Instalaciones Eléctricas

Instalación Eléctrica

Es el conjunto de equipos y materiales que permiten distribuir la energía eléctrica partiendo desde el punto de conexión de la compañía suministro hasta cada uno de los equipos conectados, de una manera eficiente y segura, garantizando al usuario flexibilidad,  comodidad y economía en la instalación. En Venezuela todo lo concerniente al diseño de Instalaciones Eléctricas en cualquier edificación residencial, comercial institucional y en lugares clasificados, se rige por la Norma Covenín 200: Código Eléctrico Nacional (CEN), el cual es un documento que establece los criterios técnicos para que la instalación a proyectar sea la más segura, sin embargo, no es un Manual de Diseño, pero su uso dentro del territorio nacional es de carácter obligatorio.

Partes de una Instalación Eléctrica

• Acometida: Conjunto de elementos que permiten llevar la energía eléctrica desde el punto de conexión con la empresa suministro hasta el suscriptor. (Puede ser aérea o subterránea)

• Tablero General de Distribución: Es el conjunto de elementos que permiten distribuir la energía eléctrica a todos los puntos de la edificación: unidades de vivienda, locales comerciales, oficinas, etc. Está conformado por: 
• El Interruptor principal de la instalación, 
• las barras de conexión,
• los interruptores y
• medidores de cada uno de los usuarios.

• Alimentador principal: Permite distribuir la energía eléctrica desde el tablero general de distribución a cada uno de los usuarios. 

• Tablero principal: Es el conjunto de elementos y equipos que permiten distribuir la energía eléctrica a un ambiente determinado. Está conformado por: 
• Interruptor del tablero (si lo tiene), 
• barras de alimentación, 
• interruptores que protegen a cada circuito ramal.

• Circuitos ramales: Conforman la última parte de la instalación y son los que llevan la energía desde el tablero principal hasta el último elemento conectado a él. Se caracterizan por ser el último elemento de la instalación que tiene un dispositivo de protección contra sobrecorrientes. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional (CEN), Constituye el elemento básico de las instalaciones eléctricas, ya que a partir de su diseño, se estructura en pasos sucesivos todo el sistema eléctrico.

Materiales de las Instalaciones Eléctricas

• Conductores: 

Son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son Aluminio reforzado líneas aéreas (Instalaciones exteriores) y Cobre instalaciones aéreas (ya en desuso) y en instalaciones interiores.

Los conductores pueden ser:

Desnudos: utilizados en líneas de distribución, transmisión, subtransmisión, instalaciones internas como neutro o como tierra, siempre y cuando estén por tubería de plástico. Dentro de esta categoría se encuentran las aleaciones de aluminio reforzado: Arvidal, ACAR, ACSR, AAAC y los de Cobre.

Aislados o cubiertos (cables): son conductores de cobre o aluminio recubiertos con un material aislante cuya conductividad es nula o muy baja. Los materiales aislantes más usados son: los termoplásticos, gomas, cintas barnizadas, plomo, asbesto (en desuso por su toxicidad).

La capa aislante le brinda protección contra:

• Agentes Mecánicos: elongaciones, dobleces, aplastamiento, presión.
• Agentes Químicos: agua, humedad, cambios de temperatura, ácidos, alcaloides, etc.
• Agentes Eléctricos: voltajes mínimos y máximos de prueba.

Para especificar un conductor trenzado multifilar, se suele utilizar su calibre (área de sección transversal) o cualquier parámetro que la defina (radio o diámetro). Existen dos sistemas internacionalmente aceptados para definir el calibre de los conductores, estos son:

Sistema AWG (American Wire Gauge), en el cual los calibres son definidos por una escala numérica que obedece a una progresión geométrica. Se tienen 40 calibres diferentes partiendo del número 36 (diámetro de 0,005 pulgada) hasta llegar al calibre 1/0, 2/0, 3/0 y 4/0 (este último de diámetro de 0,46 pulgadas). Para instalaciones eléctricas el calibre mínimo a utilizar es el número 14, el cual tiene un diámetro de 0,157 pulgadas). Los fabricantes de conductores nacionales expresan los conductores por sus calibres e indican los diámetros en mm.

