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Editorial
Gente con fe
Objetivos
• Ser un nexo fundamental
entre las empresas que
por sus características son
verdaderas fuentes de
información y generadoras
de nuevas tecnologías, con
los profesionales de la
electricidad.
//////////////////////////////////////////////////////////
• Promover la capacitación
a nivel técnico, con el fin
de generar profesionales
aptos y capaces de lograr
en cada una de sus
labores la calidad de
producción y servicio que
hoy, de acuerdo a las
normas se requiere.
//////////////////////////////////////////////////////////
• Ser un foro de encuentro
y discusión de los profesionales eléctricos donde
puedan debatir proyectos y
experiencias que permitan
mejorar su labor.
D
espués de 23 años de trabajo dentro del sector
eléctrico impulsando la creación de asociaciones de profesionales electricistas en todo el país,
debo manifestarles que me complace ver cómo a lo
largo y ancho de la Argentina, estas pequeñas semillas siguen dando sus frutos.
Lo que hemos podido ver es que, aún a pesar de las
crisis económicas que impactan en forma directa
sobre el bolsillo de la familia instaladora, esa vocación de unirse para jerarquizar la profesión continúa
existiendo, y crece.
Sin ir más lejos, el mes pasado la Asociación Civil
de Técnicos Instaladores Electricistas de Rosario
(ACTIER) ha podido consolidar su organización,
mediante la obtención de la Personería Jurídica.
Consideramos que este es un hecho de gran importancia para la ciudad de Rosario y que, a través de
la interrelación con otras asociaciones colegas,
también lo será en el futuro para todos los instaladores electricistas del país.
Pensamos que cada día se encuentra más cerca la
tan anhelada Federación, que durante 23 años
escuchamos añorar a miles de profesionales electricistas, que no podían entender cómo algo tan
importante no pudiera llevarse a cabo.
Seguramente, 2009 será un año para no olvidar, y
no lo decimos sólo por la crisis que enfrentamos
actualmente, sino también porque podemos ver que
en medio de la incertidumbre, siempre hay gente
que tiene fe en el futuro, y en su trabajo.
Guillermo Sznaper
Director
• Generar conciencia de
//////////////////////////////////////////////////////////
seguridad eléctrica en
los profesionales del área
con el fin de proteger
los bienes y personas.
Programa Electro Gremio TV
Revista Electro Instalador
Guia de comercios Electro Guía
Portal www.electroinstalador.com
Portal www.comercioselectricos.com
Guillermo Sznaper
Director
En este artículo, los ingenieros Carlos Galizia y
Carlos García del Corro
buscan aclarar algunas de
las dudas que muchas veces
se les presentan a los
instaladores. Por ejemplo
muchos se preguntan: ¿Cuál
es el esquema de conexión
a tierra obligatorio?,
¿Se puede emplear en una
vivienda un interruptor
automático en caja
moldeada?, ¿Se pueden
emplear los interruptores
automáticos unipolares?
A estos temas y a otros le
damos respuesta en los
siguientes párrafos.
Protecciones eléctricas en
instalaciones de baja tensión
conocido que la gran mayoría
E s(más
del 95 %) de los inmuebles
comerciales, industriales y de viviendas de nuestro país reciben alimentación en Baja Tensión (BT) de corriente
alterna desde las diferentes empresas
y cooperativas de distribución eléctrica
(red pública de distribución en BT). esas
alimentaciones pueden ser en 220 V
(monofásicas) o en 3x380/220 V (trifásicas con neutro). Por otro lado, existe
un pequeño porcentaje de inmuebles
(industriales, grandes centros comerciales, clubes de campo, grandes hoteles, grandes edificios corporativos de
oficinas, hospitales, clínicas, etc.) que
compran la energía en Media Tensión
(MT) o Alta Tensión (AT) y efectúan su
propia transformación a BT a partir de
transformadores de su propiedad (centros de transformación del usuario).
Finalmente existe un grupo aún menor
de inmuebles que no están conectados
a una red de distribución pública y
generan su propia energía.
La Reglamentación AEA 90364 “para
la Ejecución de las Instalaciones
Eléctricas en Inmuebles” (RAEA) tanto
en sus Partes 0 a 6 (partes publicadas
en noviembre 2007), como en la Parte
7 Sección 771 edición 2006 de la
misma RAEA (AEA 90364-7-771) indican que todos los suministros alimentados en BT desde la red pública de
distribución deben adoptar obligatoriamente el Esquema de Conexión a
Tierra (ECT) TT.
Tanto en la misma RAEA 90364 Partes
0 a 6, como en la Sección AEA 903647-771 de la misma Reglamentación se
indica que en los casos en que el
usuario tiene generación propia como
en los casos en que por comprar en
MT o AT tiene transformadores de su
propiedad, puede elegir el ECT con el
cual operar su instalación eléctrica.
Dichos ECT, como lo establece la
RAEA 90364 pueden ser el IT, el TN-S
o el TT.
Adicionalmente la RAEA establece que
en aquellos casos en que, un inmueble
que recibe un suministro en BT desde
la red pública (que como se ha dicho
debe ser en ECT TT por prescripción
reglamentaria), requiera para parte o
para toda su instalación otro ECT,
deberá instalar un transformador
6 • ElectroInstalador • MARZO 2009
BT/BT cuyo secundario adoptará el
ECT necesario. Ese es el caso por
ejemplo de las instalaciones hospitalarias en las que se exige por la
Reglamentación AEA 90364-7-710
para los quirófanos (salas del grupo II),
un ECT IT (de uso hospitalario), o el
caso de grandes centros de cómputos
en los que muchos proveedores de
Equipos de Tecnología de la
Información (ETI) requieren ECT TN-S.
Por lo tanto, y dado que la gran mayoría de las instalaciones utilizan (o
deben utilizar) el ECT TT, nos vamos a
ocupar en este trabajo fundamentalmente de ese 95% de instalaciones.
Antes de abordar el tema específico de
este trabajo es bueno recordar qué se
entiende por “seguridad”, “riesgo” y
“peligro” desde el punto de vista de las
instalaciones. Estos importantes conceptos están publicados en la Norma
ISO/IEC 51, y han sido incluidos en el
documento técnico AEA 91140
“Protección contra los Choques
Eléctricos: Aspectos comunes a las
instalaciones y a los materiales, componentes y equipos”.
El documento AEA 91140 indica que
hay seguridad cuando “se está libre de
un riesgo inaceptable”. La misma
Norma indica que existe riesgo cuando
“se combinan la probabilidad de la
ocurrencia de lesión o daño a la salud
de las personas o daños a los bienes o
al medio ambiente y la severidad de la
lesión o el daño” y que el peligro es
“una fuente potencial de lesión o daño
a la salud de las personas o daños a
los bienes o al medio ambiente”.
Por lo que se observa, en las instalaciones eléctricas no existe ni seguridad absoluta ni riesgo cero. No obstante, la RAEA, que es quien define los
niveles de riesgo aceptados o aceptables en las instalaciones eléctricas,
define niveles de riesgo que están muy
por debajo de los “considerados
inaceptables”.
Sin embargo en nuestro medio hay
muchos profesionales que dicen o
escriben lo contrario, adoptando, errócontinúa en página 8 Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
6) En Esquemas de conexión a tierra
TT y en el caso de locales sin riesgo de
incendio y con personal BA4 o BA5, se
podrán emplear dispositivos diferenciales de > 300 mA para la protección contra los contactos indirectos.
En esos casos, a mayor corriente diferencial menor valor de la Rpat de protección Ra de forma tal de mantener la
tensión convencional límite de contacto,
un 50 % como mínimo por debajo de los
24 VCA exigidos.
Por ejemplo si se emplea un interruptor
automático con módulo diferencial
incorporado con una I∆n=3 A el valor de
Rpat Ra debe ser ≤ 4 ohm (Ver en 541.3
de la Reglamentación AEA 90364
Capítulo 54 la Tabla 54.1 o en la
Reglamentación AEA 90364 Sección
771 la Tabla 771.3.I para más detalles.)
Protección contra sobrecorrientes y
protección diferencial con un solo
dispositivo
Existen dispositivos de protección previstos para que puedan ser empleados
por personal BA1 (pero que obviamente podrán ser empleados también por
BA4 y BA5) que cumplen simultáneamente la función de protección contra
sobrecorrientes (sobrecargas y cortocircuitos) igual que la que realizan los PIA
que cumplen con IEC 60898 y la función de protección contra corrientes
diferenciales (corrientes de falla a tierra
y corrientes de fuga a tierra) de forma
similar a los ID que cumplen con
IEC 61008.
Estos dispositivos deben cumplir con la
Norma IEC 61009, que establece los
requisitos de los dispositivos eléctricos
que tienen incluidos la protección contra
sobrecorrientes y la protección diferencial. La Norma IEC 61009 se titula en
inglés “Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent
protection for household and similar
uses (RCBOs)” y en francés
“Interrupteurs automatiques à courant
différentiel résiduel avec protection
contre les surintensités incorporée pour
installations domestiques et analogues”
La Reglamentación AEA 90364 tanto en
sus partes 0 a 6, como en la Parte 7
Sección 771 Edición 2006 (AEA 90364-
7-771) hace varias referencias a la
Norma IEC 61009 (771.18.3.5,
771.18.4.3, 771.19.3, 771.20.5.4,
Anexo 771-M), permitiendo la utilización
de dichos dispositivos siempre y cuando se cumplan los requisitos indicados
en párrafos precedentes, o sea que tengan todos los polos protegidos contra
las sobrecargas y los cortocircuitos.
Por ello, de igual forma que lo establecido para los PIA bipolares, destinados
a proteger y maniobrar circuitos monofásicos, para los que se exige que
ambos polos estén protegidos (ya que
no se permite para esa función el
empleo de los unipolares ni los llamados 1P + N o bipolares con neutro no
protegido), no se permite el uso de los
dispositivos bipolares que respondan a
IEC 61009 (dispositivos con protección
contra sobrecargas, cortocircuitos y
corriente diferencial) que tengan un
solo polo protegido contra las sobrecorrientes.
Muchas veces los usuarios, los instaladores, los proyectistas, los fabricantes y
los importadores confunden entre el
cumplimiento de la Norma de Producto
y el cumplimiento de la Reglamentación
de instalaciones, que en nuestro país es
la Reglamentación AEA 90364.
La RAEA establece que todos los materiales que se empleen en las instalaciones deben cumplir con las normas de
producto (IRAM o IEC según se indique
en cada caso) debiendo los productos
estar certificados cuando así se lo exige
la Resolución 92/98.
Pero el hecho de que un producto esté
normalizado o normalizado y certificado
no es suficiente para que esté permitido
su empleo en las instalaciones ya que
es la RAEA la que establece que materiales se pueden emplear. (Ver ejemplos
en: “Los materiales y la RAEA”)
Con relación a los dispositivos integrales contra sobrecarga, cortocircuito y
corrientes diferenciales (RCBOs) permitidos por la RAEA, es importante
resaltar que tienen una ventaja adicional de sumo valor en las instalaciones
con ECT TN-S. En efecto; es conocido
que en estos ECT la impedancia de
lazo de falla a tierra es normalmente
15 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Los materiales y la RAEA
Los fusibles no pueden emplearse
como dispositivos de cabecera en
los tableros principales en ningún
tipo de instalación ni para la protección de los circuitos de la instalación (circuitos terminales o seccionales) en el caso de instalaciones operadas por personal BA1
(viviendas, locales u oficinas) ni
como dispositivos de cabecera en
los tableros seccionales en esas
instalaciones aún cumpliendo con
IEC 60269 y estando certificados.
Los pequeños interruptores automáticos unipolares deben estar
normalizados por IEC 60898 y certificados, pero no pueden emplearse como dispositivos de protección
de circuitos terminales o seccionales, sean monofásicos o trifásicos ,
y sólo pueden emplearse en aplicaciones particulares como por
ejemplo el comando funcional de
circuitos de iluminación en los que
el tipo de lámpara o la carga harían inviable el empleo de los conocidos como interruptores de efecto.
