Taller de Prevencion de Riesgos en Electricidad e Iluminacion Eco207

Vicerrectoría Académica Cuaderno de Apuntes – 2009

I.

PROGRAMA DEL MÓDULO

IDENTIFICACIÓN: NOMBRE DEL MÓDULO:

TALLER DE PREVENCIÓN DE RIESGOS EN ELECTRICIDAD E ILUMINACIÓN

UNIDAD DE COMPETENCIA

al finalizar el módulo los participantes serán capaces de: Identificar situaciones derivadas de la iluminación, el uso de la electricidad, sus instalaciones, maquinarias y equipos que pueden originar accidentes o enfermedades profesionales y efectuar recomendaciones para superarlos, aplicando conocimientos básicos del área.

DURACIÓN: 90 horas pedagógicas Horas Teoría: 45 hrs. pedagógicas Horas Terreno: 20 hrs. Pedagógicas como mínimo. Horas Talleres o Laboratorios: 25 hrs. Pedagógicas. II: DESCRIPCIÓN POR ÁREA DE FORMACIÓN Y PRERREQUISITO Área de formación: especialidad Ubicación en la malla: 2º semestre Prerrequisito: Fundamentos de la Prevención de Riesgos y Técnicas Preventivas III: UNIDADES DE APRENDIZAJE 1ª UNIDAD: ELECTRICIDAD Y CIRCUITOS DURACIÓN: 30 horas pedagógicas Objetivos -Conocer los fundamentos de la electricidad, su relación con riesgos laborales y su forma de prevención.

Aprendizajes Esperados - Explican la naturaleza del fenómeno eléctrico. - Explican el concepto de intensidad eléctrica. - Explican el concepto de diferencia de potencial eléctrico. - Identifican el concepto de resistencia eléctrica. - Explican el concepto de aislante y conductor eléctrico. - Resuelven problemas sencillos de aplicación de la ley de Ohm. - Identifican circuitos en serie y en paralelo. - Calculan variables eléctricas en circuitos en serie y en paralelo. - Explican la ley de Joule y su relación con los riesgos eléctricos. - Explican y describen los sistemas de distribución eléctrica.

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Contenidos relevantes -Teorías básicas de electricidad -Naturaleza de la electricidad -Intensidad de la corriente eléctrica -Diferencia de potencial eléctrico -Resistencia eléctrica -Aislantes -Ley de Ohm -Circuitos en serie y en paralelo -Ley de Joule -Sistema de distribución eléctrica

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- Describen el proceso de generación, distribución de la energía eléctrica. - Describen equipamiento de protección personal para el trabajo con electricidad. - Describen herramientas y equipos para el trabajo con electricidad. - Explican las normativas fundamentales contenidas en el código eléctrico y normas chilenas relacionadas con la electricidad. -Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo de origen eléctrico en casos dados.

-Energía eléctrica. Generación Distribución Subestaciones Tableros de distribución -Equipos de protección personal -Herramientas y equipos para trabajar en electricidad. -Código eléctrico y normas chilenas atinentes al área.

2ª UNIDAD: PROTECCIONES ELÉCTRICAS DURACIÓN: 30 horas pedagógicas Objetivos -Identificar los riesgos eléctricos y las protecciones correspondientes, de acuerdo a las normas vigentes.

Aprendizajes Esperados -Identifican los riesgos y accidentes más frecuentes en el trabajo con electricidad. -Describen la función de los protectores eléctricos. - Explican el concepto de arco voltaico y su relación con el riesgo. -Identifican las condiciones en que se produce recargo de líneas eléctricas y los riesgos asociados. -Explican funcionamiento de magnetos térmicos y diferenciales. -Explican funcionamiento y aplicaciones de los fusibles de empalme. -Explican los fundamentos científicos de los empalmes a tierra, su funcionamiento y aplicaciones. - Explican los aspectos normativos relacionados con protecciones eléctricas. -Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo de origen eléctrico en casos dados.

Contenidos relevantes -Riesgos y accidentes eléctricos -Función de protectores eléctricos: Voltaje Intensidad Resistencia -Arco voltaico -Recarga de líneas -Función de los magnetos térmicos y diferenciales. -Fusibles generales -Conexiones a tierra (de protección y domiciliaria).

3ª UNIDAD: ILUMINACIÓN DURACIÓN: 30 horas pedagógicas Objetivos -Aplicar correctamente las normas y legislación vigente atinente a la iluminación, demostrando conocer las técnicas de iluminación adecuadas, según legislación

Aprendizajes Esperados -Explican el concepto de iluminación. -Explican el concepto de brillantez. -Identifican el riesgo inherente a la iluminación y brillantez. -Realizan cálculos de iluminación según área a iluminar. -Reconocen las disposiciones legales vigentes que regulan las zonas a iluminar.


Contenidos relevantes -Definición de iluminación y brillantez. -Fórmula de cálculo de iluminación según área a iluminar. -Disposiciones vigentes que regula las zonas a iluminar (Decreto 594).

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vigente.

-Realizan correctamente mediciones de luminosidad. -Evalúan luminosidad de diferentes áreas de acuerdo a mediciones en terreno y disposiciones normativas. -Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo originadas por la iluminación en casos dados.

-Mediciones de luminosidad.

IV: ORIENTACIONES METODOLÓGICAS -Iniciar el proceso de enseñanza-aprendizaje a partir de los conocimientos previos de los estudiantes. Diagnóstico. -Centrar la docencia en el aprendizaje de los estudiantes, más que en la enseñanza, a partir de ensayos reales, al menos una vez por mes donde el estudiante debe asumir un rol activo y protagónico. -Situar y vincular permanentemente los aprendizajes, contenidos y actividades con el contexto social y laboral de los estudiantes y la carrera que estudian, a través de experiencias prácticas -Utilizar la resolución de problemas como uno de los ejes fundamentales de la enseñanza-aprendizaje, promoviendo el uso dirigido de bibliografía al menos una vez por mes. -Promover en los estudiantes la reflexión sobre sus conocimientos y las posibles implicaciones de sus actos, a partir de debates y talleres, fomentando la lectura sobre el quehacer y actualidad nacional e internacional en el ámbito de su competencia. -Promover aprendizajes de conocimientos, habilidades y actitudes, “integradas” y relevantes en el contexto de la carrera, de acuerdo a los distintos niveles y módulos que forman la malla curricular. V: EVALUACIÓN DE UNIDADES Unidad 1 al menos 3 Unidad 2 al menos 2 Unidad 3 al menos 2 Examen de Módulo Entrega de Portafolio VI: BIBLIOGRAFÍA -Normas chilenas eléctricas -Decreto 594 -Código eléctrico VII: PERFIL DOCENTE -Grado académico o título profesional en el área de la construcción y/o prevención o profesional de áreas afines, con al menos 2 años de experiencia profesional y docente en educación superior. Actitudes: Disposición para trabajar en equipo y formar equipos de trabajo, flexibilidad y empatía.


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PRESENTACIÓN Este taller tiene como finalidad presentar aspectos generales que darán las pautas en el trabajo y principalmente en el trabajo con artefactos eléctricos. La electricidad posee una influencia decisiva sobre nuestro mundo, los fenómenos eléctricos naturales, como el rayo, no han dejado de impresionar a la humanidad. Estos fenómenos nos recuerdan repetidamente cuales son las fuerzas naturales y cuáles son los peligros que entraña la electricidad. El objetivo de este taller es entregar el conocimiento y reflexión de que aunque la electricidad es algo que no se ve, ni se huele, conlleva dentro de sí un gran peligro quemaduras, efectos tóxicos, incendios, e incluso la muerte. Con este taller aprenderás las nociones básicas de la electricidad y lo que es más importante, conocer cómo actuar frente a situaciones de riesgo eléctrico.


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II.

DESARROLLO

PRIMERA UNIDAD: CLASE

ELECTRICIDAD Y CIRCUITOS

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APRENDIZAJES ESPERADOS - Explican la naturaleza del fenómeno eléctrico. - Explican el concepto de intensidad eléctrica. - Explican el concepto de diferencia de potencial eléctrico. - Identifican el concepto de resistencia eléctrica.

CONTENIDOS -Naturaleza de la electricidad -Intensidad de la corriente eléctrica -Diferencia de potencial eléctrico -Resistencia eléctrica

INTRODUCCIÓN Desde los inicios de la humanidad, el hombre se refugiaba en las cavernas del ataque de los depredadores y de las inclemencias del tiempo. Allí permanecía junto al fuego que le brindaba luz y calor. Los fenómenos eléctricos que pueden producirse artificialmente son conocidos desde hace mucho tiempo. Hoy en día toda nuestra vida está relacionada con la electricidad, ampolletas, planchas, televisores, los aparatos domésticos, taladros, baterías de los autos etc.,

Fig. 1.1 Los fenómenos eléctricos que se producen artificialmente son conocidos desde hace bastante tiempo. Antiguamente los griegos sabían que frotando el ámbar se podía atraer materiales ligeros como el papel e hilos, pero la explicación en esa época era divina o mágica. De esta época se remonta un concepto fundamental, pues el ámbar en griego se llama electrón. Más tarde se descubrió la electricidad por frotamiento en otros materiales, sin embargo su utilización se limitó a exhibiciones recreativas. Las investigaciones sobre los fundamentos de la electricidad efectuadas durante el siglo XIX, tuvieron entre otros resultados la invención de la ampolleta en 1854, que más tarde la industrializaría Thomas Alba Edison en 1879 y que se comenzaría a fabricar en serie en 1882. Con esto se dio un gran paso para que la electricidad fuera útil al hombre. La obtención de electricidad mediante inducción electromagnética fue otro desarrollo importante en la utilización técnica de fenómenos electromagnéticos. El primer generador fue inventado por Werner Siemens, Esto permitió la obtención de la electricidad en forma fácil y económica. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Características de la electricidad. Todos estamos familiarizados con los efectos de la electricidad estática, muchos usuarios de automóviles sienten su influencia al bajar o cerrar con llave la puerta. Algunos materiales al ponerse en contacto o frotarse enérgicamente manifiestan propiedades de atracción o repulsión respecto de otros materiales. Se dice entonces que un material está cargado. Se identifican dos tipos de cargas: + (positiva) – (negativa). Por ejemplo, cuando frotamos un bolígrafo con nuestra ropa y a continuación lo acercamos a pequeños trozos de papel, comprobamos que el bolígrafo los atrae. Algo similar ocurre al frotar el ámbar con lana o vidrio con seda. La cantidad y tipo de carga depende de la naturaleza de los materiales y del área de la superficie que entra en contacto. Otro de los factores que intervienen, es el estado de las superficies, si son lisas o rugosas (pequeña superficie de contacto). La humedad o impurezas que contengan las superficies proporcionan un camino para que se reconviniera las cargas. La presencia de impurezas en el aire tiene el mismo efecto que la humedad. La interacción de las cargas se expresa mediante la ley de atracción y repulsión: Cargas iguales se repelen

-

-

+

+

Cargas opuestas se atraen

+

-

Fig. 1.2 Estructura de la materia Materia es todo aquello que tiene masa y que ocupa un lugar en el espacio. Se compone de partículas muy pequeñas llamadas átomos y puede clasificarse en uno de estos dos grupos: Elementos y compuestos. En un elemento todos los átomos son iguales: Aluminio, cobre, carbono, germanio y silicio, son ejemplos de elementos. Compuestos son una combinación de elementos, por ejemplo el agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno. Los átomos están formados por partículas subatómicas: Electrones, protones y neutrones, en proporciones diversas. El electrón es la carga eléctrica negativa fundamental, el protón tiene carga positiva fundamental y los neutrones no poseen carga eléctrica. Modelo atómico de Bohr Las propiedades más importantes de la estructura atómica y molecular, pueden ser ejemplificadas usando una figura simplificada del átomo, el cual se denomina modelo atómico de Bohr. Este modelo fue propuesto por Niels Bohr en 1915. El modelo no es completamente correcto pero tiene muchas características que son aproximadamente correctas y son suficientes para los propósitos de este estudio. De acuerdo a este modelo los electrones se desplazan alrededor del núcleo del átomo en trayectorias concéntricas llamadas órbitas. Los electrones de órbitas cercanas al núcleo tienen menos energía que los electrones de orbitas más alejadas del núcleo. Los electrones pueden saltar de una a otra órbita entregando o absorbiendo energía.


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Electrón (-)

Núcleo Neutrón y protón

Órbita

Fig. 1.3 • • •

El electrón tiene una masa muy pequeña y una unidad de carga eléctrica, del tipo que llamamos negativa. El protón tiene una masa mucho mayor que el electrón, y también una unidad de carga eléctrica, pero del tipo que llamamos positiva. El neutrón no tiene carga eléctrica y posee una masa igual que la del protón.

El átomo está formado por núcleo y corteza. En el núcleo se encuentran aglutinados protones y neutrones, en número diferente según el elemento de que se trate. Por ejemplo, el hidrógeno tiene un solo protón. En cambio el sodio tiene once protones y doce neutrones.

La corteza está formada por capas, en las cuales giran los electrones en órbitas circulares alrededor del núcleo.

NÚCLEO

+ + CORTEZA

+

FIG.1.4


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En cada capa hay uno o varios electrones. El número total de electrones de la corteza es igual al número de protones del núcleo, de tal manera que la carga eléctrica total de un átomo es nula. Número de cargas negativa "electrones" = número de cargas positivas "protones" Cuando un electrón salta de una capa a otra inferior, desprende energía radiante. Para que un electrón salte de una capa a otra superior, es preciso comunicarle energía exterior. IONES Un átomo es, como se ha dicho, eléctricamente neutro. Ahora bien, debido a fuerzas externas, puede perder o ganar electrones procedentes de otros átomos. En el caso de que gane o acepte electrones, se queda con exceso de carga negativa (es decir tiene más electrones que protones), por el contrario, cuando pierde o cede electrones, se queda con exceso de carga positiva (tiene más protones que electrones). Niveles de energía En ciertos sólidos, los átomos que lo forman están dispuestos por arreglo de ciertas formas geométricas, manteniendo entre ellos una distancia perfectamente definida, formando una malla que se denomina cristal. El diagrama de niveles de energía de un cristal, comprende una serie de bandas de energía en las cuales pueden existir los electrones separados entre sí, por una zona llamada banda prohibida, la cual recibe este nombre debido a que los electrones no pueden tener los niveles de energía comprendidos dentro de los límites de esta banda.

Banda de conducción

Banda prohibida

Banda de valencia Núcleo

Fig. 1.5 Los electrones comprendidos en la banda de valencia, naturalmente pueden ser llevados a la banda de conducción si se les confiere suficiente energía. Estos son llamados electrones libres. Considerando la cantidad de energía que hay que proporcionarle a un electrón para que salga de la banda de valencia hacia la banda de conducción, los materiales se clasifican en conductores y aisladores. En los aisladores, el intervalo entre la banda de valencia y conducción es grande, mientras que en los conductores las bandas de conducción y valencia están traslapadas.


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Banda de conducción Banda prohibida

Banda de conducción Banda prohibida Banda de valencia Núcleo

Banda de valencia Núcleo

Conductores

Aisladores

La propiedad que tiene algunas sustancias de tener electrones libres (en la banda de conducción) capaces de desplazarse, se llama conductividad. Estos materiales serán capaces, bajo la acción de fuerzas exteriores, de conducir la electricidad, ya que existe una carga eléctrica (electrones que pueden moverse en su interior). Conductores, aisladores y semiconductores Basándose en el criterio de mayor o menor conductividad, los materiales se pueden clasificar en tres grupos: • Conductores: Son aquellos con gran número de electrones en la banda de conducción, es decir, con gran facilidad para conducir la energía. Todos los materiales son conductores, unos mejores que otros. Buenos conductores son: La plata, el cobre, el aluminio. Malos conductores son: el hierro, el plomo. • Aislantes: Son aquellos cuyos electrones están fuertemente ligados al núcleo y por lo tanto, son incapaces de desplazarse por el interior y consecuentemente, conducir. Buenos aislantes son: la mica, la porcelana, el poliéster, el aire. • Semiconductores: Algunas sustancias son poco conductoras, pero sus electrones pueden saltar fácilmente de la banda de valencia a la de conducción si se les comunica energía desde el exterior. Son los semiconductores, de gran importancia en la electrónica. Algunos ejemplos son: El silicio, el germanio y el arseniuro de galio. LEY DE COULOMB. Se ha hablado de que existe una fuerza entre las cargas eléctricas, pero no se ha dicho nada sobre cuánto vale esa fuerza. La Ley de Coulomb nos da su valor:

F = K·

Q1 ·Q2 d2

Donde F es la fuerza (medida en Newton (N)) ejercida entre dos cargas de valores Q1 y Q2 (ambas en culombios) separadas una distancia d (expresada en metros) y K es una constante universal que vale: 9·10 9 . Si las dos cargas son del mismo signo (ambas son positivas o negativas) la fuerza tiende a separarlas (fuerza de repulsión). Si son de signo contrario (una positiva y otra negativa), la fuerza tiende a unirlas (atracción). Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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CORRIENTE ELÉCTRICA El término corriente eléctrica o simplemente corriente, se emplea para describir la cantidad de flujo de carga que pasa por alguna región de espacio. La mayor parte de las aplicaciones prácticas tienen que ver con corrientes eléctricas. POTENCIAL Y DIFERENCIA DE POTENCIAL. La tensión eléctrica entre dos puntos de un conductor se define como el trabajo necesario para desplazar la unidad de carga entre un punto y otro punto. A esta tensión se llama también diferencia de potencial entre dichos puntos. Si dos cuerpos no tienen la misma carga eléctrica, hay una diferencia de potencial entre ellos. La tensión eléctrica se representa por la letra V o U. La unidad de tensión eléctrica o diferencia de potencial (d.d.p.) es el voltio. Los potenciales y diferencias de potencial, en el Sistema Internacional, se expresan en VOLTIOS. DIVISORES MÁS USUALES DEL VOLTIO Voltio (V) Milivoltio (mV) Microvoltio ( μ V)

Voltio

Milivoltio

microvoltio

1

10 3

10 6

10 −3

1

10 3

10 −6

10 −3

1

El múltiplo más usual es el Kilovoltio. 1 KV = 1.000 V. A la diferencia de potencial también se le suele llamar VOLTAJE o TENSIÓN. CORRIENTE ELÉCTRICA La corriente eléctrica es la cantidad de carga que circula por un conductor en la unidad tiempo. La intensidad de corriente se representa por la letra I. Q (carga) I= t (tiempo) La unidad de la intensidad, y es la cantidad de electricidad de un culombio que ha pasado por la sección del conductor en un segundo es decir: 1 culombio 1 amperio = 1 segundo


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La unidad de la corriente eléctrica es el amperio, que se representa por la letra A. Los divisores más usuales del amperio son: El miliamperio (mA) que es la milésima parte del amperio, por lo que: 1 A = 1.000 mA. El microamperio ( μ A) que es la millonésima parte del amperio, por lo que: 1 A. = 1.000.000 μ A

DIVISORES MÁS USUALES DEL AMPER 1 Amper (A) Miliamper (mA) Microamper ( μ A)

Amper

Miliamper

Microamper

1

10 3

10 6

10 −3

1

10 3

10 −6

10 −3

1

TIPOS DE CORRIENTE Corriente directa

Vo

+

t corriente continua (uniforme) FIG. 1.6

Es aquella que fluye en un solo sentido, por ejemplo en las baterías. También llamada continua.


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Corriente Alterna

FIG. 1.7 Onda senoidal. Es aquella que su polaridad es variante en el tiempo, esta variación se puede medir en ciclos por segundo o Hertz, normalmente se comporta de manera senoidal. RESISTENCIA ELÉCTRICA (R) Es la medida de la oposición que presenta un cuerpo al paso de la corriente eléctrica a través de él. Los buenos conductores son los metales cobre, plata, aluminio, pues ofrecen muy poca resistencia. Los no conductores como el vidrio y papel presentan una elevada resistencia. La unidad con que se mide la resistencia se llama ohm (Ω) FUENTES DE CORRIENTE ELÉCTRICA Fuente de corriente eléctrica es aquel dispositivo capaz de transformar algún tipo de energía en energía eléctrica. Las seis fuentes básicas de energía que se pueden utilizar son: Frotamiento -Luz- Presión – Magnetismo-Calor -Acción química

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS -

Un voltímetro registra 6.000 milivoltios, y se desea saber cuántos voltios y kilovoltios son:

a)

Para saber los voltios: 6.000: 1.000 = 6 voltios

b) Para saber los kilovoltios 6: 1.000 = 0,006 Kilovoltios


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-

Una hoja de características de una maquina indica que la corriente nominal de esta son 200 µA, se requiere saber a cuantos amperes equivale para determinar las protecciones. 200: 1.000.000 = 0,0002 Amperes

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS

Resuelva los ejercicios según indicaciones 1. Cambie los valores de la tensión: Tarea Dado buscando

A 3kv

B 10 mv v

C 220 v V

D 0,6 v Kv

e 380 kv Mv

F 520 mv v

v

2. Cambie los datos de la corriente: Tarea Dado Buscando

A 75 mA

B 0,32ª A

Ma

C 600 A KA

D 0,8 mA µA

e 900 µA mA

F 0,09 KA A

3. Señalar como está compuesto el átomo. ¿Qué es la tensión? ¿Cuál es el símbolo de la tensión y cuál es su unidad? ¿Qué es una corriente eléctrica? ¿Cuál es el símbolo de la intensidad de corriente y cuál es su unidad? Indique tres buenos materiales conductores de electricidad Indique tres materiales aislantes de electricidad V.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS

Bibliografía Electrotecnia de potencia W. Muller y otros Practicas de electricidad Paul B. Zbar

www.explora.cl/otros/energia/electricidad.html www.ite.educacion.es/w3/recursos/.../electricidad/index.html


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APRENDIZAJES ESPERADOS - Explican el concepto de aislante y conductor eléctrico. - Resuelven problemas sencillos de aplicación de la ley de Ohm. - Identifican circuitos en serie y en paralelo. - Calculan variables eléctricas en circuitos en serie y en paralelo. - Explican la ley de Joule y su relación con los riesgos eléctricos.

CONTENIDOS -Aislantes -Ley de Ohm -Circuitos en serie y en paralelo -Ley de Joule

LEY DE OHM Los principios matemáticos que relacionan las tres variables en un circuito eléctricos fueros escritas por físico – matemático alemán George Simón Ohm, la cual plantea que: La corriente eléctrica es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica. I=

V R

Donde: I es la corriente eléctrica (Ampere) V la diferencia de potencial (Volts) R la resistencia eléctrica. (Ohm) Existe una proporción directa entre voltaje y corriente, que se muestra en la siguiente curva.

VOLTS RESISTENCIA

Fig. 1.8

INTENSIDAD


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Cálculo de la resistencia de un conductor La resistencia de un conductor depende de sus dimensiones: es decir, tendrá más resistencia cuanto más estrecho y largo sea dicho conductor. Esto resulta intuitivo si se considera la resistencia como la dificultad que opone al paso de la corriente. Dicha proporcionalidad se expresa como: R = ρ x l / S Donde: R es la resistencia medida en ohmios l es la longitud medida en metros. S es la sección (área) transversal del conductor, en metros cuadrados. ρ es una constante que depende del material con que está fabricado el conductor y se llama resistividad o resistencia especifica del material en cuestión, y que da la resistencia por cada unidad de longitud y de sección. A veces se utiliza el inverso de la resistividad, al que se le llama conductividad (S) S= 1/R Para calcular la resistencia (R) que ofrece un material al paso de la corriente eléctrica, es necesario conocer primero cuál es el coeficiente de resistividad o resistencia específica ρ(Rho) de dicho material, la longitud que posee y el área de su sección transversal. A continuación se muestra una tabla donde se puede conocer la resistencia específica en Ω· mm2 / m, de algunos materiales, a una temperatura de 20° Celsius.

Material

Resistividad (Ω x mm2 / m) a 20º C

Aluminio

0,028

Carbón

40,0

Cobre

0,0172

Constatan

0,489

Nicromo

1,5

Plata

0,0159

Platino

0,111

Plomo

0,205

Tungsteno

0,0549

Oro

0,023

Mercurio

0,98


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CIRCUITO ELÉCTRICO El término se utiliza para indicar que es un conjunto de artefactos alimentados por una línea común de alimentación que incluye una fuente de fuerza electromotriz (pila, batería, generador), que transporta la corriente por el circuito. Un circuito de este tipo se denomina circuito cerrado, y aquéllos en los que el trayecto no es continuo se denominan abiertos. El circuito más simple que puede existir está formado por una fuente y una resistencia.

FIG.1.10

ASOCIACIÓN DE RESISTENCIAS Asociar dos o más resistencias, significa reemplazarlas por una sola que tenga los mismos efectos que todas juntas. Las resistencias podemos agruparlas de varias formas: en serie y en paralelo o derivación. Resistencias en serie. Se define un circuito serie como aquel circuito que tiene una resistencia a continuación de otra, en este circuito la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En este caso concreto de solo resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito. Y las tensiones parciales darán como resultado la tensión de la fuente de alimentación. R1

R2

R3

I

V FIG. 1.9 En la figura observamos que la intensidad, I, que circula por las tres resistencias es la misma, mientras que, cada resistencia presenta una diferencia de potencial (voltaje) distinta, que dependerá, según la ley de Ohm, de los valores de cada resistencia.


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Queremos calcular la resistencia equivalente (resistencia total), es decir, la resistencia que introducida en el circuito en vez de R1, R2 y R3 no modifique los valores de la intensidad. Debemos tener en cuenta que la intensidad no debe sufrir variación y, como la equivalente sustituye a las tres, la diferencia de potencial de la equivalente, debe ser la suma de las diferencias de potencial de R1, R2, R3 RESISTENCIA EQUIVALENTE I

V FIG.1.10 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) Ve = IxRe

(2) V1 = IxR1

(3) V2 = IxR2

(4) V3 = IxR3

Llegamos, usando la ecuación de arriba a: Ve = V1 + V2 + V3 => IxRe = IxR1 + IxR2 + IxR3 Sacando factor común obtenemos: IxRe = Ix (R1 + R2 + R3), que tras simplificar I, nos permite obtener: Re = R1 + R2 + R3

Es decir, la resistencia equivalente a varias resistencias en serie, es la suma de todas las parciales. Resistencias en paralelo. Se define un circuito paralelo como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se bifurca en cada nodo. También se dice que poseen dos puntos en común. Su característica más importante es el hecho de que el potencial (tensión, voltaje) en cada elemento del circuito tiene la misma tensión.