Sistema MCM o KCM (Mil circular mil): El circular mil “CM”, es una unidad de área que relaciona el calibre del conductor con su área. El CM está definido como el área de un círculo que tiene como diámetro una milésima de pulgada. Se utiliza para especificar alambres sólidos y conductores trenzados. Debido a que en conductores para tendidos aéreos en alta tensión (34,5 – 115 kV), muy alta tensión (230 kV) y ultra alta tensión (400 – 800 kV), el circular mil no es práctico como unidad de medida se utiliza el “Mil Circular Mil” (MCM) o de acuerdo al sistema internacional el “kilo Circular Mil” (kCM). En esta escala de medida, el calibre más pequeño es el 250 kCM, creciendo hasta el 1000 kCM en pasos de 50 kCM.

• Canalizaciones

Conjunto de  elementos que  aseguran la fijación y protección mecánica de los conductores eléctricos. esta compuesta de:

• Tuberías: Las tuberías para canalizaciones eléctricas se pueden instalar embutidas y a la vista.

Las embutidas: se utilizan tubería metálicas livianas (EMT) o plásticas recubiertas siempre con concreto, mortero o material de friso.

A la vista: se colocan en forma paralela o adosada a paredes o techos, utilizando elementos de fijación tales como : abrazaderas o estructura de soporte. Para este tipo de instalación se utiliza tuberías metálicas rígidas (Conduit)

En general se conocen los siguientes tipos de tuberías para canalizaciones eléctricas:

• Tubos metálicos rígidos (RMC) 344 CEN

• Tubos metálicos intermedios (IMC) 342 CEN

• Tubos no metálicos rigidos 346 CEN

• Tubería metálica eléctrica (EMT) 358 CEN 

• Ductos y Canales

Estos elementos son conocidos como tipo bandeja, las hay abiertas o cerradas, modelo escalera con fondo de metal expandido o simplemente metálicos; se emplean normalmente en instalaciones industriales. 

Estos canales deberán ser diseñados con la pendiente mínima necesaria y con drenajes para facilitar el escurrimiento del agua, que pueda entrar al mismo. Estos canales también se suelen construir en plásticos PVC. 

• Fundaciones y Bancadas

Se denominan así al banco de uno o varios ductos o tuberías de hierro, aluminio o plástico, alojados en una zanja o canal, en algunos casos pueden estar recubiertos con tierra compactada o concreto de naja resistencia. Cada tubería guarda entre ellas una distancia mínima de 5 cm y separadas en las paredes de la zanja 7.5 cm. En el diseño se determina el número y tamaño de las tuberías, de igual manera suele agregarse tuberías de reserva para futuras expansiones. 

• Tanquillas 

Es un pequeño recipiente perteneciente a un sistema de canalización subterránea, provisto de una abertura en la cual alcanza un hombre a realizar trabajos de instalación, mantenimiento o desconexión de redes eléctricas. 

Las tanquillas suelen construirse con paredes de concreto recubierto con piedra picada Nº 2 que permita el drenaje del agua que ocasionalmente pudiera penetrar en la misma. La tapa se puede construir con marco y tapa metálica de lámina estriada o marco metálico relleno con concreto; o hierro fundido de tipo pesado para uso en aceras o extra pesados, para soportar el paso de vehículos.

• Cajetines normalizados y Cajas de paso, empalme o derivación. 

Son pequeñas cajas metálicas o plásticas, de forma rectangulares, cuadradas, octogonales o redondas, las cuales poseen en forma troquelada orificios con tapas de fácil remoción, para la ubicación de tuberías que serán fijadas con tuercas tipo conector a las paredes del cajetín. 

Conduletas:

Se utilizan en instalaciones visibles, tienen una o varias salidas para acoplamiento con las tuberías, así como una tapa removible para realizar las conexiones. Su denominación depende del número o tipo de salidas que posea. 

Por su tipo de fabricación se clasifican en: 

     Ordinario 

     A prueba de polvo y vapor 

     A prueba de explosión 

Por su tipo de tapa se pueden clasificar en: 

     De paso: tapa ciega 

     De acople exterior: tapa con niple macho 

     De contacto: tapa de contacto doble, sencillo o salida especial 

Cajas de paso:

Son cajas de dimensiones no normalizadas, cuyo diseño se ajusta a los requerimientos y modelos. Para su construcción, el calibre de la lámina y el acabado de la caja de paso se escogerá según el sitio de utilización, ya sea empotrada en paredes o bien a la vista; tomando en cuenta si son lugares interiores, exteriores o según el nivel de corrosión del ambiente a ubicar según clasificación NEMA.