Los caños de material aislante,
tanto sean lisos o corrugados, sólo
son permitidos por la RAEA (y en
determinadas condiciones de instalación) siempre que respondan a
la norma de producto (IEC 61386,
IEC 60614 o IRAM 62386) y estén
certificados, pero que además
cumplan con la condición de ser
autoextinguibles o no propagantes
de la llama, siendo esta una exigencia de la RAEA.
continúa en página 16
continúa en página 16 Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
viene de página 12
1) La protección diferencial de I∆n ≤
30 mA, a la vez que protege contra los
contactos indirectos, protege de los
contactos directos aumentando la protección que proporcionan contra dicho
riesgo las medidas de protección básica
(aislaciones, barreras o envolventes),
brindando de esa forma una protección
adicional complementaria contra el riesgo de contacto directo.
2) En ambientes domésticos o similares
con personas BA1, todo circuito terminal deberá estar protegido por un dispositivo diferencial de I∆n ≤30 mA, si bien
la RAEA permite alguna excepción en
casos de instalaciones fijas (circuitos
ACU).
3) La protección contra los contactos
indirectos debe efectuarse en todos los
casos y en cualquier instalación eléctrica, incluidos aquellos locales o instalaciones con personal BA4 y BA5.
Cuando la instalación se ha realizado
según el ECT TT y la protección contra
los contactos indirectos se ha efectuado
mediante la desconexión automática de
la alimentación, la protección debe llevarse a cabo, en forma obligatoria, por
medio de dispositivos diferenciales, ya
sean Interruptores Diferenciales (ID)
que cumplan con la norma IEC 61008,
ID asociados a Pequeños Interruptores
Automáticos (PIA), cumpliendo el conjunto la Norma IEC 61009, interruptores automáticos que cumplan con la
Norma IEC 60947-2 y que incorporan
protección diferencial según el Anexo
B de la citada Norma o interruptores
automáticos que cumplan con la
Norma IEC 60947-2 y que efectúan la
protección diferencial mediante transformadores toroidales (toroides) y relés
diferenciales separados, según el
Anexo M de la Norma antes mencionada.
4) En las instalaciones con ECT TT, la
RAEA no permite, para la protección
contra los contactos indirectos, el
empleo de dispositivos de protección
contra sobrecorrientes (sean fusibles,
PIA o interruptores automáticos) debido
a que los bajos valores de corrientes de
falla a tierra no garantizan la operación
de las protecciones. Eso es debido a
que en el ECT TT, el circuito de falla
incluye la resistencia de puesta a tierra
(Rpat) del electrodo de puesta a tierra
V
´
V
Figura 3. El ECT TN-S y el Circuito de falla.
V
Rs
Figura 4. El ECT TT y el Circuito de falla.
de servicio Rb (del neutro del transformador de la distribuidora) y la Rpat del
electrodo de puesta a tierra de protección Ra (de las masas eléctricas de la
instalación).
Por ejemplo, si la resistencia de puesta
a tierra de servicio Rb es de 1 Ω (1 ohm)
y la resistencia de puesta a tierra de
protección Ra es de 21 Ω (21 ohm) la
corriente en el circuito de falla a tierra
será de 10 A (220 V/(1+21) ohm), despreciando la impedancia de los conductores metálicos del circuito. En
esas condiciones, sobre la masa eléctrica quedarán aplicados 210 V (21 Ω x
10 A), los que deben ser desconectados antes de los 60 ms. Pero los 10 A
de corriente de falla a tierra no serán
suficientes para disparar las protecciones habituales o normales contra sobrecorrientes de un circuito, no lográndose
en consecuencia limitar las tensiones
de contacto indirecto a valores menores
o iguales a 24 V (tensión de seguridad
14 • ElectroInstalador • MARZO 2009
según la Ley de Higiene y Seguridad en
el Trabajo 19587 y sus Decretos
Reglamentarios 351/79 y 911/96, tensión convencional límite de contacto
para la RAEA).
Esta es la razón por la cual la RAEA
exige, para la protección de los contactos indirectos por medio de la desconexión automática de la alimentación en
los ECT TT, el empleo de dispositivos
diferenciales.
5) En viviendas y en oficinas (en ambos
lugares con personas BA1) y en locales, en los que también existan personas BA1, con ECT TT, la máxima
corriente diferencial autorizada para la
protección contra los contactos indirectos es de 300 mA permitiéndose en ese
caso que la resistencia de puesta a tierra (Rpat) de protección Ra sea como
máximo (menor o igual a) 40 Ω.
Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
viene de página 11
Cuando las corrientes por esos pequeños caminos conductores exceden los
300 mA se puede producir un fenómeno de avalancha que termina inflamando a los depósitos de carbón. El
encendido de estos depósitos de carbón puede, a su vez, inflamar las aislaciones, los dispositivos y los aparatos.
(ver figura 2)
Esa “Formación de caminos conductores” o parcialmente conductores a tierra, que se van formando como consecuencia de la degradación progresiva
de la superficie del material aislante
sólido producidas por las descargas
locales y que son debidas habitualmente a la contaminación de dicha
superficie se la conoce también como
“tracking” en inglés, “cheminement” en
francés, “encaminamiento” y “fugas
superficiales” en algunas publicaciones técnicas en castellano.
Dicho concepto está definido en el
vocabulario electrotécnico internacional (VEI), Norma IEC 60050, en sus
Secciones 212-01-42 y 442-01-41 y
con algunas pequeñas variantes en
2.5.64 de IEC 60947-1.
Debido a que las corrientes de fuga a
tierra superiores a 300 mA constituyen
un peligro real de incendio, los
Interruptores Diferenciales de I∆n ≤
300 mA adquieren enorme importancia
ya que su empleo (además de proteger
contra los contactos indirectos) permitiría evitar este tipo de situaciones, en
circuitos o en tableros donde pudiesen
presentarse condensaciones de humedad en forma periódica. (Ver Nota 3 de
771.18.4.3).
Protección contra contactos directos e indirectos
La protección contra los contactos
directos consiste en tomar todas las
medidas destinadas a proteger a las
personas y a los animales domésticos
y de cría, contra un posible contacto
con las partes normalmente bajo tensión de la instalación, en ausencia de
defecto.
Es decir que la protección contra los
contactos directos es la protección
contra los choques eléctricos en
ausencia de falla.
Figura 2. Formación de caminos conductores.
Cuando en una instalación se produce
un contacto directo es porque ha habido una imprudencia del usuario o porque no se ha protegido adecuadamente la instalación con alguna de las llamadas protecciones básicas: aislación,
envolventes o barreras.
Por ello en ciertos circuitos la RAEA
impone la obligación de aumentar la
protección contra los contactos directos utilizando una medida complementaria: el interruptor diferencial de I∆n ≤
30 mA. En el contacto directo, en los
ECT TT y TN-S, el 100 % de la corriente de contacto pasa por el cuerpo de la
persona (haya o no en la instalación
conductor de protección PE puesto a
tierra).
La protección contra los contactos indirectos consiste en tomar todas las
medidas destinadas a proteger a las
personas, a los animales domésticos y
de cría, contra los peligros provenientes de un contacto con masas eléctricas, puestas bajo tensión accidentalmente como consecuencia de una falla
de aislación de la instalación o de los
equipos conectados a ella. Es decir
que la protección contra los contactos
indirectos es la protección contra los
choques eléctricos en caso de defecto
(de la aislación básica).
En las instalaciones Clase I, en las que
la principal medida de protección es la
conocida “como desconexión automática de la alimentación” que en rigor es
la “asociación de la desconexión automática de la alimentación junto con la
conexión de las masas al conductor de
protección PE puesto a tierra”, en el
caso de existir una falla de aislación y
presentarse el riesgo de contacto indi12 • ElectroInstalador • MARZO 2009
recto, las protecciones deberán actuar
en los tiempos indicados en la RAEA,
según sea el ECT. En los ECT TT, en
el caso de los circuitos terminales con
tensión simple U0 no superior a 230 V
y de hasta 32 A las protecciones deberán actuar como máximo en 60 ms y
en los ECT TN-S, en circuitos de las
mismas características a las mencionadas, como máximo en 200 ms.
Si en el momento de producirse la falla
de aislación, la masa no está siendo
tocada por una persona, prácticamente el 100 % de la corriente de falla a tierra se cerrará por el conductor de protección permitiendo la operación de la
protección (desconexión automática
de la alimentación).
Si en cambio en el momento de producirse la falla una persona toma contacto con la masa, la corriente de falla que
circula por el conductor de protección
hasta la fuente en el ECT TN-S (ECT
en el que la corriente de falla “a tierra”
en BT no se cierra por ningún electrodo de tierra (ver figura 3), o la corriente que circula por el conductor de protección y por el electrodo de puesta a
tierra de protección (en el ECT TT) producen una tensión de contacto peligrosa sobre la masa que se aplicará sobre
la persona en contacto con la misma
(ver figura 4). La rápida actuación de las
protecciones protegerá a la persona.
No vamos aquí a desarrollar lo que se
trata con mucho detalle en el punto
771.18 de la RAEA con relación a las
instalaciones y en el documento técnico
AEA 91140, en lo relacionado con las
definiciones conceptuales, pero señalaremos algunos aspectos de importancia:
continúa en página 14 Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
locales con presencia permanente de
personal capacitado en seguridad
eléctrica, BA4 o BA5, deberán estar
protegidos por interruptores tetrapolares con protección en todos los polos
(no se permiten los fusibles).
El corte y la protección del conductor
neutro exigido para los circuitos ITE,
además de tener una gran importancia
con relación a la seguridad de las personas y de las instalaciones, es indispensable en las instalaciones con circuitos trifásicos tetrapolares con alto
contenido de lámparas dicroicas con
transformadores electrónicos o de lámparas fluorescentes, ya sean los tubos
normales o las conocidas como lámparas fluorescentes de bajo consumo,
tanto sea con balastos electromagnéticos como con, fundamentalmente,
balastos electrónicos.
Hay casos en que la protección del
conductor neutro debe tener un ajuste
mayor que la calibración de la protección de los conductores de línea, llegando, en algunos casos, a ser necesaria una calibración de la protección
del conductor neutro de hasta un 60%
por encima del ajuste de la protección
de los conductores de línea, dado que
la suma de las corrientes homopolares
o de secuencia cero pueden producir
corrientes en el conductor neutro de
mayor valor que las corrientes en los
conductores de línea a pesar de tener
corrientes equilibradas en estos últimos.
Es asimismo, muy importante destacar
lo que la RAEA establece en
771.20.5.1 apartado 2) donde indica
que no se permite el empleo, como dispositivos de protección de circuitos
monofásicos, de los interruptores bipolares sin protección en el neutro, conocidos como interruptores con neutro no
protegido, o con neutro pasante, también denominados 1P + N, ni de los
interruptores unipolares, tanto sea en
la función de interruptores principales
o como dispositivos de protección de
circuitos seccionales o de circuitos terminales. El empleo de estos dispositivos solamente está permitido como
dispositivos de comando funcional, por
ejemplo para maniobra de circuitos de
iluminación, como reemplazo de los
llamados interruptores de efecto.
Muchas veces se intenta confundir al
instalador con información, que como
mínimo es poco clara, publicitándose
por ejemplo “...que el dispositivo corta
ambos polos..” pero no aclarando que
no tiene protección en el neutro ni indicando para que función está permitido y
en que aplicaciones el Reglamento no
lo permite. Por esa razón es sumamente útil saber interpretar el símbolo
que aparece marcado en el frente del
dispositivo. En los dispositivos bipolares con protección en los dos polos los
símbolos de protección contra sobrecargas y contra cortocircuitos deben
aparecer marcados en ambos polos.
Los PIA termomagnéticos bipolares,
con corte y protección en ambos polos,
que se encuentran en el mercado
están marcados de alguna de las formas que muestran la figura 1.
