de suma importancia ya que son los que transportan la energía eléctrica, el código 310 del NEC hace referencia sobre las especificaciones de los conductores utilizados para las instalaciones en general. En él se encuentran los tipos, marcas, aislamiento, etiquetas, resistencias térmicas y mecánicas, capacidad, entre otros. Por lo general los conductores son aislados pero para ciertos usos se permite el uso de conductores desnudos y estos pueden ser de cobre, aluminio o aluminio recubierto de cobre.

30 Existen diversos tipos de conductores los cuales están representados por letras las cuales representan el tipo de aislamiento que presenta el conductor. Algunos de los tipos de cables son: FEP, FEPB, MTW, THW, THW-2, THHW, THHN, entre otros. Figura 3.3 Cable THHN #12 [6] Uno de los conductores más utilizados es el THHN cuyo aislamiento es un termoplástico resistente al calor y puede operar hasta temperaturas de 90 grados Celsius en lugares secos, y hasta 75 grados Celsius en lugares húmedos. El aislamiento también presenta la propiedad de retardar el fuego en caso de incendio. También se encuentran en el mercado diferentes tipos de cables flexibles, entre los tipos se encuentran: SJ, S, SO, STO, NM, UF, entre otros. Las letras representan el tipo de trabajo al cual serán sometidos los cables; por ejemplo el tipo SO es un tipo de conductor utilizado en servicios pesados.

31 El tamaño de los cables se maneja por calibres, es Costa Rica se utiliza la clasificación de diámetros AWG (American Wire Gauge) la cual es la utilizada y recomendada por el NEC, por lo tanto la medida de los conductores se va a hacer en base al numero AWG que tengan, esta medida se puede dar tanto en pulgadas como en milímetros; donde a mayor número menor va a ser el diámetro del conductor. Así por ejemplo un conductor #24 AWG tendrá un diámetro de mm, mientras que un conductor #2 tendrá uno de mm. Además los calibres pueden ir desde los #40 AWG, hasta los 4/0 AWG. Cuadro 3.1 Cuadro de Equivalencias AWG AWG Diámetro (pulg.) Diámetro (mm) 4/0 0,46 11,7 3/0 0,41 10,4 2/0 0,365 9,26 1/0 0,325 8,25 1 0,289 7,35 2 0,258 6,54 3 0,229 5,83 4 0,204 5,19 5 0,182 4,62 6 0,162 4,11 7 0,144 3,66 8 0,128 3,26 9 0,114 2, ,102 2, ,0907 2,3 12 0,0808 2, ,072 1, ,0641 1,63 Los cables de aluminio pueden ser hallados en cualquier tipo y tamaño, la diferencia con los conductores de cobre está en que estos son más ligeros y pueden ser instalados en un

32 menor tiempo, por lo que el índice de desempeño de estos materiales, utilizado por el programa estimador, va a variar un poco con respecto al índice de los conductores de cobre. Cabe mencionar que el nivel de conductividad también va a variar, debido a que las propiedades del cobre lo hacen mejor conductor que el aluminio, también este conductor se oxida con mayor facilidad que el cobre por lo que hay que tener en cuenta esta característica para el tipo de aplicaciones que se quiera utilizar Placas para interruptores y tomacorrientes (Outlet Boxes) Las placas para interruptores y tomacorrientes son receptáculos diseñados para conectarse a un sistema de cableado. Estas placas protegen los dispositivos de daños, a la vez que sirven de acceso a los conductores. Estas placas permiten adaptar dispositivos como tomacorrientes e interruptores, el tamaño de la placa va depender de la necesidad y la cantidad de cables que se necesiten poner. Este tipo de placas vienen en diferentes tamaños y formas, no solo existen la cuadradas, sino que también las hay redondas, octogonales; aunque por lo general estas placas son metálicas, también existen en otros materiales.

33 Figura 3.4 Caja metálica de salida para tomacorriente [6] Iluminación Actualmente la iluminación constituye uno de los campos de la electricidad con mayor utilidad, existen muchos institutos y compañías que se dedican a realizar pruebas fotométricas y radiométricas con el fin de mejorar la calidad y las aplicaciones de la iluminación. En el campo del diseño es necesario tomar en cuanta los requerimientos del cliente para saber qué se necesita y cuales deberán ser los índices recomendados de iluminación.