R1

R2

R3

V

FIG.1.1


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R3

I3

I2

R2

R1

I1

V

FIG.1.12 Teniendo en cuenta lo anterior, podemos aplicar la ley de Ohm para la resistencia equivalente y para cada una de las resistencias individuales: (1) V = IxRe

(2) V = I1xR1

(3) V = I2xR2

(4) V = I3xR3

De aquí obtenemos: (1) V/Re = I

(2) V/R1 = I1

(3) V/R2 = I2

(4) V/R3 = I3

Llegamos, usando la ecuación de arriba a: I = I1 + I2 + I3 => V/Re = V/R1 + V/R2 + V/R3 y, sacando factor común obtenemos: V/Re = V(1/R1 + 1/R2 + 1/R3), que tras simplificar V, nos permite obtener la resistencia total o equivalente de dos expresiones: a) 1/Re = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Es decir, el inverso de la resistencia equivalente a varias resistencias en paralelo, es la suma de los inversos de dichas resistencias. Desarrollando, para 3 resistencias en paralelo:


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b)

Re =

1 1 1 1 + + R1 R 2 R 3

Desarrollando, para 2 resistencias en paralelo: c)

Re =

III.

R1 · R 2 R1 + R 2

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS

Resistencia específica Un conductor de cobre de 500 metros de largo, que posee una sección transversal de 1,6 mm2, que resistencia tendrá el conductor. R = ρ l/ S R = 0,0172 Ω mm2 / m x 500m / 1,6 mm2 Simplificando los metros se irán con los metros y los milímetros cuadrados de igual forma, por lo que nos queda R= 8,6 Ω / 1,6 Por lo tanto la resistencia del conductor será igual a R= 5,375 Ω Ley de Ohm 1

En un circuito en serie, con tres resistencias, R1 = 5 (Ω), R2 =15 (Ω), R3 = 3 (Ω), conectadas con una batería que opera con 18 V. ¿Calcular la corriente del circuito? Aplicando las formulas tenemos: Rt = R1+ R2 + R3 R = 5+1+3 = 9 (Ω) Aplicando la Ley de Ohm: R = V I I = 18V = 2 A 9(Ω),

Cálculo de diferencia de Potencial: V= V1 + V2 + V3 V= I1xR1 + I2xR2 + I3xR3 V= 2x5 + 2x1 + 2x3 = 18 V


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2

Se tiene un circuito de resistencias conectadas en paralelo, donde R1 = 2 KΩ, R2 = 470 KΩ, R3 = KΩ y R4 = 100 KΩ, si la corriente I1 es igual a 5 mA.

Determinar: a) El voltaje de la fuente b) La corriente administrada por la fuente Soluciones. a) El voltaje en cada una de las resistencias es igual al voltaje total, es decir el de la fuente. Por lo tanto, podemos calcular el voltaje total calculando el voltaje en una de las resistencias, en este caso, el que podemos calcular es el de la resistencia R1: V = V1 = R1I1 = (2KΩ)(5mA) = (2x103Ω)(5x10-3A) = 10 Volts V = V1 = V2 = V3 = V4 = 10 Volts b) Para calcular la corriente de la fuente los podemos hacer de dos formas: 1er Método Para el caso de las corrientes en las otras resistencias tendremos:

Como la corriente total es la suma de las corrientes de cada una de las resistencias es: I = I1 + I2 + I3 + I4 = 5mA + 0,021mA + 0,046mA + 0,1mA = 5,16mA 2º Método Calculemos la resistencia total: 1 1 R = ------------------------ = -------------------------------------- = 1,94 KΩ 1 1 1 1 1 1 1 1 ---- +---- + ---- +-------- + -------- + ------- + -----R1 R2 R3 R4 2KΩ 470KΩ 220KΩ 100KΩ La corriente total es igual a: V 10V I4 = ----- = ----------≈ 5,16Ma R4 1,94 KΩ Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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LEY DE JOULE Esta ley fue descubierta en la década de 1860 por el físico británico James Prescott Joule, el cual planteó que si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor, debido al choque que sufren las moléculas del conductor por el cual circulan, y esto produce la elevación de la temperatura del elemento conductor. Al estudiar este efecto se le denomina Ley de Joule. Que en su contexto señala que una resistencia puede transformar la energía eléctrica en energía calorífica y con la ley de Joule podemos determinar la cantidad de calor que es capaz de entregar una resistencia, esta cantidad de calor dependerá de la intensidad de corriente que pase por ella y de la cantidad de tiempo que esté conectada, y con esto podemos decir que la cantidad de calor que nos da una resistencia es directamente proporcional a la intensidad de corriente, a la diferencia de potencial y al tiempo. Su expresión matemática es: Q = I² x R x t En donde: R es la resistencia y se mide en ohm, I es la intensidad de corriente medida en amperios y t el tiempo en segundos. El efecto Joule, puede ser explicado a partir del mecanismo de conducción de los electrones en un metal. La energía disipada en los choques internos aumenta la agitación térmica del material, lo que da lugar a un aumento de la temperatura y a la consiguiente producción de calor. Aplicaciones del efecto joule Así es como funcionan algunos electrodomésticos como: los hornos eléctricos, las tostadoras y las calefacciones eléctricas, y algunos aparatos empleados industrialmente como soldadoras, etc. Pero en la mayoría de las aplicaciones es un efecto indeseado y debido a ello los aparatos eléctricos y electrónicos necesitan un ventilador que disminuye el calor generado y evitar el calentamiento excesivo de los diferentes dispositivos como podían ser los circuitos integrados.

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1

Un conductor de cobre con una sección de 1,5 mm2 tiene una longitud de 100 m. ¿Qué valor tiene la resistencia del conductor?

2

Un cable de aluminio de 25mm2 de sección tiene longitud de 3,6 Km. Calcular la resistencia.

3

Una máquina eléctrica requiere un reóstato de 10Ω. Se usa material donde ρ=1,1 Ωmm2/m, con un diámetro de 1,6 mm. Calcule la longitud del alambre.

4

En una polea se encuentra un alambre de 0,4mm de diámetro. Dos metros de este alambre tienen una resistencia de 6,7 Ω. Calcular la resistencia especifica e identifique el material.

5

Tres resistores R1 = 8Ω, R2 = 12Ω y R3 = 20Ω están conectados en serie. ¿Qué valor tiene la resistencia total?

6

Una conexión en serie de tres resistores tiene la resistencia total de 6KΩ.


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¿Qué valor tiene R2, si R1 tiene la resistencia de 800Ω y R3 la de 400Ω? 7

Los resistores R1 = 250Ω y R2 = 500Ω están conectados en serie, a 220V. Calcule:

a) La resistencia total b) La corriente c) Las tenciones parciales 8

La conexión en paralelo de dos resistores tiene una resistencia de 40Ω. Uno de los resistores tiene la resistencia de 60Ω. ¿Qué valor tiene el otro resistor?

9

Tres resistores están conectados en paralelo. La resistencia equivalente es de 2,6 kΩ. R1 tiene 8kΩ y R3 tiene 10 kΩ. ¿Qué valor tiene R2?

10 Un resistor de 60Ω está conectado en paralelo con un resistor de 120Ω y alimentado a 220V. Calcule: a) Las corrientes parciales. b) La corriente Total c) La resistencia equivalente 11 Una conexión en paralelo se compone de R1 = 50MΩ, R2 = 800KΩ y R3 = 4.8MΩ. Está conectada a 24V. Calcule: a) La resistencia equivalente b) Las corrientes Parciales c) La corriente total. 12 La corriente en una resistencia fija es _____________ proporcional a la tensión entre los extremos de la resistencia. 13 Si la tensión entre los extremos de una resistencia se mantiene constante, la corriente en la resistencia es ____________ a su valor cómico. 14 La fórmula que da la relación matemática entre I, V y R en un circuito cerrado es ________

V.


http://www.direccionando.com/2009/02/18/medicion-de-corriente-electrica/ www.ite.educacion.es/w3/recursos/.../electricidad/index.html


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3

APRENDIZAJES ESPERADOS - Explican y describen los sistemas de distribución eléctrica. - Describen el proceso de generación, distribución de la energía eléctrica.

CONTENIDOS -Sistema de distribución eléctrica -Energía eléctrica. Generación Distribución Subestaciones Tableros de distribución

SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA Todo comienza cuando en las plantas generadoras de energía eléctrica de las cuales existen varias formas de generar la energía como plantas geotérmicas, nucleares, hidroeléctricas, térmicas, etc. Luego de este proceso la energía creada se tiene que transformar de cierta manera para su transportación a los centros de consumo. Esto debe realizarse con el mínimo de pérdidas de esa energía, y para ello está el proceso de elevación de voltaje. La red de distribución de la energía eléctrica o sistema de distribución de energía eléctrica es un subsistema del sistema eléctrico de potencia cuya función es el suministro de energía. Los sistemas de distribución de energía eléctrica comprenden niveles de alta, baja y media tensión. El sistema de distribución de la energía eléctrica, es un subsistema del sistema eléctrico de potencia cuya función principal es el suministro de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales o clientes.

Fig. 3.1


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CLASIFICACIÓN DE LAS REDES. Según el Reglamento de la Ley General de Servicios Eléctricos (Decreto Supremo Nº 327), las concesiones de servicio público de distribución son aquellas que habilitan a su titular para establecer, operar y explotar instalaciones de distribución de electricidad dentro de una zona determinada y efectuar suministro de energía eléctrica a usuarios finales ubicados dentro de dicha zona y a los que, ubicados fuera de ella, se conecten a sus instalaciones mediante líneas propias o de terceros. Este suministro puede ser de dos niveles: alta tensión o baja tensión. Las redes de las empresas eléctricas concesionarias tienen como punto de partida las denominadas subestaciones de distribución primaria, cuyo objetivo es el de reducir el voltaje desde el nivel de transporte al de alta tensión de distribución. Las redes de alta tensión pueden ser tanto aéreas como subterráneas, y que a la vez, pueden alimentar directamente a clientes de grandes potencias que cuentan con trasformadores propios, o bien, a sub redes por medio de transformadores de baja tensión de distribución, a las que se conectan clientes que poseen niveles de potencia bajos y mediano Energía Eléctrica La energía eléctrica es generalmente conocida como electricidad. La energía eléctrica es la forma científica de la electricidad, y se entiende como el flujo de energía o el flujo de cargas a lo largo de un conductor para crear energía. Le energía eléctrica es conocida por ser una fuente de energía secundaria, es decir, que se obtiene a partir de la conversión de otras formas de energía. La energía eléctrica es un recurso energético indispensable y, en muchos casos, insustituible para el desarrollo de múltiples actividades y funciones en el campo industrial, comercial y residencial. En el sector residencial la energía eléctrica es fuente de comodidad en los hogares; impulsa las actividades cotidianas; proporciona seguridad, bienestar y confort; en aplicaciones domésticas de iluminación, cocción, calentamiento de agua, ventilación, refrigeración, calefacción y recreación. En el sector no residencial, la energía eléctrica es fuente de productividad y competitividad en los mercados; soporta procesos de producción industrial de toda índole; así como infraestructura comercial y de servicios: hornos, maquinaria, herramientas, iluminación, equipo electrónico, acondicionamiento de aire, enfriamiento, seguridad, entre otros. Generación Los generadores eléctricos, son máquinas eléctricas rotativas que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con elementos de tipos electromecánicos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador, alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. La máquina dinamoeléctrica más sencilla es la dinamo de disco desarrollada por Faraday, que consiste en un disco de cobre que se monta de tal forma que la parte del disco que se encuentra entre el centro y el borde quede situada entre los polos de un imán de herradura. Cuando el disco gira, se induce una corriente entre el centro del disco y su borde debido a la acción del campo del imán. El disco puede fabricarse para funcionar como un motor mediante la aplicación de un voltaje entre el borde y el centro del disco, lo que hace que el disco gire gracias a la fuerza producida por la reacción magnética.


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Fig. 3.2 El campo magnético de un imán permanente es lo suficientemente fuerte como para hacer funcionar una sola dinamo pequeña o motor. Por ello, los electroimanes se emplean en máquinas grandes. Tanto los motores como los generadores tienen dos unidades básicas: el campo magnético, que es el electroimán con sus bobinas, y la armadura, que es la estructura que sostiene los conductores que cortan el campo magnético y transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitación en el caso del motor. La armadura es por lo general un núcleo de hierro dulce laminado, alrededor del cual se enrollan en bobinas los cables conductores. Generadores de corriente continua Si una armadura gira entre dos polos de campo fijos, la corriente en la armadura se mueve en una dirección durante la mitad de cada revolución, y en la otra dirección durante la otra mitad. Para producir un flujo constante de corriente en una dirección, o continua, es necesario disponer de un medio para invertir el flujo de corriente fuera del generador una vez durante cada revolución. En las máquinas antiguas esta inversión se llevaba a cabo mediante un conmutador que también es conocido como colector, que es un anillo de metal partido montado sobre el eje de una armadura. Las dos mitades del anillo se aislaban entre sí y servían como bornes de conexión de la bobina. Las escobillas fijas de metal o de carbón se mantenían en contra del conmutador, que al girar conectaba eléctricamente la bobina a los cables externos. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial más alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 V. Los generadores modernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran número de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del núcleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador múltiple. Los generadores de corriente continua se clasifican según el método que usan para proporcionar corriente de campo que excite los imanes del mismo. Un generador de excitado en serie tiene su campo en serie respecto a la armadura. Un generador de excitado en derivación, tiene su campo conectado en paralelo a la armadura. Un generador de excitado combinado tiene parte de sus campos conectados en serie y parte en paralelo. Los dos últimos tipos de generadores tienen la ventaja de suministrar un voltaje relativamente constante, bajo cargas eléctricas variables. El de excitado en serie se usa sobre todo para suministrar una corriente constante a voltaje variable. Un magneto es un generador pequeño de corriente continua con un campo magnético permanente.


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Los alternadores El alternador es un generador simple sin conmutador, el cual producirá una corriente eléctrica que cambia de dirección a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisión de potencia eléctrica, por lo que la mayoría de los generadores eléctricos son de este tipo. En su forma más simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en sólo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura están sacados a los anillos colectores sólidos sin segmentos del árbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua más que con el generador en sí. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo máquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del número de polos y el número de revoluciones por segundo de la armadura. La corriente generada por el alternador se conoce como corriente alterna monofásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la ingeniería eléctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica. TIPOS MÁS IMPORTANTES DE CENTRALES GENERADORAS • • • • •

Termoeléctricas Carnoeléctricas Geotermoeléctricas Nucleoeléctricas Hidroeléctricas

Fig. 3.3 Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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TRANSFORMADORES Solo es posible trasportar económicamente grandes potencias eléctricas empleando altas tensiones y corrientes de poca intensidad. Esto se consigue utilizando una máquina estática denominada trasformador. Los transformadores se clasifican en monofásicos y trifásicos.

Fig. 3.4 TRANSFORMADORES MONOFÁSICOS Estructura y funcionamiento Un transformador monofásico se compone de dos bobinados el primario y secundario sin contacto eléctrico entre ellos y devanados sobre un núcleo de hierro dulce para que las perdidas por histéresis sean pequeñas pues este material tiene un ciclo de histéresis muy estrecho además se aíslan las chapas unas de otras para que sean pequeñas las perdidas por corrientes parasitas al quedar limitadas estas en interior de cada unan de chapas.

Fig. 3.5


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Principio de funcionamiento En un transformador el bobinado primario es alimentado por una corriente alterna, el cual se comporta como un receptor y crea un flujo magnético alterno de acuerdo con la frecuencia de la corriente, induciendo una fuerza electromotriz alterna en el devanado secundario. El bobinado secundario se comporta como un generador, alimentando mediante una corriente alterna al circuito de utilización. Esta corriente secundaria se opone según la ley de Lenz a la variación del flujo inductor, obligando a aumentar la corriente primaria para mantener el flujo magnético, que permanece prácticamente constante. RELACIONES FUNDAMENTALES EN UN TRANSFORMADOR IDEAL Un transformador ideal es aquel que no tiene pérdida de potencia y el flujo magnético es el mismo para los devanados. 1) Relación de transformación: es la relación entre los números de espiras de primario y secundario, que coincide con la relación de fuerzas electromotrices y con la relación de tensión.

Si N1 es mayor que N2, el transformador es reductor. Si N1 es menor que N2, el transformador es elevador. 2) Relación entre la potencia primaria y secundaria: Las potencias activas, reactivas y aparentes suministradas por el secundario y las absorbidas por el primario son iguales.

P=V1 xI1 x cos ρ1 = V2 x I2 x cosρ2 Q= V1 x I1 x senρ1 = V2 x I2 x senρ2 S= V1 x I1=V2 x I2 3) Relación entre intensidades primarias y secundarias: Las intensidades primaria I1 y secundarias I2 están en relación inversa a la relación de transformación.

TRANSFORMADOR TRIFÁSICO Está formado por tres transformadores monofásicos dispuestos sobre una misma armazón magnética el circuito magnético tiene dos culatas y tres columnas sobre cada una de estas va arrollado un devanado primarios y otro secundario.


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Fig.3.6 Los tres los tres devanados primarios y también los tres secundarios pueden conectarse en estrella y triangulo zigzag En grandes potencias y muy altas tensiones se utilizan tres transformadores monobásicos iguales conectados entre sí de forma que sea posible la transformación De un sistema trifásico de tensiones se utilizan en sistemas equilibrados sin neutro con la ventaja de fácil sustitución en caso de avería En algunos transformadores de circuito auxiliares trifásicos se usan devanados terciados para alimentación de circuitos auxiliares de mando y maniobra. Se fabrican transformadores de gran potencia con dos o más circuitos primarios o secundarios independientes para la alimentación de dos o más líneas de transporte según la comisión electrotecnia internacional (C.E.I) los transformadores se clasifican en grupo de conexión y se deben preferir los transformadores siguientes: Yy0 para la transferencia de grandes potencias en las redes de distribución sin neutro. Dy5 para transformadores elevadores de principio de línea y como transformador de distribución de elevada potencia Yy5 para transformadores de distribución de potencia reducida el numero que acompaña a la indicaron de la conexión es el índice horario que multiplicado por 30 indica el dejase entre las tensiones compuestas o de línea de primario y secundario en el sentido de giro de las agujas del reloj CONEXIÓN ESTRELLA

CONEXIÓN TRIANGULO

Fig. 3.7 Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Relaciones fundamentales en un transformador trifásico ideal 1) Relación de transformación a) Relación de transformación simple o de fase: Es la relación de entre un numero de espiraras de cada fase del primario N1 y del secundario N2 que convide con la relación de tensiones de fase primario Vf1 y secundario Vf2. b) Relación de transformación compuesta: Esla relación entre las tensiones de línea de primario VL1 y secundario VL2. 2) Relación entre potencias de primario y secundario: Las potencias activa reactiva y apronte suministradas por el secundario son iguales a las absorbidas por el primario. 3) Relación de intensidades la relaciones entre las intensidades de línea de primario IL1 y de secundario IL2 en la inversa de la relación de transformación compuesta. La relaciones de intensidades de fase de primario If1 y de secundario If2 es la inversa de la relación de transformación simple.

Fig.3.8 Refrigeración y dispositivos de protección La refrigeración es de suma importancia en los transformadores según las normas internacionales se distinguen varios tipos de refrigeración. En los transformadores secos es posible controlar la temperatura de los bobinados mediante los sensores adecuados que se montan en bobinados de baja tensión. En los transformadores con aceite la composición de los gases que se forman al aumentar la temperatura permite sacar conclusiones sobre la descomposición del aceite, que se produce en caso de una falla. El gas se concentra en un relé de buchholz que se encuentra conectado entre las calderas de aceite y el dispositivo de expansión. Con ayuda de este tipo los relé puede controlarse la existencia de pequeñas averías. Es caso de producir fallos de mayor importancia el relé de buchholz desconecta el transformador


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Tipo de refrigeración

Funcionamiento de la refrigeración

Natural

por aire ambiente

Forzada por aire

un ventilador impele el aire sobre el transformador

Natural y por circulación de aceite

se bombea aceite a través de los elementos Refrigerados que se refrigeran mediante una corriente de aire natural

Formadas por aire y por circulación de aceite

se bombea aceite a través de los elementos Refrigeradores que se refrigeran mediante Aire

Por agua y por circulación de aceite

se bombea aceite a través de los elementos Refrigeradores que se refrigeran mediante Agua

TABLERO Tanto las protecciones como los elementos de comando para circuitos o equipos individuales deben ubicarse en puntos estratégicos de los recintos, en donde sean de fácil acceso para manipularlos y sea fácil visualizar su estado de operación. Los medios de comando y protección de equipos individuales, por razones lógicas, deberán ubicarse lo más próximos posible al equipo sobre el cual operen, salvo las excepciones que la norma NSEG 4 E.P 79, contempla para equipos controlados en forma remota, o bien, cuando se trata de equipos multimotores todos los comandos y protecciones se pueden concentrar en el punto más adecuado a la operación eficaz del equipo, en los denominados centros de control en la citada norma. Las protecciones y comando s de distintos circuitos pueden reunirse en los puntos en que resulte mas cómodos encontrarlos a los usuarios de la instalación.


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Todo el sistema de soporte, cubiertas, conexiones internas, barras de distribución, etc., que sirven para soportar y proteger mecánicamente a los elementos de protección y comando e interconectarlos eléctricamente entre sí y con el resto de la instalación es lo que constituye un tablero.

CARACTERÍSTICAS SEGÚN NORMATIVAS DE LOS TABLEROS Los tableros eléctricos además de las medidas constructivas señaladas en el párrafo anterior, mas aun si se trata de tableros de gran tamaño (gabinetes) se les aplica la Norma IEC 60439-01, la cual define las condiciones de empleo, las disposiciones constructivas, las características técnicas y los ensayos para los tableros eléctricos de Baja Tensión. Esto es aplicable a tableros del tipo seriado (TTA) y derivados de serie (PTA), cuya tensión de servicio no supere los 1000 Vac o 1500 Vcc. Un tablero testeado es un tablero eléctrico diseñado y ensayado según la norma IEC 60439-1, el cual cumple satisfactoriamente los siguientes ensayos: • • • • • • •

Límites de calentamiento: Garantiza la vida útil de los componentes y previene los disparos intempestivos de las protecciones. Propiedades dieléctricas: Garantiza que durante el ensamble los componentes de los tableros no sufran algún daño. Resistencia a los cortocircuitos: Permite garantizar una reanudación rápida del servicio después del incidente. Eficacia del circuito de protección. Distancias de aislamiento y líneas de fuga: Garantiza la calidad de los materiales aislantes utilizados en los tableros. Funcionamiento mecánico. Verificación de IP e IK: Garantiza el grado de protección contra penetración de cuerpos sólidos, líquidos y la resistencia al impacto de los envolventes.


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Además, cuando se arma un tablero, el técnico responsable (tablerista) deberá realizar los tres ensayos de rutina especificados en la misma norma. De este modo, garantizará la seguridad de los operadores y la confiabilidad del funcionamiento ante los distintos eventos y condiciones de uso previsto según la norma.

Reglamentaciones y normativas vigentes Dentro del capítulo 6 de la Norma NCh. 4/2003 se fijan los parámetros constructivos generales sobre los tableros de Baja Tensión, que por sí solos no pueden garantizar o asegurar la continuidad de los servicios. Debido a lo anterior, se hace necesario incorporar normas adicionales (IEC 60439) para definir las formas constructivas de los tableros eléctricos y los tipos de prueba a los que éstos deben ser sometidos. De igual forma, para definir las protecciones eléctricas, se utiliza la norma internacional IEC 60947.

Cuando el sistema de distribución eléctrica tiene como objetivo principal la seguridad, la continuidad del servicio y el cumplimiento de las reglamentaciones vigentes, se deben usar tableros eléctricos que tengan los ensayos tipo realizados según la norma IEC 60439-1 con las configuraciones y parámetros característicos idénticos al requerido. Para tal efecto, el fabricante deberá entregar los certificados/protocolos de ensayos de tipo según la norma IEC 60439-1 emitidos por un laboratorio de ensayos independiente y de reconocido prestigio, con el fin de verificar el cumplimiento de los parámetros garantizados. Se deberá asegurar que el protocolo presentado corresponde a los Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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parámetros exigidos, además de los componentes y montajes utilizados, de manera tal que sea representativo del tablero a suministrar.

Ventajas de un tablero testeado En primer lugar, mayor seguridad ante accidentes eléctricos (cortocircuitos, fallas a tierras, sobretensiones, etc.). El sistema responderá adecuadamente soportando la falla, minimizando los daños y los riesgos personales. Por otro lado, los límites de temperatura con corriente máxima de régimen para cada componente se mantendrán por debajo de los valores máximos establecidos por la norma. Así, se garantiza la vida útil de cada componente instalado en el tablero.

El cumplimiento con las normativas y reglamentaciones evita riesgos y reduce la incertidumbre frente a las consecuencias de un accidente eléctrico. Los tableros testeados permiten avalar la seguridad de los operadores ante contactos directos e indirectos. También la estandarización del diseño y la calidad de fabricación permiten realizar ampliaciones y modificaciones en forma simple, rápida y confiable durante su utilización. Todas estas ventajas permiten evitar gastos en la vida útil de un tablero eléctrico (aproximadamente 25 años): gastos por daños en equipamientos, costos por falta del suministro de energía eléctrica o tiempos prolongados durante ampliaciones, mantenciones y/o modificaciones del tablero.

Características mecánicas Para la protección mecánica del conjunto, la norma NSEG 4 E.P. 79, establece que un tablero podrá montarse en cajas, gabinetes o armarios metálicos dependiendo de su tamaño y ubicación física. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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La referida norma fija también los espesores mínimos de la plancha de acero que debe cubrir al tablero, estos espesores se fijan en función del área libre que dicha plancha deba cubrir, entendiéndose por el área libre, la que queda comprendida entre elementos estructurales contiguos o la comprendida entre aristas, en el caso de cajas o gabinetes pequeños. En la tabla, se muestran estos valores mínimos de espesor.

Espesor mínimo de la plancha de acero para cajas, gabinetes y armarios de tableros Superficie libre

Espesor de la plancha

2500 cm²

1.2 mm

7500 cm²

1.5 mm

10000 cm²

1.8 mm

Sobre 10000 cm²

2.0 mm

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1

Un transformador monofásico tiene 462 espiras en un devanado y 315 en el otro. cuando se conecta por el devanado de más espiras a una tensión alterna senoidal 220 v, 50hz, suministra por el otro devanado, conectado a una carga, una corriente de intensidad 4a. considerado el transformador ideal calcular:

a) relación de transformador b) tensión de bornes del secundario c) potencia aparente que suministra el transformador a) La relación de transformador:

m= N1 = 462 = 1,467 N2 315

b) La tensión en bornes de la carga se calcula partiendo de la relación de transformación V1/ V2 = m

V2 = V1/m → 220/1,467 = 150 V

c) La potencia aparente que suministra el transformador S2 = V2 xI2 =150V x 4 A= 600 VA 2

Un transformador trifásico estrella-triangulo 380/ 220 V tiene una potencia de 2,2 KVA. Calcular considerando el transformador ideal:

a) Intensidad de línea y fase en el secundario cuando funciona a plena carga b) Intensidad de línea y fase en el primario cuando funciona a plena carga


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a) La intensidad de línea

La intensidad de fase

b) La intensidad de línea en el primario

La intensidad de fase en el primario If1 = IL1 = 3,34 A

3 a) b) c) d) e) 4

IV.

