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Instalaciones Eléctricas
Líneas eléctricas
Denominaremos líneas eléctricas al conjunto de elementos (conductores, columnas,
aisladores, etc.) destinadas a transmitir la energía eléctrica en forma económica y técnica.
Para satisfacer lo anterior deberá cumplirse que:
1- La pérdida de potencia no debe superar ciertos valores
2- La caída de tensión debe encontrarse dentro de ciertos límites.
3- El calentamiento de los conductores debe ser tal que no provoque modificaciones
mecánicas importantes del cable.
4- Los conductores, en condiciones mecánicas extremas, deben estar sujetos a
tensiones mecánicas de tracción admisible.
5- Las inversiones de capital deben ser mínimas.
Podemos clasificar las líneas de acuerdo a la tensión de trabajo:
1- Alta tensión AT
2- Media tensión MT
3- Baja tensión BT
En las dos primeras el criterio de diseño es la máxima economía. En la tercera la
directriz de cálculo será la máxima caída de tensión admitida por las normas. De acuerdo al
tipo de líneas que sea serán los parámetros que tomamos para su representación circuital.
Suministro de energía eléctrica
La energía eléctrica que aprovechan los distintos usuarios está sujeta a una serie de etapas:
producción o generación, transformación en sus distintas etapas (elevación y rebaje), transmisión,
distribución y comercialización.
Las etapas técnicas a que hacíamos referencia anteriormente quedan reflejadas en el
sistema eléctrico que se muestra en la figura.
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 Producción
La energía eléctrica es producida en las centrales térmicas o hidráulicas del sistema a
una tensión que actualmente no supera los 20 kW en general, por razones de aislamiento.
Es aconsejable en cualquier sistema de energía complementar las Centrales
Hidroeléctricas con una adecuada instalación de generación térmica. De este modo se podrá
atender con rapidez, los incrementos de demandas y el costo promedio de generación del
sistema tendrá un costo aceptable.
 Transmisión
Supongamos una línea de corriente continua recorrida por una corriente I. La pérdida
de potencia debida a la resistencia de los conductores de alimentación y retorno, vale:
2
22 22



















U
P
cS
L
I
S
L
IRPp

La pérdida porcentual es:
ScU
PL
P
P
P
p
p 2
200100% 
Considerando ahora una línea de corriente alterna monofásica tenemos:
cosU
P
I 
Por lo tanto la pérdida porcentual de potencia será:
ScU
PL
P
P
P
p
p
22
cos
200100% 
Por último analizamos el caso de una línea de corriente alterna trifásica:
cos3U
P
I
Siendo la pérdida porcentual de potencia:
  ScU
PL
RI
P
P
P
p
p
22
2
cos
1003100100% 
Se observa que la pérdida es menor que en los casos anteriores, allí que se adopte
normalmente, para la transmisión de energía, la corriente alterna trifásica.
También puede concluirse de las expresiones, que cuanto mayor es la potencia
transmitida, y la longitud de transporte, mayor debe ser la tensión de la línea para mantener
la pérdida de potencia en un valor adecuado. Por lo tanto, para que la transmisión de energía
a los centros de consumo sea económica, se realiza mediante líneas de corriente alterna
trifásica de alta tensión, por lo que se eleva la tensión a 132KV en una estación
transformadora que se instala en las proximidades de la central eléctrica. La relación óptima
tecnico-economica se halla cerca de 1 KV/Km.
 Distribución
Transmitida la energía, se distribuye a tensiones adecuadas, lo que se realiza en las
estaciones reductoras de distribución, las que alimentan otras estaciones primarias de
distribución, alimentándose así a los centros de consumo. Las líneas que conectan los dos
tipos de estaciones últimamente nombradas las denominamos de subtransmisión.
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De las estaciones primarias se tienden los alimentadores y distribuidores primarios para
atender los distintos puntos de suministro, en los que se transforma la energía de media
tensión (6,5KV) a baja tensión (380/220V)para poder ser usada directamente por los
usuarios. Las líneas de baja se la designa genéricamente distribución secundaria.
