{"id":283,"date":"2018-01-12T13:04:24","date_gmt":"2018-01-12T18:04:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.efiex.co\/blog\/?p=283"},"modified":"2018-01-17T21:23:49","modified_gmt":"2018-01-18T02:23:49","slug":"instalaciones-electricas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.efiex.co\/blog\/instalaciones-electricas\/","title":{"rendered":"Instalaciones el\u00e9ctricas"},"content":{"rendered":"
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cerca del 30% de los incendios se atribu\u00edan en la naciente industria hasta 1960 a fallas el\u00e9ctricas<\/p><\/div>\n

Introducci\u00f3n<\/b><\/span><\/h1>\n

Las instalaciones el\u00e9ctricas han evolucionado y son las expectativas de los usuarios, las normativas de los gobiernos, el desarrollo de nuevos materiales y las nuevas tecnolog\u00edas, las que han permitido que hoy se reduzcan sustancialmente los accidentes que antes eran com\u00fanmente asociados a fallas el\u00e9ctricas.<\/span><\/p>\n

Con el surgimiento de la 5ta revoluci\u00f3n industrial, las instalaciones adem\u00e1s de brindar la seguridad necesaria, permiten que los usuarios tengan el control que les permita ver en tiempo real c\u00f3mo se comportan las cargas, los requerimientos de mantenimiento y las intervenciones realizadas, acerc\u00e1ndolos a la administraci\u00f3n inteligente de su instalaci\u00f3n, diferenciado frente a instalaciones tradicionales.<\/span><\/p>\n

Este art\u00edculo describe como ha sido la historia, algunos de estos avances,\u00a0 <\/span>y c\u00f3mo hoy las recientes tecnolog\u00edas incluyendo el control inteligente y la medida permanente, puede obtener importantes herramientas, adem\u00e1s de brindar al proveedor la informaci\u00f3n que le permita garantizar sus productos de forma m\u00e1s efectiva.<\/span><\/p>\n

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El pasado<\/b><\/span><\/h1>\n

Hace cerca de 60 a\u00f1os las instalaciones el\u00e9ctricas eran realizadas con materiales hoy en d\u00eda impensables. Imaginemos una acometida que deriva en un medidor empotrado en una caja met\u00e1lica con un retablo de madera que suplica por las necesidades de soporte de interruptores individuales (por cierto de gran tama\u00f1o) y en espera de que nunca exista ni humedad ni sobrecargas instant\u00e1neas. De aqu\u00ed pas\u00e1bamos a un tablero general de distribuci\u00f3n , lleno de termomagn\u00e9ticos que alimentaban indiscriminadamente cargas que se sobrecargaban, cables sin marcaci\u00f3n alguna que se \u201cajustaban\u201d al tablero, bajo paredes y resanes de cemento sin ventilaci\u00f3n alguna para alimentar los viejos bombillos Philips de 100W en las primeras f\u00e1bricas de textiles o en casa de los abuelos.<\/span><\/p>\n

Era evidente que los incendios y los accidentes en personas de aquella \u00e9poca, se atribu\u00edan siempre a problemas el\u00e9ctricos, y urg\u00eda mejorar la seguridad, principalmente por que esta instalaci\u00f3n que costaba cerca del 7% del inmueble pod\u00eda conllevar desde peque\u00f1as sensaciones de hormigueo en brazos o piernas hasta la muerte, cl\u00ednicamente llamado fibrilaci\u00f3n muscular.<\/span><\/p>\n

Seguridad<\/b> <\/span><\/h1>\n

Con Charles Dalziel y Gottfried Biegelmeier, fue posible conocer el umbral causante de paros cardiacos o respiratorios (causa real de la muerte por electrocuci\u00f3n) tras el paso de la corriente el\u00e9ctrica por el cuerpo. Los dise\u00f1os de tableros, ducter\u00edas, e inclusive las tomas y los interruptores se basaron posteriormente en sus propios estudios, y buscaban controlar las variables de aislamiento, humedad, conductividad, resistividad, temperatura y por supuesto la corriente l\u00edmite de contacto.<\/span><\/p>\n

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Curvas Dalziel y Biegelmeir, sobre los 25-30 mA, el cuerpo pasa por los estados de percepci\u00f3n de electricidad (hormigueo), hasta la fibrilaci\u00f3n muscular<\/p><\/div>\n

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Elementos como los GFCI Ground Fault Circuit Interrupter fueron desarrollados para zonas h\u00famedas (ba\u00f1os, jacuzzis, cocinas), para evitar los riesgos de electrocuci\u00f3n. Podr\u00e1 recordar el lector viejas pel\u00edculas donde el asesino arrojaba una secadora a la tina de su v\u00edctima. Este desarrollo fue posible gracias a estas curvas y especialmente a Dalziel.\u00a0<\/span><\/p>\n