¿Se dice que los motores y los generadores son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en_____ ? eléctrica o inversa. inversa. motor. generador. faraday. Tienen dos unidades básicas: el campo magnético, que es el electroimán con sus bobinas, y la armadura. a) Tanto los motores como los generadores. b) capacitor. c) alternador d) generador, alternador o dínamo. e) pila. EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- ¿A las máquinas que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina? a) motor. b) alternador. c) capacitor. d) batería. e) generador, alternador o dínamo. 2.- ¿A la máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina? a) b) c) d) e)

alternador. motor. dinamo. generador pila.


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3.- ¿Qué tipo de generador es el mas conocido? a) b) c) d) e)

corriente continúa. corriente alterna. generador químico. pila combustible. motor.

4.- ¿Cuáles son los dos tipos de generadores de corriente que existen? a) b) c) d) e)

corriente alterna y corriente continúa. corriente alterna y externa. corriente eléctrica y mecánica continua y eléctrica. externa e interna.

5.- ¿Mencionar cuales son los tipos de generadores mas importantes? a) b) c) d) e)

termoeléctricas, carnoelèctricas, geotermoelèctricas, nucleoelectricas y hidroeléctricas termoeléctrica. dinamo. corriente alterna corriente continúa.

6.- ¿Cuál es la unidad con que se mide la Fuerza electromotriz? a) b) c) d) e)

km. Fem. cm. mm. am3

7.- ¿Un generador que convierte el calor en electricidad, a qué tipo de generador estamos hablando? a) b) c) d) e)

pila de combustible. pila seca. generador químico. generador termoeléctrico. geotermoelectrico.

8.- Cuando un conductor cerrado se hace girar en el seno del campo magnético producido por un imán, se genera en su interior una diferencia de potencial capaz de producir una corriente eléctrica. ¿A qué tipo de generador nos referimos? a) b) c) d) e)

generador electromagnético. generador termoeléctrico. geotermoelectrico. generador químico. hidroeléctrico.


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9.- ¿Qué grupo de conexión se emplea preferentemente cuando se prevé que la carga sea asimétrica? 10.- ¿Cuáles son los diferentes tipos de refrigeración que se emplean en los transformadores trifásicos? 11.- ¿Qué misión tienen los relés de buchholz? 12.- ¿Cómo se miden las perdidas en el hierro y en los bobinados en un transformador? 13.- Un transformador monofásico de relación de transformación 220/110 V se conecta a una red alterna senoidal de 220V, 50 Hz y suministra a una carga la intensidad de 10 A por el devanado secundario. Calcular la potencia aparente de la carga y la intensidad en el primario y secundario. 14.- Un transformador monofásico de relación de transformación 220/127 V suministra a una carga 200 W de potencia a 127 V. considerando el transformador ideal y el factor de potencia de la carga la unidad, calcular la intensidad de primario y secundario. Respuestas 1e

2b

3c

4a

5a

6b

7d

8a

9) conexión estrella y triángulo 10) son natural, forzada por aire, natural y por circulación de aceite, forzada por aire y circulación de aceite, por agua y por circulación de aceite. 11) permite controlar la existencia de pequeñas averías. En caso de producirse fallos de mayor importancia el relé de burchholz desconecta el transformador. 12) Pérdidas en el hierro (Ph): La potencia pérdida en el hierro del circuito magnético de un transformador puede ser medida la prueba de vacío. 13) S2= 1 100 VA, I1=5 A 14) I1 = 0,91 A; I2 = 1,57 A

V.


www.explora.cl/otros/energia/electricidad2.html Electrotecnia de potencia W. Muller y otros


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4

APRENDIZAJES ESPERADOS - Describen equipamiento de protección personal para el trabajo con electricidad. - Describen herramientas y equipos para el trabajo con electricidad.

CONTENIDOS -Equipos de protección personal -Herramientas y equipos para trabajar en electricidad.

INTRODUCCIÓN En todas las empresas existen situaciones de peligro y riesgos, es por ello que el equipo de protección personal debe ser considerado como un método complementario de seguridad, sólo utilizado para aumentar la efectividad de cualquier estrategia primaria para prevenir accidente. De ahí la surge la necesidad de que el objetivo de esta clase este orientada a proporcionar conocimientos básicos, sobre los equipos de protección personal, sus características y formas de uso generales en la industria. ACCIDENTE Se define el accidente a todo hecho imprevisto que interrumpe un proceso normal de trabajo y que puede causar lesiones, perdidas de tiempo y/o daños a la propiedad. Para la ley del trabajo se entiende por accidente a toda lesión que una persona sufra a causa o con ocasión de su trabajo y que le produzca incapacidad o muerte. ELEMENTO DE PROTECCIÓN PERSONAL. El equipo de protección personal debe ser considerado como un método complementario de seguridad, sólo utilizado para aumentar la efectividad de cualquier estrategia primaria para prevenir accidente. Por lo tanto los elementos de protección personal corresponden a cualquier equipo o dispositivo destinado a ser llevado o sujetado por el trabajador para que le proteja de uno o varios riesgos y que pueda aumentar su seguridad o su salud en el trabajo. Los Elementos de Protección Personal no evitan el accidente o el contacto con elementos agresivos pero ayudan a que la lesión sea menos grave. Los EPP son prendas y otros elementos resistentes a las llamas tales como protectores faciales, guantes, trajes de protección y herramientas aislantes. Los trajes de protección son prendas y equipos resistentes a las llamas que cubren el cuerpo entero, excepto las manos y pies. Los trajes de protección incluyen pantalones, camperas y una capucha de tipo apicultor utilizada con un protector facial. Sin embargo, el EPP no es una armadura y un trabajador puede sufrir lesiones serias debido a una falla de arco incluso al usar la vestimenta y los equipos recomendados. Elementos de protección personal CASCOS (PROTECCIÓN CRANEANA) El casco es un elemento destinado a asegurar al trabajador expuesto a la caída libre de objetos, o fragmentos que salten, como así también contra agresores químicos, térmicos y corriente eléctrica, que dañen la cabeza. Los cascos de material plástico han dado resultados satisfactorios, estos están compuestos por arneses ubicados en el interior de la cáscara, que sirve de amortiguación, por el impacto de un golpe.


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Tipos de Cascos · Con visera · Con ala completa · Con alerón completo Cascos Combinados · Con protección Facial · Con Careta · Con Antiparras · Con Audífonos Deben cumplir con los siguientes requisitos: Absorber la mayor parte de la energía del impacto. Impedir que la cabeza quede expuesta a aceleraciones superiores a las toleradas. Detener o desviar la caída punzante.

ANTIPARRAS (PROTECCIÓN OCULAR) Son los elementos destinados a proteger los ojos contra agresores que puedan afectar la integridad de los mismos. TIPOS DE PROTECTORES a) Anteojos: Protegen los ojos de riesgos frontales. b) Antiparras: protegen totalmente los ojos. Los agresores más comunes que pueden afectar son: - Proyección de partículas, astillas, partículas incandescentes. - Penetración de polvo, gases, humo y vapores, salpicaduras de metales, agresores químicos - Corriente de aire. Luz reflejada, exposición luminosa.


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MASCARAS (PROTECCIÓN RESPIRATORIA) Elemento destinado a proteger las vías respiratorias, de riesgo de material particulado, líquido o gaseoso disperso en el aire. Se clasifican en: Dependientes del medio ambiente (utilizan un filtro para retener al agresor disperso en el aire) - Barbijos - Respiradores - Máscaras Faciales

GUANTES (PROTECCIÓN DE MANOS) Elemento destinado a proteger las manos contra los siguientes riesgos: Exposición a bordes cortantes. Calor, Fuego, Humedad, agresores químicos, Golpes, Electricidad. Se clasifican en cuatro clases: - Guantes (cinco dedos) - Manopla (dos dedos) - Mitón (Protege palma y dorso) - Dedil (Protege uno o más dedos)

DELANTALES Elementos que protegen el cuerpo (pecho y parte de las piernas) de la acción de agresores. El material de los mismos, se determinan de acuerdo para cada tarea. - Delantal largo - Delantal de cintura - Delantal especial


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CALZADO (PROTECCIÓN DE PIES) Elemento que protege los pies contra los riesgos de caídas de elementos pesados, objetos punzantes, electricidad y resbalones. Se clasifican: - Zapatos - Botines - Borceguíes - Botas.

GOMAS DIELECTRICAS

Las gomas dieléctricas son alfombras aislantes que evitan que los trabajadores se deriven a tierra y proporcionan seguridad en caso de descarga eléctrica, se utilizan en forma permanente sobre el piso al frente de aparatos de maniobra, centros de control de motores y otros aparatos de alta tensión, con ello brindan protección personal a los operarios. Estas también es utilizada en las tareas de tire y afloje en el tendido de cables y cuando se agregan o reemplazan conductores. Están hechas de caucho de alta calidad, con espesores de 6,4 mm y ensayada a 20 KV. La superficie tiene un diseño laminado ondulado que mejora la tracción y es fácil de limpiar con cepillo. La parte de abajo es de tejido.


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BLOQUEOS Cuando no se han empleado un sistema de bloqueo, candado y señalización, se pueden presentar accidentes que podrían ser evitado , por no adoptar estas medidas los trabajadores han sido electrocutados, han perdido dedos, manos o brazos, han sufrido lesiones y machucones fuertes porque la maquinaria fue encendida sin querer cuando se estaba manteniendo, reparando o ajustando. Estás lesiones pueden ser prevenidas al establecer y poner en uso un programa efectivo de cierre con candado y bloqueo de maquinaria. En el trabajo con electricidad hay varias maneras de cerrar la fuente de poder de equipo. Comúnmente, el interruptor principal para desenchufar tiene una apertura donde se le puede poner un candado. Si un fusible ha sido removido para librar de energía el equipo, la caja de fusibles requiere un candado. LOS PROCEDIMIENTOS REQUERIDOS DE CIERRE CON CANDADO Y ETIQUETA 1. Todo el personal de mantenimiento debe recibir su propio candado. El candado debe tener el nombre y número de identificación del trabajador. El trabajador debe traer la única llave de ese candado. 2. El trabajador debe asegurarse que nadie está operando la maquinaria antes de apagar la fuente de poder. El operador de la máquina debe ser informado antes de apagar la máquina. La pérdida inesperada de energía puede causar un accidente. 3. Cada persona que estará trabajando en la maquinaria debe ponerle un candado en el aparato para cerrar la máquina. Cada candado debe mantenerse puesto en el aparato hasta que el trabajo sea terminado. Solamente el trabajador que puso el candado debe remover su candado. 4. Todas fuentes de energía que puedan activar la máquina deben ser cerradas. 5. El interruptor principal o el selector eléctrico principal debe ser examinado para estar seguro que el poder eléctrico de la máquina está apagado. 6. Circuitos eléctricos deben ser revisados por personas calificadas que usan equipo apropiado y calibrado. Una falla eléctrica puede darle energía al equipo, aunque el interruptor esté en la posición apagado. Energía reservada en capacitadores eléctricos debe ser disipada de manera segura. 7. Se debe poner en el equipo, etiquetas para la prevención de accidentes, estas etiquetas deben contener el nombre de la persona quien lo puso, como puede uno comunicarse con el trabajador, y la fecha y el tiempo que se puso la etiqueta.


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Nadie debe remover el candado sin la autorización apropiada. Los candados y etiquetas deben ser puestos debajo de planchas elevadas, máquinas para alzar, o cualquier otra clase de equipo que inesperadamente se pudiera mover al resbalarse, caerse o rodarse. DISTANCIAS DE SEGURIDAD Las separaciones mínimas, medidas entre cualquier punto con tensión y la parte más próxima del cuerpo del operario o de las herramientas no aisladas por él utilizadas en la situación más desfavorable que pudiera producirse, serán las siguientes:

NIVEL DE TENSION

DISTANCIA MINIMA

0 a 50 Volts

Ninguna

Más de 50 V hasta 1 KV

0,8 metros

Más de 1 KV hasta 33 KV

0,8 metros (1)

Mas de 33K V hasta 66 KV

0,9 metros


1,5 metros (2)


1,65 metros (2)


2,10 metros (2)


2,90 metros (2)


3,60 metros (2)

1) Estas distancias pueden reducirse a 0,60 m, por colocación sobre los objetos con tensión de pantallas aislantes de adecuado nivel de aislación y cuando no existan rejas metálicas conectadas a tierra que se interpongan entre el elemento con tensión y los operarios. (2) Para trabajos a distancia, no se tendrá en cuenta para trabajos a potencial.


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HERRAMIENTAS EN EL TRABAJO CON LA ELECTRICIDAD En comparación con otras actividades, como la carpintería, el número de útiles que cabe considerar como específicamente destinados al trabajo con electricidad, es muy reducido. A continuación analizaremos los más importantes. ALICATES Herramienta de mano formada principalmente por dos partes, una por donde se gobierna y sujeta con la mano llamada mango, y otro la útil o parte por donde se efectúan los distintos trabajos. Alicates universal: este alicate posee varias propiedades, ya que permite realizar uniones eléctricas, cortes de conductores o alambres, etc.

Alicates de punta redonda: alicates que tienen superficies de contacto planas y en su extremo más distal es de forma redondeada para poder realizar trabajos de precisión. Alicates de punta plana: alicates con superficies de contacto totalmente planas. Su uso es muy similar al alicate universal.

Alicates de corte: alicates con superficies acuñadas con la utilidad de cortar hilos, cables o similares.


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Pinzas desnudadoras: aunque no son propiamente alicates, su función está muy emparentada con la suya. Se emplean para eliminar la protección aislante de los conductores.

DESTORNILLADORES O ATORNILLADORES Existen muchos tipos de destornilladores; en principio, los más utilizados son los destornilladores de punta plana y los de estrella o Philips. Atornillador de punta plana: su uso está indicado en introducir y apretar o extraer y aflojar todo tipo de tornillos con ranura en la cabeza apropiada.


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Atornillador de estrella o Philips: este otro tipo de destornilladores es muy empleado actualmente. La forma de la punta es en cruz. La forma de utilización es la misma que la del Atornillador de punta plana o clásica.

DETECTOR DE TENSIÓN Conocido popularmente como busca polos, es una herramienta de gran utilidad.

Se trata de una especie de destornillador, pero además tiene una utilización muy definida. Esta utilización es la de comprobador de tensión en los enchufes como aparatos eléctricos. Está compuesto de un mango de plástico transparente, en cuyo interior se encuentra alojada una lámpara de neón que se enciende cuando la punta entra en contacto con la fase del enchufe y cuando uno de los dedos de la mano hace contacto con la chapa metálica de la parte más posterior del destornillador-busca polos. CUCHILLO DE ELECTRICISTA Navaja o cuchilla de forma recta con filo a todo lo largo de la hoja de acero. Está provisto de un mango de madera que va unido a la hoja de acero por medio de remaches. Se emplea para pelar cables e hilos, y también para raspar el esmalte de los conductores para poder después emparmarlos o soldarlos.


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PINZAS Instrumento de diversas formas cuyos extremos posteriores se aproximan para sujetar alguna cosa. Pinzas universales: estas pinzas al presionar ambos brazos, se aproximarán los extremos. Pinzas en ocho: al presionar ambos brazos, se separan los extremos. Hay también pinzas diferentes en cuanto a tamaño y en la forma de sus extremos: planas, curvas, dentadas, lisas, etc. REGLA Regla métrica graduada en centímetros y en pulgadas. NIVEL Aparato utilizado para verificar la correcta posición de los elementos eléctricos. Se compone de un soporte metálico o plástico y una ampolla de vidrio marcada, y llena de líquido, con una burbuja de aire que a su vez marcará el nivel. MARTILLO DE ELECTRICISTA Herramienta manual utilizada para golpear, compuesta de una maza-martillo y un mango de madera por donde se gobierna. SOLDADOR ELÉCTRICO Herramienta de electricista empleada para soldar, ayudándose del estaño, todo tipo de empalmes, conexiones, etc.

AISLANTE Cinta adhesiva que se utiliza para aislar conexiones y empalmes. Se envuelve con cinta aislante de PVC toda la zona de empalme, rebasándola inclusive por ambos extremos, de forma que se cubra también parte del propio aislamiento del conductor. Puede ser de material plástico, polivinilo, etc. Es flexible y tiene una cierta resistencia mecánica. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS -

Es importante contar con una linterna portátil Un serrucho. El taladro Un tester,

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1

El EPP es considerado la primera línea de defensa contra los peligros en el trabajo.

a. verdadero b. falso 2 Los cascos clase están diseñados para trabajar cerca de electricidad de alto voltaje. a. verdadero b. falso 3 Ningún tipo de guante es adecuado para todo tipo de trabajo. a. verdadero b. falso


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IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. El casco de protección: a) Protege al trabajador frente a los riesgos mecánicos técnicos o eléctricos b) Esta compuesto por casquete y arnés c) Es un equipo de protección individual d) Todas las anteriores 2. El calzado de uso industrial puede ser : a) De seguridad para uso profesional b) De protección para uso profesional c) De trabajo para uso profesional d) Tos son verdaderas

V.

2

La protección facial protege contra: a) Polvo b) Chispas y cuerpos extraños c) Contra líquidos d) Ninguna de las anteriores

3

Para realizar uniones eléctricas se emplea: a) Alicate universal b) Alicate de punta c) Alicate cortante d) Pinza

4

Para efectuar detección de tensión se puede usar: a) Destornillador b) Placable c) Bus capolo d) Soldador

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Para proteger las extremidades superiores contra descargas eléctricas se utiliza a) Guantes aislantes y herramientas manuales aisladas b) Guantes resistentes y herramientas adecuadas c) Guantes aluminizados d) Ninguna de las anteriores


www.prevenciónyserguridad.cl Revistas: Prevención y Seguridad año 2002 Edición N °67


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APRENDIZAJES ESPERADOS - Explican las normativas fundamentales contenidas en el código eléctrico y normas chilenas relacionadas con la electricidad.

CONTENIDOS -Código eléctrico y normas chilenas atinentes al área.

-Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo de origen eléctrico en casos dados.

ORGANISMO QUE REGULA LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS El organismo contralor de las instalaciones eléctricas, es un organismo estatal el cual es la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, sec., que nace el 14 de Diciembre del año 1904 bajo el mandato del Presidente Germán Riesco, con el nombre de Inspección Técnica de Empresas y Servicios Eléctricos. Desde aquel entonces, y con el correr de los años, la SEC ha ido evolucionando en sus funciones hasta convertirse en la principal agencia pública responsable de supervigilar el mercado de la energía. 81 años después de su nacimiento, el 22 de Mayo de 1985, es publicada en el Diario Oficial La Ley Nº 18.410 que crea la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, Institución que se relaciona con el Gobierno por intermedio del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción. La LEY-18410, que fue publicada el 22 de mayo de 1985, da vida en forma oficial a LA SUPERINTENDENCIA DE ELECTRICIDAD Y COMBUSTIBLES. En los primeros artículos se señalan los objetivos y funciones: Artículo 1°.- Créase la Superintendencia de Electricidad y Combustibles como un servicio funcionalmente descentralizado, que se relacionará con el Gobierno por intermedio del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, en adelante el Ministerio. Su domicilio será la ciudad de Santiago, sin perjuicio de las oficinas regionales que pueda establecer el Superintendente en otras ciudades del país. Artículo 2°.- El objeto de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles será fiscalizar y supervigilar el cumplimiento de las disposiciones legales y reglamentarias, y normas técnicas sobre generación, producción, almacenamiento, transporte y distribución de combustibles líquidos, gas y electricidad, para verificar que la calidad de los servicios que se presten a los usuarios sea la señalada en dichas disposiciones y normas técnicas, y que las antes citadas operaciones y el uso de los recursos energéticos no constituyan peligro para las personas o cosas. El SEC a dispuesto varios decretos y normas para la realización de las instalaciones eléctricas, las cuales tienen que ver principalmente para baja tensión, debido a que en este segmento es donde existe mayor probabilidad de accidentes ya que mayor numero de personas operan diferentes equipos y artefactos eléctricos. La norma eléctrica vigente es NCh Elec 4/2003, que dentro de la cual plantea objetivo, alcance, terminología, exigencias técnicas y medidas de protección. OBJETIVO 1. La Norma eléctrica tiene por objeto fijar las condiciones mínimas de seguridad que deben cumplir las instalaciones eléctricas de consumo en Baja Tensión, con el fin de salvaguardar a las personas que las operan o hacen uso de ellas y preservar el medio ambiente en que han sido construidas. 2. La Norma contiene esencialmente exigencias de seguridad. Su cumplimiento, junto a un adecuado mantenimiento, garantiza una instalación básicamente libre de riesgos; sin embargo, no garantiza Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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necesariamente la eficiencia, buen servicio, flexibilidad y facilidad de ampliación de las instalaciones, condiciones éstas inherentes a un estudio acabado de cada proceso o ambiente particular y a un adecuado proyecto. 3. Las disposiciones de la Norma están hechas para ser aplicadas e interpretadas por profesionales especializados. ALCANCE Las disposiciones de la normativa se aplican al proyecto, ejecución y mantenimiento de las instalaciones de consumo cuya tensión sea inferior a 1000V. En cuanto a sus características, tanto técnicas como administrativas, las instalaciones eléctricas de consumo en vías públicas concesionadas se clasifican como instalaciones de consumo y por ello quedan dentro del alcance de aplicación de las disposiciones de la respectiva Norma. Las disposiciones de la normativa eléctrica tendrán las calidades de exigencias y recomendaciones; las exigencias se caracterizarán por el empleo de las expresiones se debe, deberá y su cumplimento será de carácter obligatorio, en tanto en las recomendaciones se emplearán las expresiones se recomienda, se podrá o se puede y su cumplimiento será de carácter opcional. En la Norma se encuentran detalladas una gran cantidad de características dimensionales y de fabricación de materiales de canalización y equipos, como por ejemplo, ductos, conductores o cajas, gabinetes y armarios para montaje de tableros. Estas menciones son sólo referenciales y no deben entenderse como que constituyen en si normas de fabricación de los elementos aludidos; al citarlos sólo se pretende fijar características de referencia para determinar sus condiciones de montaje como conjunto dentro de una instalación. TERMINOLOGÍA Para los efectos de aplicación de la normativa eléctrica, se ha dispuesto los términos que se dan a continuación tienen el significado que se indica, para esta clase solo se han considerado algunos: ACCESORIO Aplicado a materiales: Material complementario utilizado en instalaciones eléctricas, cuyo fin es cumplir funciones de índole mas bien mecánicas que eléctricas. - Aplicado a equipos: Equipo complementario necesario para el funcionamiento del equipo principal. - AISLACIÓN: Conjunto de elementos utilizados en la ejecución de una instalación o construcción de un aparato o equipo y cuya finalidad es evitar el contacto con o entre partes activas. ALUMBRADO DE EMERGENCIA: Término genérico aplicado a sistemas de iluminación destinados a ser usados en caso de falla de la iluminación normal. Su objetivo básico es permitir la evacuación segura de lugares en que transiten, permanezcan o trabajen personas. APARATO: Elemento de la instalación destinado a controlar el paso de la energía eléctrica. APROBADO: Aceptado por una entidad técnica, designada por la Superintendencia de acuerdo a sus facultades, mediante una certificación escrita en donde constan las características de funcionamiento y las normas de acuerdo a las cuales se efectuaron las pruebas de aprobación. ARTEFACTO: Elemento fijo o portátil, parte de una instalación, que consume energía eléctrica. CANALIZACIÓN: Conjunto formado por conductores eléctricos y los accesorios que aseguran su fijación y protección mecánicas. • • •

A la vista: Canalizaciones que son observables a simple vista. Embutida: Canalizaciones colocadas en perforaciones o calados hechos en muros, losas o tabiques de una construcción y que son recubiertas por las terminaciones o enlucidos de éstos. Oculta: Canalizaciones colocadas en lugares que no permiten su visualización directa, pero que son accesibles en toda su extensión. Este término es aplicable también a equipos.


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• •

Preembutida: Canalización que se incorpora a la estructura de una edificación junto con sus envigados. Subterránea: Canalizaciones que van enterradas en el suelo.

CARGA: Es todo artefacto, equipo o instalación cuyo mecanismo u operación requiere del consumo de energía eléctrica para su funcionamiento. CENTRO: Punto de la instalación en donde está conectado un artefacto; en el caso particular de circuitos destinados a iluminación se designará como centro al conjunto de portalámparas con su correspondiente interruptor de comando o un punto en que existan uno, dos o tres enchufes montados en una caja común. CIRCUITO: Conjunto de artefactos alimentados por una línea común de distribución, la cual es protegida por un único dispositivo de protección. CONDUCTOR: Hilo metálico, de cobre dentro del alcance de esta Norma, de sección transversal frecuentemente cilíndrico o rectangular, destinado a conducir corriente eléctrica. De acuerdo a su forma constructiva podrá ser designado como alambre, si se trata de una sección circular sólida única, barra si se trata de una sección rectangular o conductor cableado si la sección resultante está formada por varios alambres iguales de sección menor. • • •

Conductor activo: Conductor destinado al transporte de energía eléctrica. Se aplicará esta calificación a los conductores de fase y neutro de un sistema de corriente alterna o a los conductores positivo, negativo y neutro de sistemas de corriente continua. Conductor aislado: Conductor en el cual su superficie está protegida de los contactos directos mediante una cubierta compuesta de una o más capas concéntricas de material aislante. Conductor desnudo: Conductor en el cual su superficie está expuesta al contacto directo sin protección de ninguna especie.

CONECTOR: Dispositivo destinado a establecer una conexión eléctrica entre dos o más conductores. EQUIPO ELÉCTRICO: Término aplicable a aparatos de maniobra, regulación, seguridad o control y a los artefactos y accesorios que forman parte de una instalación eléctrica. Dependiendo de su forma constructiva y características de resistencia a la acción del medio ambiente se calificarán según los tipos detallados a continuación y de acuerdo al cumplimiento de la norma específica sobre la materia. FALLA: Unión entre dos puntos a potencial diferente o ausencia temporal o permanente de la energía al interior o exterior de una instalación, que provoca una condición anormal de funcionamiento de ella, de alguno de sus circuitos o de parte de éstos. Estas fallas pueden ser de los tipos siguientes: • • • • • • • • •

Cortocircuito: Falla en que su valor de impedancia es muy pequeño, lo cual causa una circulación de corriente particularmente alta con respecto a la capacidad normal del circuito, equipo o parte de la instalación que la soporta. Falla a masa: Es la unión accidental que se produce entre un conductor activo y la cubierta o bastidor metálico de un aparato, artefacto o equipo eléctrico. Falla a tierra: Unión de un conductor activo con tierra o con equipos conectados a tierra. Falla fugaz: Es aquella en que el agente que ocasiona la falla no deja evidencia ni rastro. Falla instantánea: Falla que tiene un tiempo de duración comprendido entre 0,5 y 30 ciclos. 1 ciclo corresponde a 1/50 segundos. Falla permanente: Falla que tiene una duración suficiente como para que los parámetros del circuito o parte del sistema en falla alcancen sus valores estables. Falla transitoria: Falla que tiene tiempo de duración comprendido entre 30 ciclos y 3 segundos. Microcorte: Corte de energía con un tiempo de duración comprendido entre 0,1 segundos y 3 minutos. Sobrecorriente: Corriente que sobrepasa el valor permisible en un circuito eléctrico; puede ser provocada por cualquiera de las condiciones de falla definidas en los párrafos precedentes o por una sobrecarga.