En nuestro país los sistemas de energía regionales se vinculan eléctricamente por
grandes líneas de transmisión de 500 kv.-
1. OBJETIVOS DE UNA PUESTA A TIERRA
Se ha visto al analizar el fenómeno del contacto directo e indirecto que en los circuitos es
necesario mantener ciertos puntos de los mismos o de envolventes de sus equipos, conectados un
potencial fijo y estable denominado “potencial de tierra”. Tal necesidad obedece principalmente a
razones de seguridad y por ello los objetivos de una Puesta a Tierra o, más correctamente de un
Sistema de Puesta a Tierra, los podemos definir como:
• Permitir la circulación (descarga) a tierra de corrientes de falla a tierra, de la naturaleza que sean.
• Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad.
• Contribuir a que la actuación de los sistemas de protección lo sea en el tiempo adecuado, para
seguridad de las personas y delequipamiento.
• Mantener un potencial de referencia en algún punto, que por razones técnicas requiera un sistema
eléctrico o electrónico.
Se puede concluir que la o las puestas a tierra se diseñan y ejecutan para cumplir con
prescripciones de seguridad y requerimientos técnicos funcionales de las instalaciones eléctricas.
2. TIPOLOGÍA DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
Conforme a ello se definen los siguientes tipos de Sistemas de Puesta a Tierra:
- De protección: Es la puesta a tierra que tiene por objetivo proteger a las personas y animales
contra los riesgos derivados de contactos con partes conductoras que, estando no sometidas
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normalmente a tensión, puedan quedar sometidas a tensiones peligrosas como consecuencia de un
defecto, generalmente por falla de aislamiento, en una instalación. Para lograr este objetivo todas
las masas susceptibles de quedar bajo tensión deben ser conectadas al conductor de puesta a tierra
de protección. Desde el punto de vista de la seguridad de las personas esta instalación tiene por
objeto proteger a las mismas de los accidentes por contacto indirecto.
- Funcional o de Servicio: Es la puesta a tierra que tiene por objetivo asegurar el correcto
funcionamiento del equipamiento eléctrico y permitir un funcionamiento confiable de la instalación.
Dependiendo de las características de la instalación, la puesta a tierra de protección y la funcional
pueden ser independientes o en una misma puesta a tierra combinarse ambas funciones. En este
último caso, en el diseño de la puesta a tierra siempre se dará prioridad a lo prescripto por las
regulaciones o reglamentos, para la puesta a tierra deprotección.
- De referencia: Es la instalación destinada a brindar un potencial constante, que podrá ser
empleado para tener una referencia, generalmente respecto del potencial de tierra, en la conexión
de equipos. Se emplea para garantizar el funcionamiento correcto, seguro y confiable de una
instalación sobre todo del tipo de datos o comunicaciones (instalaciones de corrientes débiles).
- De pararrayos: Es un sistema especial destinado a proteger personas y bienes de las descargas
atmosféricas (rayos). La instalación se diseña especialmente para conducir a tierra las corrientes y
sobretensiones producidas por descargas atmosféricas sobre los pararrayos y descargadores de
protección en líneas de energía. También cumplen el objetivo de limitar eventuales sobretensiones
de maniobra producidas en las propias instalaciones.
Por sus características, este sistema nunca debe ser asociado ni vinculado a cualquiera de los otros
sistemas.
3. DEFINICIONES
Las definiciones expuestas a continuación son aplicables a cualquiera de los sistemas de puesta a
tierra mencionados en 2.
Electrodo de puesta a tierra: Elemento conductor eléctrico de características físicas definidas, que
es utilizado para establecer una Toma de Tierra.
Toma de tierra: Parte integrante de un Sistema de Puesta a tierra (SPAT), compuesto por uno o
más electrodos de puesta a tierra, que, hincados o enterrados en el terreno e interconectados
eléctricamente, permite establecer un contacto físico y eléctrico con el terreno (tierra).