Las condiciones ambientales como la humedad, la temperatura y el entorno seg\u00fan el tipo (combustibles, maderas, gas, e inclusive ma\u00edz), establecen par\u00e1metros adicionales para todo el conjunto de ductos, cajas y sellos, de forma que reduzcan los riesgos.<\/span><\/p>\n

Otras caracter\u00edsticas aplican seg\u00fan las normativas y recomendaciones como el BIL (Basic Insulation Level), la Clase (para las \u00e1reas de explosi\u00f3n), el IP (\u00cdndice de Protecci\u00f3n), la composici\u00f3n de los componentes, el soporte de tensi\u00f3n (pruebas de megger), conductividad entre otros.<\/span><\/p>\n

Las normas internacionales, como el National Electric Code NEC, IEC, NFPA, CENELEC, RAEA en Argentina, Associa\u00e7\u00e3o Brasileira de Normas T\u00e9cnicas (ABNT), el Instituto Uruguayo de Normas T\u00e9cnicas (UNT), la SEC de Chile, NOM en M\u00e9xico, el REBT en Espa\u00f1a o el RETIE en Colombia brindan con detalle los est\u00e1ndares m\u00ednimos que ante todo buscan proteger la vida de las personas, garantizar la seguridad, fijar las distancias de seguridad y establecer las protecciones requeridas para mantener a raya, todos los riesgos asociados.<\/span><\/p>\n

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Materiales<\/b><\/span><\/h1>\n

Las instalaciones est\u00e1n concebidas como un conjunto de aislantes (muy alta resistencia M<\/span>\u2126)<\/span> y conductores (muy baja resistencia <\/span>\u00b5\u2126)<\/span>. La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia del orden de M<\/span>\u2126<\/span> para evitar que las cargas de electrones que conforman el material se desplacen y, los conductores que tienen cargas libres y pueden desplazarse con facilidad.<\/span><\/p>\n

La teor\u00eda moderna de la materia, establece que en los \u00e1tomos las cargas negativas, los electrones, son indivisibles e id\u00e9nticas para toda la materia y que pueden desplazarse libremente de un \u00e1tomo a otro cuando se aplica una tensi\u00f3n el\u00e9ctrica. Hoy en d\u00eda no basta con tener altas resistencias, tambi\u00e9n el \u00edndice de polarizaci\u00f3n (IP) es importante controlarlo. Ante altas tensiones aplicadas en el tiempo permite de forma diferente el paso de los electrones. Los antiguos materiales (madera, ciertos papeles, o pl\u00e1sticos primarios tipo PVC) pose\u00edan alta resistencia (M<\/span>\u2126)<\/span>, sin embargo no son ni buenos autoextintores, ni toleran pruebas sostenidas en el tiempo cuando se aplica alta tensi\u00f3n (IP<1). Hoy en d\u00eda se consideran p\u00e9simos aislamientos.<\/span><\/p>\n

Posteriormente, se desarroll\u00f3 un aislante alternativo al PVC la Poliolefina y los PCBs. A pesar de que sus caracter\u00edsticas el\u00e9ctricas son satisfactorias, sus caracter\u00edsticas ambientales, resultaron letales e inclusive considerados como venenos ambientales. Hoy completamente prohibidos a nivel mundial.<\/span><\/p>\n

Hoy en d\u00eda los termopl\u00e1sticos tipo THW-LS\/THHW-LS (Thermoplastic High (Heat) and Moisture (Water) Resistant-Low Smoke) y los Polietilenos de baja densidad (PEBD \u2013 LDPE) provee buenas caracter\u00edsticas\u00a0 <\/span>frente a temperaturas altas y en presencia de ox\u00edgeno. Estos termopl\u00e1sticos, son blandos y el\u00e1sticos, se utilizan principalmente en aislante de cables el\u00e9ctricos.<\/span><\/p>\n

Respecto de los materiales conductores, por supuesto el cobre, el oro y el aluminio son los mejores en la tabla peri\u00f3dica. Se puede hoy encontrar transformadores y conductores de aluminio, esto permite reducir significativamente los costos, sacrificando un poco de espacio, pero haciendo frente a los altos costos internacionales del cobre.<\/span><\/p>\n

Es poco com\u00fan encontrar mezclas de materiales en los mismos componentes, principalmente por el par galv\u00e1nico que puede derivar en da\u00f1os corrosivos y de pronta oxidaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

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Componentes<\/b><\/span><\/h1>\n

Todos los componentes, tienen designaciones de acuerdo con la normativa, que prescriben el tiempo de material a emplear como por ejemplo (Indice de protecci\u00f3n IP 4X, Enclavamiento en la puerta, l\u00e1minas 14 BWG en Cold-Rolled, pintura RAL, y por supuesto todos los datos de marcaci\u00f3n, incluyendo el fabricante) <\/span><\/p>\n