Figura 1.
aislación, debemos indicar que ese
tipo de situaciones nos pueden llevar a
estar expuestos a dos tipos de riesgo
que son:
La misma restricción que existe en el
empleo de los interruptores bipolares
sin protección en el neutro mencionada en el párrafo anterior (1P + N) rige
también para el caso de aquellas combinaciones que responden a IEC
61009, es decir “Pequeño Interruptor
Automático más Interruptor Diferencial” (PIA + ID) cuando se em-plea en
la combinación un PIA de 1P + N es
decir sin N protegido. En el mercado se
está ofreciendo este producto argumentando entre otras ventajas la economía de espacio pero no aclarando
que es un producto no permitido por la
RAEA para la protección de circuitos
dado que no protege contra sobrecorrientes ambos polos.
Aquí también es sumamente útil saber
interpretar el símbolo que aparece
marcado en el frente del dispositivo.
En los dispositivos bipolares con protección en los dos polos los símbolos
de protección contra sobrecargas y
contra cortocircuitos deben aparecer
marcados en ambos polos, como se
indica en la figura 1.
Protección contra Fallas a Tierra
Respecto a las corrientes de falla a tierra, que son las corrientes que se
pueden derivar a tierra como consecuencia de una primera falla de
11 • ElectroInstalador • MARZO 2009
a) los riesgos de Incendios y
b) los riesgos de Contactos Indirectos
(el contacto indirecto es también llamado choque eléctrico en condición de
una primera falla de la aislación básica).
Con relación a lo indicado en a) se ha
comprobado por experiencia y por
ensayos que en ambientes polvorientos y húmedos existe una formación
progresiva de caminos conductores
producidos en las superficies de los
aislantes sólidos bajo el efecto combinado de las solicitaciones eléctricas y
de la contaminación electrolítica de
estas superficies.
Esos pequeños “caminos conductores
a tierra”, que se van incrementando
producen pequeñas descargas eléctricas locales, que a su vez producen
depósitos de material carbonizado.
Este fenómeno, que se desarrolla con
mucha lentitud, está relacionado con
los ciclos de condensación y secado
que se producen sobre la superficie
aislante.
continúa en página 12 Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
viene de página 8
importante restricción según lo indica
la nota de 771.19.3 d) que dice
“Cuando en las viviendas y oficinas se
prevea la utilización de interruptores
construidos según IEC 60947-2 con
órganos de disparo por sobrecarga
ajustables, la intensidad de corriente a
utilizar para el dimensionamiento de
los conductores será, el valor más alto
de regulación de la protección contra
sobrecargas del relé instalado en el
interruptor, independientemente del
rango y ajuste de la misma”, quedando
claro con ello que los conductores se
deben seleccionar en función del máximo valor de la protección contra sobrecargas del interruptor automático
IEC 60947-2, aún cuando eso conlleve
el sobredimensionamiento de los conductores.
La misma nota aclara que esa restricción no es aplicable a locales con presencia permanente de personal BA4 o
BA5. Por otra parte el artículo
771.20.5.3 establece que, como elemento de protección contra sobrecargas y cortocircuitos en la cabecera de
los tableros principales, se deberá instalar siempre, un interruptor automático (PIA o IA) multipolar que actúe
como dispositivo de seccionamiento y
protección general, independientemente de quien opere la instalación: es
decir que cualquiera sea el tipo de
local (vivienda, oficina, local comercial,
escuela, taller, planta industrial, club,
etc.), en el tablero principal se debe
instalar como dispositivo de cabecera
un interruptor automático.
Es útil recordar que los Decretos Reglamentarios de la Ley Nacional
19587 de Higiene y Seguridad en el Trabajo establecen la obligación de
los empleadores de capacitar a su personal en las diferentes tareas
que deban ejecutar.
Así por ejemplo el Decreto Reglamentario 351 de la Ley recién mencionada indica en el Anexo VI lo siguiente:
Artículo 9. “Sin perjuicio de lo que determinen especialmente los reglamentos, son también obligaciones del empleador”:
“k) promover la capacitación del personal en materia de higiene y seguridad en el trabajo, particularmente en lo relativo a la prevención de los
riesgos específicos de las tareas asignadas;”
En el “Capítulo 14 Instalaciones Eléctricas” prescribe en el
Artículo 98.“ Los trabajos de mantenimiento serán efectuados exclusivamente por personal capacitado, debidamente autorizado por la
empresa para su ejecución.
Los establecimientos efectuarán el mantenimiento de las instalaciones
y verificarán las mismas periódicamente en base a sus respectivos programas, confeccionados de acuerdo a normas de seguridad, registrando debidamente sus resultados.”
Por ello es conveniente señalar que cuando se indica personal BA4 o
BA5 se quiere decir que debe tratarse de personal realmente capacitado, cuya capacitación en instalaciones eléctricas y en seguridad eléctrica esté “certificada”. En poco tiempo más la Asociación
Electrotécnica Argentina comenzará a “certificar personas” en estos
temas.
10 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Para la función de Interruptor Principal
la RAEA no permite la utilización de
dispositivos con fusibles cualquiera
sea quien opere la instalación. El interruptor principal (automático) deberá
ser tetrapolar, con todos los polos protegidos, para instalaciones trifásicas
con neutro distribuido y bipolar, con
ambos polos protegidos, para instalaciones monofásicas. Estos dispositivos
deberán tener aptitud al seccionamiento según lo indican las respectivas normas de producto, tanto sea la Norma
IEC 60898 como la Norma IEC 60947-2
según corresponda.
La aptitud al seccionamiento debe ser
cumplida también por los interruptoresseccionadores que responden a
IEC 60947-3 siendo estos dispositivos
de maniobra los más recomendables
para emplear en la cabecera de los
tableros seccionales (TS), posición
donde no se sugiere el empleo ni de
interruptor diferencial ni de un interruptor automático (IA o PIA), si bien debe
quedar claro que los mismos no se
prohiben.
No se sugiere un interruptor automático en la cabecera de un TS ya que se
corre el riesgo, ante un cortocircuito,
de sacar de servicio a dicho interruptor
(y por ende a todo el TS) por falta de
selectividad con los interruptores automáticos de alguno de los circuitos de
salida de ese TS. Algo parecido ocurriría si se empleara como dispositivo de
cabecera del TS un interruptor diferencial (ID) de 30 mA que a la vez actúa
como única protección diferencial del
TS: un contacto directo o una falla de
aislación (que produce una falla a tierra) en un circuito cualquiera (riesgo de
contacto indirecto) del TS produciría el
disparo del ID lo que dejaría a todo el
tablero fuera de servicio.
En el caso de la protección de circuitos
terminales o seccionales monofásicos
operados por BA1, se deben utilizar
también interruptores automáticos con
corte y protección en ambos polos (no
se permiten los fusibles).
Igualmente los circuitos terminales ITE
(Iluminación Trifásica Específica) que
se pueden instalar sólo en oficinas y
Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
viene de página 6
neamente, las definiciones que da el
diccionario de la Real Academia
Española donde se dice que “seguridad” es “cualidad de seguro” y donde
se dice que “seguro” es “libre y exento
de todo peligro, daño o riesgo”. adoptar esas definiciones en los documentos técnicos haría inviables a las instalaciones o a los equipos ya que se
estaría indicando que las instalaciones
deben tener “riesgo cero” o “seguridad
absoluta”, no siendo este el criterio
adoptado en las normas técnicas, que
define cuales son los riesgos aceptables.
Por esta razón es la RAEA la que a través de sus prescripciones define los
riesgos aceptables, en función, entre
otras cosas, de las “influencias externas”.
Dispositivos de protección que se
deben utilizar para cumplir con las
protecciones obligatorias
La Reglamentación AEA hace referencia en 771.17.1 que toda instalación
eléctrica debe ser objeto como mínimo
y en forma obligatoria, de medidas de
protección contra las siguientes fallas:
• Protección contra sobrecorrientes
(sobrecargas y/o cortocircuitos)
• Protección contra fallas a tierra
• Protección contra contactos directos
• Protección contra contactos indirectos
Protección contra Sobrecorrientes
Las prescripciones que en general establece la RAEA, las fija en función de las
llamadas “influencias externas” que
afectan a la instalación eléctrica del
inmueble. Las influencias externas, que
pueden restringir o limitar el tipo de instalación a ejecutar, son “las condiciones
ambientales”, “las condiciones de utilización” y “las condiciones constructivas”.
Esas condiciones son definidas en la
RAEA (en los artículos 10 y 11 de la
Sección 771 y en la Parte 3).
Dentro de las “condiciones de utilización” y según las características de las
personas que la operan, la RAEA define
“La capacidad de las personas” y las
divide en cinco categorías, en correspondencia con su conocimiento de la
seguridad eléctrica y de los riesgos eléctricos y además según y conforme a sus
condiciones físicas e intelectuales.
Esas categorías son:
BA1: Persona Normal, pero no instruida en seguridad eléctrica y en riesgos
eléctricos.
BA2: Niños, en viviendas y en locales
proyectados para niños, como por
ejemplo guarderías, jardines de infantes o maternales, etc.
BA3: Personas que no disponen de
todas sus capacidades físicas y/o intelectuales (discapacitados, enfermos,
inválidos, ancianos), en hospitales,
asilos, hospicios, etc., incluyendo a los
detenidos en una prisión.
BA4: Personas instruidas en seguridad eléctrica son las personas adecuadamente entrenadas e instruidas en
seguridad eléctrica y riesgos eléctricos, las que, actuando bajo supervisión de personal calificado, les permite
evitar los peligros que la electricidad
puede crear.
BA5: Personas calificadas en seguridad eléctrica, son las personas con
conocimiento técnico o suficiente
experiencia en seguridad eléctrica y
riesgos eléctricos, como para evitar
por sí mismas los peligros que la electricidad pueda crear.
Apoyándose en las “Condiciones de
Utilización” y dentro de ellas en la
“Capacidad de las Personas”, la RAEA
hace una clara división en cuanto a
qué dispositivos de protección contra
sobrecorrientes pueden ser utilizados
en las instalaciones eléctricas, según
sea la capacitación o idoneidad de las
personas que operen la instalación,
frente al riesgo eléctrico.
En efecto; en el artículo 771.20.5.2 a)
de la RAEA dedicado a la “Protección
de circuitos” en “Viviendas y oficinas”,
donde se considera que sólo hay usuarios BA1 (en las viviendas también se
consideran los BA2), sólo se permite
como dispositivos de protección contra
las sobrecorrientes el empleo de interruptores automáticos quedando claro
que no se permite para esa función la
utilización de fusibles; lo mismo se
indica en g) de 771.8.4 para los esta8 • ElectroInstalador • MARZO 2009
blecimientos educativos) y en
771.20.5.2 b.1) para los “Locales sin
presencia permanente de personal
BA4 o BA5”.
La RAEA indica que en “Viviendas y
oficinas” sólo se pueden emplear dispositivos de protección contra sobrecorrientes que cumplan con las normas IEC 60898 e IRAM 2169 (a los
interruptores automáticos definidos por
estas dos normas se los conoce como
Pequeños Interruptores Automáticos o
PIA) o con la Norma IEC 60947-2
(Interruptores Automáticos o IA).
Pero esto merece una ampliación
1) Por una parte, los PIA, que son del
tipo termomagnético, son dispositivos
previstos para la protección de conductores contra las sobrecargas y los
cortocircuitos y al ser de calibración o
ajuste fijos, no pueden ser modificados
por el usuario con lo cual se logra un
aumento en la seguridad de las instalaciones, cosa que no ocurriría con los
fusibles que muchas veces son manipulados, reparados o reemplazados en
forma no reglamentaria por el usuario
no idóneo o inexperto. Ese argumento
de seguridad es el que utilizó la
Asociación Electrotécnica Argentina
para establecer el criterio señalado y
no permitir el empleo de los fusibles
como dispositivos de protección de circuitos en los lugares indicados.