Conductor de puesta a tierra: Conductor eléctrico de características especiales que vincula a la
Toma de Tierra con el borne o barra principal del SPAT de una instalación eléctrica.
Borne principal de tierra: Borne o barra, previsto para la conexión al conductor de puesta a tierra,
de los conductores de protección y conductores de conexión equipotencial.
Sistema de Puesta a Tierra (SPAT): Conjunto compuesto por la Toma de Tierra, el Conductor de
Puesta a Tierra y el Borne Principal de Puesta a Tierra, diseñado y construido para cumplir con las
normas de seguridad referentes a la protección de seres vivos y funcionamiento de dispositivos de
protección.
Masa: Parte conductora de un equipamiento eléctrico que puede ser tocada y que normalmente no
está bajo tensión pero que puede ser puesta bajo tensión en caso de falla del aislamiento principal.
No se considera masa una parte conductora de un equipamiento eléctrico que solo puede ser
puesta bajo tensión a través de otra masa.
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Tierra local: Zona del suelo en contacto físico y eléctrico con una toma de tierra, y cuyo potencial
eléctrico no es necesariamente igual a cero.
Tierra de referencia: Zona del suelo conductor cuyo potencial eléctrico es considerado, por
convención, igual a cero. Para el cumplimiento de esa condición, esa zona de suelo no debe estar
influenciada por instalación eléctrica. A la Tierra de Referencia también se la denomina “Tierra
Lejana”.
Resistencia de puesta a tierra: Valor de la resistencia eléctrica que presenta un Sistema de
Puesta a Tierra entre el borne principal de tierra y la tierra de referencia. El valor resultante de su
medición permite evaluar y predecir el estado y comportamiento de un Sistema de Puesta a Tierra.
4. INSTALACIONES QUE DEBEN SER CONECTADAS
Al sistema de puesta a tierra que corresponda según su clasificación se conectarán,
 Los tomacorrientes y las masas metálicas de una instalación eléctrica del cualquiera
sea su tipo.
 Las estructuras metálicas y las armaduras de columnas y muros de hormigón.
 Las instalaciones interiores ejecutadas con conducciones metálicas correspondientes a
los servicios de agua y calefacción así como calderas, depósitos, instalaciones de
ascensores y montacargas, y en general toda estructura metálica sea de índole fija,
móvil o provisoria que pueda quedar accidentalmente bajo tensión.
 Las instalaciones de pararrayos
 Las instalaciones de radioeléctricas engeneral.
5. CONFIGURACION DE UN SISTEMA DE PUESTA ATIERRA
5.1. Resistencia de puesta a tierra
Ante un accidente eléctrico, las protecciones eléctricas deben actuar desconectando la
alimentación en tiempos que aseguren salvaguardar a la instalación como también limitar los efectos
fisiológicos que sobre el cuerpo humano se pudieran producir; esta exigencia requiere entre otras
cosas un comportamiento eficaz del sistema de puesta atierra.
Para evaluar el comportamiento eficaz de un sistema de puesta a tierra se define el
concepto de “Resistencia de Puesta a Tierra” que es el valor de resistencia que presentará el
sistema a la corriente de falla que sea derivada hacia tierra; a efectos de no originar tensiones
peligrosas, es necesario que el valor de la resistencia de puesta a tierra se mantenga lo más bajo
posible.
Por ello las normas técnicas relativas a instalaciones eléctricas establecen los valores
máximos admisibles de la Resistencia de Puesta a Tierra de una instalación, conforme al tipo de
instalación que se trate.
Las normas también determinan que deben ponerse a tierra las partes metálicas de los
aparatos e instalaciones que no pertenezcan al circuito de servicio, y que puedan entrar en contacto
con partes sometidas a tensión en caso de avería o establecimiento de arcos.
Por tal motivo, es necesario disponer para los aparatos y otras partes de la instalación, de alguna
una forma de conexión al sistema de tierra lo cual se logra disponiendo a lo largo de la instalación
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de un conductor que permite conectar a él las partes a proteger con la toma de puesta a tierra; a ese
conductor se lo denomina “conductor de protección”.