Estos aislantes y conductores permite llevar de forma segura la energ\u00eda desde la acometida principal, pasando por el grupo de medida, la celda de protecci\u00f3n, y de transformaci\u00f3n (en instalaciones de Media Tensi\u00f3n), pasando por los dispositivos de maniobra, comandos, sub medici\u00f3n (Por ejemplo control de factor de potencia), y por supuesto los equipos que la componen.<\/span><\/p>\n

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Configuraci\u00f3n t\u00edpica de una IE Industrial<\/p><\/div>\n

Acometida principal:<\/b> o Alimentador. Es el conductor destinado a unir la instalaci\u00f3n el\u00e9ctrica a la red de energ\u00eda, puede ser en Baja Tensi\u00f3n o en Media Tensi\u00f3n y al ser derivaci\u00f3n el\u00e9ctrica, no se considera parte de la red, por lo que la propiedad de la misma es del usuario final.<\/span><\/p>\n

El Grupo de Medida:<\/b> Es el punto frontera o punto de consumo, donde la energ\u00eda consumida es medida y con la cual se factura. <\/span><\/p>\n

La medida se efect\u00faa de forma directa, en el caso de peque\u00f1os locales o casas la acometida pasa sus conductores directamente por el medidor. De forma semi-indirecta, mediante el uso de Transformadores de Corriente (CT) de alta precisi\u00f3n 0.5s y con relaci\u00f3n de (50A\/5A, hasta 400A\/5 A) por lo general en industrias peque\u00f1as y grandes comercios y de forma indirecta, que adiciona Transformadores de Potencial (normalmente 12kV a 120V). <\/span><\/p>\n

De aqu\u00ed deriva la relaci\u00f3n o el factor de medida que multiplica la energ\u00eda vista por el medidor por el factor de los diferentes elementos que conforman la medida (kWh x 100\/5 x 12000 \/120)\u00a0<\/span><\/p>\n

La medida se exige con una precisi\u00f3n superior al 0.5, entre un rango del 80% al 120% de la carga instalada y el sistema electr\u00f3nico tiene la capacidad de facturar hasta 4 tipos de tarifas, incluyendo la energ\u00eda en punta (hora pico de consumo), fuera de punta (hora llana), tarifa de invierno o verano, adicional de la energ\u00eda reactiva (si supera el 50% de la energ\u00eda activa consumida). <\/span><\/p>\n

La celda de protecci\u00f3n: <\/b>Incluye elementos obligatorios tanto para proteger la instalaci\u00f3n en s\u00ed, c\u00f3mo la red o equipo que los alimenta. Est\u00e1 provista por fusibles y seccionadores, y su funci\u00f3n principal es la de proteger el transformador.<\/span><\/p>\n

Transformador:\u00a0<\/b><\/span><\/p>\n

Es sin duda el elemento principal de la S\/E de instalaci\u00f3n.\u00a0<\/b>Sus caracter\u00edsticas definen principalmente la carga m\u00e1xima de la Instalaci\u00f3n normalmente en\u00a0kVA o kW<\/a>, la tensi\u00f3n de red donde se va a alimentar (normalmente 11.4kV, 13.2kV) y la tensi\u00f3n requerida en la salida (110, 208, 220 o 440V).<\/span><\/p>\n

Requerimientos adicionales se relacionan con el tipo de ambiente al que estar\u00e1n sometidos, si se va a emplear por ejemplo aceite (ambientes pesados) o aire (en el caso de ambientes m\u00e1s limpios), e inclusive SF6.<\/span><\/p>\n

Muchos transformadores antiguos fueron \u201cdopados\u201d con PCBs (hoy en d\u00eda prohibidos como se mencion\u00f3 en la secci\u00f3n de materiales).<\/span><\/p>\n

El transformador se instala con protecciones adicionales para evitar sobrecargas con los Dispositivos de Protecci\u00f3n contra Sobretensiones (DSP) que derivan cualquier sobre tensi\u00f3n a tierra.<\/span><\/p>\n

Tablero General de Distribuci\u00f3n: <\/b>Encargado de entregar a los diferentes equipos las cargas requeridas y brindar protecci\u00f3n en primera l\u00ednea a cada circuito.<\/span><\/p>\n

Banco de Condensadores: <\/b>En el caso de instalaciones con motores, hornos el\u00e9ctricos y equipos que empleen energ\u00eda reactiva, se emplean controladores que permite accionar capacitores reduciendo el consumo de la energ\u00eda reactiva<\/a>. <\/span><\/p>\n