2) Por otra parte, en cambio, los IA que
cumplen con las prescripciones de
IEC 60947-2, que son también dispositivos previstos para la protección contra las sobrecargas y los cortocircuitos
y que pueden ser con protección termomagnética o con protección electrónica, son interruptores, en general, de
calibración o ajuste regulables, y podrían ser modificados por el usuario con
lo cual se perdería la buscada seguridad de las instalaciones operadas por
usuarios BA1. Pero como su empleo
no puede ser impedido en instalaciones que requieren interruptores automáticos con una corriente asignada In
mayor a 125 A (la Norma 60898 establece que la mayor corriente asignada
de los PIA es 125 A), la RAEA los permite en las instalaciones operadas por
usuarios BA1, solo que, con una
continúa en página 10 Protecciones eléctricas en instalaciones de baja tensión
viene de página 15
muy baja ya que el circuito de falla está
formado exclusivamente por conductores metálicos y no incluye un recorrido
por la tierra como en el caso de los
ECT TT, lo que hace que en el ECT
TN-S se produzcan altas corrientes de
falla a tierra equivalentes a un cortocircuito (siempre que se considere a la
falla, franca o sin impedancia de falla).
Estas corrientes en general son muy
elevadas para los interruptores diferenciales comunes que responden a la
norma IEC 61008 que tienen una baja
capacidad de ruptura o poder de corte
y que podrían destruirse en un intento
de apertura, dejando sin protección a la
instalación que estaban protegiendo.
En los dispositivos integrados RCBOs
(PIA+ID), el componente diferencial
actúa como sensor de la falla a tierra,
pero la apertura la realiza el componente termomagnético integrado, diseñado para soportar corrientes de cortocircuito mucho más elevadas.
Debemos recordar que la Norma
IEC 61008, con la que deben cumplir
los ID instantáneos generales y también los selectivos, establece que los
mismos deben tener como mínimo una
capacidad de ruptura de 500 A o 10
veces su corriente asignada In
(corriente de paso), lo que sea mayor.
Así por ejemplo, un interruptor diferencial de I∆n ≤30 mA y corriente asignada In=25 A deberá tener cómo mínimo
una capacidad de ruptura de 500 A,
mientras que uno de corriente asignada In=63 A deberá tener cómo mínimo
un poder de corte de 630 A.
Por esta razón, la RAEA exige que los
ID estén adecuadamente protegidos
contra las sobrecargas y contra los
cortocircuitos, cualquiera sea el ECT.
Pero la exigencia de la protección contra los el cortocircuitos se convierte en
crucial en las instalaciones con ECT
TN-S, para lo cual se debe recurrir a
los datos proporcionados por los fabricantes sobre que PIA o IA o fusible
(estos últimos sólo cuando hay personas BA4 o BA5) se deben emplear
para garantizar la integridad del ID.
Los dispositivos integrados que cumplen con IEC 61009 tienen las ventajas
que mencionamos pero, también tienen una desventaja económica desde
el punto de vista del usuario: dicha
desventaja radica en que si al efectuar
el ensayo mensual del accionamiento
diferencial con el pulsador “Test”, el
dispositivo no disparara, habría que
descartar, si los dispositivos no fuesen
separables, tanto el diferencial como el
dispositivo termomagnético, que tal vez
esté en buen estado o viceversa.
Los materiales y la RAEA
Muchos de los caños corrugados
que se venden en el mercado no
cumplen con la condición de ser
autoextinguibles o no propagantes
de la llama (los hay de varios colores) siendo el caso más visible el
de los caños corrugados color
naranja que, por ser propagan-
tes de la llama están prohibidos
en las instalaciones eléctricas por
la RAEA.
Observación
Es interesante ver como la dinámica normativa va cambiando
los escenarios reglamentarios.
Durante la edición de la RAEA
90364 se disponía de tres normas vinculadas con los caños de
uso eléctrico: IEC 61386, IEC
60614
e
IRAM
62386.
Cualquiera de las tres normas
podía ser empleada para la certificación de los caños .
Pero en el año 2008 IEC dió de
baja la 60614 y ahora todo fabricante que requiera certificar
caños lo debe hacer con las normas IEC 61386 o IRAM 62386.
Un último ejemplo de los muchos
que podríamos describir es el conductor aislado color Verde y
Amarillo que puede estar certifica-
do por la norma de conductores
pero no está permitida su utiliza-
ción como conductor de línea o de
neutro.
Por el Ing. Carlos A. Galizia
Secretario del CE-10 Instalaciones
Eléctricas en Inmuebles
y el Ing. Carlos A. García del Corro
Presidente del CE-10 Instalaciones
Eléctricas en Inmuebles de la AEA
16 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Un sueño se concreta en Rosario:
ACTIER obtuvo su Personería Jurídica
Electro Instalador siempre
D esde
buscamos estar cerca de los ins-
taladores, y por esa razón, frecuentemente publicamos entrevistas a distintas Cámaras y Asociaciones, ya que
entendemos que estas entidades
representan al máximo uno de los
requisitos indispensables para el crecimiento de la profesión: la unidad.
En esta edición, la entidad elegida es
la Asociación Civil de Técnicos
Instaladores Electricistas de Rosario
(ACTIER), que tiene poco más de
medio año de vida. Aquí presentamos
su historia.
En julio del año pasado, un
grupo de profesionales de
Rosario se juntó con la idea
de crear una Asociación,
con el objetivo primario de
jerarquizar la profesión, y
buscar generar conciencia
sobre la importancia de la
implementación de la
¿Cómo nació la Asociación?
ACTIER nació por la inquietud de un
grupo de colegas, que sentíamos que
nadie nos representaba, que estábamos dispersos y desprotegidos.
Nuestra idea primaria es jerarquizar la
profesión, y para lograr eso, la unidad
resulta indispensable.
La primera reunión fue en un bar, en
julio del año pasado. Allí sentamos las
primeras bases, nuestros objetivos, y
tras varios encuentros, se decide convocar a una Asamblea, para formar la
Comisión Directiva. Esto fue todo un
acontecimiento, la cantidad de presentes fue muy importante y gracias al
empuje de los colegas, se empezó a
trabajar de inmediato en lo organizativo y jurídico.
Reglamentación de la AEA.
Así nació la Asociación
Civil de Técnicos
Instaladores Electricistas
de Rosario, y aquí
contamos su historia.
Imagen 1.
18 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Actualmente, estamos en un periodo
de formación y organización, ya que
somos una entidad muy nueva, con
pocos meses de historia. El pasado 2
de febrero logramos algo muy imporante, que fue la obtención de la
Personería Jurídica y la aprobación de
nuestro Estatuto por parte de la
Fiscalía de Estado Provincial.
¿Cuáles son los principales objetivos de la Asociación?
Nuestro objetivo más importante es
conseguir un lugar propio, un local en
donde podamos desarrollarnos libremente, tener nuestro sistema de informática, archivos, biblioteca, y materiales concernientes a nuestra actividad.
Algo que interesa a muchos miembros
es poder brindar cursos de capacitación, ya que en esta profesión es vital
estar permanentemente actualizado.
Es muy importante que cada socio instalador tome conciencia de sus funciones, ya que buscamos poder lograr un
frente de batalla ante las autoridades
provinciales, municipales y a la
Empresa Provincial de Energía
(E.P.E.). Necesitamos abrir un espacio
para ser escuchados sobre la importancia de reglamentar nuestra actividad en la ciudad, dado que son organismos muy burocráticos de escasa o
mala receptividad al envió de solicitudes y menos a ser escuchados.
continúa en página 20 En febrero, ACTIER obtuvo su Personería Jurídica
viene de página 18
¿Cómo es la actualidad de los instaladores de Rosario?
Como la mayoría de los colegas de
todo el país, nos vemos perjudicados
por la mano de obra barata, propuesta
por arquitectos, contratistas de obras,
albañiles, pintores, etc. quienes llevan
a cabo y ofrecen aparte de su oficio, la
realización de cañerías e instalaciones
eléctricas dentro de sus presupuestos,
abaratando costos e incrementando
riesgos. La competencia desleal es uno
de los principales problemas de los instaladores de la Argentina, y también un
atentado contra la seguridad eléctrica,
ya que, lógicamente, para esta gente,
la Reglamentación para la Ejecución de
Instalaciones Eléctricas en Inmbuebles
de la AEA, es un vago recuerdo.
¿Cuales son los deseos de la
Asociación con vista al futuro?
Buscamos estrechar vínculos de amistad, compañerismo, capacitación y
solidaridad entre todos los integrantes,
tendiendo a la formación de una conciencia colectiva para implementar la
Reglamentación de la AEA, un paso
fundamental para que la ciudad mejore
en materia de seguridad eléctrica.
También deseamos que cada instalador electricista se acerque a su
Asociación representada en cada ciudad de la Republica Argentina, estreche lazos y se manifieste para que
todos juntos tengamos una realidad, la
creación de la Federación Argentina de
Asociaciones de Instaladores Electricistas.
Imagen 2.
Integrantes de la Comisión Directiva de ACTIER
Presidente
Osvaldo Zenón Palomino
Tesorero
J. Aníbal Occhiuto
Vicepresidente
Roberto Luis Cañette
Secretario
Vocales Titulares
Vocales Suplentes
Síndico Titular
Síndico Suplente
Fortunato Aranda
Eduardo José Tellez
Sergio Ortiz
Pablo Enrique Fernández
Jorge Fernández
Carlos Jesús Mendoza
Mauricio Eugenio Reyero
Juan Carlos Nemec
Jorge Luis Mesaqué
Durante diciembre de 2008, el Ministerio de Trabajo de Rosario realizó una investigación que abarcó un total de 60
edificios en construcción. El objetivo era controlar que las obras cumplan con las normas. Los resultados hablan por sí
sólos: apenas el 15% de los edificios respetaba los 19 puntos requeridos por los inspectores. El 85% restante presentaba alguna o varias irregularidades. 20 obras presentaban irregularidades lo suficientemente graves como para ser
suspendidas.
La anomalía más frecuente fueron los carteles sin las especificaciones técnicas correspondientes. Los mismos deben
exhibir los datos del proyectista, del director, del calculista, del representante técnico, y del coordinador de higiene y
seguridad. Además, también deben aclarar la información sobre la edificación, el número de permiso de la obra, su
ubicación y superficie. Sobre las 60 obras evaluadas, apenas 9 cumplieron con todos estos requisitos.
Irregularidades en cartel de obra
85%
Sin barandas de protección
70%
Cableado eléctrico irregular
50%
Falta de documentación
Carencia de ropa de trabajo
Ausencia de disyuntor
50%
Accesos inseguros
40%
80%
Falta de capacitación
70%
Iluminación deficiente
Falta de matafuegos
20 • ElectroInstalador • MARZO 2009
45%
30%
20%
Transformadores de comando
de varias tensiones
transformador es una fuente de
U ntensión
no regulada. Es decir, la
tensión de salida del mismo depende
tanto de la tensión aplicada en el primario como de su estado de carga, y la
tensión en el secundario depende de
su corriente secundaria.
Variación de la tensión primaria
Es sabido que la relación entre la tensión primaria y la secundaria de un
transformador; llamada relación de
transformación, depende de la relación
entra las espiras del bobinado primario
y las del bobinado secundario.
Los transformadores
permiten aumentar o
disminuir el voltaje o
tensión en un circuito
Es común que un transformador de
distribución de energía tenga varios
bornes de entrada, uno el asignado o
nominal y otros con valores porcentuales en más o en menos.
Estos bornes de alimentación, llamados “tabs”, permiten conectar al transformador en puntos de la red donde no
se tiene la tensión nominal, por ejemplo un 5% menos. (ver figura 1)
eléctrico de corriente
alterna, manteniendo la
frecuencia. La potencia
que ingresa al equipo, en
el caso de un transformador
ideal, es decir, sin pérdidas,
es igual a la que se obtiene
a la salida.
Figura 1.
Existen transformadores
que tienen varias tensiones
de salida. En este artículo
veremos por qué existen
ese tipo de transformadores.
Figura 2.