En las instalaciones de mediana y gran potencia como pueden ser ciertas instalaciones industriales,
grandes edificios, etc. se implantan sistemas de puesta a tierra independientes para las masas
metálicas de los aparatos eléctricos, para la conexión de los neutros de los transformadores de
potencia y para la conexión de los pararrayos o descargadores.
Por ello, la concepción y diseño de un sistema de puesta a tierra debe contemplar los aspectos
indicados.
5.2.Esquema simple de un sistema de puesta a tierra
En la figura 1. se presenta la instalación de un SPAT para una vivienda. En la misma se incluyen los
aspectos más destacables de una instalación simple
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La estructura básica de un sistema de puesta a tierra consiste en implantar en el terreno
una masa metálica, denominada electrodo, de formas y dimensiones adecuadas.
El electrodo, es vinculado a la parte de la instalación a proteger mediante un conductor,
denominado conductor de puesta a tierra.
El electrodo, puede ser materializado mediante jabalinas, perfiles, cables desnudos,
cintas, etc. o por un conjunto de conductores en contacto con la tierra que garantizan un
contacto íntimo conella.
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En muchas oportunidades es necesario implantar más de un electrodo. En ese caso los
electrodos se instalan distanciados lo suficiente para no influenciarse entre si; a este
sistema se lo denomina de electrodosindependientes.,
5.3. Conductor de puesta a tierra (CPAT)
Este conductor tiene por función conducir hacia el electrodo a la corriente que se quiere derivar
a tierra y al igual que el electrodo se construye mediante planchuelas o conductores flexibles de
cobre de calidad grado eléctrico. Físicamente une al electrodo con el borne principal de puesta
a tierra (BTP - Borne de puesta a tierra) al cual se conectarán los diversos conductores de
protección que disponga la instalación.
5.4. Conductores de protección (CP)
Estos conductores se conectan al borne principal de puesta a tierra y a partir de él recorren la
instalación conjuntamente con los conductores de los distintos circuitos.
A
RCPAT
RPAT
RELEC
C
En la instalación básica representada en la Fig.1 podemos reconocer, mediante el circuito
equivalente, los siguientes componentes :
- La resistencia del conductor de puesta a tierra RCPA (tramo A- B).
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- La resistencia de electrodo RELEC presentada por la resistencia
presentada por el electrodo en su contacto con la tierra.
La suma de estas dos resistencias configura la Resistencia de Puesta a Tierra RPAT (A -C),
medida desde el borne principal de puesta a tierra (BPT) de la instalación.
Las características principales de dos resistencias son:
- RCPA está definida por la resistencia que presenta el conductor que vincula
el borne de puesta a tierra con el borne de unión al electrodo.
- RELEC resulta de la resistencia presente el electrodo en su contacto con la
tierra conjuntamente con el tramo de terreno comprendido entre la puesta a
tierra local y la puesta a tierra de la alimentación. Este valor es dependiente de
la configuración y disposición de o de los electrodos y de la característica
conductiva del terreno evaluada por la “resistividad eléctrica del terreno”
donde se instalan los electrodos. Este último valor, en muchos casos, es difícil
de establecer debido a las variadas características y estados del terreno.
La Tabla I presenta valores de Resistencia RELEC - para un electrodo típico implantado en diversos
tipos de terreno.
TABLA I
Tipo de suelo
RELEC (Ω) para una jabalina
de 5/8" de diámetro
y 1,5 m de longitud
Terreno de
Resistividad (Ω.m)
Húmedo, pantanoso 9 30
Arcillas y humus 30 100
Arcillas, humus con arena y grava 150 500
Grava, arena, piedras 300 1000
Como se observa la resistencia presentada por el mismo electrodo varía en función del tipo de
terreno, lo cual es definido por el valor de Resistividad Eléctrica del mismo.
Adicionalmente los valores resultantes de resistencia resultan ser dependientes del grado de
humedad y de la temperatura del mismo.