34 Figura 3.5 Lámpara Fluorescente [6] En el caso de los comercios es importante tener la iluminación correcta para determinado producto, ya que esta puede influir en el deseo de un cliente para comprar determinado producto. También los lugares de trabajo deberán contar con una determinada cantidad de iluminación, por ejemplo trabajos especializados requerirán un mayor nivel de iluminación que una oficina. El papel del NEC en cuanto a la iluminación consiste en dictar como se deben instalar las lámparas, además de manejar los límites de iluminación para conservar mejor la energía. Muchas de las luminarias y sus respectivos dispositivos se encuentran suspendidas, por lo que es necesario tomar las precauciones correspondientes para mayor seguridad.

35 Figura 3.5 Balastro F40 para T V [6] En el programa estimador se encontrarán una serie de lámparas y sus demás accesorios con su respectivo índice de desempeño. Es importante tomar en cuenta el tiempo que se dura instalando determinada lámpara ya que este va a variar de instalar un simple bombillo a un panel de fluorescentes Dispositivos de cableado (Wiring Devices) Este tipo de dispositivos son los encargados de controlar los interruptores, también se encargan de las salidas y entradas de corriente eléctrica, como por ejemplo los tomacorrientes. En el programa estimador este tipo de dispositivos vendrán por unidades, y aunque los costos de ventas varían el índice de desempeño se mantiene.

36 Figura 3.6 Dimmer de 3 vías [6] La cantidad de este tipo de dispositivos es muy amplia a pesar de que las funciones son las mismas. Por ejemplo un tomacorriente vendrá en muchas variedades, pero hay que tomar en cuenta la aplicación y la cantidad de voltaje y corriente para la cual se necesitará. En el programa se encontraran tomacorrientes sencillos, dobles, con puesta a tierra, entre otros. Es necesario tomar en cuenta a la hora de seleccionar estos dispositivos que sean compatibles con las placas mencionadas en la sección ya que los tamaños de una placa a otra varían, al igual que estos dispositivos. Figura 3.7 Tomacorriente doble de 20 A [6]

37 También los interruptores entran en este apartado y se deben diseñar dependiendo de las diferentes necesidades, ya que no es lo mismo un apagador de 2 polos a uno de 3 polos. Los dimmers deben ser ajustados a la carga que van a soportar y los dimmers de luminarias incandescentes no pueden ser utilizados en lámparas fluorescentes Equipos de Protecciones En esta sección se comentará no solo de equipos de protección como los disyuntores termomagnéticos o breakers, sino también de otros equipos como tableros, acometidas, entre otros. Las protecciones así como los tableros son diseñados de acuerdo a las necesidades de amperaje, estos diseños deben de estar de acuerdo a las normas del NEC para mayor seguridad. Los servicios de entrada a una instalación, ya sea una casa, comercio o industria constan básicamente de la acometida que es la que recibe el fluido eléctrico, y el tablero con sus respectivas protecciones, este tablero se encargará de la distribución de la corriente eléctrica. También aquí se encuentra la protección principal, la cual se encarga de cortar la corriente de manera rápida y segura en caso de algún problema.

38 Figura 3.8 Disyuntor termomagnético de 2 polos, 100A [6] La sección de distribución se encarga de distribuir y dividir la corriente entre los diferentes circuitos ramales, cada uno de estos circuitos está propiamente protegido por un Brecker o disyuntor termomagnético. Además de los breakers existen otros dispositivos de protección como interruptores utilizados en maquinaria pesada; la capacidad de estos interruptores es variada y puede ir de los 30 A en adelante. En el caso de los disyuntores, estos son diseñados para desconectar el flujo eléctrico de cualquier circuito, estos dispositivos funcionan de forma automática y cortan la energía en el momento que haya una sobrecarga en el sistema.