Choque Eléctrico y efectos de la corriente en el cuerpo humano.

El choque eléctrico. La corriente que pasa a través del cuerpo, no el voltaje, es la causa del Choque Eléctrico. Cuando un punto del cuerpo se pone en contacto con un voltaje y otro punto entra en contacto con voltaje diferente o con tierra, tal como un chasis metálico, circulará corriente por el cuerpo de un punto al otro. La trayectoria de que tome la corriente dependerá de los puntos por los cuales ocurra el voltaje. La severidad del choque eléctrico resultante se relaciona con la cantidad de voltaje y con la trayectoria que tome la corriente a través del cuerpo. La trayectoria de la corriente determina que tejidos y órganos serán afectados.

Efectos de la corriente en el cuerpo humano. La cantidad de la corriente depende del voltaje y de la resistencia. El cuerpo humano tiene una resistencia que depende de muchos factores, los cuales incluyen la masa corporal, la humedad de la piel, y los puntos del cuerpo que entran en contacto con un potencial de voltaje. La tabla muestra los efectos de varios valores de corriente en miliamperes (mA). Ver tabla 1.

Tabla 1. Efectos de la corriente en el cuerpo humano

Corriente (mA) (50 a 60 Hz)	Efecto Físico
0.4	Sensación ligera
1.1	Umbral de percepción
1.8	Choque sin dolor, sin pérdida de control muscular
9	Choque doloroso, sin pérdida de control muscular
16	Choque doloroso, traspaso del umbral
23	Choque doloroso severo, contracciones musculares, dificultad para respirar
75	Fibrilación ventricular, umbral
235	Fibrilación ventricular, generalmente fatal por duración de 5 o más segundos
4000	Parálisis cardiaca (no hay fibrilación)
5000	Calcinación de tejidos

La fibrilación ventricular corresponde a un ritmo cardíaco seriamente anormal (arritmia) que, a menos que sea tratado de inmediato, causa la muerte.

La resistencia del cuerpo humano es típicamente de 10 a 50 KΩ y depende de los puntos entre los cuales se mida. La humedad de la piel también afecta la resistencia entre dos puntos. La resistencia determina la cantidad de voltaje requerido para producir cada uno de los efectos enumerados en la tabla anterior.

Por ejemplo si usted tiene una resistencia de 10 KΩ entre dos puntos dados de su cuerpo, 90 V a través de esos puntos producirán suficiente corriente (9 mA) como para provocarle un choque doloroso.

Videos sobre accidentes y reglas de seguridad en electricidad.

Resistores de carbón

Hay dos tipos de resistores fijos de carbón, los aglomerados y los de capa o película. En los aglomerados, el elemento resistivo es una masa homogénea de carbón, mezclada con un elemento aglutinante y fuertemente prensada en forma cilíndrica. Los terminales se insertan en la masa resistiva y el conjunto se recubre con una resina aislante de alta disipación térmica.

Existe otro método de fabricación de los resistores de carbón que consiste en recubrir un tubo o cilindro de porcelana con una capa o película de carbón, o haciendo una ranura en espiral sobre la porcelana y recubriéndola luego con la película de carbón, quedando parecida a una bobina. Estos son los resistores de bajo vatiaje como los de 1/8, 1/4, 1/3, 1/2, 1 y 2 vatios.

El código de colores

Muchas veces nos habremos preguntado por qué algunos resistores tienen unas bandas o líneas de colores alrededor de su cuerpo. Estas bandas tienen un significado específico determinado por un código especial llamado el código de colores.

Para los resistores de alambre o de carbón de 1 vatio en adelante es fácil escribir el valor en su cuerpo, pero para los resistores más pequeñas es muy difícil hacerlo ya que su tamaño lo impide.

Para los resistores pequeñas de carbón y película de carbón, que son las más utilizadas en los circuitos electrónicos, existe un método de identificación muy versátil llamado el código de colores. Este método, que utiliza tres, cuatro o cinco líneas de colores pintadas alrededor del cuerpo del resistor, sirve para indicar su valor en Ohmios y su precisión.

El sistema de las líneas de colores resuelve dos problemas principalmente:

• Sería demasiado difícil ver números grandes marcados en resistores pequeños. Por ejemplo: 1.000.000 ohmios en un resistor de 1/4 de vatio no se vería muy bien.
• Si el resistor queda en cierta posición en el circuito, no sería visible este número y no se podría leer su valor.