22 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Si se conecta al transformador de la
figura 1 en el borne indicado como
-5%, a un punto de la red donde en
lugar de los 220 V nominales haya sólo
220 Vx 0,95 = 209 V, la tensión de salida será de todos modos de 24 V. Son
conocidos los aparatos electrónicos
que tienen un conmutador de alimentación 110/220 V; no es más que un
conmutador que cambia el borne de
alimentación del primario del transformador de entrada. (ver figura 2)
Muchos fabricantes de máquinas que
atienden al mercado mundial construyen a sus máquinas con transformadores de alimentación con distintas tensiones de entrada, de esa manera
pueden construirlas a todas con los
mismos motores y controles independientemente de cual sea el país de
destino de la misma.
La conexión de los distintos puntos de
entrada se debe hacer antes de la
puesta en servicio del transformador,
es decir, sin carga.
Transformadores de comando de varias tensiones
Variación de la tensión secundaria
Con el mismo criterio se puede bobinar
al secundario de un transformador realizando conexiones intermedias de su
devanado. Estas conexiones reciben
el nombre de derivaciones y permiten
obtener varias tensiones de salida.
En la figura 2 se ve como el secundario del transformador tiene una derivación en el medio del bobinado secundario lo que permite obtener una tensión de 12 V. Si a este mismo punto
medio lo tomamos como referencia
(0 V) nos da en cada extremo una tensión de 12 V. (ver figura 3)
Figura 3.
En los casos anteriores la corriente
que puede circular por el secundario
esta limitada por la sección del alambre con el que está construido.
Entonces la potencia que puede entregar el transformador es dependiente
del punto de derivación donde se
conecta el circuito de carga.
S(VA) = U(V)x I(A)
Son muy interesantes los transformadores con el secundario compuesto
por dos bobinados separados como el
de la figura 4.
Figura 4.
Cada bobinado es independiente y
puede entregar la potencia para la que
fue construido.
S(VA)= 12 Vx I(A).= 12x I VA
Si conectamos a ambos bobinados en
paralelo como indica la figura 5 tendremos a un transformador de 12 V de tensión secundaria capaz de entregar dos
veces la corriente de cada bobinado.
La potencia que entregaran ambos
bobinados será:
Figura 5.
S(VA)= 12 Vx 2.I(A) = 24x I VA
En cambio si conectamos a ambos
bobinados en serie como indica la figura 6 tendremos a un transformador de
24 V de tensión de salida capaz de
entregar la corriente de diseño de cada
bobinado; la potencia entregada por
ambos bobinados será:
S(VA)= 2x 12 Vx I(A) = 24x I VA
continua en la página 24
Figura 6.
23 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Transformadores de comando de varias tensiones
viene de página 23
En el transformador de la Imagen 1A
se ve precisamente un transformador
de este tipo.
La cruz (X), el borne libre, indica la
separación entre el primario y el
secundario.
Entre los bornes 1 y 2 se conectan 220 V
(fase y neutro) y el puente entre los
bornes 6 y 7 indica que ambos bobinados están en serie, es la conexión de
24 V. Como se trata de un transformador de 100 VA, la corriente que puede
circular por cada bobinado es de 4,17 A.
Si conectamos al primario entre 1 y 3
se debe alimentar con 380 V (entre
dos fases).
Si en lugar de un puente entre 6 y 7
hacemos dos puentes. Uno entre 5 y 6
y otro entre 7 y 8 conectamos a ambos
bobinados en paralelo, se trata de la
conexión de 12 V. Como por cada
bobinado pueden circulan 4,17 A, circularán en total 8,34 A
Imagen 1A /B.
Entonces la potencia aparente entregada será la misma: S=Ux I= 12 Vx
8,34 A= 100 VA.
Atención: la conexión no es la misma
que la de la figura 5. ¿Por qué? Como
ayuda le mostramos la Imagen 1B,
donde se ve en conexionado, a la bornera, de los bobinados del transformador.
Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de
baja tensión, para la distribución de
energía, control, maniobra y protección
de motores y sus aplicaciones.
Pioneros de la electricidad - Charles Wheatsone
(Gloucester, Reino Unido, 1802 - París, 1875) Físico e inventor británico.
apenas 14 años, Charles
C on
Wheatstone comenzó a trabajar
como aprendiz de su tío, un constructor de instrumentos musicales de
Londres. En 1823 heredó el negocio
y en 1829 inventó la concertina, un
tipo de acordeón.
Posteriormente, Wheatstone dedicó
su energía al servicio de la investigación en los campos de la acústica, la
óptica y la electricidad, obteniendo en
1834 la cátedra de física experimental del Kings College de Londres.
Junto a William F. Cooke desarrolló
un sistema telegráfico que se componía por un tablero con cinco llaves,
una para cada una de las cinco agujas del telégrafo. Cada llave podía
atraer corriente a un circuito y de ese
modo provocar que la aguja correspondiente girara y pusiera una letra
del alfabeto. Cooke y Wheatstone
formaron un asociación legal y en junio
de 1837 recibieron una patente para
su telégrafo, que se convertiría en el
más grande medio de comunicación
de larga distancia de Inglaterra,
muchos años antes de que Morse lo
hiciera en Estados unidos
El instrumento eléctrico de medición
conocido
como
puente
de
Wheatstone, fue inventado por Samuel
Hunter Christie, pero lleva su nombre
porque fue Wheatstone el primero en
aplicarlo para la medición de resistencias de los circuitos eléctricos.
Otros inventos de Wheatstone son
(1838) el estereoscopio (aparato que
creaba la ilusión de ver imágenes tridimensionales), un telégrafo gráfico y un
péndulo electromagnético.
24 • ElectroInstalador • MARZO 2009
▲ Charles Wheatsone
Cristales semiconductores
la energía luminoE nsalasenaturaleza,
transforma en eléctrica en el
proceso de fotosíntesis. Los humanos
conseguimos este mismo resultado utilizando semiconductores.
Las células fotovoltaicas, están formadas por muchos diodos semiconductores juntos y son fabricadas usando
diferentes materiales y procesos, ya
que todavía se continúa perfeccionando el producto buscando la manera de
abaratar el costo e incrementar su eficiencia.
Conductores y aislantes
En nuestra edición anterior,
vimos algunas nociones
básicas sobre el
funcionamiento de un
sistema fotovoltaico, y las
posibilidades que ofrecen.
En esta oportunidad,
analizamos el
funcionamiento de las
células fotovoltaicas, a
partir de sus componentes.
Dado que diodos, transistores y otros
componentes electrónicos están formados por un semiconductor, se hace
necesario entender qué hace que un
material sea un buen conductor, un
buen aislante (no-conductor) y, por último, un semiconductor.
La corriente eléctrica es la cantidad de
cargas que circulan por unidad de
tiempo. Cuando se aplica un tensión
entre los extremos de un material, se
crea un campo eléctrico dentro del
mismo. Los electrones ubicados en la
órbita exterior del átomo de este material, la más lejana del núcleo, estarán
sometidos a una fuerza cuyo valor está
dado por la expresión:
F=qxE
(altas tensiones) la fuerza que se ejerce sobre los electrones de la órbita
externa no es suficiente para desplazarlos y establecer una corriente, ya
que su movilidad es prácticamente
nula.
Observe el lector que en los ejemplos
he usado, a propósito, dos formas cristalinas distintas para el carbón: el grafito (conductor) y el diamante (aislante)
para mostrar cómo la estructura interna de la sustancia determina la movilidad de las cargas en la misma.
Cuando el átomo de una sustancia
pierde un electrón, se transforma en
una carga positiva. La pérdida de un
electrón crea, en efecto, dos cargas
dentro del material: una negativa (electrón libre) y otra positiva (resto del
átomo).
Estructuras cristalinas
En substancias como el germanio (Ge)
y el silicio (Si) los electrones de la capa
exterior de un átomo son compartidos
por átomos adyacentes (Figura 1) formando una estructura fija rígida (cristalina) en donde los electrones carecen de movilidad.
Por eso el germanio y el silicio puro
son substancias aislantes.
Donde "q" es el valor de la carga (en
Coulombs) y "E" es el valor del campo
eléctrico en "V/m". La conducción o noconducción eléctrica de un material
está determinada por su estructura
atómica.
En materiales conductores, como el
cobre, el aluminio o el grafito, los electrones de la banda externa tienen
mucha movilidad, ya que están saltando de átomo a átomo, aún a la temperatura ambiente.
Bajo la acción de un campo eléctrico
(tensión entre los extremos) la fuerza
dada por la expresión “F = q x E” los
pone en movimiento. El valor de la
conductividad (inversa de la resistividad) es elevado en estos materiales.
En materiales aislantes, como el vidrio,
el diamante o la porcelana, aún con
elevados valores del campo eléctrico
26 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Figura 1. Estructura cristalina.
Semiconductores
Si en un cristal de este tipo logramos
incorporar átomos de otras substancias, aún en proporciones muy pequeñas, la conductividad de estos materiales varía drásticamente, convirtiéndolos en semiconductores.
continúa en página 28 Cristales semiconductores
viene de página 26
Estos materiales tienen un valor de
conductividad que los sitúan entre los
aisladores y los conductores de
corriente.
Si la sustancia que se introduce tiene la
capacidad de ceder electrones, éstos
se convierten en la carga mayoritaria
en esa zona (semiconductor tipo N).
Si, por el contrario, los átomos de la
sustancia que se introduce son ávidos
de electrones, la mayoría de los átomos en esta zona tendrán cargas positivas libres (tipo P). A estas cargas se
las denominan “huecos” ya que el electrón tomado deja un vacío (hueco) en
el átomo que lo cedió. A las substancias que se usan para alterar la conductividad del cristal puro se las conocen como dopantes o contaminantes.
El proceso de introducción de átomos
que ceden o toman electrones, difusión, se ha convertido en un proceso
robotizado, en donde los átomos de las
substancias dopantes se introducen
usando cañones electrónicos que
bombardean los cristales (proceso de
implantación).
La industria usa el cristal de silicio (Si)
porque su comportamiento a altas temperaturas es superior al del germanio
(Ge). Quizá en el futuro haya células
fotovoltaicas hechas con diamantes,
ya que se han descubierto varios procesos para fabricarlos en cantidad y a
bajo precio, pero no se ha investigado
como llevar adelante el proceso de
difusión.
Este material, carbón, es superior al
silicio cuando la temperatura ambiente
es elevada.
Juntura N-P
El proceso de difusión es repetitivo, de
manera que pueden crearse zonas
cuasi-conductoras, aisladoras o semiconductoras con diferentes cargas
mayoritarias.
Esto permite crear dos zonas cuasiconductoras en los extremos del diodo,
las que sirven para anclar los conectores externos, así como dos zonas adyacentes, una del tipo N; la otra del tipo P.
La zona entre estas dos regiones se
denomina juntura. Nótese que la letra
N se correlaciona con negativo y la
letra P con positivo, indicando cual es
la carga mayoritaria en cada zona.
La teoría muestra que las cargas
mayoritarias (electrones de un lado y
huecos del otro) no permanecen inmóviles, desplazándose hacia la zona
adyacente, donde la concentración es
baja. Este desplazamiento de cargas
(corrientes de desplazamiento) acumula cargas positivas en la zona N y
negativas en la zona P, creando una
diferencia de potencial en la juntura, la
que establece un campo eléctrico (E).
El proceso migratorio continúa hasta
que se vé interrumpido cuando el valor
del potencial alcanza lo que se denomina el nivel de Fermi para esa sustancia. El campo eléctrico E (V/distancia) en esta zona tendrá un valor elevado, ya que la juntura tiene muy
pequeño espesor.
Figura 2. El estado de equilibrio para una juntura N-P
28 • ElectroInstalador • MARZO 2009
El circuito eléctrico es el
recorrido preestablecido por
el que se desplazan las
cargas eléctricas.
Más allá de la cantidad y
complejidad de
componentes que tenga el
circuito, hay 3 que resultan
indispensables: la fuente E,
el flujo de corriente I y la
carga R.