39 Figura 3.9 Tablero de Centro de Carga para 125A [6] Otros dispositivos que aunque no son protecciones es importante mencionarlos, son lo que comúnmente se conoce como medidores, los cuales son instalados por la compañía encargada de suministrar la energía eléctrica y cuya función es la de medir el consumo en kilowatt hora Sistemas de señales En este apartado se mencionaran diferentes dispositivos, los cuales vienen incluidos en el National Electrical Estimator y cuyos índices de desempeño serán importantes a tomar en cuenta. Estos aparatos son aquellos que presenten algún tipo de sistema de señales, pueden ser aparatos muy simples o incluso algunos más complejos; entre ellos se pueden encontrar: timbres, señales luminosas, transformadores de señales, relojes, detectores de homo.

40 Otros materiales y productos La gama de productos utilizados en el área de la electricidad es sumamente amplia y aunque, como se mencionó anteriormente, el propósito de este trabajo no es dar una lista de todos los materiales utilizados por el ramo, si es importante conocer y tener idea de la amplia selección de productos. En las secciones anteriores se mencionaron algunos de los más utilizados, a continuación se mencionas algunos de los tantos que quedaron por fuera: Cajas de registro, de acceso y arquetas Equipo para el control de motores Materiales y equipos para puesta a tierra Equipos de comunicación Cableado subterráneo

41 CAPÍTULO 4: National Electrical Estimator El National Electrical Estimator es un software utilizado es la estimación de costos de construcción para el ramo eléctrico, el programa cuenta con una base de datos que incluye miles de materiales utilizados para todo tipo de proyectos. En esta base de datos podemos encontrar desde materiales ampliamente utilizados como lo son conductores, tubería, interruptores termo magnéticos, conectores, contactores, luminarias, entre otros. Este programa actualmente es desarrollado por Edward J. Taylor el cual cuenta con gran experiencia en el campo de las estimación de costos; cabe mencionar que la estimación de costos no es exacta y en el caso de Taylor han sido los años que él y su padre han dedicado al campo de la estimación de costos, primero como electricistas y posteriormente con contratista eléctricos. Al igual que en otras ramas de la ingeniería existen estimadores de costos. Figura 4.1 National Electrical Estimator 2008 [7]

42 Además de contar con una amplia base de datos, el programa permite realizar una estimación del costo de una obra, esta estimación tomará cada uno de los materiales seleccionados y les asignará un valor de mano de obra en base a ciertos factores que serán analizados a continuación. La utilización de herramientas que permitan obtener estimaciones es importante en el momento de presupuestar una obra, es importante mencionar que ninguna herramienta es exacta y lo que el NEE pretende es acercarse de la manera más cercana a un costo real. Los índices de desempeño utilizados por el NEE y que a su vez serán los mismos utilizados por el programa estimador desarrollado para el presente proyecto serán una aproximación, debido a que, como se verá más adelante, este índice corresponde a una medida de productividad por horas y no todos los grupos de trabajadores realizarán una misma tarea en la misma cantidad de tiempo. Los costos de mano de obra utilizados por el NEE corresponden al salario base por hora de un electricista más los costos de seguros y cargas sociales. Para el índice de desempeño utilizado este tiene un valor en base a la cantidad de horas que un electricista dura instalando el equipo. Por ejemplo un grupo de dos trabajadores dura 9 horas instalando 305 metros (1000 pies) de cable #8 AWG, por lo tanto su índice de desempeño es 18, ya que si dos trabajadores tardan 9 horas, un trabajador lo hará en 18 horas. También el índice de

43 desempeño supone que los trabajadores cuentan con el entrenamiento necesario para realizar las labores, así como al menos 5 años de experiencia. Un aspecto importante de los índices de desempeño es que estos están estimados para condiciones de trabajo favorables, algunas de estas condiciones son: Los trabajos son realizados en las horas normales de trabajo y las jornadas de Trabajo no excederán las 8 horas. El lugar de trabajo presenta buenas condiciones de limpieza. El trabajo no se realiza a muchos metros por debajo del nivel del suelo. Que las herramientas y materiales estén en buenas condiciones y accesibles al momento de utilizarlas. El clima deberá estar entre los 10 y 30 grados Celsius. En caso de no cumplir alguna de las recomendaciones anteriores es necesario ingresar un índice de dificultad a la labor que se esté realizando, este índice es simplemente un porcentaje que se le agrega al índice de labor lo que hará que la labor sea mejor remunerada. En cuanto al programa estimador el índice de labor vendrá para obras realizadas por una sola persona y contará con la posibilidad de poner el salario por hora, además del índice de dificultad. Los costos de material utilizados por el NEE corresponden a precios del 2005, por lo que los autores estiman un aumento en los precios del 3% al 8% para el 2008, año en el cual