Las bandas de colores que tienen este tipo de resistores alrededor de su cuerpo, parece que resuelven todos estos problemas. En este código, cada color corresponde a un número en particular. Hay dos códigos de colores para los resistores de carbón. El de 3 o 4 bandas y el de 5 bandas.

Para leer el código de colores de un resistor, ésta se debe tomar en la mano y colocar de la siguiente forma: la línea o banda de color que está más cerca del borde se coloca a la izquierda, quedando generalmente a la derecha una banda de color dorado o plateado.

En el sistema de tres o cuatro bandas, el color de la primera banda es el primer número, el segundo color es el número siguiente, el tercer color es el número de ceros o multiplicador, y la cuarta línea o banda es la tolerancia o precisión. El concepto de tolerancia lo explicaremos más adelante.

Cuando leemos el código de colores debemos recordar:

1. La primera banda representa la primera cifra.
2. La segunda banda representa la segunda cifra.
3. La tercera banda representa el número de ceros que siguen a los dos primeros números. (Si la tercera banda es negra no hay ceros en el número, si esta banda es dorada se divide por 10 y si esta banda es plateada se divide por 100).
4. La cuarta banda representa la tolerancia. Esta es usualmente dorada que representa un 5%, plateada que es del 10%, café o marrón indica el 1%, el rojo indica un 2% y si no tiene banda es del 20%.

Para comprender mejor este sistema, en la figura tenemos varios ejemplos de utilización.
El código de las cinco bandas se utiliza para resistores de precisión así:

1. La primera banda representa la primera cifra.
2. La segunda banda representa la segunda cifra.
3. La tercera banda representa la tercera cifra.
4. La cuarta banda representa el número de ceros que siguen a los tres primeros números. (Si la cuarta banda es negra no hay ceros en el número, si esta banda es dorada se divide por 10 y si esta banda es plateada se divide por 100).
5. La quinta banda representa la tolerancia. El café o marrón indica el 1%, el rojo indica un 2% y si es verde tiene una tolerancia del 0.5%.

En los resistores de 6 bandas, la ultima banda especifica el coeficiente térmico expresado en ppm/ºC (partes por millón por cada grado Centígrado). Este valor determina la estabilidad resistiva a determinada temperatura.

Es muy importante practicar mucho con este código hasta que se aprenda de memoria ya que los resistores que lo utilizan se encuentran en todo tipo de circuitos. Si tenemos que consultar un libro o manual cada vez que tengamos que identificar un resistor, vamos a perder mucho tiempo. Después de algún tiempo de trabajar en electrónica, este código se hace tan familiar que ya se identifica un resistor con sólo mirar brevemente su combinación de colores.

Tolerancia

Se ha mencionado que la cuarta banda indica la tolerancia del resistor. Esta tolerancia o precisión significa que el valor real no es necesariamente el mismo que indica el código. Un 10% de tolerancia significa que el valor real puede ser un 10% mayor o menor que el valor que indica el código.

Por ejemplo, para un resistor de 10.000 ohmios con una tolerancia del 5% se puede tener en la práctica, cualquier valor entre 9.500 y 10.500 ohmios. El 5% de 10.000 es 500. Esta tolerancia se debe a la precisión del proceso de fabricación de esos resistores ya que las máquinas depositan una capa ligeramente mayor o menor del compuesto resistivo.

Se fabrican resistores con tolerancias del 20%, 10%, 5% (que son las más comunes), 2 %, 1%, 0.5 %,0.1 % y más.

El costo de los resistores sube considerablemente a medida que su precisión aumenta. Por lo general, para los circuitos y proyectos basicos se utilizan resistores con una tolerancia del 5%.

Valores normalizados para los resistores

Los resistores de carbón se fabrican en ciertos valores llamados preferidos o normalizados. Esto se debe a que sería imposible tener resistores en todos los valores posibles y no se justifica en la mayoría de los circuitos electrónicos tenerlos.

Los valores normalizados son 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3,9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2 y 9.1 y en todos sus múltiplos.

Estos valores son los que tienen los resistores que se encuentran en el mercado en los almacenes o distribuidores especializados y que se utilizan para toda clase de circuitos electrónicos. Así tenemos resistores de 1KΩ, 10KΩ, 430KΩ, 82KΩ, 33Ω, etc.

Fuente: http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/resistencia.htm