MASA: Parte conductora de un equipo eléctrico, normalmente aislada respecto de los conductores activos, que en ciertos circuitos puede ser utilizada como conductor de retorno y que en condiciones de falla puede quedar energizada y presentar un potencial respecto del suelo.


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PERSONAL CALIFICADO: Personal que está capacitado en el montaje y operación de equipos e instalaciones eléctricas y en los riesgos que en ellos puedan presentarse. PROTECCIONES: Dispositivos destinados a desenergizar un sistema, circuito o artefacto cuando en ellos se alteran las condiciones normales de funcionamiento. •

• • •

Disyuntor: Dispositivo de protección provisto de un comando manual y cuya función es desconectar automáticamente una instalación o la parte fallada de ella, por la acción de un elemento termomagnético u otro de características de accionamiento equivalentes, cuando la corriente que circula por ella excede valores preestablecidos durante un tiempo dado. Fusible: Dispositivo de protección cuya función es desconectar automáticamente una instalación o la parte fallada de ella, por la fusión de un hilo conductor, que es uno de sus componentes, cuando la corriente que circula por ella excede valores preestablecidos durante un tiempo dado. Protector térmico: Dispositivo destinado a limitar la sobrecarga de artefactos eléctricos mediante la acción de un componente que actúa por variaciones de temperatura, generalmente un par bimetálico. Protector diferencial: Dispositivo de protección destinado a desenergizar una instalación, circuito o artefacto cuando existe una falla a masa; opera cuando la suma fasorial de las corrientes a través de los conductores de alimentación es superior a un valor preestablecido.

SOBRECARGA: Aumento de la potencia o corriente absorbida por un artefacto mas allá de su valor nominal.

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Se define como aparato a un elemento de la instalación destinado a: a) Controlar el paso de la energía b) Consumir energía c) Proteger las instalaciones d) Ninguna de las anteriores 2. Los tipos de instalaciones usados en instalaciones eléctricas son: a) A la vista b) Embutida c) Subterránea d) Todas las anteriores 3. Un circuito eléctrico esta conformado por una línea común de distribución y además posee: a) Cables b) Dispositivos de protección c) Tierra d) Ninguna de las anteriores 4. La normativa vigente que rige las instalaciones eléctricas, y es conocido como código eléctrico, fue aprobada en el año: a) 1982 b) 1984 c) 2003 d) 2006


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5. Los conductores eléctricos pueden ser clasificados en: a) Aislados b) Desnudos c) Cordones d) Todas las anteriores

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1 Los fusibles y los interruptores magnetotérmicos son: a) Dispositivos de protección de corriente diferencial-residual b) Dispositivo de protección de tensión c) Dispositivo de protección de máxima corriente. d) Ninguna de las anteriores. 2 Existen interruptores diferenciales de sensibilidad baja de valores 25A y 40A y de Alta sensibilidad con: a) 100 mA b) 300 mA c) 30 mA d) 50 mA 3 La unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico mediante una toma de tierra, con un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo se llama: a) Red equipotencial b) Línea de enlace con tierra. c) Puesta a tierra o conexión a tierra d) Ninguna de las anteriores 4. 5. 6. 7.

V.

¿Qué es un empalme y cuantos son los componentes? Señale tres dispositivos reglamentarios importantes sobre canalización. ¿Cuál es el código de colores que se utiliza para los conductores de una inhalación eléctrica? ¿Qué se intenta por tierra de protección y tierra de servicio?


www.sec.cl Código eléctrico Nch 4/2003


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SEGUNDA UNIDAD: CLASE

PROTECCIONES ELÉCTRICAS

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APRENDIZAJES ESPERADOS -Identifican los riesgos y accidentes más frecuentes en el trabajo con electricidad.

CONTENIDOS -Riesgos y accidentes eléctricos

INTRODUCCIÓN Esta clase persigue dar a conocer los accidentes eléctricos que se pueden originar por el desconocimiento, la imprudencia y la falta de preparación que una persona puede tener, llegando a extremos como puede ser la muerte de un individuo producto de un golpe de corriente. En algunas ocasiones, sin darse cuenta la persona que se confía demasiado puede cometer errores fatales tanto como la persona que no tiene conocimiento ya que el desconocimiento y el exceso de confianza son malos. RIESGOS GENERALES CON LA ELECTRICIDAD Riesgo eléctrico es todo aquel riesgo originado por la energía eléctrica, quedando específicamente incluidos los riesgos de: • • • •

Choque eléctrico por contacto directo o indirecto. Quemaduras por choque o arco eléctrico. Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico. Incendios o explosiones originados por la electricidad.

En la operación o manipulación de equipos eléctricos existe la posibilidad de circulación de una corriente eléctrica a través del cuerpo humano, siendo las consecuencias, generalmente, graves. Algunos factores causantes de estos riesgos son: - Instalaciones eléctricas provisorias temporales. - La reparación de cables dañados con cinta aislante o similar. - Aparatos o máquinas eléctricas que sufren un golpe, o se han visto afectados por la humedad o productos químicos. - Interruptores de encendido dañados o quebrados. - Enchufes machos y hembras (de la instalación eléctrica) en mal estado. - Existencia permanente de humedad. - Fusibles reforzados o alterados.


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ACCIDENTE POR CONTACTO DIRECTO Este se produce cuando la persona entra en contacto con un elemento que esta destinado a transmitir corriente como por ejemplo sistema de alimentadores en los tableros. Una persona se puede electrocutar por un exceso de confianza, ya que hay personas que trabajan con energía eléctrica en remodelaciones etc., con el conocimiento de que pueden generar accidentes. Sabemos que la corriente es silenciosa pero que puede llegar a ser destructiva ya que se manifiesta a través del fuego. En el caso del contacto directo se deben reunir una serie de factores que puede influir en el daño general de la persona que se electrocuta. Estos pueden ser: • La resistencia que la persona ejerce al paso de la corriente. • La humedad que la persona puede tener en las manos. • La humedad que puede existir en el ambiente.

Como prevenir accidente por contacto Directo Para evitar este tipo de accidentes se deben tomar las siguientes precauciones: • • • • •

Trabajar siempre sin energía. Usar guantes de seguridad apropiados para el trabajo, estos deben ser de goma o de cabritilla. Zapatos de seguridad apropiados que no sean con punta de fierro. Ropa adecuada para el trabajo. No usar metales en el cuerpo.


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ACCIDENTES POR CONTACTO INDIRECTO Los accidentes por contacto indirecto son aquellos producidos cuando una persona toca un elemento o material que no debiese estar energizado pero por causas anexas se encuentra en ese momento con energía eléctrica como por ejemplo que la carcasa de la lavadora este energizado. Cuando existen elementos que están energizados debemos tomar las siguientes precauciones para evitar accidentes: • •

Chequear que el sistema se enchufes tenga la debida conexión a tierra, que este es el que elimina las fugas de corriente que se pueden originar en los electrodomésticos. Verificar que los cables en el interior estén bien conectados en el caso que no exista conexión a tierra en el tablero, hasta encontrar la fuga que existe en el sistema.

Cuando se producen accidentes por contacto directo e indirecto quien esté alrededor de la persona debe cortar inmediatamente la energía, si el interruptor esta muy distante se debe apartar a la persona con un elemento que no sea conductor de electricidad para cortar el paso de la corriente.


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Lesión y muerte provocadas por contacto directo e indirecto Muerte por asfixia: La muerte por asfixia es producida cuando la corriente atraviesa el tórax e impide que se contraigan los músculos de los pulmones impidiendo y que se genere una respiración libre de tal forma que se genera un paro respiratorio. Quemaduras internas y externas: Las quemaduras internas se producen cuando al cuerpo le llega una Descarga tal que la corriente comienza a quemar los órganos vitales generando una calcinación total en pocos segundos dependiendo la descarga que reciba el cuerpo. Las quemadura externa son producidas por los arcos eléctricos que se pueden generar en las líneas alimentadoras, el cual se manifiesta en fuego y este ataca directamente lo que está más cerca de la conexión en ese momento La tetanización muscular: Es un movimiento incontrolado de los músculos del cuerpo lo cual impide que la persona tome control de su cuerpo, impidiendo que ésta se separe del elemento de contacto directo o indirecto. Fibrilación Ventricular: Esta se genera cuando se produce un paso de corriente a través del cuerpo, además es la más temida ya que según el lugar donde se produzca el accidente y la ausencia de personas entrenadas para que estas apliquen medidas de reanimación denominadas IN SITU, se genera una alta posibilidad de que los lesionados por choque eléctrico mueran. Esta lesión y esta muerte tiene una variación en su final, ya que para que se produzcan estos resultados se debe tener en cuenta el tiempo de exposición que la persona tenga al momento de la descarga eléctrica, la cantidad de resistencia que ejerzan los tejidos al paso de la corriente, si el tipo de corriente es Corriente Directa o Corriente Alterna y los elementos de protección personal que tengan las personas afectadas en ese momento, ya que lógicamente no va ser lo mismo en el caso que se produzca el arco eléctrico una persona que este a rostro descubierto o sin guantes, a una persona que este con máscara protectora y guantes adecuados para el trabajo. Además debemos de tener en cuenta que la corriente Alterna es 3 o 4 veces más dañina que la corriente Directa. En orden decreciente, la resistencia de los tejidos se distribuye de acuerdo al siguiente orden: • • • • • • •

Hueso Grasa Tendones Piel seca Piel mojada Músculos Tejido nervioso

ARCO ELÉCTRICO Es una descarga de energía explosiva provocada por el paso de corriente eléctrica entre dos electrodos a través de gases y vapores ionizados o una fuente de energía a la tierra. Cuando se trabaja cerca o sobre los conductores eléctricos o piezas de circuitos electrificados, puede producirse un arco eléctrico debido a movimientos o contactos accidentales o a un problema de los equipos, lo que provoca una falla de fase a tierra o de fase a fase. Los resultados son terribles. La energía eléctrica enviada al arco se convierte en una bola de fuego que envuelve al trabajador.


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Dependiendo de la ubicación del trabajador con respecto al arco eléctrico y la severidad del mismo, se provocarán quemaduras en la piel expuesta y la ropa no resistente al fuego del trabajador arderá. INCENDIOS Y EXPLOSIONES Los incendios y explosiones, aunque representan un porcentaje bajo del conjunto de accidentes con lesiones generan pérdidas económicas cuantiosas. El incendio es una reacción química de combustión que necesita tres componentes para su inicio, desarrollándose, luego, una propagación en cadena: • Combustible como: madera, gasolina, propano, magnesio, etc. • Comburente normalmente el oxígeno del aire • Fuente de ignición que pueden ser: cigarrillos, instalación eléctrica, chispas, soplete, electricidad estática, reacciones exotérmicas, etc.

Causas de los incendios por electricidad 1 Cortocircuitos debido a cables gastados, enchufes rotos, etc. 2 Líneas recargadas, que se recalientan por excesivos aparatos eléctricos conectados y/o por gran cantidad de derivaciones en las líneas, sin tomar en cuenta la capacidad eléctrica instalada. 3 Mal mantenimiento de los equipos eléctricos. Causas de los incendios por explosión Muchas operaciones industriales generan electricidad estática. Cuando no existen conexiones a tierra, y la humedad relativa del aire es baja, ésta se descarga en forma de chispas, que al contacto con vapores ó gases inflamables, u otros materiales combustibles, generan un incendio, o una explosión.


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DESARROLLO DE TRABAJOS Como norma general, todo trabajo en una instalación eléctrica o en una zona próxima a la misma que lleve consigo un riesgo eléctrico deberá efectuarse sin tensión. Se exceptúan los casos siguientes, que se llevarán a cabo en todo caso con los medios de protección personal que resulten necesarios: • • • • •

Operaciones elementales de conexión y desconexión en instalaciones de baja tensión con material eléctrico concebido para su uso por el público en general. Trabajos en instalaciones eléctricas con tensiones de seguridad sin riesgo de confusión y siempre que las intensidades de un eventual cortocircuito no supongan riesgo de quemadura. Maniobras, mediciones, ensayos y verificaciones cuya naturaleza lo exija (apertura y cierre de seccionadores, medición de intensidades, ensayos de aislamiento, etc.). Los trabajos en instalaciones eléctricas o en su proximidad, cuando las condiciones de explotación o de continuidad del servicio así lo requieran. La reposición de la tensión sólo comenzará una vez finalizado el trabajo, después de haberse retirado los trabajadores no indispensables para la ejecución de la tarea, y tras haber recogido las herramientas y equipos utilizados.

MEDIDAS PREVENTIVAS Toda instalación eléctrica, es decir conductores o cables eléctricos deben considerarse conectado y en tensión. Antes de trabajar sobre los mismos deberá comprobarse la ausencia de corriente con el equipo adecuado. Nunca deberán manipularse elementos eléctricos con las manos mojadas, en ambientes húmedos o mojados. Deberá evitarse en la medida de lo posible la utilización de enchufes múltiples para evitar la sobrecarga de la instalación eléctrica. Nunca se improvisarán empalmes ni conexiones. No se hará uso de cables-alargadera sin conductor de protección para la alimentación de receptores con toma de tierra. En todo caso, deberá evitarse el paso de personas o equipos por encima de los cables para evitar tropiezos, sin olvidar el riesgo que supone el deterioro del aislante. Con carácter previo a la desconexión de un equipo o máquina será necesario apagarlo haciendo uso del interruptor. En ningún caso se llevarán a cabo trabajos eléctricos sin estar capacitado y autorizado para ello. La instalación, modificación y reparación de las instalaciones y equipos eléctricos, así como el acceso a los mismos, es competencia exclusiva del personal de mantenimiento, que los llevará a cabo en todo caso haciendo uso de los elementos de protección precisos. III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. ¿Qué se entiende por riesgo eléctrico? a) Es el que se produce por manipulación en el trabajo b) Es el que se produce por contacto con elementos en tensión, quemaduras por choque eléctrico, caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico o incendios o explosiones originadas por la electricidad c) Aquel que por consecuencias de maquinas eléctricas d) Aquel que puede ocasionar la muerte


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2. Se llama contacto directo a: a) La unión con tierra b) La unión con partes activas de la instalación c) La unión con partes de equipos con tensión d) Ninguna opción es correcta 3. Las lesiones provocadas por contacto eléctrico pueden ser: a) Fracturas b) Muerte por asfixia c) Cortes en la piel d) Todas las anteriores son válidas 4. ¿Qué daños puede provocar el arco eléctrico? Dependiendo de la ubicación del trabajador con respecto al arco eléctrico y la severidad del mismo, se provocarán quemaduras en la piel expuesta y la ropa no resistente al fuego del trabajador arderá. 5. Señale una medida preventiva en el trabajo eléctrico Toda instalación eléctrica, es decir conductores o cables eléctricos deben considerarse conectado y en tensión.

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. Defina “riesgo eléctrico”. 2. Señale los efectos sobre el organismo de la corriente eléctrica. 3. ¿Qué es una fibrilación muscular? 4. Señale los tipos de quemaduras debido a accidentes eléctricos 5. Explique qué son los contactos indirectos. 6. Una persona sufre una descarga eléctrica al abrir la puerta de un frigorífico no puesto atierra. Se trata de: a) Contacto por falta b) Contacto indirecto c) Contacto circunstancial d) Contacto directo

V.


http://focuslab.lfp.uba.ar/Safety Electrotecnia de potencia W. Muller y otros Practicas de electricidad Paul B. Zbar


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SEGUNDA UNIDAD: CLASE 7


APRENDIZAJES ESPERADOS - Describen la función de los protectores eléctricos - Explican el concepto de arco voltaico y su relación con el riesgo.

CONTENIDOS -Función de protectores eléctricos: Voltaje Intensidad Resistencia -Arco voltaico

PROTECTORES ELÉCTRICOS Toda instalación eléctrica debe estar dotada de una serie de protecciones que la hagan segura, tanto desde el punto de vista de los conductores y los aparatos aéreos conectados, como de las personas que han de trabajar con ellas. Existen muchos tipos de protecciones que pueden hacer una instalación eléctrica completamente segura ante cualquier contingencia, pero hay tres que deben usarse en todo tipo de instalación: de alumbrado, domésticas, de fuerza, redes de distribución, circuitos auxiliares, etc., ya sean de alta o baja tensión. Dentro de la gran gama de protecciones se tienen de: • • • • •

Protección contra cortocircuitos Protección contra sobrecargas Protección contra electrocución Proyección contra fallas a tierra Proyección contra sobretensión

Protección contra las sobretensiones en instalaciones de baja tensión Las instalaciones y equipos eléctricos, que integran cada vez más componentes electrónicos muy sensibles, están expuestos a los efectos causados por las sobretensiones, cualquiera que sea el origen de las mismas Sobretensiones transitorias Las sobretensiones transitorias, que se transmiten a través de las redes de distribución, son de muy corta duración pero de valor eficaz muy elevado (del orden de miles de voltios) provocando en muchos casos el deterioro y destrucción de los receptores (informática, TV, centralita telefónica, electrodomésticos,...), así como un mal funcionamiento y reducción de la vida útil de los equipos y receptores eléctricos. Se originan principalmente como consecuencias de: Sobretensiones transitorias de origen atmosférico: las tormentas y las descargas de rayos sobre cualquier cable provocan sobretensiones transitorias en los conductores que se caracterizan por su corta duración, crecimiento rápido y valores de cresta muy elevados. Esta descarga se propaga en un radio de varios kilómetros y su dispersión en la tierra eleva su potencial, induciendo fuertes sobretensiones en los cables y aumentando la tensión en las tomas de tierra. Sobretensiones permanentes Son sobretensiones por encima del 10% del valor nominal de la red de distribución (230 Vca) que se mantienen durante varios ciclos o de forma permanente. La aparición de sobretensiones permanentes en el tiempo entre faseneutro, superiores a las nominales, se originan principalmente como consecuencia de: Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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• Cortes del neutro en la red de distribución. • Defectos de conexión del conductor neutro. • Defectos en los centros de transformación. PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES Las sobretensiones en la red provocan el deterioro y la destrucción de los receptores, tales como electrodomésticos, ordenadores, TV, centralita telefónica, HI-FI, etc. Dentro de las sobretensiones encontramos las permanentes y las transitorias. Las sobretensiones permanentes son sobretensiones por encima del 10% del valor nominal, que se mantienen en el tiempo durante varios ciclos o de forma permanente. Están originadas principalmente por cortes del neutro o defectos de conexión. Las sobretensiones transitorias son sobretensiones de muy corta duración (ms), pero de valor eficaz muy elevado (del orden de miles de voltios), que se transmiten a través de las redes de distribución. Se originan principalmente por maniobras en la red o descargas atmosféricas. Para proteger de las sobretensiones permanentes algunos fabricantes dispone de una bobina de protección MSU que controla la tensión de la instalación. Se instala asociada con el interruptor automático y en caso de sobretensión permanente, la bobina provoca el disparo del interruptor asociado. En cuanto a las sobretensiones transitorias, los fabricantes ofrecen limitadores monobloque PF, con cartuchos enchufables que protegen los receptores contra estos efectos. El limitador debe instalarse en paralelo a la instalación, siempre aguas arriba del interruptor diferencial de cabecera y debe ir protegido con su correspondiente automático de desconexión.

PROTECCIONES CONTRA LA INTENSIDAD DE CORRIENTE La intensidad de corriente es la que provoca los accidentes mas severos dentro de las instalaciones, afectando a conductores, equipos. Además según la estadística de bomberos son responsables del 80% de los incendios. Los protectores que se utilizan son: a) Fusibles (protecciones térmicas) Estos dispositivos interrumpen un circuito eléctrico debido a que una sobrecorriente quema un filamento conductor ubicado en el interior, por lo que deben ser reemplazados después de cada actuación para poder reestablecer el circuito. Los fusibles se emplean como protección contra cortocircuitos y sobrecargas. b) Interruptor Termomagnético o Disyuntor Estos interruptores cuentan con un sistema magnético de respuesta rápida ante sobrecorrientes abruptas (cortocircuitos), y una protección térmica basada en un bimetal que desconecta ante sobrecorrientes de ocurrencia más lenta (sobrecargas). Estos disyuntores se emplean para proteger cada circuito de la instalación, siendo su principal función resguardar a los conductores eléctricos ante sobrecorrientes que pueden producir peligrosas elevaciones de temperatura. PROTECTORES DE RESISTENCIA La protección de resistencia esta directamente referida a la resistencia que oponen ciertos elementos al paso de la corriente, los cuales se hallan asociados a los conductores. Para lo cual señalaremos: Cada uno de los conductores eléctricos de una instalación esta cubierta cuidadosamente con alguna forma de aislamiento eléctrico. El alambre en si, generalmente de cobre o aluminio, es un buen conductor de la corriente Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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eléctrica que da potencia a sus equipos. El aislamiento debe ser justamente lo opuesto de un conductor. Debe resistir la corriente y mantenerla en su trayectoria a lo largo del conductor. Sin embargo, ningún aislamiento es perfecto (su resistencia no es infinita), de modo que cierta cantidad de electricidad fluye a lo largo del aislamiento o a través de el a tierra. Tal corriente puede ser solo de un millonésimo de Amper (un microamper) pero es la base del equipo de prueba del aislamiento. Esta pequeña cantidad de corriente, por supuesto no dañaría un buen aislamiento pero seria un problema si el aislamiento se ha deteriorado. Por qué el aislamiento se deteriora: Cuando el sistema eléctrico o conductor de su planta son nuevos, el aislamiento eléctrico debe estar en la mejor forma. Además, los fabricantes del conductor han mejorado continuamente su aislamiento para los servicios de la industria. A pesar de todo, aun hoy en día, es aislamiento está sujeto a muchos efectos que pueden ocasionar que falle: daños mecánicos, vibraciones, calor o frío excesivo, suciedad, aceite, vapores corrosivos, humedad de los procesos, o simplemente la humedad de un día nublado. En distintos grados, estos enemigos del aislamiento están trabajando conforme pasa el tiempo combinados con el esfuerzo eléctrico que existe. Conforme se desarrollan picaduras o grietas, la humedad y las materias extrañas penetran en la superficie del aislamiento y proporcionan una trayectoria de baja resistencia para la fuga de corriente. Una vez que comienzan, los distintos enemigos tienden a ayudarse entre sí y permiten una corriente excesiva a través del aislamiento. Cómo se mide resistencia de aislamiento: Un buen aislamiento tiene alta resistencia; un aislamiento pobre tiene baja resistencia relativamente. Los valores reales de resistencia pueden ser más altos o más bajos, dependiendo de factores como la temperatura o el contenido de humedad (la resistencia disminuye con la temperatura o la humedad). El probador de aislamiento MEGGER es un instrumento que da una lectura directa de la resistencia de aislamiento en Ohm o megaohms.


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EL ARCO ELÉCTRICO Para explicar el arco eléctrico, llamado también Arco Voltaico, el cual desarrolla una elevada energía en forma de luz y calor, alcanzando una temperatura de 4000º Celsius aproximadamente; se forma por contacto eléctrico y posterior separación a una determinada distancia fija entre los polos positivo y negativo. Señalaremos que cuando entre dos cargas eléctricas existe mucha diferencia de potencial, o cuando entre ambas podemos medir miles de voltios, se presenta el paso de electrones de una carga a la otra, incluso a pesar de la mucha resistencia del espacio atmosférico que las separa. De esta forma que los electrones buscan camino sin conductores generando un arco luminoso debido a la ionización de los gases atmosféricos. El nombre de arco voltaico es debido a que la fuerza fundamental que los genera es la diferencia de potencial eléctrico que existente entre dos puntos, mientras que la intensidad puede ser mayor o menor dependiendo de la cantidad, calidad y tamaño del arco. Es difícil que los arcos voltaicos se generen con corriente continua (galvánica) pero sí aparecen con cierta facilidad en la corriente alterna, influyendo decisivamente la frecuencia de dicha corriente alterna. El arco voltaico es peligroso debido a la exposición excesiva de calor y serios daños por quemaduras causadas por el arqueo de una falla en los sistemas eléctricos. El arco eléctrico produce intenso calor, explosiones sonoras y ondas de presión. Se tienen temperaturas extremadamente altas, intenso calor radiante, puede quemar la ropa y causar severas quemaduras que pueden ser fatales.

Causas del Arco Eléctrico El arco puede ser iniciado por las siguientes causas: • Impurezas y Polvo. Las impurezas y polvo en la superficie del aislamiento pueden proporcionar un camino para la corriente. • Corrosión. La corrosión de los equipos puede proporcionar impurezas en la superficie del aislamiento. • Contactos Accidentales. El contacto accidental con la exposición de las partes vivas puede iniciar el arco de una falla. • Caída de Herramienta. La caída accidental de la herramienta puede causar un cortocircuito momentáneo, produciendo chispas e iniciando el arco. • Sobre-Voltajes a través de espacios estrechos. Cuando el espacio de aire entre conductores de diferentes fases es muy estrecho (debido a la mala calidad o al daño de los conductores), el arco puede ocurrir durante los sobrevoltajes temporales. • Falla de los materiales aislantes. El arco eléctrico también es causado por lo siguiente: - Utilización o diseño inapropiado del equipo. Procedimientos de trabajo inapropiados.