El circuito eléctrico
circuito eléctrico es el recorrido
E lpreestablecido
por el que se des-
plazan las cargas eléctricas. Un circuito eléctrico está formado por una fuente de fuerza electromotriz, que llamaremos E, que suministra la energía
eléctrica necesaria y se mide en volt
(V), un flujo de intensidad de corriente
de electrones, que llamaremos I y que
se expresa en ampere, y una carga, o
si Uds. quieren resistencia, que llamaremos R que se mide en ohm, y que es
lo que consume la energía que nos
proporciona la fuente E, y la transforma en energía útil, como encender una
lamparita, mover un motor, transformar
en frío o calor, emitir sonidos, producir
imágenes, y todo lo que Uds. se puedan imaginar, que entregan los aparatos
eléctricos, electrónicos y las máquinas.
Siempre se necesitan estos 3 componentes para tener un circuito eléctrico,
que son: la fuente E, el flujo de corriente I, y la carga R. Esto es el circuito
más simple; pero claro que en general
los circuitos eléctricos son mucho más
complejos. Todos ustedes habrán visto
una plaqueta electrónica, que tiene
una enorme cantidad de componentes;
pero a pesar de la complejidad que
pueda tener un circuito eléctrico, el funcionamiento siempre es el mismo, una
fuente entrega tensión o fuerza electromotriz, y dependiendo de la mayor o
menor carga o resistencia en ohm que
encuentre, circula un mayor o menor
flujo de corriente eléctrica o amperaje.
Una vez que la corriente de electrones
logra vencer la resistencia que la carga
ofrece a su paso, esa corriente de
electrones retorna a la fuente de fuerza electromotriz por su lado positivo, y
el flujo de corriente se mantiene circulando por el circuito hasta tanto no se
accione un interruptor que permita
detenerlo o desconectar la fuente.
Fuentes o fuerzas electromagnéticas
La tensión depende del tipo de fuente.
Existen circuitos diseñados para trabajar con bajas tensiones, como pilas,
baterías, etc., y otros diseñados para
trabajar conectados a la red eléctrica
domiciliaria o industrial.
Las pilas o baterías se fabrican para
tensiones normalizadas, de por ejemplo 1,5; 3; 6; 9; 12; 18; 24; 48 V, etc.
Las tensiones más bajas son las que
30 • ElectroInstalador • MARZO 2009
acostumbramos ver en equipos de
sonido portátiles, cámaras fotográficas, celulares, computadoras portátiles, etc., y las de 12 V para arriba, se
usan normalmente en vehículos, equipos móviles para el campo o la industria, etc. En los hogares, normalmente
se usan circuitos eléctricos que funcionan con 110, 120, 220 V, y son para
corriente alterna. En la Industria se utiliza también 110 ó 220 V monofásicos,
y tensiones trifásicas de 220, 380, 440 V,
etc. Las diferentes tensiones dependen del país donde funcionen, e incluso algunos países tienen distintas tensiones en su mismo territorio.
Carga o resistencia eléctrica
Todos los circuitos eléctricos ofrecen
una resistencia al paso de la corriente,
y se llama carga porque consume
energía eléctrica. De acuerdo a la
mayor o menor carga de un circuito
eléctrico, fluirá mayor o menor flujo de
corriente eléctrica. Podemos compararlo con una canilla. Si nosotros abrimos la canilla completamente, fluirá
una determinada cantidad de agua. Al
ir cerrando la canilla, aumentamos la
carga y se produce una obstrucción o
mayor resistencia al paso del agua, y
por lo tanto aumenta la resistencia y
disminuye el flujo del agua. Lo mismo
pasa con la carga, cuando mayor es la
carga o resistencia eléctrica, menor
será el flujo de corriente eléctrica que
circule por el circuito eléctrico. Por el
contrario, si la carga disminuye,
aumenta el flujo de corriente eléctrica.
Flujo de corriente eléctrica
Si el circuito es de corriente continua,
como el proporcionado por una pila,
batería, generador, etc., el flujo de
corriente de electrones, circulará siempre desde el polo negativo hacia el
polo positivo de la fuente.
En los circuitos de corriente alterna
que proporcionan los generadores de
las centrales eléctricas, la polaridad y
el flujo de corriente, cambia constantemente de sentido tantas veces por
segundo como la frecuencia indicada.
En Norteamérica y en la mayoría de
los países latinoamericanos, la frecuencia es de 60 ciclos por segundo ó
60 Hertz (Hz), mientras que en
Europa, Argentina, Chile y otros países, la frecuencia es de 50 ciclos por
continúa en página 32 El circuito eléctrico
viene de página 30
segundo o 50 Hz. De todos modos, el
sentido del flujo es siempre desde el
polo negativo hacia el polo positivo de
la fuente. Lo que sucede es que en la
corriente alterna, esos polos cambian
50 ó 60 veces en un segundo.
Otros componentes del circuito
eléctrico
Para que un circuito eléctrico se considere completo, además de incluir la
imprescindible tensión que proporciona la fuente de FEM y tener conectada
una carga o resistencia, generalmente
se le incorporan también otros elementos adicionales como, por ejemplo, un
interruptor que permita que al cerrarlo
circule la corriente o al abrirlo deje de
circular, así como un fusible que lo proteja de cortocircuitos.
¿Que es un cortocircuito?
Si unimos accidentalmente los extremos de dos conductores de diferente
polaridad, con cualquier conductor o
parte metálica, la resistencia del circuito se hace nula, y deja de existir el
equilibrio de la Ley de Ohm. La Ley de
Ohm, establece que en un circuito
eléctrico, la tensión E es igual a la
corriente I multiplicada por la resistencia R, por lo tanto la corriente I será
igual a la tensión E dividida por la
resistencia R. Cuando la resistencia R
= 0, la corriente I se hace infinito. El
resultado es una brusca elevación del
flujo de corriente y un calor excesivo
en los cables, y puede ser tan grande
que se derrita el aislante de los cables
conductores, y puede quemar todo el
circuito o el equipo donde se produjo
ese cortocircuito. Puede inclusive provocar un incendio.
Protecciones contra un cortocircuito.
Hay diferentes dispositivos de protección de cortocircuitos. El más usado es
el fusible, que tiene en su interior una
lámina o hilo metálico de un material
fundible, como el plomo. Cuando el
flujo de corriente supera determinado
amperaje, el metal se funde y el circuito se abre inmediatamente, protegiéndolo de males mayores. En algunos
casos, como por ejemplo para el uso
doméstico, se utilizan actualmente
interruptores o disyuntores diferenciales; pero no cumplen la misma función
que el fusible, por eso es necesario
que vayan acompañados de termomagnéticas de calibre adecuado para
no superar los valores nominales de
corriente y evitar que se dañen los circuitos. En este caso no es necesario
sustituir por otro cuando hay un exceso de corriente, una vez solucionado el
problema que ocasiona el exceso de
corriente, solamente es necesario
accionar la palanca como un interruptor común, y ya queda reestablecido el
flujo de corriente.
Tanto los fusibles como los dispositivos
automáticos, ya vienen ajustados de
fábrica para trabajar en determinados
valores de tensión y de corriente.
Algunas precauciones que debemos tomar al trabajar con circuitos
eléctricos
Los equipos que trabajan con pilas o
baterías, no representan, en general,
ningún riesgo para la vida humana;
pero cuando hablamos de una red
eléctrica, tanto industrial como doméstica, tenemos que tomar cuidados
importantes para no recibir una descarga o shock eléctrico, porque puede
electrocutarnos y costarnos la vida,
esto también vale para las tensiones
más bajas, como 110 V. En el caso del
uso domiciliario es imprescindible que
se utilicen interruptores o disyuntores
diferenciales, de tal manera que si,
accidentalmente, hay una fuga del flujo
de corriente a tierra, producido por
ejemplo por humedad en las paredes,
que pueden llegar al circuito eléctrico,
se desconecte el circuito, o también
cuando tocamos sin querer algún
cable que tiene corriente. El flujo de
corriente pasa por nuestro cuerpo
haciendo tierra, y abre el circuito inmediatamente.
Una regla general a la cual tenemos
que dar muchísima importancia, es
que antes de comenzar cualquier trabajo con electricidad de red, tanto en la
industria como en nuestras viviendas,
cortemos el suministro de tensión,
accionando el dispositivo que tengamos a la entrada de corriente de la
casa, o del sector si se trata de una
industria. Cualquiera que sea el protector utilizado, hay que interrumpir en
todos los casos el flujo de corriente
eléctrica. Yo recomendaría, adicional32 • ElectroInstalador • MARZO 2009
mente, aunque hayamos cortado el
suministro de electricidad, verificar si
efectivamente no hay tensión en el
lugar donde vamos a hacer el trabajo.
Esto es importante porque a veces hay
en diferentes secciones, llaves interruptoras, o termomagnéticas, y puede
ser que desconectemos una parte, y
quede otra llave que todavía no fue
abierta y parte del circuito quede con
corriente. Nunca está demás tomar
mayores precauciones.
Hay en el mercado diversos tipos de
probadores. Algunos son una lámpara
de neón incorporada en un destornilladorcito, dentro del plástico del mango
(buscapolo). Tenemos que tocar con
un dedo el extremo metálico que tiene
el mango del destornillador y, si luego
tocamos cualquier punto que tenga
tensión con la punta del destornillador,
la lámpara de neón se enciende.
Siempre conviene verificar primero en
un lugar donde tengamos tensión, que
la lámpara está funcionando adecuadamente.
Cuando se trata de reparar algún equipo eléctrico, cualquier aparato electrodoméstico, computadoras, radios, etc.,
siempre hay que desenchufarlo antes
de abrirlo, y si se trata de un aparato
electrónico, conviene esperar unos
minutos antes de abrirlo, porque puede
tener algunos elementos que conservan una carga de tensión y pueden
inclusive electrocutar a una persona si
se tocan antes de que se descarguen
por completo. Esto sucede con tubos
de rayos catódicos o pantallas que
conservan una tensión muy alta, y también con capacitores electrolíticos.
Otra cosa muy importante y que yo
siempre recomiendo, es que si uno no
es un técnico especializado en el equipo o no tiene conocimientos avanzados, no debe proceder a abrir los aparatos. A veces por ahorrarnos un poco
de dinero y no llamar a un técnico,
podemos arruinar el equipo y, lo que es
mucho peor, sufrir consecuencias en
nuestro organismo.
Por
Pedro Horacio Valenzuela
VARIMAK
El circuito eléctrico
viene de página 30
segundo o 50 Hz. De todos modos, el
sentido del flujo es siempre desde el
polo negativo hacia el polo positivo de
la fuente. Lo que sucede es que en la
corriente alterna, esos polos cambian
50 ó 60 veces en un segundo.
Otros componentes del circuito
eléctrico
Para que un circuito eléctrico se considere completo, además de incluir la
imprescindible tensión que proporciona la fuente de FEM y tener conectada
una carga o resistencia, generalmente
se le incorporan también otros elementos adicionales como, por ejemplo, un
interruptor que permita que al cerrarlo
circule la corriente o al abrirlo deje de
circular, así como un fusible que lo proteja de cortocircuitos.
¿Que es un cortocircuito?
Si unimos accidentalmente los extremos de dos conductores de diferente
polaridad, con cualquier conductor o
parte metálica, la resistencia del circuito se hace nula, y deja de existir el
equilibrio de la Ley de Ohm. La Ley de
Ohm, establece que en un circuito
eléctrico, la tensión E es igual a la
corriente I multiplicada por la resistencia R, por lo tanto la corriente I será
igual a la tensión E dividida por la
resistencia R. Cuando la resistencia R
= 0, la corriente I se hace infinito. El
resultado es una brusca elevación del
flujo de corriente y un calor excesivo
en los cables, y puede ser tan grande
que se derrita el aislante de los cables
conductores, y puede quemar todo el
circuito o el equipo donde se produjo
ese cortocircuito. Puede inclusive provocar un incendio.
Protecciones contra un cortocircuito.