Sistema de puesta a tierra: <\/b>Es el punto de aterrizaje donde nace tambi\u00e9n el Neutro para los sistemas Fase Neutro – FN, cada fase est\u00e1 referenciada a 0 Volts, y est\u00e1 dise\u00f1ado para desechar corrientes espurias de las diferentes acciones de switcheo de las m\u00e1quinas. Sin una tierra \u201csana\u201d (menor a 10<\/span>\u2126) se observar\u00e1n oscilaciones de tensi\u00f3n que afectar\u00e1n en el mediano plazo otros componentes de la IE).<\/span><\/p>\n

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Diagrama unifilar<\/p><\/div>\n

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Todos estos elementos hacen parte de la IE y deben representarse en el diagrama unifilar, Establecer marcas, advertencias y sobretodo el orden, permiten tomar acciones que pueden salvar vidas.<\/span><\/p>\n

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Supongamos que por la falla de aislamiento un motor, un operario queda \u201cpegado” a la carcasa de un motor, la \u00fanica acci\u00f3n disponible puede ser simplemente apagar el interruptor adecuado desde un tablero cercano, antes de que el accidente pase a la zona de fibrilaci\u00f3n.<\/b><\/span><\/p>\n

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Problemas en usos<\/b><\/span><\/h1>\n

Ya en uso en la industria, errores como no utilizar la tapa de los tableros, dejar que la poluci\u00f3n del ambiente se deposite en las superficies, errores en la selecci\u00f3n del nivel de protecci\u00f3n, mal ajuste de torque de los conductores en el transformador o el tablero general, el uso excesivo de reactivos, disponer las \u00e1reas el\u00e9ctricas como dep\u00f3sitos de materiales, el no contar con una adecuada marcaci\u00f3n de circuitos, hacen que la instalaci\u00f3n se vea afectada en su dise\u00f1o causando riesgos completamente innecesarios.<\/span><\/p>\n

Supervisar regularmente las IE, medir las diferentes variables, establecer programas de mantenimiento, permiten que el constructor, el fabricante, el instalador, y los operarios, tengan una base certera para garantizar la seguridad de los usuarios.<\/span><\/p>\n

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Mantenimiento<\/b><\/span><\/h1>\n

Requieren mantenimiento peri\u00f3dico, debido a la exposici\u00f3n a la humedad, el polvo, y las fuerzas mec\u00e1nicas que experimentan los conductores en los puntos de conexi\u00f3n. <\/span><\/p>\n

La conexi\u00f3n a tierra experimenta constantemente desgaste f\u00edsico-qu\u00edmico. Cuando se origina una falla su ubicaci\u00f3n y reparaci\u00f3n puede ser dispendiosa, por lo que el mantenimiento peri\u00f3dico es necesario, al igual que las medidas por ejemplo de resistividad.<\/span><\/p>\n

Las IE no son flexibles, pueden utilizarse \u00fanicamente para las cargas inicialmente establecidas, y en caso de requerirse la instalaci\u00f3n de un nuevo equipo, debe establecerse el perfil de carga para conocer el \u201cespacio\u201d el\u00e9ctrico disponible.<\/span><\/p>\n

Establecer las condiciones de uso es imposible para los fabricantes e instaladores el\u00e9ctricos, por lo que garantizar por m\u00e1s periodos los equipos ofrecidos era imposible sin un sistema de monitoreo que verifique que el dise\u00f1o no es excedido. <\/span><\/p>\n

Mantenimientos preventivos como la termograf\u00eda, el an\u00e1lisis de cargas, registro de eventos, programas de mantenimiento, pruebas de aceite en transformadores, medidas de resistencia de tierra son las rutinas que al menos cada tres a\u00f1os debe efectuarse a una IE, para garantizar su vida \u00fatil y sobretodo la seguridad de los usuarios.<\/span><\/p>\n

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Hoy<\/b><\/span><\/h1>\n

Las IE, desde su acometida, hasta el equipo final que se beneficia del consumo de energ\u00eda hoy cuentan con herramientas que acercan a los usuarios a niveles nunca antes alcanzados.<\/span><\/p>\n

Herramientas como WattWatch, Efiex<\/a>, y en general todos los referentes de IoT e IIoT<\/a> , diferencian significativamente a fabricantes del pasado y del presente, i<\/span>ncrementando la competitividad y cumplir las altas exigencias se logra con procesos eficientes de fabricaci\u00f3n, el acompa\u00f1amiento al usuario final.<\/p>\n

Disponer de equipos de an\u00e1lisis en l\u00ednea permite que el usuario tome las acciones preventivas requeridas para mantener los riesgos en el m\u00ednimo umbral, mas all\u00e1, permiten a los diferentes fabricantes que las condiciones a las que fue dise\u00f1ado cada uno de los componentes no sean vulnerados y que la relaci\u00f3n con las instalaciones sean diferenciada de todos los sistemas que no permiten garantizar la operaci\u00f3n a largo plazo.<\/span><\/p>\n

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