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Riesgos del Arco eléctrico Algunos de los riesgos del arco eléctrico en una falla son las siguientes: 1. Quemaduras fatales pueden ocurrir cuando la victima se encuentra a varios metros del arco. Serias quemaduras son comunes a una distancia de 3 metros. 2. La extensión del arco produce la caída de pequeños objetos metálicos que con la explosión puede penetrar el cuerpo. 3. La onda de presión de la explosión puede lanzar a los trabajadores a través del cuarto, produciéndoles la inconciencia. 4. La ropa es quemada a varios metros. El área de la ropa, puede ser quemada más severamente que la piel expuesta. 5. Pérdida auditiva por explosión sonora. El arco eléctrico también es aprovechado como fuente de de energía canalizada donde se pueden evidenciar ventajas, desventajas y precauciones: • • •

Ventajas. Se aprovecha como fuente de calor en el proceso de soldadura por arco, con el fin de fundir los metales en los puntos que han de unirse, de manera que se fundan a la vez y formen luego una masa sólida única. Desventaja. Provoca irradiaciones de rayos Luminosos, Infrarrojos y Ultravioleta, los cuáles producen un trastorno orgánico. Precauciones. Debe evitar exponerse sin equipo de seguridad a los rayos, por la influencia de estos sobre el organismo, ya que estos causan las siguientes afecciones: a) luminosos : producen encandilamiento b) infrarrojos : producen quemaduras en la piel c) ultravioleta : producen quemaduras en la piel y en los ojos producen un daño no permanente llamado queratoconjuntivitis

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Los protectores eléctricos pueden ser: a) Protección contra rayos b) Protección contra campo magnético c) Protección contra efecto joule d) Protección contra cortocircuitos 2. Las sobre tensiones transitorias se transmite a través de las redes de distribución y son a) De corta duración b) De larga duración c) De valor eficaz pequeño d) Ninguna de las anteriores 3. ¿Qué es un arco eléctrico? R//Un arco eléctrico es una corriente que circula entre dos conductores a través de un espacio compuesto por partículas ionizadas y vapor de conductores eléctricos y que previamente fue aire.


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4. Señale cómo se mide la resistencia de aislamiento. Resp: Se utiliza un instrumento que da una lectura directa de la resistencia de aislamiento en Ohm o megaohms, este se llama Megger.

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. Los protectores eléctricos pueden ser: a) Protección contra rayos b) Protección contra campo magnético c) Protección contra efecto joule d) Protección contra corto circuitos 2. Las sobre tensiones transitorias se transmite a través de las redes de distribución y son a) De corta duración b) De larga duración c) De valor eficaz pequeño d) Ninguna de las anteriores 5. Las sobre tensiones permanente se originan principalmente por: a) Corte del neutro en la red b) Defecto de conexión del neutro c) Defectos en los centros de transformación d) Todas las anteriores 6. Los protectores contra la intensidad de corriente que se utilizan son: a) Disyuntores b) Interruptores mecánicos c) Seccionadores d) Contactores 7. Para medir la resistencia de aislamiento se utiliza el instrumento llamado: a) Fascimetro b) Luxómetro c) Wattmetro d) Megger 8. El arco eléctrico es el que se produce por la ionización en: a) El aire b) Gases atmosféricos c) Polución d) Todas las anteriores 9. El arco voltaico es peligroso debido a: a) Explosión excesiva de calor b) Arco luminoso


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c) Ausencia de calor d) Atracción de materiales

V.


www.aesmexico.com/sistemas.html www.funken20Arco%20Electrico.pdf.com.mx/.../Analisis%20del% Fundamentos de electrotecnia M. Kuznetsov Electrotecnia de potencia W. Muller y otros



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APRENDIZAJES ESPERADOS -Identifican las condiciones en que se produce recargo de líneas eléctricas y los riesgos asociados -Explica funcionamiento de magnetos térmicos y diferenciales.

CONTENIDOS -Recarga de líneas -Función de los magnetos térmicos y diferenciales.

RECARGA DE LÍNEAS ELÉCTRICAS Los accidentes de origen eléctrico aunque siguen siendo la causa de algunos fallecimientos mientras que los riesgos eléctricos siguen siendo una de las principales causas de incendio. Respecto a este punto, habría que tener en cuenta también las causas reales y las supuestas y, sobre todo, su origen exacto. El cortocircuito, contrariamente a lo que suele decirse, es rara vez la causa del siniestro. Las sobrecargas prolongadas producto de líneas subdimensionadas, los calentamientos locales (conexiones), las chispas (descargas electrostáticas en ambiente explosivo, silos, minas) y, por supuesto, el rayo, son las principales causas de siniestros. Por ello la importancia de estudiar las líneas eléctricas. En primer lugar es importante clarificar que son las líneas eléctricas y algunos aspectos técnicos para lo cual se establecerá que las líneas eléctricas pueden ser clasificadas en líneas de alta tensión o de baja tensión. En las líneas recorridas por corrientes alternas, los conductores ofrecen una resistencia R al paso de la corriente produciéndose una caída de tensión Vp, de la misma manera que ocurre en c.c. Pero aparte de esto se producen otros fenómenos complejos, debidos a los efectos de la autoinducción, inducción mutua y capacidad de los conductores.


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CONSIDERACIONES PARA LÍNEAS AÉREAS Se llama línea aérea la instalación cuya finalidad es la transmisión aérea de energía eléctrica, esto se realiza con elementos de conducción y elementos de soporte. Los soportes están formados por: • • •

Postes Fundaciones puesta a tierra

La conducción con: • • •

Conductores Aisladores Accesorios (morsetería).

Todos los elementos constructivos de una línea aérea deben ser elegidos, conformados, y construidos de manera que tengan un comportamiento seguro en condiciones de servicio, bajo las condiciones climáticas que normalmente es dado esperar, bajo tensiones de régimen, bajo corriente de régimen, y bajo las solicitaciones de cortocircuito esperables. METALES CONDUCTORES En la construcción de líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica, se utilizan casi exclusivamente conductores metálicos desnudos, que se obtienen mediante cableado de hilos metálicos (alambres) alrededor de un hilo central. Los metales utilizados en la construcción de líneas aéreas deben poseer tres características principales: 1) presentar una baja resistencia eléctrica, y bajas pérdidas por Joule en consecuencia. 2) presentar elevada resistencia mecánica, de manera de ofrecer una elevada resistencia a los esfuerzos permanentes o accidentales. 3) costo limitado. Los metales que satisfacen estas condiciones son relativamente escasos, a saber: cobre, aluminio, aleación de aluminio, combinación de metales (aluminio acero)


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En transmisión de energía eléctrica los materiales utilizados son cobre, aluminio y aleación de aluminio, pudiendo afirmarse que prácticamente no se utilizan otros materiales. Pese a la menor resistencia eléctrica y superiores aptitudes mecánicas el cobre ha dejado de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas, esto es especialmente notado en alta y muy alta tensión. EL ALUMINIO El aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas aéreas habiendo sido superadas por la técnica las desventajas que se le notaban respecto del cobre, además ayudado por un precio sensiblemente menor, y por las ventajas del menor peso para igual capacidad de transporte. Independientemente de las características eléctricas y mecánicas que conducen a la elección de un tipo de conductor u otro, cuyas ventajas o desventajas comentaremos mas adelante, no se deben perder nunca de vista los principios básicos de uso de este tipo de material, a saber: 1) los conductores de aluminio se utilizan siempre en forma de hilos cableados, debido a que poseen mejor resistencia a las vibraciones que los conductores de un único alambre. 2) la dureza superficial de los conductores de aluminio es sensiblemente menor que para los de cobre, se los debe manipular con cuidado, además los hilos que componen el conductor deben ser de 2 mm de diámetro o más, para que especialmente en las operaciones de tendido no se arriesguen daños graves. 3) expuestos a la intemperie se recubren rápidamente de una capa protectora de óxido insoluble y que protege al conductor contra la acción de los agentes exteriores. Pese a esto deberá prestarse atención cuando hay ciertos materiales en suspensión en la atmósfera, zonas de caleras, cementeras, etc. exigen seleccionar una aleación adecuada. 4) ciertos suelos naturales atacan al aluminio en distintas formas, por lo que no es aconsejable utilizarlo para la puesta a tierra de las torres, al menos cuando se ignoran las reacciones que el suelo puede producir. 5) el aire marino tiene una acción de ataque muy lenta sobre el aluminio, de todos modos numerosas líneas construidas en la vecindad del mar han demostrado óptimo comportamiento, en estos casos se deben extremar las precauciones en lo que respecta al acierto en la elección de la aleación y su buen estado superficial, en general el ataque será mas lento cuanto menos defectos superficiales haya. Los defectos superficiales son punto de partida de ataques locales que pueden producir daños importantes, si no se presentan entalladuras o rebabas (que pueden ser causadas por roces durante el montaje) los hilos serán menos sensibles al ataque exterior. 6) el aluminio es electronegativo en relación a la mayoría de los metales que se utilizan en las construcciones de líneas, y por esto se debe tener especial cuidado en las uniones. 7) la temperatura de fusión del aluminio es 660 grados C (mientras el cobre funde a 1083 grados C) por lo tanto los conductores de aluminio son mas sensibles a los arcos eléctricos.

TIPOS DE CONDUCTORES Haremos ahora algunos comentarios ligados al material del conductor.


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1) Conductores HOMOGÉNEOS de ALUMINIO El aluminio es, después del cobre, el metal industrial de mayor conductividad eléctrica. Esta se reduce muy rápidamente con la presencia de impurezas en el metal. Lo mismo ocurre para el cobre, por lo tanto para la fabricación de conductores se utilizan metales con un título no inferior al 99.7 %, condición esta que también asegura resistencia y protección de la corrosión. 2) Conductores HOMOGÉNEOS de ALEACIÓN de ALUMINIO Se han puesto a punto aleaciones especiales para conductores eléctricos. Contienen pequeñas cantidades de silicio y magnesio (0.5 0.6 % aproximadamente) y gracias a una combinación de tratamientos térmicos y mecánicos adquieren una carga de ruptura que duplica la del aluminio (haciéndolos comparables al aluminio con alma de acero), perdiendo solamente un 15 % de conductividad (respecto del metal puro). 3) Conductores MIXTOS de ALUMINIO ACERO Estos cables se componen de un alma de acero galvanizado recubierto de una o varias capas de alambres de aluminio puro. El alma de acero asigna solamente resistencia mecánica del cable, y no es tenida en cuenta en el cálculo eléctrico del conductor. También se realizan conductores mixtos de aleación de aluminio acero, lógicamente tienen características mecánicas superiores, y se utilizan para vanos muy grandes o para zonas de montaña con importantes sobrecargas de hielo. SELECCIÓN DEL TIPO DE CONDUCTOR Las características expuestas anteriormente permiten extraer conclusiones que ayudan a seleccionar el tipo de conductor. Los conductores homogéneos de aluminio por sus bajas características mecánicas tienen el campo de aplicación fuertemente limitado, ya que vanos relativamente grandes llevarían a flechas importantes que obligarán a aumentar la altura de los soportes, como también fijar distancias notables entre las fases originando cabezales de grandes dimensiones, este tipo de conductor se utiliza entonces para los vanos de las estaciones eléctricas o en las líneas con vanos relativamente cortos. Los conductores de aleación de aluminio, o de aluminio acero, con características mecánicas elevadas, permiten cuando las trazas son rectilíneas hacer trabajar a los conductores con los máximos esfuerzos que le son permitidos. A su vez los conductores de aleación de aluminio presentan algunas ventajas respecto de los de aluminio acero, como: * Mayor dureza superficial, lo que explica la mas baja probabilidad de daños superficiales durante las operaciones de tendido, particularidad muy apreciada en las líneas de muy alta tensión, ya que como consecuencia se tendrán menos perdidas corona, y menor perturbación radioeléctrica. * Menor peso, el ser mas liviano, para flecha y vanos iguales da como consecuencia a igual altura de torres menor peso en las torres terminales y angulares, por la menor solicitación mecánica, esto influye en la economía especialmente cuando la traza es quebrada. Para el caso de tramos rectilíneos, a igual tensión mecánica de tendido, se tiene menor flecha para igual vano, y en consecuencia menor altura de las torres de suspensión.


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Una desventaja que debe señalarse para la aleación de aluminio es que por ser sus características mecánicas consecuencia de tratamientos térmicos, el cable es sensible a las altas temperaturas (no debe superarse el límite de 120 grados C) por lo que debe prestarse especial atención al verificar la sección para las sobrecorrientes y tener particularmente en cuenta la influencia del cortocircuito CONDUCTORES SIMPLES Y MÚLTIPLES La sección de los conductores debe ser suficiente para transportar la potencia con cierta densidad de corriente, de manera que el calor Joule sea disipado alcanzándose en el conductor temperaturas moderadas. En alguna medida este criterio fija una sección mínima del conductor, y un diámetro correspondiente. Surge inmediata la conveniencia de aumentar la superficie de disipación utilizando conductores huecos, y esto se intentó, pero las líneas aéreas naturalmente se deben hacer con conductores llenos. MATERIALES PARA ESTRUCTURAS Los materiales empleados usualmente para realizar la estructura son: madera, hormigón, acero y en zonas de difícil acceso en algunos casos se emplea el aluminio. MADERA, lamentablemente poco empleada en nuestro país, debe cumplir las siguientes condiciones para ser utilizada: resistencia mecánica a flexión, resistencia a la intemperie, resistencia al ataque de hongos y microorganismos A la madera convenientemente tratada se le puede asignar una vida útil de 20 años, o más. HORMIGÓN ARMADO, de amplio uso en nuestro país, se lo fabrica con técnicas de vibrado, centrifugado, pretensado. En el montaje se debe cuidar no cargarlo en forma anormal, se requieren grúas para el manipuleo. En la fabricación es muy importante el control de calidad tanto de los materiales, como del proceso, bien fabricado garantiza larga vida útil sin ningún mantenimiento. ACERO, al carbono en forma de perfiles normalizados permiten la fabricación seriada de piezas relativamente pequeñas, fácilmente transportables a cualquier punto para su montaje en el sitio en que se levanta la torre. La forma constructiva permite un elevado grado de normalización en el proyecto, lográndose con muy pocos diseños satisfacer prácticamente todos los requerimientos de la traza de la línea (en particular se resuelve en modo excelente el problema que se presenta cuando hay estructuras de diferentes alturas). La protección contra la oxidación se hace normalmente por cincado en caliente, que garantiza 20 o mas años libres de mantenimiento. CALCULO DE CONDUCTORES De todo lo expuesto anteriormente se llega a determinar la necesidad de poder dimensionar correctamente los conductores que se usaran en las instalaciones, donde intervendrán el tipo de material empleado, el voltaje de perdida, el largo del conductor, además se debe considerar si los circuitos son monofásico o trifásico y por ultimo la corriente que recorrerá los conductores.


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Sección del conductor en circuito monofásico

S= Sección del conductor en mm2 2 = Constante en líneas monofásicas L = largo del conductor en metros ρ = Resistencia especifica del conductor In = Intensidad nominal en amperes Vp = Voltaje de perdida (3% del voltaje nominal) Sección del conductor en circuito trifásico

S= Sección del conductor en mm2 L = largo del conductor en metros ρ = Resistencia especifica del conductor In = Intensidad nominal en amperes Vp = Voltaje de perdida (3% del voltaje nominal)

DISYUNTOR Es un interruptor automático magneto-térmico, que puede abrir un circuito eléctrico ante la subida de intensidad de corriente que circula por él, o por un cortocircuito. Están destinados a la protección de los equipos eléctricos y de las personas. Los disyuntores están fabricados de materiales de alta calidad que generalmente son aleaciones de plata y cobre con tratamientos térmicos, sistemas de resortes para hacer una conexión o desconexión instantánea así como muelles que presionan los contactos para hacer una conexión optima sin falsos contactos, chispas o calentamiento. Y cámaras de extinción de arcos eléctricos.


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El sistema de desconexión automática en un disyuntor esta constituido por un mecanismo semejante al de una ratonera de resortes clásica, la cual al estar armada, en este caso seria con el interruptor cerrado, tiene un gatillo muy sensible que al ser activado se “bota” o desconecta inmediatamente, este gatillo es accionado por unas bobinas y calefactores eléctricos (bimetálicos) que están conectados en serie con los contactos, lo que significa que al circular una corriente superior a la calibrada, se generan campos magnéticos o dilatación en los bimetálicos por calor, y esto activa el gatillo que desconecta inmediatamente el disyuntor. Este dispositivo se rearma luego de localizado y reparado el daño causante, a diferencia de los fusibles, que deben ser reemplazados luego de un único uso. Se presentan en distintos tamaños y características.

Características de los disyuntores: Hay muchas razones para que los aparatos eléctricos posean tensión a masa, debido a cortocircuitos, envejecimiento del cableado, mala aislación. El disyuntor está calibrado para trabajar dentro de ciertos parámetros de corriente nominal. También cuenta con un voltaje máximo de trabajo. Hay una intensidad máxima que el disyuntor puede interrumpir. Hay disyuntores para corriente continua, pero los más usados son los de corriente alterna.

TIPOS DE DISYUNTORES Los disyuntores más comunes son: • • • •

Disyuntor magneto-térmico o disyuntor magnético Disyuntor térmico Disyuntor por corriente diferencial Guardamotor

Los disyuntores están constituidos por una parte magnética y otra térmica. Parte térmica: compuesta por un bimetal, por el que circula corriente que alimenta la carga. Cuando la carga es superior a la intensidad admitida, el aparato se calienta y dilata el bimetal, el cual se arquea cortando el circuito. Parte magnética: formada por una bobina con núcleo y parte móvil. Dicha parte móvil es arrastrada por el campo magnético que genera la bobina al superar la intensidad nominal del aparato, con lo que se corta el circuito.


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FIG.2.8

FIG.2.9 Los disyuntores se conectan en serie, en la fase, entre el punto de alimentación y los posibles puntos de falla, con el objeto de delimitar la falla en un área reducida. La protección que esté más próxima al punto de falla debe operar primero y si ésta, por cualquier motivo, no actúa dentro de su tiempo normal, la que sigue debe hacerlo. El ideal es que la falla sea despejada en el disyuntor más cercano. Si se consigue este objetivo, los cortes de energía son sectorizados y la detección de la falla se hace más fácil.


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Al proyectar una instalación, entonces, deberán coordinarse las protecciones para conseguir selectividad en la operación. Por ejemplo, un disyuntor colocado en el empalme debe ser comparativamente más lento que uno ubicado en el tablero de distribución. Para lograr este efecto, se pueden estudiar las curvas tiempo-corriente de los disyuntores tipo B, C, D - K, Z y MA.

Por lo tanto, un disyuntor debe ser seleccionado por la capacidad de corriente que es capaz de soportar en condiciones normales y por la rapidez con que se desconectará ante una eventual falla.

INTERRUPTOR DIFERENCIAL. Un interruptor diferencial, también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. La parte principal del dispositivo diferencial consta de un transformador de corriente de núcleo toroidal; esta forma de núcleo permite un mejor rendimiento del protector. Un devanado en el núcleo capta la corriente de diferencia y, por medio del electroimán, activa la apertura del circuito.

El protector diferencial protege fundamentalmente a las personas ante descargas eléctricas por problemas de aislación en conductores activos, descuidos al trabajar en circuitos energizados, fallas en aislaciones de máquinas y contactos accidentales.


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La instalación de diferenciales se hace principalmente en circuitos de enchufe, desde donde se conectan pequeñas máquinas-herramientas y electrodomésticos. Si estos artefactos no se encuentran en óptimas condiciones de funcionamiento, el diferencial puede actuar sin que aparentemente exista falla. Estas protecciones se caracterizan por su sensibilidad en la corriente de operación, es decir el nivel de corriente de fuga a partir del cual comienzan a operar, comúnmente este valor es de 30 miliamperes (0,03 A), pero además existen de 10 miliamperes y otros para usos exclusivos de maquinas que son de 300 miliamperes. Es muy importante recalcar que estas protecciones deben ser complementadas con un sistemas de puesta a tierra, pues de no ser así, el interruptor diferencial solo percibirá la fuga de corriente en el momento en que el usuario toque la carcaza energizada de algún artefacto, con lo que no se asegura que la persona no reciba una descarga eléctrica. Estos dispositivos cuentan con un botón que permite verificar el correcto funcionamiento del mecanismo de desconexión.

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Una línea eléctrica monofásica de cobre, con un largo de 80 metros, por el cual circulara una corriente nominal de 40 amperios. ¿Cuál será la sección del conductor eléctrico?

2. Una línea eléctrica trifásica de 150 metros de cobre, que distribuirá energía eléctrica para un centro educacional que tendrá una corriente nominal de 90 amperios. ¿Cuál será la sección del conductor?

3. Un interruptor magnetotérmico tiene como función: a) Controlar que no se supere la potencia contratada con la empresa suministradora. b) Proteger al usuario de las corrientes de fuga. c) Proteger al circuito de sobreintensidades y cortocircuitos. d) Apagar y encender las luces.


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4. Diga cuál de las siguientes afirmaciones es correcta. a. El interruptor diferencial es un dispositivo que interrumpe el circuito cuando se produce un cortocircuito. b. El interruptor diferencial es un dispositivo que interrumpe el circuito en el caso de que exista un fallo de aislamiento en cualquier parte de este. c. El interruptor diferencial es un dispositivo que interrumpe el circuito cuando la intensidad sobrepasa el límite marcado. d. El interruptor diferencial es un dispositivo que interrumpe el circuito cuando la tensión sobrepasa el límite marcado.

IV.


1. Se tiene una instalación monofásica en 220 V, con una potencia de 5.5 Kw., se requiere calcular el conductor de cobre de 60 metros. 2. En un galpón industrial, que posee suministro trifásico se requiere determinar el conductor general, dicha instalación posee una potencia instalada de 27 KVA es decir 27.000 W, en trifásico. El conductor es de cobre con un largo de 120 metros. 3. Indique como esta compuesto un disyuntor. 4. Explique la importancia del protector diferencial 5. Señale las diferencia entre un disyuntor monofásico y uno trifásico.

V.


Fundamentos de electrotecnia M. Kuznetsov Electrotecnia de potencia W. Muller y otros


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9

APRENDIZAJES ESPERADOS -Explica funcionamiento y aplicaciones de los fusibles de empalme

CONTENIDOS -Fusibles generales

FUSIBLE En electricidad, el fusible eléctrico es un dispositivo destinado a proteger una instalación eléctrica y sus componentes contra sobrecorrientes, mediante la fusión de uno o varios elementos destinados para este efecto, interrumpiendo el flujo de la corriente eléctrica cuando esta sobrepasa el valor preestablecido de la corriente de fusión del fusible dentro de un tiempo determinado. En términos simples esta constituido por un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.

Condiciones de operación de los fusibles

1. Sobrecarga. La primera condición de operación de un fusible es la sobrecarga, la cual se define como un valor de corriente excesivo en relación con la nominal especificada en el fusible. Esta corriente fluctúa en un rango de unas 2 a 3 veces la corriente nominal. Son causadas por incrementos de corrientes de corta duración, producto de la partida de motores o cuando se conectan los transformadores a la red. Estas sobrecargas son de ocurrencia normal y no tienen efectos dañinos en los componentes del circuito cuando son por tiempos inferiores a los 10 segundos. Otro tipo de sobrecarga es la producida por algún defecto en artefactos o cuando existen demasiadas cargas conectadas a un circuito. Estas corrientes son más duraderas y dañinas que las anteriores, ocasionan peligrosos aumentos de temperatura en los componentes del circuito, por lo tanto deben ser interrumpidas por el fusible siempre que éste sea adecuado para esta finalidad.

2. Cortocircuito. La segunda condición que puede ser causal de la operación de un fusible es el cortocircuito, y se define como la desaparición repentina de la aislación existente entre conductores de tensión diferente. La magnitud de estas corrientes supera las 6 veces la corriente nominal del fusible, llegando al orden de miles de amperes. Es de vital importancia que los fusibles diseñados para este fin, interrumpan estas corrientes debido a los dañinos efectos térmicos y dinámicos.


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3. Manipulación. El fusible, dependiendo de su forma, puede ser de fácil intervención o manipulación, y debido a la falta de conocimiento en las personas es común observar en algunas instalaciones la presencia de elementos extraños como puentes, alambres, clavos en la ubicación del fusible, con el fin de evitar la acción de reposición.

Partes que Componen un Fusible. Básicamente los fusibles eléctricos se componen de cinco partes y para su fabricación se utilizan varios tipos de materiales. Cada una de ellas cumple un rol específico y dependiendo del tipo de fusible y su aplicación es posible prescindir de alguna de ellas. • • • •

•

Cuerpo Fusible. Se construyen de materiales aislantes de la electricidad y con un cierto grado de resistencia mecánica como por ejemplo el Vidrio, el papel Fishpaper, la Porcelana, la Esteatita, la Fibra de Vidrio, entre otros. Terminales. Se construyen generalmente en piezas torneadas de cobre y bronce, terminados con un baño de plata electrolítica o también, dependiendo de la aplicación, con un baño de estaño. Elemento Fusible. Es el centro de cada fusible eléctrico, controla las características de capacidad de interrupción frente a las sobre intensidades, bajo condiciones normales de funcionamiento del fusible. El Efecto M. Dicho efecto consiste en la aplicación de soldadura de un bajo punto de fusión sobre el elemento fusible, con la finalidad de cambiar completamente los efectos térmicos de la zona recubierta con la pastilla de difusión. La aleación molecular entre la soldadura y el elemento fusible posee una resistencia más alta que los otros lugares sin soldadura.

Medio de Extinción del Arco Eléctrico. La formación de arcos se origina luego de la fusión de una o varias filas de la lámina fusible en el momento de la operación. La gran cantidad de energía interna que posee el arco, crea altas presiones y temperaturas que finalmente deben ser soportadas por el fusible. Para reducir los efectos destructivos que produce el arco, se emplea como medio de extinción de este fenómeno la Sílice. Este material posee una buena capacidad de absorción de energía la que es intercambiada con el medio, posibilitando un rápido enfriamiento ayudando así a la extinción del arco.