Hay diferentes dispositivos de protección de cortocircuitos. El más usado es
el fusible, que tiene en su interior una
lámina o hilo metálico de un material
fundible, como el plomo. Cuando el
flujo de corriente supera determinado
amperaje, el metal se funde y el circuito se abre inmediatamente, protegiéndolo de males mayores. En algunos
casos, como por ejemplo para el uso
doméstico, se utilizan actualmente
interruptores o disyuntores diferenciales; pero no cumplen la misma función
que el fusible, por eso es necesario
que vayan acompañados de termomagnéticas de calibre adecuado para
no superar los valores nominales de
corriente y evitar que se dañen los circuitos. En este caso no es necesario
sustituir por otro cuando hay un exceso de corriente, una vez solucionado el
problema que ocasiona el exceso de
corriente, solamente es necesario
accionar la palanca como un interruptor común, y ya queda reestablecido el
flujo de corriente.
Tanto los fusibles como los dispositivos
automáticos, ya vienen ajustados de
fábrica para trabajar en determinados
valores de tensión y de corriente.
Algunas precauciones que debemos tomar al trabajar con circuitos
eléctricos
Los equipos que trabajan con pilas o
baterías, no representan, en general,
ningún riesgo para la vida humana;
pero cuando hablamos de una red
eléctrica, tanto industrial como doméstica, tenemos que tomar cuidados
importantes para no recibir una descarga o shock eléctrico, porque puede
electrocutarnos y costarnos la vida,
esto también vale para las tensiones
más bajas, como 110 V. En el caso del
uso domiciliario es imprescindible que
se utilicen interruptores o disyuntores
diferenciales, de tal manera que si,
accidentalmente, hay una fuga del flujo
de corriente a tierra, producido por
ejemplo por humedad en las paredes,
que pueden llegar al circuito eléctrico,
se desconecte el circuito, o también
cuando tocamos sin querer algún
cable que tiene corriente. El flujo de
corriente pasa por nuestro cuerpo
haciendo tierra, y abre el circuito inmediatamente.
Una regla general a la cual tenemos
que dar muchísima importancia, es
que antes de comenzar cualquier trabajo con electricidad de red, tanto en la
industria como en nuestras viviendas,
cortemos el suministro de tensión,
accionando el dispositivo que tengamos a la entrada de corriente de la
casa, o del sector si se trata de una
industria. Cualquiera que sea el protector utilizado, hay que interrumpir en
todos los casos el flujo de corriente
eléctrica. Yo recomendaría, adicional32 • ElectroInstalador • MARZO 2009
mente, aunque hayamos cortado el
suministro de electricidad, verificar si
efectivamente no hay tensión en el
lugar donde vamos a hacer el trabajo.
Esto es importante porque a veces hay
en diferentes secciones, llaves interruptoras, o termomagnéticas, y puede
ser que desconectemos una parte, y
quede otra llave que todavía no fue
abierta y parte del circuito quede con
corriente. Nunca está demás tomar
mayores precauciones.
Hay en el mercado diversos tipos de
probadores. Algunos son una lámpara
de neón incorporada en un destornilladorcito, dentro del plástico del mango
(buscapolo). Tenemos que tocar con
un dedo el extremo metálico que tiene
el mango del destornillador y, si luego
tocamos cualquier punto que tenga
tensión con la punta del destornillador,
la lámpara de neón se enciende.
Siempre conviene verificar primero en
un lugar donde tengamos tensión, que
la lámpara está funcionando adecuadamente.
Cuando se trata de reparar algún equipo eléctrico, cualquier aparato electrodoméstico, computadoras, radios, etc.,
siempre hay que desenchufarlo antes
de abrirlo, y si se trata de un aparato
electrónico, conviene esperar unos
minutos antes de abrirlo, porque puede
tener algunos elementos que conservan una carga de tensión y pueden
inclusive electrocutar a una persona si
se tocan antes de que se descarguen
por completo. Esto sucede con tubos
de rayos catódicos o pantallas que
conservan una tensión muy alta, y también con capacitores electrolíticos.
Otra cosa muy importante y que yo
siempre recomiendo, es que si uno no
es un técnico especializado en el equipo o no tiene conocimientos avanzados, no debe proceder a abrir los aparatos. A veces por ahorrarnos un poco
de dinero y no llamar a un técnico,
podemos arruinar el equipo y, lo que es
mucho peor, sufrir consecuencias en
nuestro organismo.
Por
Pedro Horacio Valenzuela
VARIMAK
Efectos eléctricos: Ley de Joule
Esfuerzos térmicos
esta ocasión analizaremos los
E nefectos
térmicos que produce la
corriente eléctrica, y cuales son sus
aspectos positivos y negativos.
Cuando Alessandro Volta inventó la
pila eléctrica (1793) creó la primera
fuente capaz de suministrar electricidad de forma permanente. Se produjo
la primer corriente eléctrica (en resumen un flujo constante de electrones),
posibilitando de esta manera el estudio
de la electrodinámica y permitiendo así
establecer sus leyes.
La electricidad es capaz de
Pronto Georg Ohm (1825) estableció
su famosa y fundamental Ley:
“La corriente que circula por un circuito eléctrico es proporcional a la tensión
aplicada e inversamente proporcional
a la resistencia del mismo”.
I[A] = U [V]
R [Ω]
producir varios tipos de
efectos. Estos pueden ser:
mecánicos, térmicos,
químicos o luminosos.
Según las circunstancias
estos efectos pueden ser
provechosos o dañinos.
Cuando las pilas fueron capaces de
suministrar más corriente se descubrió
que los conductores se calentaban, es
decir, que la corriente eléctrica produce calor. (ver figura 1)
Una corriente significa electrones en
movimiento. Estos electrones chocan
con los átomos que forman el material
del conductor. Estos choques producen calor.
Una corriente elevada significa que
son muchos los electrones en movimiento.
Una resistencia elevada significa que
hay más átomos o que son más grandes los átomos a chocar. Mucho tiempo nos da posibilidad de que se produzcan más choques, más calor.
Figura 1.
34 • ElectroInstalador • MARZO 2009
El estudio de este fenómeno, midiendo
cuidadosamente el calor producido por
una resistencia, estableció que “el
calor producido en una resistencia por
la que circula una corriente es directamente proporcional al valor de la resistencia, al cuadrado de la intensidad de
la corriente y al tiempo durante el cual
circula la corriente”.
Q[J] = 0,24xI [A]xR[Ω]xt[s]
2
Postulado conocido como la “Ley de
Joule”
El calor es una de las formas de la
energía.
El calor “Q” producido por una resistencia es suministrado por la fuente en
forma de energía eléctrica E.
La constante 0,24 unifica las unidades
del calor (J= Joule o Julio) con la energía eléctrica (Wh= Vatio hora)
No debemos confundir calor con temperatura. La temperatura de un cuerpo
es un estado de la materia influido por
el calor que absorbe y el que irradia.
La temperatura de un cuerpo está fuertemente influenciada por su material,
tamaño, forma y medio ambiente.
El calor producido por un cuerpo sólo
depende de su resistencia eléctrica, la
corriente que lo circula y el tiempo.
¿Dónde se pueden ver, en la práctica, los resultados de los efectos térmicos de la corriente eléctrica?
Una plancha se calienta al conectársela a la red eléctrica ya que una resistencia embutida en su cuerpo lo caliencontinúa en página 36 Efectos eléctricos: Ley de Joule
viene de página 34
ta. Una cocina eléctrica aprovecha el
mismo principio.
Existen parrillas eléctricas para hacer
asados.
Un calefón eléctrico, o una ducha, o un
lavarropas, o un lavavajillas calientan
el agua mediante resistencias, apropiadamente aisladas, en contacto con
ella.
Las estufas eléctricas calientan las
resistencias a temperaturas tan elevadas que el calor se transmite por radiación.
Existen hornos eléctricos que hornean
pan, o esmaltan cerámica; máquinas
inyectoras de plástico funden el material gracias a resistencias que rodean
al cilindro de alimentación del molde.
Tenemos soldadores eléctricos que
funden estaño, herramientas para
corte y pirografía basados en resistencias que se calientan.
El ejemplo más extremo es la lámpara
eléctrica.
Su filamento se calienta a una temperatura tan elevada, al borde de la
fusión, que emite luz.
No sólo los sólidos producen calor
cuando son atravesados por una
corriente eléctrica, también los líquidos
se calientan en esa condición. Existen
duchas eléctricas (PROHIBIDAS EN
NUESTRO PAIS) que calientan el
agua directamente.
Estos son los efectos positivos debidos
al calor producido por la electricidad;
pero, ¿existen efectos negativos? Si.
Al circular una corriente por un cable,
éste produce calor, se consume así
energía que es medida por el contador
de energía y debemos pagarla. Se producen pérdidas.
Si los cables no están lo suficientemente ventilados, se fundirá su aislación destruyéndolo.
Un falso contacto es una elevada
resistencia, una muy pequeña corriente es capaz de producir tanto calor
como para provocar un incendio.
36 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Un falso contacto es capaz de desoldar las piezas de contacto de un interruptor.
El magnetismo de una bobina produce
corrientes en su núcleo que calentaran
la chapa quemando el cuerpo de la
bobina.
¿Cómo protegemos a un cable de los
efectos de una sobretemperatura producida por una sobrecorriente? Con un
fusible, que no es otra cosa que una
resistencia muy pequeña con un valor
puntal muy elevado quedando así a
una muy elevada temperatura; ante la
menor elevación se funde.
Lo que es un problema ahora nos es
muy útil.
Una vez más vemos que un efecto
eléctrico, esta vez el calor producido
por la corriente, nos puede ser útil o
perjudicial según las circunstancias.
Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de
baja tensión, para la distribución de
energía, control, maniobra y protección
de motores y sus aplicaciones.
Continuamos con la
consultoría técnica de
Electro Instalador.
En esta oportunidad
respondemos a la consulta de
nuestros colegas Lucas de
Posadas.
Consultorio eléctrico
Nos consulta nuestro colega Lucas de Posadas
Pregunta
Un cliente me solicita colocar un descargador de sobretensión para proteger a
su home theater. Me ofrecieron un descargador pararrayos de característica
8/20, tipo 2. ¿Qué significa esto?
Respuesta
Primeramente permítame aclararle que significa 8/20.
En la curva 2 de la figura se ve una onda de choque 8/20 µs. Se llama así porque la corriente de descarga producida por una sobretensión tarda 8 µs en
alcanzar su valor máximo y otros 20 µs más en reducir su valor a la mitad. La
curva 1 muestra una onda de choque muy parecida, la 10/350 µs, donde los
valores son 10 µs y 350 µs respectivamente. Un µs (microsegundo) es la millonésima parte de un segundo.
La onda 8/20 µs es típica de
una sobreintensidad producida por una maniobra eléctrica, por ejemplo, la desconexión de un interruptor.
La onda 10/350 µs es típica
de una sobreintensidad producida por una descarga
atmosférica.
Según la norma EN 61643-11 los descargadores se clasifican en Tipo 1, 2 ó
3, según la DIN VDE 0675-6-11, en Clase B, C ó D, y según la IEC 61643-1,
en clase I, II ó II.
Tipo 1 es lo mismo que Clase B y clase I, se trata de un descargador capaz
de manejar grandes cantidades de energía como las de un rayo, pero muchas
veces no es capaz de detectar una sobretensión no tan elevada, como son las
de maniobra de un interruptor. Se conecta a la entrada del edificio, en el tablero principal. Su forma de onda es 10/350 ms.
Tipo 2 es lo mismo que Clase C y clase II, se trata de un descargador que
reacciona con valores menores de tensión pero que no es capaz de manejar
elevadas cantidades de energía como las de un rayo. Se utiliza para proteger
contra sobretensiones de maniobra de interruptores. Se conecta dentro del
edificio, en los tableros seccionales. Su forma de onda es 8/20.
Tipo 3 es lo mismo que Clase D y clase III, se trata de un descargador capaz
de reaccionar con valores más bajos de tensión y puede manejar cantidades
pequeñas de energía como las que se producen dentro de un edificio por efectos de inducciones o maniobras de motores. Se utiliza para proteger individualmente a equipos muy sensibles. Se conecta junto al aparato que deben
proteger en general al lado del tomacorriente. Su forma de onda también es
8/20 ms.