44 salió a la venta la nueva versión del NEE. En el caso de los precios utilizados por el programa estimador estos fueron en su gran mayoría por el Almacén El Mauro y corresponden a precios actuales de finales del Cabe mencionar que los costos de transporte no están incluidos en ningún índice y por lo tanto deben ser calculados por el contratista. Además es importante tomar en cuenta los costos indirectos mencionados en un capítulo anterior para lograr una mejor estimación.

45 CAPÍTULO 5: Programa Estimador El programa estimador representa el objetivo principal del presente trabajo, anteriormente se han mencionado algunas de las funciones que presenta este programa, las cuales se detallarán a continuación, donde se describirán cada una de las funciones del programa y como se realiza el manejo de éstas. La idea inicial del programa estimador es la de servir para el cálculo de presupuestos en obras eléctrica de una manera sencilla y amigable con el usuario. El programa será fácil de instalar y de usar; en el apéndice 1 se darán los pasos a seguir para lograr instalar el programa estimador. A continuación se darán los pasos a seguir para el manejo del programa estimador. 5.1 Inicio del programa El programa fue desarrollado en JAVA, por lo que su instalación es posible en cualquier sistema operativo, una vez instalado el programa se deberá abrir el archivo.jar que se encuentra en la carpeta del programa estimador. Al ejecutar el programa aparecerá el menú de inicio, el cual permitirá acceder a diferentes ventanas cuyos propósitos serán explicados más adelante.

46 Figura 5.1 Menú Inicial del Programa El botón Registro Clientes es el encargado de manejar las diferentes personas o empresas para las cuales serán estimados los costos. En Registro Materiales se da la posibilidad de ingresar nuevos materiales y modificarlos, además será posible el ingreso de bases de datos, pero esta función será mejor desarrollada en uno de los apéndices. Crear Proyecto es la casilla donde se permitirá tener y manejar diferentes proyectos. Finalmente Crear Presupuestos permitirá desarrollar un determinado proyecto.

47 5.2 Registro de clientes El registro de clientes es muy sencillo, en la casilla de Nombre se deberá poner el nombre de la persona o compañía cuyo proyecto se va a realizar, también es posible, si se quiere, poner el número de teléfono y el correo electrónico en las casillas correspondientes. El botón Nuevo permite agregar tantos usuarios como se desee y en caso de querer eliminar algún cliente se deberá seleccionar de la tabla de Clientes y seleccionar el botón de Eliminar. Figura 5.2 Ventana de Registro de Clientes 5.3 Registro de materiales El programa, una vez que es instalado, va a contar con una base datos completa, la cual detallará todas las características necesarias para presupuestar un proyecto. En el caso de no

48 encontrarse un material o simplemente se desea agregar un material nuevo esta ventana permitirá hacerlo. Figura 5.3 Ventana de Registro de Materiales Una familia representa un grupo de materiales similares o afines, los cuales forman una categoría. En la base de datos se podrá encontrar diferentes familias, entre ellas cables, interruptores y apagadores, tomacorrientes, entre otros. En la casilla de Nueva Familia se podrán agregar las cantidades de familia que sean necesarias, también es posible eliminar una familia si se desea.

49 Para ingresar, modificar o eliminar uno o varios materiales es necesario primero seleccionar la familia a la cual pertenece el material. En Nombre se deberá poner el nombre o descripción del producto, el Índice de Labor debe ser colocado con base al NEE, esta casilla solo aceptará números, en caso de poner una letra el programa no admitirá la creación del nuevo material. La unidad de medida dependerá del material y puede ser metros, unidad, entre otros. Y por último la casilla de Costo se deberá poner el precio del material en colones. Para eliminar un material se deberá escoger la familia y de la lista que sale en la derecha de la pantalla seleccionar el material y oprimir el botón de Eliminar Material. 5.4 Crear Proyectos En esta ventana será posible crear un proyecto para el cliente que se desee. El programa presenta la posibilidad de que un mismo cliente tenga tantos proyectos como él lo requiera. Cada proyecto presenta la posibilidad de contar con un salario base, el cual será el monto en colones por horas hombre, además la casilla de Nivel de Dificultad será el porcentaje estimado que el contratista le da a las labores realizadas.