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DE LOS FUSIBLES Además de definir correctamente y conocer las características físicas, mecánicas y constructivas de los fusibles, es muy importante determinar los parámetros eléctricos que identifican a estos elementos de protección. Intensidad nominal (In). Es la cantidad de corriente eléctrica (valor RMS) que el fusible es capaz de conducir indefinidamente sin desconectar. Como se ha descrito anteriormente, la circulación de una corriente eléctrica por un conductor, creará una determinada cantidad de calor por efecto Joule. Sin embargo, la circulación de una corriente igual o menor a la indicada como nominal en el fusible, no debe originar una cantidad de calor que provoque dentro de un tiempo determinado y en condiciones ambientales y de montaje favorables, la operación del fusible. Este valor debe estar especificado en el fusible, y a cada uno de estos, se le designa un nivel de corriente por el fabricante,


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bajo condiciones específicas en las cuales fue probado. Cuando se elige un valor de corriente para el fusible, hay que considerar el tipo de carga y un código para uso específico proporcionado por el fabricante. Intensidad Convencional de Fusión (If). Es el valor determinado de la corriente que provoca la fusión del fusible en un tiempo determinado (tiempo convencional). Intensidad Convencional de no-Fusión (Inf). Es el valor determinado de la corriente que puede ser soportado por el fusible sin fundir. Corriente Mínima de Fusión (I3). Es el valor mínimo de la corriente que causa la fusión e interrupción del fusible. Generalmente, este valor varía en un rango de 1.35 a 3 veces la corriente nominal del fusible. Para interrumpir una corriente, no basta con que se produzca la fusión del elemento fusible, puesto que para corrientes inferiores a I3, es probable que el fusible derrita, pero no necesariamente interrumpe la corriente debido a que el arco se mantiene hasta que una acción externa interrumpa la corriente. Corriente crítica (I2). Dependiendo del diseño del elemento fusible, el valor de la corriente crítica puede variar entre 20 y 100 veces la corriente nominal del fusible. Si el fusible interrumpe esta corriente, también podrá interrumpir con seguridad la gama de corrientes entre I3 e I1. Corriente máxima de ruptura (I1). Esta corresponde a la mayor corriente de falla que el fusible es capaz de interrumpir. En el momento de seleccionar un fusible, es necesario asegurarse que la corriente máxima disponible del sistema, sea igual o menor que el valor de corriente I1 del fusible. Voltaje Nominal (Vn). Es el máximo valor de tensión a que puede estar sometido el fusible. Cualquier otro valor de voltaje inferior al nominal especificado en la etiqueta, el fusible puede trabajar en condiciones normales de operación, por lo tanto Vn debe ser igual o superior al voltaje del circuito donde se aplicará el fusible. Por ejemplo, un fusible con un Vn de 600 volts puede ser usado en un circuito de 220 volts. Este nivel de voltaje corresponde a la capacidad que tiene el fusible para extinguir rápidamente el arco de corriente después de que el elemento se ha fundido. Capacidad de Ruptura. Es la máxima corriente de cortocircuito que el fusible es capaz de interrumpir a tensión nominal sin que en él se produzcan daños físicos. El valor de corriente de interrupción (Poder de Corte) es la máxima corriente de cortocircuito disponible que circula por un dispositivo de protección contra sobre intensidades y que puede interrumpir sin daño. La operación segura requiere que el fusible siga estando intacto (sin explosión) y que no emita llama o soldadura fundida, que podrían ser un riesgo de incendios. Información general de fusibles suministrada por el fabricante. La información técnica relacionada con un fusible, proporcionada por el fabricante, debe ser lo más clara y completa posible para facilitar una correcta comunicación con el usuario. De esta información dependerá el uso correcto de dichos elementos de protección, y de no ser exacta puede ocasionar gastos innecesarios y daños a componentes y equipos del circuito eléctrico. Esta información está referida a los puntos mencionados a continuación. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Corriente Nominal (In). Voltaje Nominal (Vn). Capacidad de Ruptura (Irup.) Tipo de corriente (AC o DC) Frecuencia. Clase. Tipo de Fusión. Normas. Curvas de operación.


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CARACTERÍSTICAS Y USOS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE FUSIBLES La norma IEC (International Electrotechnical Commission) creó un código para distinguir a los fusibles formado por solamente dos letras, siendo minúscula la primera y mayúscula la restante. La Primera letra define el régimen operativo del fusible, ya sea sobrecarga, cortocircuito o ambos.

g = Indica que el fusible interrumpe toda clase de corrientes (sobrecargas y cortocircuitos). a = Indica que el fusible es capaz de interrumpir solo corrientes de cortocircuitos.

La segunda letra define la categoría de utilización del fusible, o el equipo a proteger.

G = Indica que el fusible protege líneas y aparatos en general. L = Indica que el fusible protege líneas y aparatos en general (norma DIN, VDE). M = Indica que el fusible protege Motores. Tr = Indica que protege Transformadores. C = Indica que protege a condensadores y circuitos capacitivos. R = Protege semiconductores de potencia, rectificadores y circuitos electrónicos. B = Indica que es aplicable en la minería.

Por ejemplo: gG = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes en uso general. gL = Fusible para uso general. Se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada su curva de fusión para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. gM = Fusible con capacidad para interrumpir todas las corrientes para uso en motores.


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gTr = Protegen a los transformadores contra sobrecargas y cortocircuitos, sin limitar su capacidad de carga, además soportan las corrientes típicas de los sistemas de distribución. gC = Protegen a condensadores contra sobrecargas y cortocircuitos. gB = Fusible especialmente desarrollado para su utilización en minas donde los cables son muy largos. Actúa en un corto tiempo, evitando así el calentamiento excesivo del cable. aM = Fusible con capacidad para interrumpir parte de las corrientes y uso en motores. Protegen contra altas sobre intensidades hasta su poder de corte nominal, y deben asociarse a dispositivos de protección térmica contra pequeñas sobre intensidades. aR = Fusible que protege a semiconductores contra corrientes muy intensas como cortocircuitos. gR = Fusible que protege a semiconductores contra sobrecargas y cortocircuitos.

Usos más frecuentes de los fusibles •

•

• • •

III.

Los fusibles de acompañamiento (aM) se fabrican especialmente para la protección de motores, debido a que aguanten sin fundirse las puntas de intensidad que estos absorben en el arranque. Su nombre proviene de que han de ir acompañados de otros elementos de protección, como son generalmente los relés térmicos. (gT) son los menos utilizados, empleándose para la protección de redes aéreas de distribución generalmente, debido a los cortocircuitos momentáneos que los árboles o el viento pueden hacer entre los conductores. Los fusibles rápidos (gF) se emplean para la protección de redes de distribución con cables aislados y para los circuitos de alumbrado generalmente. Los fusibles de acompañamiento (aM), como ya hemos dicho, son un tipo especial de cortacircuitos, diseñado para la protección de motores eléctricos. Los cartuchos fusibles de los tipos gF y gT bien elegidos, en cuanto a intensidad de fusión, se emplean también como protección contra sobrecargas, principalmente en instalaciones de alumbrado y de distribución, pero nunca debe de emplearse el tipo aM, ya que éstos, como ya se dijo, están diseñados especialmente para la protección contra cortocircuitos de los motores eléctricos.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Señale de qué se compone el cuerpo de un fusible. Se construyen de materiales aislantes de la electricidad y con un cierto grado de resistencia mecánica como por ejemplo el Vidrio, el papel Fishpaper, la Porcelana. 2. Señale las características que presentan los fusibles Conocer las características físicas, mecánicas y constructivas de los fusibles


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3. ¿Cuál es el procedimiento más adecuado para sustituir un fusible en una línea trifásica en el cuadro de baja tensión? a) Se mira el amperaje del fusible y se sustituye. b) Se colocan las tres fases a tierra y se sustituye el fusible. c) Se abre el circuito con el dispositivo de corte en carga y se sustituye el fusible por uno de la misma característica. d) Se abre el circuito con el dispositivo de corte en carga, se comprueba mediante aparato de medida que no hay tensión, se miran las características del elemento y se sustituye el fusible. 4. ¿Que tipo de fusibles se emplearan en la protección frente a los cortocircuitos en las instalaciones con motores? a) Tipo gl. b) Tipo aM. c) Tipo gG. d) Tipo gM IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. 2. 3. 4. 5.

V.

Explique qué es fusible ¿Cómo se clasifican los fusibles? Señale cuál es el procedimiento para reemplazar un fusible Contra qué protegen los fusibles Explique que significa fusible tipo aM




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APRENDIZAJES ESPERADOS -Explica los fundamentos científicos de los empalmes a tierra, su funcionamiento y aplicaciones. - Explican los aspectos normativos relacionados con protecciones eléctricas. -Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo de origen eléctrico en casos dados.

CONTENIDOS -Conexiones a tierra (de protección y domiciliaria).

EMPALMES A TIERRA Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. Por lo tanto, las tomas de tierra protegen tanto a los equipos como a las personas de diferencias de potencial peligrosas. Los objetivos de un sistema de puesta a tierra en baja tensión son los siguientes: • • • •

Proveer seguridad a las personas limitando la tensión de contacto. Proteger las instalaciones dando un camino de baja impedancia. Mejorar la calidad de la señal minimizando el ruido electromagnético. Establecer un potencial de referencia equipotencializando el sistema.

Para obtener una toma de tierra eficaz es fundamental conseguir una resistencia de tierra baja, usando conductores con una sección adecuada para transportar la corriente esperada. Además deben poseer una alta resistencia a la corrosión. El valor de la resistencia eléctrica de la toma de tierra se debe medir aislado de todo elemento de naturaleza conductora, por lo que es necesario la utilización de elementos seccionadores para separar la toma de tierra del resto de la instalación durante la medición. Otros factores determinantes a la hora de diseñar una toma de tierra son los siguientes: • • • • •

Para poder medir la resistencia de la toma de tierra de forma habitual es necesario colocar un registro de inspección. La humedad del terreno reducirá la resistencia de tierra. Los compuestos mejoradores de tierra reducen la resistividad del terreno. Se debe conocer las instalaciones eléctricas o de gas enterradas para separarse la distancia de seguridad especificada en cada caso. Se debe conocer las tuberías o depósitos de agua enterrados para unir la toma de tierra equipotencialmente a ellos.

Para obtener una resistencia de puesta a tierra adecuada en terrenos con resistividad elevada deben utilizarse electrodos especiales para terrenos de baja conductividad, electrodos profundos o anillos conductores perimetrales.


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Consideraciones específicas para protección contra el rayo En particular, en un sistema de protección contra el rayo la toma de tierra es un elemento imprescindible, ya que en ella tiene lugar la dispersión de la corriente del rayo. Cada conductor de bajada debe tener una toma de tierra, constituida por los elementos conductores en contacto con el terreno capaces de dispersar la corriente del rayo en éste. Una buena toma de tierra de un sistema de protección contra el rayo debe ser capaz de soportar corrientes de rayo y dispersarlas rápidamente en el terreno. Para cumplir estos requisitos la primera especificación marcada por las normativas es la de tener una resistencia exclusiva de la toma de tierra del pararrayos inferior a 10Ω. Por otra parte, debe tenerse en cuenta que el rayo es una corriente impulsional, por lo que es importante que la impedancia de la toma de tierra no sea elevada. Por lo tanto, no es aconsejable utilizar un único elemento de gran longitud. La utilización de electrodos profundos es interesante si la resistividad de la superficie es particularmente elevada y existen estratos inferiores del terreno más húmedos. Para la dispersión del rayo las configuraciones tipo radial en triángulo o en pata de ganso son adecuadas. Estas consideraciones para mejorar la impedancia deben tenerse en cuenta al realizar la toma de tierra, ya que habitualmente las medidas posteriores se realizan con un medidor de tierra convencional (telurómetro), que registra únicamente la resistencia de la toma de tierra, esto es, su comportamiento en el caso de que la corriente fuese continua. Una alta inductancia no sería medida por estos telurómetros y sin embargo supondría una importante barrera al paso de la corriente si esta fuese, como en el caso del rayo, impulsional. Por último, en general se recomienda unir la toma de tierra del sistema de protección contra el rayo a las tomas de tierra de la instalación a fin de evitar sobretensiones y tensiones de paso peligrosas TIERRAS ELÉCTRICAS Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. Dentro de los distintos tipos de tierra se pueden señalar las que se detallan. Tierra de Servicio. Por norma todos los domicilios en Chile deben tener tierra de servicio, la cual es la que refuerza el neutro que viene desde afuera, en caso de que este se corte, esta tierra cuidará que no se eleve el voltaje y se quemen los electrodomésticos. Tierra de Protección. Esta tierra es la que se encarga de proteger nuestras vidas, esta tierra es el cable verde que todos conocemos y que va conectado a las carcasas de los electrodomésticos, y en el caso de irse a masa de inmediato sala la protección de nuestro domicilio. Tierra de Computación. Esta tierra es mucho más sensible que las normales y por lo general esta a – 01 volts, dentro del rango por lo que la hace una tierra especial. PUESTA A TIERRA DE LAS MASAS Se denomina puesta a tierra a la unión eléctrica, entre todas las masas metálicas de una instalación y un electrodo, que suele ser generalmente una placa, una barra o jabalina de cobre o hierro, (o un conjunto de ellos), enterrados en el suelo, con el fin de conseguir una perfecta unión eléctrica entre masas y tierra, con la menor resistencia eléctrica posible, como se ve en la figura 2.12. Con esto se consigue que en el conjunto de la instalación no puedan existir tensiones peligrosas entre masas y tierra. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Con la puesta a tierra se trata que las corrientes de defecto a tierra o intensidad directa (Id), tengan un camino más fácil, que el que tendría el cuerpo de una persona que tocara la carcasa metálica bajo tensión. Por tanto como la red de tierras ha de tener una resistencia mucho menor que la del cuerpo humano, la corriente de defecto circulará por la red de tierra, en vez de hacerlo por el cuerpo de la persona, tal como se aprecia en la figura

En las instalaciones industriales debe realizarse tomas de tierra independientes para: las masas metálicas de los aparatos eléctrico, para la conexión de los neutros de los transformadores de potencia y para la conexión de los descargadores o pararrayos. En las instalaciones domésticas y de edificios en general se conectarán a la toma de tierra: Las instalaciones de pararrayos Las instalaciones de antenas, tanto de TV como de FM Los enchufes eléctricos y las masas metálicas de aseos, baños y cocinas Las instalaciones ejecutadas con tubos metálicos de: fontanería, calefacción y gas, así como calderas, depósitos, instalaciones de ascensores y montacargas, y en general todo elemento metálico que pueda entrar en contacto con un cable bajo tensión. Las estructuras metálicas y las armaduras de columnas y muros de hormigón. El tipo de toma de tierra (con placas, barras, cables, etc.) dependerá generalmente, de la resistencia del terreno y de las dificultades de instalación de uno u otro tipo, para conseguir una baja resistencia de contacto a tierra. El tipo mas Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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empleado tanto doméstica como industrialmente es el que se hace con barras hincadas verticalmente en el terreno, de 1 - 1,5 o 3 metros de longitud. Malla de tierra. Otra forma de obtener una conexión con tierra es a través de la denominada malla de tierra, para lo cual se efectúan estudio o sondeo del terreno que se describe a continuación:

INFORME TÉCNICO DE SONDEO ELÉCTRICO VERTICAL MALLA DE B.T. El informe de sondeo eléctrico tiene como finalidad entregar los aspectos técnicos del estudio de suelo respecto a su resistividad, con esta información se diseña la malla de tierra. Este estudio es fundamental ya que se debe saber que no todos los suelos son iguales dentro de una misma zona, es por ello que se pueden encontrar suelos con alto contenido en grava, otros suelos pueden ser gredosos o rocosos. El informe de tierra cumple con aspectos formales los que incluyen los siguientes datos: 1. DATOS GENERALES. Descripción de la obra, responsable del estudio de tierra, quien solicito el estudio, etc. 2. DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO EMPLEADO. Se detalla la identificación del instrumento de la medición. 3. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO EMPLEADO. 4. TABLA DE VALORES OBTENIDOS EN TERRENO. Se registran todas las mediciones efectuadas. 5. GRAFICO DE COMPARACIÓN ENTRE CURVA PATRÓN Y DE TERRENO. 6. INTERPRETACIÓN DE LA CURVA GEOLÉCTRICA. La curva que se obtiene es representada para poder determinar a través de formulas las características de la malla a construir.


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EFECTOS DE LA CORRIENTE Y PRIMEROS AUXILIOS Al suponer la resistencia del cuerpo constante la corriente aumenta al aumentar la tensión Si la resistencia del cuerpo se supone variable la corriente aumenta con la humedad del terreno. De ahí que según los estudio internacionales han llegado a los siguientes valores: • • • • •

Valores de corriente entre 1 a 3 miliamper, no ofrece peligro de mantener el contacto permanentemente. Ninguna sensación o efecto, umbral de sensación. Valores de corriente de 8 miliamper, aparecen hormigueo desagradable, choque indoloro y un individuo puede soltar el conductor ya que no pierde control de sus músculos. Efecto de electrización. Valores mayores de 10 miliamper, el paso de corriente provoca contracción muscular en manos y brazos, efectos de choque doloroso pero sin pérdida del control muscular, pueden aparecer quemaduras. Efectos de tetanización. Entre 15 a 20 miliamper este efecto se agrava. Valores entre 25 a 30 miliamper la tetanización afecta los músculos del tórax provocando asfixia. Valores mayores de 50 miliamperes con menor o mayor tiempo de contacto aparece la fibrilación cardiaca la cual es mortal. Son contracciones anárquicas del corazón.

Los efectos que pueden producir los accidentes de origen eléctrico dependen: 3 4 5 6 7 8

Intensidad de la corriente. Resistencia eléctrica del cuerpo humano. Tensión de la corriente. Frecuencia y forma del accidente. Tiempo de contacto. Trayectoria de la corriente en el cuerpo.


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Lesión por electrocución Todo accidente eléctrico tiene origen en un defecto de aislamiento y la persona se transforma en una vía de descarga a tierra, por lo que hay que tener presente. 1. Cualquier lesión debida a la electricidad es potencialmente grave, tanto si se ha producido por alta tensión como por la tensión doméstica de 220 voltios. 2. El cuerpo actúa como intermediario entre el conductor eléctrico y la tierra, pasando la corriente por todos los tejidos y causando las lesiones a los mismos, pudiendo llegar a ocasionar la muerte por paro cardiorrespiratorio. 3. El shock que produce en el individuo la corriente eléctrica, que entra y sale del cuerpo, puede derribarlo, provocarle la pérdida de conciencia o incluso cortarle la respiración e interrumpir los latidos cardíacos. 4. La electricidad se extiende a todos los tejidos del cuerpo y llega a causar daños profundos y generalizados, aun cuando exteriormente la piel no muestre más que una pequeña señal en el punto de contacto con la corriente. 5. Si la electrocución se da por baja tensión (110-220 volts) es necesario que la victima toque al conductor para que se genere el daño, por el contrario. 6. Si es de alta tensión (más de 1000 volts), no es necesario el contacto directo, ya que antes de que llegue a tocarlo, salta espontáneamente un arco eléctrico y se produce la electrocución. (por ej. En tubos de imagen presentes en televisores, monitores de PC, carteles luminosos, luces de neón, todos esto a su vez pueden mantener tensiones entre los 4000 y 17000 volts, aun luego de desconectados). CONSIDERACIONES EN EL TRABAJO CON EQUIPOS ELECTRICOS

a) Considerar que todos los circuitos llevan corriente hasta que se demuestre lo contrario b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o)

Evitar el acceso de personal no autorizado a zonas de tablero eléctrico. Uso de equipo protector apropiado (guantes, protectores visuales y ropa especifica). No trabajar en líneas con tensión. Colocar vallas y señales en zonas peligrosas. Protegerse contra el contacto con equipos energizados. Adecuado toma a tierra del sistema eléctrico y de equipos eléctricos. No dejar conductores desnudos en las instalaciones. evitar empalmes. de existir aislarlos debidamente. No dejar en contacto cables con aceites o grases que deterioren su aislación. Mantener en buen estado interruptores y tomas. Usos de disyuntores diferenciales y llaves térmicas combinadas. Mantener las instalaciones siempre limpias y con sus medios de protección. No utilizar escaleras metálicas cerca de equipos energizados. Nunca trabajar en un circuito eléctrico sin ayudante. Capacitación especifica.


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PRIMEROS DE AUXILIO Interrumpir de inmediato el paso de la corriente • desconectando el conductor causante de la descarga • cerrando el interruptor del contador o mediante el dispositivo diferencial Atender a la víctima Si la electrocución se ha producido en una línea de alta tensión, es imposible portar los primeros auxilios a la víctima y muy peligroso acercarse a ella a menos de veinte metros. En estos casos, lo indicado es pedir ayuda a los servicios de socorro y solicitar a la compañía que corte el fluido eléctrico. • • •

III.

Una vez rescatada la víctima, atender rápidamente a su reanimación. Por lo general, el paciente sufre una repentina pérdida de conocimiento al recibir la descarga, el pulso es muy débil y probablemente sufra quemaduras. El cuerpo permanece rígido. Si no respira, practicarle la respiración artificial rápidamente y sin desmayo. Seguramente sea necesario aplicarle un masaje cardíaco, pues el efecto del “shock” suele paralizar el corazón o descompasar su ritmo.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. La puesta a tierra tiene como objetivo establecer un contacto: a) Con la estructura metálica b) Con tierra c) Con la instalación d) Con el disyuntor 2. Las tierras eléctricas son: a) De servicio b) De protección c) De computación d) Todas las anteriores 3. ¿Cuáles son parte de las reglas de oro del electricista? a) Seccionar las líneas de fuente energizadas. b) Bloquear con candados los elementos de accionamiento de interruptores. c) Verificar la ausencia de tensión sobre cada uno de los conductores. d) Todas son validas 4. Los empalmes o conexión en tomas de tierra. ¿Como se hacen? a) Mediante fichas de empalme. b) Mediante terminales de cobre con soldaduras de estaño. c) Mediante soldadura termofusion. d) Mediante terminales de presión.


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IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. La construcción de puestas a tierra son: a) Jabalinas b) Mallas c) Planchas d) Todas las anteriores 2. El estudio de puesta a tierra entrega resultados los que deben ser ubicados en: a) Grafico b) Curva c) Mapa d) Línea 3. El estudio de sondeo vertical entrega información de: a) Profesional responsable del estudio b) Instrumento utilizado en el sondeo c) Diseño de la puesta a tierra d) Todas las anteriores 4. La soldadura utilizada en la construcción de las tierras es de tipo: a) Estaño b) Termofusión c) Química d) Eléctrica 5. Señale de que dependen los efectos que pueden producir los accidentes de origen eléctrico. 6. ¿Qué significa masa a tierra, donde aplica y que diferencia tiene con el conductor de puesta a tierra? 7. Señale el procedimiento para atender una persona que ha sufrido una descarga eléctrica.

V.




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TERCERA UNIDAD: CLASE

ILUMINACION

1

APRENDIZAJES ESPERADOS -Explican el concepto de iluminación. -Explican el concepto de brillantez.

CONTENIDOS -Definición de iluminación y brillantez

INTRODUCCION En este modulo nos adentraremos en los aspectos relevantes a lo que es la luz y la iluminación por ello si buscamos una definición simple del término iluminación, diríamos que es la acción de iluminar pero esto sonaría un poco redundante y dejaría la definición incompleta; técnicamente la iluminación es el conjunto de dispositivos que se unen e instalan para producir ciertos efectos luminosos, tanto decorativos como prácticos. Lo que se pretende conseguir a través de la iluminación es conseguir un nivel adecuado de luz concentrada en un lugar determinado, esto puede ser para elaborar alguna tarea o función, o simplemente para que el área tenga “más vida”. PROPIEDADES FISICAS DE LA LUZ. La física aplicada a la técnica (luminotécnica) define la luz como una energía radiante con capacidad para producir la sensación de visión cuando entra en el ojo humano. La energía visible es una parte pequeñísima del espectro electromagnético, tal cantidad de energía radiante se desplaza a través del espacio en forma de ondas electromagnéticas. El hombre sólo puede ver algunas de estas ondas, las que forman el espectro luminoso visible. El sol es la fuente luminosa natural de la tierra. Los objetos que reciben la luz se llaman cuerpos iluminados Flujo luminoso e intensidad luminosa Las fuentes de luz eléctricas transforman potencia eléctrica luminosa. El flujo luminoso en la totalidad de la potencia luminosa emitida por una fuente de luz en todas las direcciones

a) iluminada por la luz solar


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b) iluminada por una fuente luminosa que irradia luz de un solo color

c) Flujo luminoso de una bombilla La unidad de flujo luminoso es el lumen Símbolo Φ Símbolo de la unidad Im Como aclaración: una bombilla corriente de 100W produce un flujo luminoso de 1380Im; una de 25W, 230Im. La potencia lumínica no se indica en watt, porque se de termino que en luminotecnia la unidad de la intensidad luminosa I fuera una unidad fundamental. La intensidad luminosa nos indica la intensidad de una radiación luminosa en una determinada dirección, la unidad de intensidad luminosa es la candela Intensidad luminosa: Símbolo Símbolo de su unidad

I cd

A partir de esta unidad fundamental se derivan las restantes unidades luminotécnicas. Para explicar la relación existente entre el flujo luminoso y la intensidad luminosa imaginemos Una fuente luminosa puntual situada en el centro de una esfera hueca de radio r =1m y emitiendo luz en todas las direcciones del espacio con la misma intensidad luminosa I =1cd, entonces cada metro cuadrado de la superficie interior recibirá un flujo luminoso de 1Im.


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Reflexión difusión refracción Para poder comprender mejor los diversos fenómenos luminosos se pueden identificar algunos aspectos imaginemos por ejemplo que una fuente luminosa emite rayos luminosos que se propagan todos en la misma dirección los diferentes rayos luminosos serán pues rectilíneos y paralelos cuando indican sobre la superficie de un cuerpo opaco liso y brillante serán repelidos por el siendo el ángulo de incidencia de los rayos igual al de reflexión cuando la superficie del cuerpo no sea lisa sino rugosa no todos los rayos se reflejaran en la misma dirección dando lugar a la difusión de la luz. Si los rayos de luz inciden oblicuamente sobre un cuerpo transparente una parte de ellos quedara reflejada mientras que los restantes atravesaran el cuerpo diremos entonces que los rayos se refractan en los puntos de entrada y de salida el ángulo de refracción depende del material del cuerpo transparente y de la longitud de onda de la luz. Así por ejemplo la luz azul se refracta más que la roja. En las lámparas y iluminarias eléctricas se aprovechan las propiedades de la luz que acabamos de describir para dirigir los rayos luminosos a fin de obtener la calidad de alumbrado deseado, el flujo luminoso de una fuente de la luz no se emite uniforme en todas las direcciones los fabricantes indican entonces las curvas de distribución de la intensidad luminosa para poder valorar las propiedades de una lámpara de una luminaria, para ello se toma una plano que corte el espacio de radiación de la fuente luminosa en cuestión se miden las intensidades luminosas en diferentes puntos y se llevan a una grafica generalmente polar en función del ángulo. Luminancia El ojo humano percibe con la distancia luminosidad de diferentes fuentes luminosas por ejemplo el sol, una bombilla, un tubo fluorescente, la luminancia sirve para medir la impresión de luminosidad con que percibe el ojo una determinada superficie iluminada. Iluminación El flujo de una lámpara se propaga por el espacio en distintas direcciones. Solo una determinada parte llegara a la superficie que se pretende iluminar, la iluminación mide la luz que llega a una determinada superficie. La unidad de iluminación también llamada iluminancia es el lux. Tendremos una iluminación de 1lux cuando un flujo luminoso de 1Im indica uniformemente sobre una superficie de 1m2 Iluminación: Símbolo E Símbolo de la unidad Ix

Nivel y distribución de la luminosidad En un cuarto de trabajo debe existir una determinada luminosidad que no depende solamente del flujo luminoso irradiado por las diferentes lámparas instaladas, sino que también queda modificada por la cantidad de luz reflejada por el techo las paredes los muebles y el suelo. Las superficies claras de una habitación darán lugar a una mayor luminosidad para el mismo flujo luminoso que las oscuras la luminosidad de una habitación determinada se describe mediante su iluminación nominal, que es el valor medio que deberá reinar en todas la habitación o en determinadas zonas de ella. Generalmente se calcula para un plano de referencia situado a 0,85 m sobre el suelo. El valor de la iluminación nominal depende de la dificultad que representa para la vista el trabajo a realizar esta dificultad depende a su vez del contraste existente entre el objeto a observar y sus inmediaciones así como del tamaño del objeto. Una luminosidad elevada reduce los efectos de fatiga en el ser humano el igual que una distribución armónica y uniforme de la luminosidad en la habitación la distribución depende d la colocación de las lámparas y de las superficies de la habitación. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Contrastes excesivos cansan al ojo que debe adaptarse constantemente a diferentes luminosidades contrastes reducidos provocan languidez hacen que la habitación sea poco atractiva y también provocan cansancio. La formación de sombras y el deslumbramiento dependen de la dirección de la luz que resulta a su vez de la distribución de intensidad de las diferentes lámparas así como de su disposición en la habitación. Unidades y magnitudes de iluminación En el campo de la iluminación se utilizan habitualmente varias magnitudes. Las más básicas son las siguientes: • • •

Flujo luminoso: energía luminosa emitida por una fuente de luz durante una unidad de tiempo. Unidad: lumen (lm). Intensidad luminosa: flujo luminoso emitido en una dirección determinada por una luz que no tiene una distribución uniforme. Unidad: candela (cd). Nivel de iluminación: nivel de iluminación de una superficie de un metro cuadrado que recibe un flujo luminoso de un lumen. Unidad: lux = lm/m2.