Para asegurar condiciones de seguridad aceptables, las normas de instalación limitan los valores de
la resistencia de puesta a tierra, debiendo mantener un valor por debajo de 10 Ω.
Así mismo, y conforme el tipo de instalación, las normas establecen límites a la sección del
conductor vinculado a la jabalina.
Manteniendo un valor lo más bajo posible de la resistencia de puesta a tierra, se asegura que una
corriente, sea ella de cortocircuito o de falla, que circula por el sistema de puesta a tierra, genere un
potencial no peligroso en las partes del circuito conectadas a tierra, evitando así tensiones
peligrosas en caso de contactos indirectos, previniendo así choques eléctricos de gravedad o
sobretensiones que pueden afectar el comportamiento de los componentes o daños a las personas.
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6. CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA PUESTA A TIERRA
6.1. Electrodos de puesta a tierra
Las características mecánicas y eléctricas de los materiales empleados para la construcción de los
electrodos de puesta a tierra y sus características morfológicas deben ser tales que permitan
asegurar la más larga vida útil de los mismos como también obtener una toma de tierra cuyo valor
de resistencia de tierra resulte el menor posible.
Por ello es que se emplean materiales que sean aptos para soportar la corrosión, que presenten una
adecuada resistencia mecánica como también una muy buena conductibilidad eléctrica.
Son de uso habitual los siguientes tipos de electrodos y materiales:
-Tipos de electrodos :
• Cintas (pletinas) o conductores desnudos flexiblesmultifilares.
• Caños o barras, fundamentalmente las llamadasjabalinas.
• Placas metálicas, generalmente de formarectangular.
-Materiales empleados en su construcción:
• Cobre de alto grado de pureza (99,9% grado eléctrico)
• Acero galvanizado en caliente.
• Acero inoxidable.
• Acero con recubrimiento electrolítico decobre.
Estos electrodos pueden utilizarse en forma individual o bien según la exigencia impuesta a la toma
de tierra configurar un conjunto de electrodos eléctricamente interconectados.
En el segundo caso es recomendable utilizar electrodos confeccionados con el mismo material, con
el objeto de evitar fenómenos de corrosión galvánica, que afecta a la vida útil del sistema y
distanciados de manera tal que no se establezca una influencia entre los mismos, configurando un
sistema de electrodos independientes.
Las dimensiones mínimas de los electrodos son establecidos por normas y reglamentaciones; en el
caso de Argentina las normas IRAM y la Reglamentación de la AEA, regulan todo lo relacionado con
materiales, componentes, diseño, ejecución y control de un sistema de puesta a tierra (ver normas y
bibliografía).
Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, gas, telefonía, combustibles, calefacción
central, etc.) no deben ser utilizadas como electrodos de tierra, pero si deben ser conectados
mediante una conexión equipotencial al borne o barra principal de tierra.
6.2. Conductores de puesta a tierra
En cuanto a los materiales y características de conductores de puesta a tierra, que unen el sistema
de toma de tierra con el borne o barra principal de puesta a tierra, las normas y reglamentaciones
mencionadas también regulan sus características.
En particular se destaca que para estos conductores se reglamenta una sección mínima 35 mm²
en cobre, a menos que la línea de alimentación de energía sea de
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menor sección, en cuyo caso el conductor deberá presentar una sección de valor igual al de los
conductores de fase de la línea.
Antiguamente en las instalaciones para este fin se empleaba un conductor de cobre multiconductor
pero no muy flexible y sin aislamiento (conductor desnudo) pero esa práctica ha sido reemplaza por
el uso de un conductor de cobre, más flexible y con recubrimiento aislante.
En casos especiales todavía se sigue empleando conductores de cobre desnudos pero ello obedece
fundamentalmente a razones constructivas.
Es fundamental que este conductor siempre se encuentre en perfectas condiciones pues, sea cual
fuere el esquema de puesta a tierra adoptado, es la forma segura de garantizar la eficacia del
sistema de puesta a tierra.