50 Figura 5.4 Ventana de Registro de Proyectos La casilla Cliente permite seleccionar al usuario algunos de los cliente ya previamente registrados, una vez que se ha seleccionado el cliente es posible nombrar un proyecto en la casilla de Nombre de Proyecto, a partir de aquí el botón Guardar permite registrar el proyecto, el botón Eliminar permite deshacer un proyecto y el botón de Cancelar permite devolverse al menú principal.

51 5.4 Crear Presupuesto Esta venta es de suma importancia y es la que permitirá crear el presupuesto para un determinado proyecto. Como se mencionó anteriormente los índices de labor determinarán parte del costo total del proyecto, el resto del costo estará compuesto por el salario base, el índice de dificultad y la cantidad de materiales. El programa calcula primeramente cada material por separado con sus respectivos costos y finalmente suma el resto de materiales para dar un costo total, en el cual incluirá el monto de mano de obra y el precio de cada producto. Figura 5.5 Ventana de Crear Proyecto

52 Para proceder a introducir los materiales es necesario seleccionar un cliente y un proyecto, una vez realizado se deberá ir buscando en las diferentes familias los materiales deseados. Por ejemplo si seleccionó la familia Cables en Material saldrá un listado con todos los cables existentes en la base de datos, se escoge cualquiera de la lista y ahora es posible ingresar la cantidad de material necesario, una vez que se presiona el botón Agregar en la tabla de abajo se agregará el material con su respectiva información.

53 CAPÍTULO 6: Conclusiones y recomendaciones - La estimación de costos no es una ciencia exacta y por lo tanto el uso de herramientas como los programas estimadores constituyen un aporte importante tanto para el contratista como para el cliente, ya que una estimación confiable es beneficioso para ambas partes. - Un buen proyecto es aquel que cuenta, no solo con un buen diseño siguiendo las normas del NEC, sino que además hace una adecuada elección de materiales los cuales cuenten con todas las normas que certifiquen su calidad. La estimación de los costos va a depender de en gran parte de los materiales seleccionados por lo que el ingeniero debe tomar en cuenta tanto el presupuesto de la obra como la confiabilidad de los materiales. - Determinar los costos directos e indirectos representan un papel importante a la hora de presupuestar una obra, además la experiencia es un factor clave ya que permite determinar con mayor precisión los costos indirectos. - Los índices de desempeño que posee cada material son aproximaciones los cuales han sido tomados a partir observaciones y cálculos con diversos grupos de trabajadores, pero aún así estos índices pueden variar ya no siempre las condiciones y la mano de obra trabaja igual.

54 - El National Electrical Estimator es un programa utilizado por muchos países, lo que representa un aporte importante ya que permite que se difunda la práctica de este tipo de programas. - La utilización de herramientas de programación y manejo de bases de datos del entorno JAVA resultaron de gran beneficio para el desarrollo y funcionamiento del programa estimador de costos. - El programa estimador permite la realización de cálculos para cualquier tipo de presupuesto de forma sencilla y rápida; además la capacidad del programa para trabajar con bases de datos permite al usuario contar con mayor cantidad de materiales, así como sus precios.

55 BIBLIOGRAFÍA 1. Allen, M. Estructuras de datos en JAVA Addison Wesley, Estados Unidos de América, Backer, Jacobsen y Ramírez Contabilidad de Costos. Un enfoque administrativo de la toma de decisiones McGraw- Hill, Estados Unidos de América, Campione M, y Walrath M The Jana Tutorial Second Edition. Object-Oriented Programming for the Internet McGraw- Hill, Estados Unidos de América, Gayle, L. Contabilidad y Administración de Costos McGraw- Hill Estados Unidos de América, Jiménez O. Administración de Mano de Obra Informe del Proyecto Final para Graduación. Escuela de Ingeniería Civil, Universidad de Costa Rica, Aubuchon Hardware recuperado el 27 de noviembre, de 45

56 7. Contractor Books: recuperado el 27 de noviembre. 46

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