Deslumbramiento El deslumbramiento se produce cuando en el campo visual se encuentran lámparas o luminarias de gran iluminación por ejemplo, lámparas fluorescentes sin pantalla. El deslumbramiento indirecto se produce por reflexión de lámparas o luminarias sobre superficies brillantes que se encuentran en el campo visual. La luz procedente de la zona prohibida provoca deslumbramiento por reflexión. El deslumbramiento reduce la capacidad visual además, produce fatiga en caso de permanecer largo tiempo en la habitación en cuestión. Eligiendo adecuadamente las lámparas y su disposición en la habitación puede evitarse el deslumbramiento. Los distintos objetos presentan colores propios, que pueden verse porque reflejan la luz incidente con la longitud de onda correspondiente. Las diferentes fuentes luminosas emiten luz de diferentes longitudes de onda. También serán pues diferentes las proporciones de los distintos colores en el color de la luz de una fuente. Así, por ejemplo, el color de la luz de las bombillas contiene mas componentes rojos que la luz de la lámpara fluorescente cuando un objeto que posea varios colores propios sea iluminado con una bombilla sus colores rojos propios resaltaran más y cuando sea iluminado por una lámpara fluorescente tipo luz de día sobre saldrán mas sus componentes azules. Por tanto, las propiedades de la reproducción de colores de las diferentes fuentes luminosas no serán las mismas. Por consiguiente, para poder reconocer perfectamente un objeto es un factor decisivo el color de la luz de la fuente. Por otro lado, la combinación de luminosidad, color de la luz y color propio de los cuerpos en una habitación de lugar al llamado clima de color, que repercute sobre el humor y bienestar de las personas. Ajustando cuidadosamente las diferentes componentes puede lograrse un clima de color armónico. Contraste: diferencia de luminancia entre un objeto y su entorno o entre diferentes partes de un objeto. Reluctancia: proporción de la luz que es reflejada por una superficie. Es una cantidad no dimensional. Su valor varía

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Defina el concepto de luz La luz como una energía radiante con capacidad para producir la sensación de visión cuando entra en el ojo humano. 2. Señale de que depende la refracción Depende del material del cuerpo transparente y de la longitud de onda de la luz


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3. Qué se entiende por flujo luminoso Es la energía luminosa emitida por una fuente de luz durante una unidad de tiempo

IV.


1. ¿Qué requisitos debe reunir una buena instalación de alumbrado? 2. ¿De qué factores depende la luminosidad de una habitación? 3. ¿Cómo se determina la iluminación nominal de una habitación? 4. ¿De qué depende el valor de la iluminación nominal? 5. ¿Por qué debe elegirse generalmente la dirección de la luz de modo que no se produzca un alumbrado sin sombras? 6. Citar algunos ejemplos de cómo puede evitarse el deslumbramiento 7. Explicar la diferencia entre difusión y reflexión.

V.


www.abcpedia.com › Construcción Electrotecnia de potencia W. Muller y otros Tecnología eléctrica Patricio Traslaviña Arancibia


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UNIDAD:

ILUMINACION

CLASE

2

APRENDIZAJES ESPERADOS -Identifican los diferentes tipos de iluminación

CONTENIDOS - Lámparas eléctricas y sus aspectos técnicos en la iluminación.

FUENTE DE LUZ A continuación vamos a estudiar los diferentes tipos de fuentes luminosas empleadas para la producción de luz. La norma DIN 5039 determina que las realizaciones técnicas de fuentes luminosas artificiales se denominan lámparas. Existen dos posibles formas de trasformar la energía eléctrica en luz. En las lámparas de incandescencia se calienta un metal gracias al paso de la corriente eléctrica hasta que se pone incandescente y emite luz. En las lámparas de descarga un gas o en determinado fenómenos de transformación en sustancias luminiscentes

LÁMPARAS DE INCANDESCENCIA Historia y características técnicas Durante el siglo XIX se mantuvo la iluminación a gas, con su luz suave y agradable, pero el mundo estaba ya preparado para el aprovechamiento de la energía eléctrica en este campo. Todo cambio con los trabajos de Edison el cual tuvo una idea feliz; volver incandescente un filamento de carbón en una ampolla de vidrio en la que se haría previamente el vacío perfecto; pero la realización de esta idea le costó muchos años de estudio y perseverante trabajo para alcanzar los resultados esperados. A partir de 1890, las fábricas se sirvieron de sutilísimos hilos de metal, con una temperatura dé fusión mucho más alta. Fueron sucesivamente experimentados el osmio, el tantalio, y, en 1906, el tungsteno, que es hoy considerado el mejor porque, además de ser resistente, es también un óptimo conductor de la electricidad. Para obtener filamentos de muy pequeño diámetro, fue usada primero una mezcla de polvo de tungsteno y sustancias adhesivas. Si las vidrierías han resuelto fácilmente el problema del vidrio adecuado para la fabricación de ampollas (o bulbos) para lámparas, la fabricación del filamento es, en cambio, extremadamente delicada. Debido a que el metal, para ser utilizado eficazmente, no debe fundirse, se le extrae del wolframio mediante complicados procesos químicos. El tungsteno, que se obtiene bajo forma de óxido del tungsteno puro, es mezclado primeramente a pequeñas cantidades de sustancias capaces de mejorar sus propiedades, siendo luego pasado a hornos especiales en atmósfera de hidrógeno para evitar la oxidación. El tungsteno es arrollado, por medio de máquinas de gran


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velocidad, alrededor de un soporte de acero o molibdeno. Siendo imposible desenrollar la espiral del soporte sin provocar la rotura del filamento, es necesario disolver el soporte mismo con un ácido que no ataque al tungsteno. Una parte esencial de la ampolla de las lamparitas está constituida por el pie, el cual se compone de: a) un borde entrante de vidrio, destinado a ser soldado al cuello de la lamparita; un pequeño tubo de vidrio que sirve primero para producir el vacío y después para el rellenado con gas; b) un bastoncillo de vidrio al que se aplican los soportes para el filamento: los hilos que traen la corriente de alimentación. Todo, esto es sujetado sólidamente por un aplanamiento parcial de las extremidades del borde entrante y por ‘la estrangulación del tubito de vidrio. Los hilos conductores, fijados sólidamente dentro del pie, por medio de la estrangulación, están por lo general constituidos por tres partes distintas soldadas eléctricamente entre sí. El pie es montado totalmente con máquinas que sueldan después en forma automática la parte superior del bastoncillo para formar un botón, sobre el cual la máquina misma fija los ganchos de sostén o apoyo. También el montaje del filamento es mecánico. El pie queda unido a la ampolla mediante la soldadura del borde entrante, hecha con la llama de un soplete de gas. De aquí, la lámpara es transportada por cadena hacia la máquina que produce el vacío. La misma máquina, calentando la ampolla, procede a la extracción del aire y al rellenado con gas generalmente formado por una mezcla de nitrógeno-argán-criptón. El flujo luminoso de una lámpara de incandescencia aumenta con la temperatura del filamento. Los filamentos suelen ser hilos muy delgados como se señalo anteriormente. El filamento puede ser en hélice simple o doble. De este modo, se reduce el tamaño de la ampolleta y las pérdidas por disipación de calor.

Existe una enorme variedad de lámparas incandescentes que, además de las diversas lamparitas que todos conocemos, desde la pequeñísima para linterna de bolsillo hasta la grande para iluminación de calles, existen lámparas incandescentes destinadas a usos especiales. Estas lámparas difieren de la común por la disposición interna del filamento y por otros requisitos de aislamiento y sistemas de montaje, relacionados con la carga de corriente que deben absorber. Se trata de lámparas para la fotografía, rodajes cinematográficos, proyecciones, etc.


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LÁMPARAS HALÓGENAS Historia Hacia 1950 se empezaron a necesitar lámparas muy pequeñas y potentes para las luces de los aviones a reacción, que pudieran encajar en los extremos pequeños y agudos del ala. Los investigadores de General Electric tuvieron una idea muy ingeniosa rellenaron el bulbo con yodo, un elemento muy reactivo, en vez de rellenarlo con un gas inerte como en las bombillas normales. La presencia del yodo, permite que el filamento se repare automáticamente en las zonas en las que se va quedando más delgado. Esto hace que se puedan alcanzar temperaturas más elevadas y, por tanto, la luz emitida sea más blanca e intensa. Desde este inicio se fue desarrollando la gran variedad de lámparas halógenas que conocemos en la actualidad.

Funcionamiento de las lámparas halógenas Las lámparas halógenas son lámparas incandescentes con filamento de wolframio que en su interior contienen una atmósfera gaseosa formada, además de por el gas noble, por un halógeno o un halogenuro metálico. La presencia del gas halógeno permite que se establezca el equilibrio entre la temperatura del filamento y la temperatura del vidrio de la ampolla. Cuando parte del wolframio pasa a estado gaseoso, al entrar en contacto con las paredes frías de la bombilla se combina con el halógeno para formar el halogenuro correspondiente. Por otra parte, en las zonas del filamento donde haya sublimado más wolframio, el conductor disminuye de grosor y por tanto aumenta la temperatura con lo cual la temperatura aumenta cuando aumenta la resistencia. El establecimiento de este ciclo regenerador requiere que la bombilla alcance una temperatura suficiente, mayor de lo habitual, que permita la formación del halogenuro gaseoso. Por ello se utiliza generalmente el cuarzo como material para la ampolla de la bombilla. Material que impone una serie de requerimientos especiales para este tipo de bombillas, por ejemplo, no se pueden tocar con los dedos. Por lo tanto, las lámparas halógenas poseen un mayor rendimiento luminoso durante toda su vida debido a que su fabricación es más complicada, con el consiguiente aumento de los costos. Las lámparas de halógeno se emplean principalmente en aplicaciones especiales como lámparas de proyector de cine y fotos, faros para coches y lámparas para alumbrado por proyección, además en los proyectores de transparencias utilizan pequeñas lámparas halógenas. En algunos de ellos puede observarse que, cuando se funde la bombilla, se ha formado una ampolla en la pared de cuarzo. La ampolla aparece en la misma zona en que se encuentra un espejo que refleja la luz del proyector y que está muy próximo a la lámpara. Esto es debido a que la lámpara está muy próxima al espejo, lo que hace que en esa zona se caliente mucho y por tanto se deforma la pared de cuarzo. Además, al aumentar mucho la temperatura en esa zona ayuda a que se deposite parte del vapor de wolframio en forma sólida., tal como se mostraba en el equilibrio químico que mostrábamos más arriba. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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LÁMPARAS DE DESCARGA El rendimiento luminoso de las lámparas de descarga en gases es mucho mayor que el de las lámparas de incandescencia. Este es el motivo por el cual las lámparas de descarga han encontrado una gran aceptación como fuente luminosa económica. Las lámparas de descarga se pueden clasificar según el gas utilizado - vapor de mercurio o sodio - o la presión a la que este se encuentre -media o baja presión -. Las propiedades varían mucho de unas a otras y esto las hace adecuadas para unos usos u otros. Presentamos a continuación una pequeña clasificación: Lámparas fluorescentes Son lámparas de descarga de vapor de mercurio a baja presión, en estas lámparas de descarga la luz se consigue estableciendo una corriente eléctrica entre dos electrodos situados en un tubo lleno con un gas o vapor ionizado. En el interior del tubo, se producen descargas eléctricas como consecuencia de la diferencia de potencial entre los electrodos. Estas descargas provocan un flujo de electrones que atraviesa el gas. Cuando uno de ellos choca con los electrones de las capas externas de los átomos les transmite energía y entonces surgen dos posibilidades. La primera posibilidad es que la energía transmitida en el choque sea lo suficientemente elevada para poder arrancar al electrón de su orbital. La otra posibilidad es que el electrón no reciba suficiente energía para ser arrancado. En este caso, el electrón pasa a ocupar otro orbital de mayor energía. Este nuevo estado acostumbra a ser inestable y rápidamente se vuelve a la situación inicial. Al hacerlo, el electrón libera la energía extra en forma de radiación electromagnética. La capacidad de reproducir los colores de estas fuentes de luz es, en general, es peor que en el caso de las lámparas incandescentes que tienen un espectro continuo. Es posible sin embargo, recubrir el tubo con sustancias fluorescentes, como en el caso de las lámparas de descarga de baja presión -los "fluorescentes" convencionales- y mejorar de esta manera la reproducción de los colores y convertir las emisiones ultravioletas en luz visible.

Para que las lámparas de descarga funcionen correctamente es necesario, en la mayoría de los casos, la presencia de unos elementos auxiliares: los cebadores y los balastos. Los cebadores o ignitores son dispositivos que suministran un breve pico de tensión entre los electrodos del tubo, necesarios para iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas a la corriente eléctrica. Tras el encendido, continúa un periodo transitorio durante el cual el gas se estabiliza y que se caracteriza por un consumo de potencia superior al nominal. Los balastos, por contra, son dispositivos que sirven para limitar la corriente que atraviesa la lámpara y evitar así un exceso de electrones circulando por el gas que aumentaría el valor de la corriente hasta producir la destrucción de la lámpara.


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Lámparas fluorescentes compactas Las lámparas fluorescentes compactas ofrecen más luz y menos calor, convirtiendo hasta un 25% de la electricidad que utilizan en luz. Las lámparas incandescentes convierten sólo un 5% de la electricidad en luz y el 95% restante en calor. Con lo cual las lámparas fluorescentes compactos de alta eficiencia, puede reducir los costos de iluminación hasta en un 75%. Además, los focos fluorescentes compactos pueden durar hasta 10 veces más que los focos incandescentes, alrededor de 10,000 horas. La nueva tecnología de los focos fluorescentes compactos hace posible conectarlos en casi cualquier lugar donde se utilice un foco incandescente. Aquí se incluyen iluminación en lugares cerrados, iluminación empotrada, iluminación sobre rieles e iluminación para exteriores.

Precauciones de las lámparas fluorescentes •

•

Reciclaje de lámparas de descarga: Como en caso de las lámparas de descarga a alta presión, también o las lámparas fluorescentes y - fluorescentes compactas contienen pequeñas cantidades de mercurio. Estas lámparas también contienen pequeñas cantidades de fósforo y no deben de depositarse con la basura convencional ni en contenedores para vidrio. Para reciclar las mismas deben de ser entregadas en plantas de reciclaje o en lugares apropiados de recogida. Las lámparas de sodio a baja presión y lámparas las de xenón pueden desecharse sin ningún problema. Equipos de Conexión Electrónicos: Los ECE no contienen ningún componente que dañe el medio ambiente pero si contienen algunos componentes electrónicos que se pueden reciclar, por ello se recomienda desechar como material electrónico.


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Lámparas de vapor de mercurio a alta presión En las lámparas de vapor de mercurio a medida que aumentamos la presión del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiación ultravioleta característica de la lámpara a baja presión pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible del la ondas electromagnéticas. En estas condiciones la luz emitida, de color azul verdoso, no contiene radiaciones rojas. Para resolver este problema se acostumbra a añadir sustancias fluorescentes que emitan en esta zona del espectro. De esta manera se mejoran las características cromáticas de la lámpara. La vida útil, teniendo en cuenta la depreciación se establece en unas 8000 horas. La eficacia oscila entre 40 y 60 lm/W y aumenta con la potencia, aunque para una misma potencia es posible incrementar la eficacia añadiendo un recubrimiento de polvos fosforescentes que conviertan la luz ultravioleta en visible. Los modelo más habituales de estas lámparas tienen una tensión de encendido entre 150 y 180 V que permite conectarlas a la red de 220 V sin necesidad de elementos auxiliares. Para encenderlas se recurre a un electrodo auxiliar próximo a uno de los electrodos principales que ioniza el gas inerte contenido en el tubo y facilita el inicio de la descarga entre los electrodos principales. A continuación se inicia un periodo transitorio de unos cuatro minutos, caracterizado porque la luz pasa de un tono violeta a blanco azulado, en el que se produce la vaporización del mercurio y un incremento progresivo de la presión del vapor y el flujo luminoso hasta alcanzar los valores normales. Si en estos momentos se apagara la lámpara no sería posible su reencendido hasta que se enfriara, puesto que la alta presión del mercurio haría necesaria una tensión de ruptura muy alta.

Lámparas de vapor metálico y halógeno Contienen además del mercurio halogenuros de determinados metales. De este modo se logra mejorar el rendimiento luminoso y la reproducción de colores. Incluso en las lámparas sin revestimiento fluorescente se alcanzan buenas reproducciones de color. La duración viene limitada por el tiempo de vida del filamento que es la principal causa de falla. Respecto a la depreciación del flujo hay que considerar dos causas. Por un lado tenemos el ennegrecimiento de la ampolla por culpa del wolframio evaporado y por otro la pérdida de eficacia de los polvos fosforescentes. En general, la vida media se sitúa en torno a las 6000 horas.


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Una particularidad de estas lámparas es que no necesitan ballasto ya que el propio filamento actúa como estabilizador de la corriente. Esto las hace adecuadas para sustituir las lámparas incandescentes sin necesidad de modificar las instalaciones. Lámparas con halogenuros metálicos Si añadimos en el tubo de descarga yoduros metálicos como sodio, talio, indio, etc., se consigue mejorar considerablemente la capacidad de reproducir el color de la lámpara de vapor de mercurio. Cada una de estas sustancias aporta nuevas líneas al espectro (por ejemplo amarillo el sodio, verde el talio y rojo y azul el indio).

Espectro de emisión de una lámpara con halogenuros metálicos La eficiencia de estas lámparas ronda entre los 60 y 96 lm/W y su vida media es de unas 10000 horas. Tienen un periodo de encendido de unos diez minutos, que es el tiempo necesario hasta que se estabiliza la descarga. Para su funcionamiento es necesario un dispositivo especial de encendido, puesto que las tensiones de arranque son muy elevadas (1500-5000 V).


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Las excelentes prestaciones cromáticas la hacen adecuada entre otras para la iluminación de instalaciones deportivas, para retransmisiones de TV, estudios de cine, proyectores, etc.

Lámparas de vapor de sodio a baja presión Estas lámparas proporcionan una luz amarilla intensa como consecuencia de que solo irradien luz de una determinada longitud de onda es decir luz monocromática. Poseen un gran rendimiento luminoso, de aproximadamente 200 lm/w Pero solo pueden utilizarse en determinadas aplicaciones, por ejemplo, para el alumbrado de vías de tráfico. Las lámparas de vapor de sodio a alta presión poseen una luz de color más agradable que las de sodio a baja presión, con lo que aumentan sus posibilidades campos de aplicación sin embargo poseen un rendimiento luminoso mucho menor. Tal como puede verse en la conexión de la lámpara, ya que esta precisa de un dispositivo de encendido especial. La vida media de este tipo de lámparas ronda las 20000 horas y su vida útil entre 8000 y 12000 horas. Entre las causas que limitan la duración de la lámpara, además de mencionar la depreciación del flujo tenemos que hablar del fallo por fugas en el tubo de descarga y del incremento progresivo de la tensión de encendido necesaria hasta niveles que impiden su correcto funcionamiento. Las condiciones de funcionamiento son muy exigentes debido a las altas temperaturas a 1000 ºC, la presión y las agresiones químicas producidas por el sodio que debe soportar el tubo de descarga. En su interior hay una mezcla de sodio, vapor de mercurio que actúa como amortiguador de la descarga y xenón que sirve para facilitar el arranque y reducir las pérdidas térmicas. El tubo está rodeado por una ampolla en la que se ha hecho el vacío. La tensión de encendido de estas lámparas es muy elevada y su tiempo de arranque es muy breve.


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LÁMPARAS DE LED Desde los años 60 se fabrican diodos, esos componentes electrónicos que solo dejan pasar la corriente eléctrica en un sentido, y para que funcionen deben estar conectado en sentido directo, además aprovechando lo descubierto por Einstein emiten luz al ser atravesados por una corriente en el sentido correcto. Como en electrónica todo parece tener por nombre una sigla, se los llamo LED: Light Emiting Diode, o Diodo Emisor de Luz. Dentro de la caperuza de plástico de un diodo led hay un material semiconductor. Cuando se aplica una pequeña corriente eléctrica, emite luz, sin producir calor y con un color definido. El color puede ser incluso invisible para el ojo humano, como los led infrarrojos que hay en el mando a distancia del televisor.

Los diodos rojos y verdes eran muy fáciles y baratos de producir, pero los azules no. Para conseguir luz blanca hay que mezclar en partes iguales luz roja, verde y azul. El descubrimiento de los led azules abrió la puerta a la iluminación doméstica, pantallas de ordenador más ligeras y luces de discoteca más espectaculares. Ventajas de los diodos led • •

Luminosidad: los diodos LED son más brillantes que una bombilla, y además, la luz no se concentra en un punto (como el filamento de la bombilla) sino que el todo el diodo brilla por igual. Duración: un diodo LED puede durar 50.000 horas, o lo que es lo mismo, seis años encendido constantemente. Eso es 50 veces más que una bombilla incandescente.

Los diodos LED de luz blanca, en realidad son diodos azules con un recubrimiento de fósforo que produce luz amarilla. La suma del amarillo y el azul produce una luz blanquecina Como limitación en su aplicación, las agrupaciones de un número elevado de LED’s en matrices conlleva inconvenientes mecánicos y electrónicos, que unido al elevado costo de cada unidad, repercuten de momento en un elevado precio final del producto. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. La sigla LED traducida al español significa: a) Celda ecológica de electricidad b) Celda de combustible de hidrogeno c) Diodo emisor de luz d) Todas las anteriores 2. Los a) b) c) d)

LED tienen características importantes tales como: Alta durabilidad / bajo precio Lámparas duraderas /económicas Buena iluminación /cuerpo compacto Todas las anteriores

3. Los LED son de amplio uso en la iluminación debido a que: a) Escaso espacio a utilizar b) Resisten golpes aun en caliente c) Diversidad de colores d) Todas las anteriores 4. Indique qué son lámparas Halógenas Las lámparas halógenas son lámparas incandescentes con filamento de wolframio que en su interior contienen una atmósfera gaseosa formada, además de por el gas noble, por un halógeno o un halogenuro metálico

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. ¿Qué ventajas ofrecen las lámparas de incandescencia de halógeno frente a las restantes lámparas de incandescencia? 2. Trazar el esquema de una conexión para lámparas fluorescentes y explicar su funcionamiento. 3. Citar posibles aplicaciones para las lámparas de vapor metálico. 4. ¿Qué hecho reduce las posibles aplicaciones de las lámparas de vapor de mercurio? 5. Explique el principio de funcionamiento de las lámparas fluorescentes. 6. ¿En qué se diferencia una lámpara incandescente convencional y otra halógena?


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V.


http://www.portalplanetasedna.com.ar/lampara.htm personal.us.es/jcordero/LUZ/pag02.htm exp-grafica.uma.es/Profesores/www-rgs/document/.../Fuentes.pdf Electrotecnia de potencia W. Muller y otros Tecnología eléctrica Patricio Traslaviña Arancibia


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ILUMINACION

3

APRENDIZAJES ESPERADOS -Realizan cálculos de iluminación según área a iluminar.

CONTENIDOS -Fórmula de cálculo de iluminación según área a iluminar.