Como se puede ver, cada descargador tiene su aplicación y un punto de instalación específico.
El descargador Tipo 1 (o sea Clase B ó clase I) por tener su forma de onda
10/350 ms; es el único que merece llamarse descargador de rayos. Uno con
forma de onda 8/20 ms, como el que le recomendaron, es muy probable que
se destruya al no resistir la energía del rayo; afectando así a los aparatos que
debería proteger y al tablero mismo donde está instalado.
Lo ideal sería utilizar dos descargadores, uno para descargas atmosféricas,
Tipo 1, en el tablero principal y otro para maniobras o inducciones, Tipo 2, en
el tablero secundario. En el mercado existen algunos tipos que reúnen las cualidades de ambos resumiéndolas en uno llamado, Tipo 1+2. Así mismo, para
cargas sensibles, se recomienda el uso adicional del descargador Tipo 3,
como podría ser para su caso del home theater.
Puede enviar sus consultas a:
[email protected]
No olvide que es vital para el correcto funcionamiento del descargador, una
excelente puesta a tierra.
38 • ElectroInstalador • MARZO 2009
Electro Noticias
Pese al aumento de tarifas, el consumo eléctrico no registró cambios
L
a Fundación para el Desarrollo Eléctrico (Fundelec) reportó que, pese al polémico
aumento de tarifas, Edenor y Edesur registraron durante enero de 2009 una demanda
de electricidad casi idéntica al mismo mes 2008. En Edenor, la demanda subió 0,6%, y en
Edesur bajó 0,2%. La otra distribuidora que aplicó el aumento dispuesto por el Poder
Ejecutivo es Edelap, cuya demanda en enero cayó 4,7%.
La industria y el comercio representan una gran parte de esa demanda, y este sector registró bajas de entre el 25 y el 30%. Por esa razón, desde las distribuidoras aseguran que el
consumo domicilario habría subido, pese al tarifazo.
La crisis llegó a la construcción: caen los pedidos de obra
L
os pedidos de obra en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires registraron en diciembre
de 2008 una baja del 74%, en comparación con el mismo mes de 2007. Esto quiere
decir que de un año al otro se pidieron 390.000 permisos de obra menos.
Pese a este alarmante dato, la mayoría de los analistas económicos son optimistas frente
al futuro, porque aseguran que ante la incertidumbre financiera que ofrecen el peso, el dólar
y el euro, los ladrillos aparecen como una buena inversión.
Buenos Aires tendrá su mapa energético
L
a Dirección Provincial de Energía (DPE) dependiente del Ministerio de Infraestructura
bonaerense, presentó el Sistema de Información Georeferenciada, con el que se podrá
acceder en forma gratuita a todos los datos relacionados al mapa energético en la provincia de Buenos Aires.
Con este nuevo procedimiento, se podrá, a través de un mapa físico, realizar todas las consultas relacionadas a los tendidos de líneas, áreas de generación, transporte, zonas concesionadas y otros datos de interés sobre energía eléctrica.
Gran Bretaña invierte en energía solar para viviendas sociales
L
a energía solar venía creciendo a buen ritmo en Gran Bretaña, pero la crisis económica tuve gran impacto en este sector. Es que para un británico, instalar paneles solares
para cubrir la mitad de sus necesidades de electricidad, cuesta en promedio unos 21.000
dólares.
Lo positivo es que el gobierno gastará 115 millones de dólares para subsidirar la instalación
de sistemas fotovoltaicos en escuelas, edificios y viviendas públicas.
Para más información, visite
www.electroinstalador.com
Fe de Erratas
En los párrafos 5 y 6 de la nota “Motores
eléctricos” (Electro Instalador Nº30, pág.
10), donde dice: “corriente continua”,
debió decir: “corriente alterna”:
40 • ElectroInstalador • MARZO 2009
El polémico aumento de tarifas
La Resolución N° 628/2008 del Ente Nacional Regulador de la Electricidad (ENRE) aprobó los aumentos en
los cuadros tarifarios de las distribuidoras Edenor, Edesur y Edelap, para los usuarios que consumen más
de 1000 kilowatios por bimestre. Esta medida generó gran polémica entre los usuarios y asociaciones de
consumidores, que realizaron diversas protestas y reclamos judiciales para evitar pagar sus facturas, que en
ocasiones llegaron con aumentos de más del 400%.
A modo informativo, comparamos los costos de esta nueva resolución para los usuarios residenciales de
Tarifa 1, con los anteriores de la resolución ENRE 356/08.
Tarifa
(Res.ENRE 356/08)
ANTES
Consumo de 1001 kWh
Capital
Federal
Provincia
Tarifa
(Res.ENRE 628/08)
DESPUES
Consumo de 1001 kWh
Capital
Federal
Provincia
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,051 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
23,18
51,05
74,23
21,29
95,52
$
$
$
$
$
23,18
51,05
74,23
32,79
107,02
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,101 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
25,48
101,10
126,58
37,43
164,01
$
$
$
$
$
25,48
101,10
126,58
57,67
184,25
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,054 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
25,12
64,85
89,97
25,79
115,76
$
$
$
$
$
25,12
64,85
89,97
39,74
129,71
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,105
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
27,51
126,11
153,62
44,04
197,66
$
$
$
$
$
27,51
126,11
153,62
67,85
221,47
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,054 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
25,12
75,65
100,77
28,89
129,66
$
$
$
$
$
25,12
75,65
100,77
44,51
145,28
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,149
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
27,51
208,75
236,26
67,73
303,99
$
$
$
$
$
27,51
208,75
236,26
104,35
340,61
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,054 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
25,12
151,25
176,37
50,56
226,93
$
$
$
$
$
25,12
151,25
176,37
77,90
254,27
Cargo Fijo
Cargo Variable: $ 0,241 x kWh
Sub-total
Impuestos
Total de la Factura
$
$
$
$
$
27,51
675,04
702,55
201,40
903,95
$
$
$
$
$
27,51
675,04
702,55
310,29
1.012,84
Consumo de 1201 kWh
Consumo de 1401 kWh
Consumo de 2801 kWh
Consumo de 1201 kWh
Consumo de 1401 kWh
Consumo de 2801 kWh
CONSUMO INDICATIVO DE ARTEFACTOS ELÉCTRICOS
Artefactos eléctricos
Potencia
(en watt)
Consumo
(kilovatios en 1 hora)
Aspiradora
750
0,675
Computadora
300
0,300
Acondicionador
2200 frigorías/h
Cafetera
1350
900
Estufa de cuarzo (2 velas)
1200
Horno de microondas
800
Heladera con freezer
Horno eléctrico
Lavarropas automático c/
calentamiento de agua
195
1300
2520
1,013
0,720
1,200
0,098
0,640
1,040
0,882
Artefactos eléctricos
Plancha
Radiador eléctrico
Televisor color 20”
Potencia
(en watt)
1000
1200
70
Termotanque
3000
Secador de cabello
500
Turbo calefactor
(2000 calorías)
Secarropas centrífugo
Ventilador
Videograbadora
42 • ElectroInstalador • MARZO 2009
2400
240
90
100
Consumo
(kilovatios en 1 hora)
0,600
0,960
0,070
0,900
2,400
0,400
0,192
0,90
0,100
Costos de mano de obra
Cañería en losa con caño metálico
Telefonía. Cableado exterior hasta 20 m de la central
Central telefónica con 2 teléfonos.............................................. $240
Central telefónica con 4 teléfonos.............................................. $280
Central telefónica con 8 teléfonos.............................................. $400
Central telefónica con 16 teléfonos
.............................................. $780
Colocación del frente puerta de calle
............................................ $158
Cableado por cañería existente
.........................................$48
De 1 a 50 bocas............................................................................ $70
De 51 a 100 bocas.........................................................................$65
Cañería en loseta de PVC
De 1 a 50 bocas............................................................................$66
De 51 a 100 bocas........................................................................ $59
Cañería a la vista metálica o de PVC
Cableado por cañería existente hasta 20 m de la central
De 1 a 50 bocas............................................................................ $65
De 51 a 100 bocas........................................................................ $57
Central telefónica con 2 teléfonos..............................................$180
Central telefónica con 4 teléfonos.............................................. $225
Central telefónica con 8 teléfonos..............................................$360
.............................................. $610
Central telefónica con 16 teléfonos
Cableado en obra nueva
De 1 a 50 bocas............................................................................$48
De 51 a 100 bocas........................................................................$43
Colocación de Portero Eléctrico
Frente embutido teléfono y fuente..............................................$290
Frente exterior teléfono y fuente.................................................$240
Por cada elemento adicional.......................................................$60
Reparación mínima......................................................................$85
Recableado
De 1 a 50 bocas............................................................................$59
De 51 a 100 bocas....................................................................... $52
Incluye bajar y recolocar artefactos, desconexión y reconexión de
llaves, tomas y vaciado de cañerías. No incluye, cables pegados a la
cañería, recambio de cañerías defectuosas. El costo de esta tarea
será a convenir en cada caso.
Colocación de Luminarias
Plafón/ aplique de 1 a 6 lumin. x artefacto.................................$45
Colgante de 1 a 3 lámparas.........................................................$62
Colgante de 7 lámparas...............................................................$98
Armado y colocación listón de 1 a 3 tubos.................................$105
Armado y colocación artefacto dicroica x6.................................$75
Armado y colocación spot incandecente.....................................$50
Mano de obra contratada por día
Oficial electricista especializado.................................................$100
Oficial electricista.........................................................................$92
Medio Oficial electricista............................................................. $78
Ayudante.......................................................................................$69
Luz de emergencia
Sistema autónomo por artefacto.................................................$60
3 tubos cableado exterior a 20 m de central..............................$155
Por tubo adicional........................................................................$50
Cifras arrojadas según encuestas realizadas entre instaladores.
(Salarios básicos con premio por asistencia, sin otros adicionales
ni descuentos).
Honorarios por verificación técnica y certificación de instalaciones
Grupo A $200 a $350...................................................Grupo B $350 a $500.............................................................. Grupo C $500 a $1000
Grupo D $1000 a $2000...............................................Grupo E $2000 a $5500........................................................... Grupo F desde $4.500
Costos de validación de certificación de Instalación por APSE
Tipo de
Instalación
Grupo
A
Primer segmento T1R. Instalaciones residenciales con DPMS
C
Tercer segmento T1R. Instalaciones residenciales con DPMS
B
D
E
F
Nivel
de Instalador
Valor de
l a DC I
3_2_1
$35
3_2_1
Segundo segmento T1R. Instalaciones residenciales con DPMS
3_2_1
Grandes demandas iguales o superiores a 50 kW (T3)
Inspecciones e inscripción
Inspección obligatoria ................................................................. $120
Habilitación para Técnicos o Ingenieros .................................... $150
Inscripción Idóneos ..................................................................... $150
Foro Idóneo.................................................................................. $100
$200
De 12000 a 59000 VA
2 (técnicos)_1
$450
Equivalente en bocas
De 3700 a 7000 VA
De 7000 a 12000 VA
$100
2_1
Hasta 3700 VA
$50
3_2_1
Instalaciones no residenciales con DPMS (T1G)
Medianas demandas superiores a 10 kW hasta 49 kW (T2)
$20
Valores
en VA
Hasta 12000 VA
Desde 59000 VA
1 boca...................................................1 toma o punto (centro y llave)
1 punto y toma ................................................................... 1 y ½ bocas
2 puntos del mismo centro ................................................1 y ½ bocas
2 puntos de centros diferentes................................................ 2 bocas
2 puntos de combinación, centros diferentes......................... 4 bocas
1 tablero general o seccional de hasta 2x20 A ....................... 2 bocas
1 tablero general o seccional de hasta 3x30 A hasta 60 A ..... 3 bocas
44 • ElectroInstalador • MARZO 2009