CÁLCULOS DE ILUMINACIÓN SEGÚN ÁREAS Para determinar el valor necesario de iluminación para un área determinada existen varias formas, una determinada por la superintendencia de electricidad SEC y otras que toma formas internacionales. Aplicando lo establecido por el SEC Para efectuar los cálculos lumínicos nos debemos guiar por lo señalado en lo indica la normativa Nch 4/2003, que entrega valores de luminancia y disposiciones dependiendo el tipo de recinto para lo cual se señalan artículos pertinentes. ALUMBRADO EN LOCALES COMERCIALES, INDUSTRIALES, ASISTENCIALES Y EDUCACIONALES 11.2.3.- La potencia total obtenida de la aplicación de los párrafos precedentes, se dividirá en la cantidad de centros necesarios para que, distribuidos convenientemente sobre el área considerada, se obtenga una iluminación razonablemente uniforme. 11.2.4.- Los niveles de iluminación indicados en la tabla Nº 11.24 son valores adoptados, considerando las tareas visuales más frecuentes y representativas. Para tareas no consideradas y que puedan asimilarse a las indicadas en esa tabla, se adoptará aquel valor correspondiente a la tarea más semejante. En caso de tareas visuales que requieran de gran concentración visual, discriminación de detalles finos, selección de colores, etc., deberán adoptarse niveles de iluminación superiores, justificando la solución dada en estos casos mediante un cálculo de iluminación. 11.2.5.- En el Apéndice 2 se muestran valores de potencia por unidad de superficie necesarias para obtener iluminancias dadas. La finalidad de esa tabla de valores es solo tener una referencia para una estimación primaria de potencia eléctrica de una instalación destinada a iluminación; en ningún caso esa tabla puede considerarse alternativa a un cálculo de iluminación. 11.2.6.- Para el alumbrado de vitrinas comerciales de locales ubicados en calles céntricas, se considerará una potencia de 400 W por metro lineal de vitrina; para locales ubicados en calles comerciales secundarias, una potencia de 200 W por metro lineal de vitrina. Para otros casos, como por ejemplo locales comerciales en barrios, se considerarán 100 W por metro lineal de vitrina. Las longitudes referidas se medirán horizontalmente a lo largo del zócalo de la vitrina. 11.3.1.- Para determinar la potencia eléctrica necesaria a instalar para alumbrado de recintos asistenciales y educacionales, se deberá tener en cuenta el nivel de iluminación requerido, el tipo de fuente luminosa y el área del recinto por iluminar. 11.3.2.- El nivel de iluminación mínimo según el tipo de local y tarea que en él se desarrolle, se determinará de acuerdo a lo señalado en la tabla Nº 11.25. 11.3.3.- Para estos casos son válidas las disposiciones señaladas en 11.2.3, 11.2.5 y las de 11.2.4 aplicadas a los valores de la tabla Nº 11.25. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Tabla Nº 11.24 del Código eléctrico Iluminancias Mínimas para locales Comerciales e Industriales Tipo de Local Iluminancia

[Lux]

Auditorios

300

Bancos

500

Bodegas

150

Bibliotecas públicas

400

Casinos, Restoranes, Cocina

300

Comedores

150

Fábricas en general

300

Imprentas

500

Laboratorios

500

Laboratorios de instrumentación

700

Naves de máquinas herramientas

300

Oficinas en general

400

Pasillos

50

Salas de trabajo con iluminación suplementaria en cada punto

150

Salas de dibujo profesional

500

Salas de tableros eléctricos

300

Subestaciones

300

Salas de venta

300

Talleres de servicio, reparaciones

200

Vestuarios industriales

100


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Tabla Nº 11.25 Iluminancias Mínimas para Locales Educacionales y Asistenciales Tipo de Local Iluminancia

[Lux]

Atención administrativa

300

Bibliotecas

400

Cocinas

300

Gimnasios

200

Oficinas

400

Pasillos

100

Policlínicos

300

Salas de cirugía menor

500

Salas de cirugía mayor, quirófanos (*)

500

Sala de clases, párvulos

150

Salas de clases, educación básica

200

Salas de clases, educación media

250

Salas de clases, educación superior

300

Salas de dibujo

600

Salas de espera

150

Salas de pacientes

100

Sala de profesores

400

(*) Corresponde a la iluminación general del recinto, no considera el aporte de la lámpara quirúrgica. 11.4.1.- Instalaciones para iluminación de piscinas, espejos de agua y similares 11.4.1.1.- Las instalaciones para iluminación de piscinas, espejos de agua y similares, se alimentarán en lo posible con tensiones no superiores a 24 V, de acuerdo a lo indicado en 9.2.6.2. 11.4.2.1.- Tanto en recintos deportivos al aire libre como en recintos bajo techo se deberá hacer un estudio y proyecto de iluminación para cada caso. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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APÉNDICE 2 POTENCIA MEDIA POR UNIDAD DE SUPERFICIE ESTIMADA NECESARIA PARA OBTENER UNA ILUMINANCIA DADA TIPO DE LUMINARIA ILUMINANCIA FLUORESCENTE FLUORESCENTE FLUORESCENTE SODIO ALTA HALURO INCANDESCENTE REQUERIDA (LUX) O MERCURIO CON DIFUSOR EN CIELOS PRESION METALICO DIRECTA indirecta Directo W/m2 Modulares W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2 W/m2

50 100 150 200 250 300 350 400

2,5 5 10 12 15 18 22 25

3 7 12 15 18 22 27 30

5 9 13 17 21 26 30 34

7 12 18 25 30 35 42 48

15 30 45 60 75 90 110 125

450 500 550 600 650 700 750 800

28 30 35 37 40 43 47 50

33 37 40 44 48 52 55 58

38 43 47 51 55 60 64 68

55 60 66 71 71 85 90 95

-

11.5.1.- En esta sección se establecen las condiciones en que son exigibles los sistemas de iluminación de emergencia y las exigencias fotométricas que deben cumplir estos sistemas. La finalidad de este tipo de iluminación es proporcionar vías seguras de escape, sin posibilidad de confusiones, a las personas que en condiciones de emergencia se vean obligadas a abandonar los recintos en que se encuentren. 11.5.3.- Las exigencias contenidas en esta sección intentan asegurar buenas condiciones de visibilidad e identificación en las vías de salida de los lugares y locales en que presenten o se deban cumplir algunas de las condiciones siguientes: • Facilidad de evacuación • Iluminación antipático • Ejecución de trabajos peligrosos 11.5.4.- Los sistemas de alumbrado de emergencia deberán funcionar cuando la iluminación normal falla, por lo tanto deberán tener una fuente de alimentación distinta a la de aquella. La fuente de alimentación se seleccionará de modo de cumplir las exigencias del capítulo 14. 11.5.6.- Deberán instalarse luces de emergencia autoenergizadas a lo menos en los siguientes puntos de los recintos dentro del alcance de estas disposiciones: • • •

Sobre cada puerta de salida de emergencia Cerca de las escaleras, de modo que cada escalón reciba iluminación directa Cerca de cada cambio de nivel del piso


113


• • • •

En todo cambio de dirección de la vía de escape En toda intersección de la vía de escape con corredores laterales Al exterior de edificios en la vecindad de las salidas Cerca de los equipos de extinción o de alarmas de incendios

11.5.7.- En general las luminarias destinadas a iluminación de emergencia se montarán a no menos de 2 m sobre el nivel del suelo y el posible deslumbramiento producido por ellas se controlará limitando su intensidad luminosa dentro del campo de visión de los usuarios. 11.5.11.1.- Las señales de seguridad deben alcanzar al menos un 50 % de su intensidad lumínica en 5 segundos y el total en no más de 60 segundos. 11.5.11.2.- El valor de la luminancia en toda la superficie de color de seguridad de un pictograma debe ser de 2 Cd/m2 en todas las direcciones indicadas en el anexo 4. 11.5.11.3.- La razón de luminancia máxima a luminancia mínima no debe ser superior a 10. CÁLCULO DE ILUMINACIÓN 1. Al aplicar lo señalado en la normativa eléctrica se deben considerar las tablas que se han presentado. En primer término se deben conocer algunos antecedentes como tipo de local a iluminar, la superficie y el tipo de luminaria a utilizar, con todo esto se determina la cantidad total de lámparas. Para esto se utiliza la fórmula: n= Pm/ A n = Factor de potencia media (W/m2) / Área (m2) n= Numero de luminarias Pm=Factor de potencia media A = Área El valor obtenido se divide por el valor de la potencia que se ha estimado a usar, obteniendo el número total de luminarias

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS

1.

Se requiere determinar el número de lámparas fluorescentes directo de 40Wpara una sala de clases de educación superior, que tiene medidas de 6m x 8m Al aplicar las tablas del código eléctrico, por ser sala de clase, corresponden 300 lx, al confrontar los lx con la tabla de potencia media por unidad de superficie adicional. Calcular: a) Área b) Numero de lámparas fluorescentes Solución a) A = 6m x 8m = 48 m2


114


b) n = W/m2 = 18 W/m2 x 48 m2 = 864 W → 864W/ 40 W = 21,6≈ 22 tubos de 40 W 2. Para el alumbrado de vitrinas comerciales de locales ubicados en calles céntricas, se considerará una potencia de: a) 200W b) 300W c) 400W d) 500W 3. Para recintos deportivos al aire libre como en recintos bajo techo se deberá hacer un estudio y a) Proyecto b) Análisis de costo c) Análisis de impacto ambiental d) Ninguna de las anteriores

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. Calcular la cantidad de luminarias incandescente para un taller de 30 metros cuadrados. La potencia de las ampolletas es de 100 W. 2. Determinar el número de luminarias fluorescente para una biblioteca que posee cielo americano, las dimensiones del local es de 10m x 8m. 3. Calcular la cantidad de luminarias fluorescente con difusor para una sala de dibujo de 9m x 7m. 4. En general las luminarias destinadas a iluminación de emergencia se montarán a no menos de: a) 1,5m b) 1,8m c) 2,0m d) 2,5m 5. El valor de la luminancia en toda la superficie de color de seguridad de un pictograma debe ser: a) De 1cd/m2 b) De 2cd/m2 c) De 3cd/m2 d) De 4cd/m2 6. Señale donde deberán instalarse luces de emergencia autoenergizadas.

V.


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ILUMINACION

4

APRENDIZAJES ESPERADOS -Fórmula de cálculo de iluminación según área a iluminar.

CONTENIDOS -Disposiciones vigentes que regula las zonas a iluminar (Decreto 594).

Decreto Supremo Nº 594 El decreto 594 publicado del 2001, aprueba el siguiente reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo. Artículo 1°: El presente reglamento establece las condiciones sanitarias y ambientales básicas que deberá cumplir todo lugar de trabajo, sin perjuicio de la reglamentación específica que se haya dictado o se dicte para aquellas faenas que requieren condiciones especiales. Establece, además, los límites permisibles de exposición ambiental a agentes químicos y agentes físicos, y aquellos límites de tolerancia biológica para trabajadores expuestos a riesgo ocupacional. Artículo 2°: Corresponderá a los Servicios de Salud, y en la Región Metropolitana al Servicio de Salud del Ambiente, fiscalizar y controlar el cumplimiento de las disposiciones del presente reglamento y las del Código Sanitario en la misma materia, todo ello de acuerdo con las normas e instrucciones generales que imparta el Ministerio de Salud. Artículo 3°: El empleador está obligado a mantener en los lugares de trabajo las condiciones sanitarias y ambientales necesarias para proteger la vida y la salud de los trabajadores que en ellos se desempeñan, sean éstos dependientes directos suyos o lo sean de terceros contratistas que realizan actividades para él. 6. DE LA ILUMINACION Artículo 103°: Todo lugar de trabajo, con excepción de faenas mineras subterráneas o similares, deberá estar iluminado con luz natural o artificial que dependerá de la faena o actividad que en él se realice. El valor mínimo de la iluminación promedio será la que se indica a continuación:

LUGAR O FAENA

ILUMINACION EXPRESADA EN Lux (Lx)

Pasillos, bodegas, salas de descanso, comedores, servicios higiénicos, salas de trabajo con iluminación suplementaria sobre cada máquina o faena, salas donde se efectúen trabajos que no exigen discriminación de detalles finos o donde hay suficiente contraste.

150

Trabajo prolongado con requerimiento moderado sobre la visión, trabajo mecánico con cierta discriminación de detalles, moldes en fundiciones y trabajos similares.

300

Trabajo con pocos contrastes, lectura continuada en tipo pequeño, trabajo mecánico que exige discriminación de

500


116


detalles finos, maquinarias, herramientas, cajistas de imprenta, monotipias y trabajos similares. Laboratorios, salas de consulta y de procedimientos de diagnóstico y salas de esterilización.

500 a 700

Costura y trabajo de aguja, revisión prolija de artículos, corte y trazado.

1.000

Trabajo prolongado con discriminación de detalles finos, montaje y revisión de artículos con detalles pequeños y poco contraste, relojería, operaciones textiles sobre género oscuro y trabajos similares.

1.500 a 2.000

Sillas dentales y mesas de autopsias.

5.000

Mesa quirúrgica

20.000

Los valores indicados en la tabla se entenderán medidos sobre el plano de trabajo o a una altura de 80 centímetros sobre el suelo del local en el caso de iluminación general. Cuando se requiera una iluminación superior a 1.000 Lux, la iluminación general deberá complementarse con luz localizada. Quedan excluidos de estas disposiciones aquellos locales que en razón del proceso industrial que allí se efectúe deben permanecer oscurecidos Artículo 104°: La relación entre iluminación general y localizada deberá mantenerse dentro de los siguientes valores:

Iluminación General (Lux)

Iluminación Localizada (Lux)

150

250

250

500

300

1.000

500

2.000

600

5.000

700

10.000

Artículo 105°: La luminancia (brillo) que deberá tener un trabajo o tarea, según su complejidad, deberá ser la siguiente: Tarea

Luminancia en cd/m2

Demasiado difícil

Más de 122,6

Muy Difícil

35,0 - 122,6

Difícil

12,3 - 35,0

Ordinaria

5,3 - 12,3

Fácil

menor de 5,3


117


Artículo 106°: Las relaciones de máxima luminancia (brillantez) entre zonas del campo visual y la tarea visual debe ser la siguiente: 5 a 1 Entre tareas y los alrededores adyacentes 20 a 1 Entre tareas y las superficies más remotas 40 a 1 Entre las unidades de iluminación (o del cielo) y las superficies adyacentes a ellas. 80 a 1 En todas partes dentro del medio ambiente del trabajador. Cálculo y fórmulas para el cálculo de iluminación Aplicando los métodos internacionales y el decreto 594 nos encontramos con tres métodos de cálculo de iluminación estos son: • • •

Método de iluminación media (método de los lúmenes). Método de cavidad zonal. Método del punto por punto.

Estos métodos emplean la misma fórmula, pero difieren en la determinación del coeficiente de utilización.

Método de iluminación media o método de los lúmenes Este es uno de los métodos de iluminación más difundidos para determinar el número de lámparas para obtener un nivel de iluminación dado. El cálculo de la iluminación, indica sólo la iluminación producida directamente por la luminaria: en el interior de un local, la iluminación en un punto sobre una superficie horizontal se obtiene no sólo por el flujo recibido directamente desde la luminaria, sino también por el reflejado desde el techo y las paredes laterales por encima de la superficie. El techo y las paredes reciben flujo luminoso de la luminaria, parte de este flujo es reflejado según la naturaleza de la superficie y las características espectrales del flujo incidente. La superficie investigada se denomina generalmente el plano de trabajo y puede ser un plano real o un plano imaginario a una distancia determinada sobre el suelo.

Método de cavidad zonal. El método de cavidades zonales está basado sobre la teoría de que la iluminación media es igual al flujo que incide sobre el plano de trabajo dividido por el área sobre la cual se distribuye. Este avance en el cálculo del factor de utilización se caracteriza principalmente por la introducción de medios, por los cuales pueden calcularse estos para muchas condiciones variables, que antiguamente o bien se ignoraban o se establecían como valores o relaciones fijos. El nuevo sistema considera la habilitación real como constituida por una cavidad de techo por encima de las luminarias, una cavidad de suelo debajo del plano de trabajo y una cavidad de habitación situada entre los dos.


118


En el caso general, están presentes todas estas cavidades. En el caso de luminarias empotradas o salientes, la cavidad de techo es simplemente el techo. Método del punto por punto Este método permite conocer los valores de iluminancia en puntos concretos. Consideraremos que la iluminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos fuentes, componente directa, producida por la luz que llaga al plano de trabajo directamente de las luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la reflexión de la luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local. En la figura podemos ver que solo unos pocos rayos de luz serán perpendiculares al plano de trabajo, mientras que el resto serán oblicuos. Esto quiere decir que de la luz incidente sobre un punto, solo una parte servirá para luminar el plano de trabajo y el resto iluminara el plano vertical a la dirección incidente en dicho punto.

Luz directa Luz directa proviene del techo Luz indirecta proviene de las paredes l En general, para hacernos una idea de la distribución de la iluminancia nos bastará con conocer los valores de la iluminancia sobre el plano de trabajo; es decir, la iluminancia horizontal


119


MAGNITUDES DE ILUMINACIÓN Y FÓRMULAS PRINCIPALES Flujo luminoso, nominal Flujo luminoso, útil Intensidad luminosa, nominal Base alumbrada (área) Rendimiento de iluminación Numero de lámparas Flujo lumínico, nominal, de una lámpara Factor de disminución por envejecimiento y por suciedad Factor de mantención Rendimiento luminoso Potencia nominal de una lámpara Cavidad total

III.

E A n fd Fm P Cu

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Para la iluminación de un campo de tenis con dos canchas de 33m x 25m en total, están instalados 6 postes de alumbrado, un total de 24 lámparas de vapor de sodio de alta presión, cada una de 400 W. La potencia conectada de la instalación de alumbrado es de 10,9 KW. Las lámparas tienen un flujo lumínico de 48.000 lm, cada una. La intensidad luminoso media es de 500 lx. Calcular: a) El rendimiento de la iluminación b) La potencia conectada en cada luminaria c) El rendimiento luminoso de una luminaria Solución a) A = 33m x 25m = 825 m2

b)


120


c)

2. ¿Cuál es la iluminación media sobre el piso de un cuarto de 12 m de longitud por 7,5 m de ancho, iluminado por 10 unidades de 200 watt cada uno con una eficiencia de 13,3 Lumen/watt. De tablas de fabricante de luminarias se toma como coeficiente de utilización como 0,3 y considerar factor de depreciación como la unidad. Solución: Salida por lámpara = 200Wx13.3 lm/W= 2660 Lúmenes Flujo total 10 Lámparas = 10x2660 lm = 26660 Lúmenes Luz que llega al piso = 26660lm x 0.3 = 7998 Lúmenes Área del piso = 12 x 7.5 = 90 m2 Iluminación media = 7998 / 90 = 88.87 Lux

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. La iluminación general de un laboratorio, con una superficie alumbrada de 30 m2, debe tener 700 lx. ¿Qué flujo lumínico útil es necesario? 2. En una sala de clase de 11m x 8m, están instalados 18 lámparas fluorescentes de 65 W/25, cada una de 400 lm. No tomar en cuenta el rendimiento luminoso. ¿Qué valor tiene la intensidad media de la luz? 3. La iluminación de un puesto de trabajo suministra un flujo lumínico de 1100 lm. La intensidad media de luz debe tener, como mínimo, 1200lx. No se debe tomar en cuenta las perdidas. Calcule la superficie alumbrada 4. En una oficina, con una superficie alumbrada de 30 m2, están empotradas en el techo 12 lámparas fluorescentes de 220 v/65 w/22 (cada una de 3300lm) y protegida con una malla de metal. El rendimiento de iluminación es de 60%. Calcule: a) el flujo lumínico útil b) la intensidad media de luz. 5. Un campo de deportes cubierto, de 45m por 27m, está equipado con 180 fluorescentes de 65 w/21 In (5500lm), en 60 reflectores de tramo de metal encastrados. Al proyectar, se considero un rendimiento luminoso de 0.55, teniendo en cuenta: las medidas del ambiente, los coeficientes de reflexión y el tipo de los cuerpos luminosos. Al finalizar se ha medido una intensidad luminosa de 420 lx. Después de un régimen de varios años, se disminuyo la intensidad luminosa a 350 lx.


121


Calcular: a) La intensidad luminosa prevista b) La diferencia en porcentaje del valor calculado al valor real c) El rendimiento luminoso real d) El factor de reducción

V.


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ILUMINACION

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APRENDIZAJES ESPERADOS -Realizan correctamente mediciones de luminosidad. -Evalúan luminosidad de diferentes áreas de acuerdo a mediciones en terreno y disposiciones normativas. -Efectúan recomendaciones para superar situaciones de riesgo originadas por la iluminación en casos dados.

CONTENIDOS -Mediciones de luminosidad.

MEDICIONES DE LUMINOSIDAD Los medidores de luz, se adoptan por lo general instrumentos de celda fotoeléctrica, que son conocidos bajo el nombre de luxómetro. Son medidores de luz que en los nuevos instrumentos están equipados con memoria para la grabación de datos ya que la tecnología así lo requiere. La medición de la intensidad de la luz gana cada vez más importancia en puestos de trabajo que necesiten pantallas protectoras. También la técnica de medio ambiente, a la que pertenece la medición de la luz, ocupa una posición delantera en la escala de importancia. LUXUMETRO En la actualidad existe una gran variedad y modelos de luxómetros, aunque los principios son los mismos entre ellos, la diferencia está en su forma, escalas y valores comerciales. El luxómetro sirve para la medición precisa de los acontecimientos luminosos en el sector de la industria, el comercio, la agricultura y la investigación. Además se puede utilizar el luxómetro para comprobar la iluminación del ordenador, del puesto de trabajo, en la decoración de escaparates y para el mundo del diseño. Con un luxómetro puede comprobarse si realmente se alcanza la iluminación nominal necesaria.


122


En el sensor o la sonda del aparato de medida se encuentra por ejemplo un fotoelemento la luz que incide sobre la superficie de medida genera una tensión en el fotoelemento esta tensión o la corriente en caso de estar cerrado el circuito se amplifica y se lleva al instrumento de medida cuya escala puede calibrarse directamente en lux. Forma de usar el luxómetro Para usar el luxómetro se debe tener presente que para cada aplicación es aconsejable el control de los medios de medida para obtener resultados válidos. De ahí la necesidad de conocer los aspectos más importante del instrumento. Cuando está encendido aparece la pantalla de medición. Desde está, el usuario tiene acceso a la pantallas pulsando la tecla correspondiente. Para optimizar la lectura de pantalla, el operador puede ajustar el brillo pulsando las teclas de función y retro iluminación de fondo para una mejor lectura en un lugar oscuro. El hecho de disminuir la iluminación de la pantalla no significa que está apagada. El aumento de la iluminación reduce la batería aproximadamente un 15%. Por ello hay que tener en cuenta los parámetros más importantes, incluyendo: 1. Posición correcta de las células, del instrumento. 2. Evite la iluminación de fuera de la zona de estudio. 3. Desvió significativamente desde la célula para evitar la disminución del área de iluminación. 4. Conectar el instrumento pulsando la tecla power. 5. Asegure que no aparece ninguna H en la pantalla del luxómetro. Si fuera el caso, apretar la tecla hold hasta que desaparezca. 6. Apretar el botón RANGE para determinar la precisión del luxómetro. Este botón nos permite contar unidades con decimales, decenas, centenas y miles de lux. 7. Retirar la tapa protectora de la célula sólo unos momentos antes de la medición y volver a taparla inmediatamente después de la medición. Si en la pantalla nos sale como resultado 1, esto significa que el rango no es el suficiente para poder medir la cantidad de luz. Deberemos apretar la tecla range hasta que nos dé un número correcto. Si en la pantalla aparece “BT” significa que hay que cambiar las pilas, porque sino el resultado podría estar desviado.

Para la medición de la iluminación, se adoptan por lo general los siguientes pasos, según sea el tipo de instrumento:


123


1. Realizarse en el lugar dónde se realiza la tarea (a la altura del plano de trabajo y con su misma inclinación). 2. En las áreas de uso general, los niveles de iluminación se obtendrán a una altura de 85 cm. 3. En las vías de circulación, se debe medir al nivel del suelo para asegurar la visualización de posibles obstáculos. Ejemplo de medición de iluminación usando luxómetro Primero al efectuar una medición con luxómetro en un día de verano con sol en la tarde, al exponerlo a la luz solar se puede medir 80.000 lúmenes, y en el mismo lugar pero a la sombra hay 10.000 lúmenes.

Ahora ya sabemos cuántos lúmenes hay al sol y a la sombra, vamos a explicar la diferencia en lúmenes según la distancia de un foco. Para la práctica se uso un foco de 250W, cuanto más lejos este el sensor del luxómetro, menos lúmenes. En primer lugar se ubico el sensor a la distancia que es necesaria estar del foco para tener los mismos lúmenes que al sol, si el foco fuera más potente esta cantidad de lúmenes estaría más lejos.

Unos 50 cm más abajo pasamos de tener los mismos lúmenes que al sol, a tener el mismo que a la sombra. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Se efectúa la medición con una lámpara de haluros metal de 400W en un reflectante normal los valores medidos según la distancia que se señalan son: Los 80.000 lúmenes los tenemos a 35cm. Los 30.000 lúmenes a 85cm Los 10.000 lúmenes a 130cm En el luxómetro hay que multiplicar por 100 u otro multiplicador según el rango que se esté usando, en nuestro caso el número que muestra la foto, por ejemplo aquí donde se ve 421 sería 42.100, si existen oscilaciones en la medición se debe aproximar en nuestro caso he redondeado a 42.000. Situaciones de riesgo originadas por la iluminación en casos dados Aunque la capacidad del hombre para adaptarse aun entorno es extraordinaria, su bienestar, estado de ánimo y comodidad se ven afectados por la luz y su forma de intervenir en las actividades laborales correspondientes al cargo y función que desempeña. Por ello la mayoría de la información nos llega a través de la vista donde nos encontramos con: ILUMINACIÓN ESCASA O SEMIOSCURIDAD = RIESGOS INMEDIATOS (accidentes) y/o EFECTOS FISIOLÓGICOS (fatiga visual) Además, una buena iluminación disminuye el riesgo de accidente y contribuye a la limpieza e higiene de los locales. Uno de los principales síntomas de una mala distribución o variación de la iluminación es el deslumbramiento, que produce frecuentes e importantes cambios en el rendimiento visual. Los casos de trastornos visuales son muy frecuentes y sus causas, múltiples; dichos trastornos han de tornarse siempre en serio de los profesionales de la salud visual, para buscar en lo posible, la mejores condiciones visuales. Por desgracia, la cooperación con arquitectos e ingenieros de iluminación es nula y nunca se ha considerado este aporté en el diseño de sitios de trabajo que involucre activamente el sistema visual. Accidentes

1. FATIGA VISUAL • Molestias oculares: pesadez de ojos, picores, necesidad de frotarse los ojos, somnolencia. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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• Trastornos visuales: borrosidad, disminución de la capacidad visual. 2. FATIGA MENTAL • Síntomas extra oculares: cefaleas, vértigos, ansiedad, cansancio general 3. DESLUMBRAMIENTOS • Pérdida momentánea de la visión. Efecto estroboscópico La luz emitida por todas las lámparas alimentadas con corriente alterna tiene una variación cíclica pequeña, que puede generar efectos estroboscópicos o centelleo, que producen percepciones de inmovilidad de los objetos, lentitud con respecto a la velocidad real o inversión de la dirección real de rotación. La ausencia de parpadeo en la mayor parte de fuentes de luz se debe a su estructura; no obstante, a medida que la lámpara envejece, el parpadeo puede reducirse a 50 Hz o menos, que suele aparecer en el extremo del tubo. El efecto estroboscópico puede dar lugar a ilusiones sensoriales peligrosas y deberá evitarse con conexiones dobles o trifásicas.

III.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1. Explique qué son los medidores de luz. Por lo general, son instrumentos de celda fotoeléctrica, conocidos bajo el nombre de luxómetro. 2. Señale dónde se puede utilizar el luxómetro Se puede utilizar el luxómetro para comprobar la iluminación del ordenador, del puesto de trabajo, en la decoración de escaparates y para el mundo del diseño. 3. Señale los síntomas de la fatiga visual - Molestias oculares: pesadez de ojos, picores, necesidad de frotarse los ojos, somnolencia. - Trastornos visuales: borrosidad, disminución de la capacidad visual. 4. ¿Qué efectos pueden provocar la corriente alterna en las lámparas? Puede generar efectos estroboscópicos o centelleo, que producen percepciones de inmovilidad de los objetos, lentitud con respecto a la velocidad real

IV.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1. 2. 3. 4. 5. 6.

V.

Señale el procedimiento para una mejor lectura de la pantalla Cuáles son los parámetros más importante del luxómetro Señale los síntomas de la fatiga mental Señale que provoca en el hombrel el efecto estroboscópico Cuáles son los riesgos de accidente que se evitan con una buena iluminación. Señale los pasos para la medición de la iluminación



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Taller de Prevencion de Riesgos en Electricidad e Iluminacion Eco207

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