Es fundamental asegurar la continuidad de este conductor en forma permanente; por eso debe
emplearse un conductor sin discontinuidad alguna ni intercalar en su recorrido elementos de
seccionamiento.
También es importante asegurar la integridad mecánica y el evitar su hurto; por ello según las
condiciones de instalación y recorrido se recurre a encamisarlo en una cañería especial.
6.3. Borne o barra principal de puesta a tierra
En toda instalación debe preverse un borne o barra principal de tierra, para la conexión de los
siguientes conductores:
• Conductor o conductores de puesta a tierra.
• Conductores de protección (PE) que no estén conectados a este terminal o barra a través de otros
conductores de protección.
• Conductores de conexión equipotencialprincipal.
La conexión al borne o barra principal de tierra, debe realizarse de forma tal que pueda ser
desconectado individualmente cada conductor conectado al mismo.
Esta conexión además debe realizarse de forma que su desconexión solo debe ser posible
mediante el empleo de una herramienta. En algún caso puede ser necesario instalar más de un
borne o una barra principal de tierra para realizarlas conexiones indicadas. En este caso ambos
bornes de conexión deben ser vinculados eléctricamente a la misma toma de tierra.
6.4. Caja de inspección de la puesta a tierra
A fin de permitir efectuar mediciones periódicas de la resistencia de puesta a tierra y eventualmente
incorporar productos químicos mejoradores de la conductividad eléctrica del terreno, se interpone en
el recorrido del cable de puesta a tierra y lo más cerca posible del electrodo, una caja deinspección.
6.5. Conductores de protección (PE)
Como se puede observar en la fig.1 del borne o barra principal de puesta a tierra parten una serie de
conductores que recorren las diversa partes de la instalación.
Se trata de los Conductores de protección cuya función es permitir, a través de los mismos, vincular
al sistema de puesta a tierra a todos los elementos metálicos (masas) susceptibles que quedar bajo
tensión ante una falla eléctrica.
De manera estos conductores conducirán las corrientes de falla de aislación, entre un conductor de
fase y una masa, a través del neutro de la fuente.
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Los conductores de protección deben ser aislados e identificados con los colores verde/amarillo y deben estar
protegidos contra daños mecánicos y químicos.
Como conductores de protección pueden utilizarse:
• Conductores aislados formando parte de cablesmultipolares.
• Conductores individuales tendidos conjuntamente otros conductores activos.
No se permite usar como conductores de protección, elementos conductores tales como:
• cañerías de agua
• cañerías que conduzcan gases o líquidosinflamables
• Soportes de canalizaciones.
Al igual que el conductor de puesta a tierra los conductores PE no deben incluir ningún medio de desconexión
(interruptor, fusible o cualquier otro elemento de seccionamiento), para así asegurar la continuidad permanente del
circuito de protección.
Las partes conductoras (masa) que se conecten al conductor PE, deben hacerlo en un único punto de conexión no
pudiendo quedar conectadas en serie con dicho conductor, es decir que
formen parte de la continuidad del conductor de protección.
En resumen cuando hablamos de conexión a tierra nos referimos a una conexión metálica directa, sin
dispositivo de protección, de sección suficiente, entre determinados elementos de la instalación (masas), y
uno o un grupo de electrodos enterrados en el suelo.
7. ASPECTOS A CONSIDERAR PARA LA EVALUACION o REALIZACION DE UN SISTEMA DE
PUESTA ATIERRA
La base de un buen sistema de puesta a tierra comienza con la selección del mejor lugar de emplazamiento y el
ensayo del suelo que rodeará a la toma, procurando localizar el área de más baja resistividad.
La forma de ejecución de la toma de tierra (con placas, jabalinas, etc.) dependerá generalmente de la resistividad
eléctrica del terreno y de las dificultades de instalación para conseguir una baja resistencia de contacto a tierra. El tipo
más empleado tanto doméstica como industrialmente es el que se hace con jabalinas hincadas verticalmente en el
terreno.
Luego de su instalación, se debe medir el valor de resistencia de la toma de tierra propiamente dicha, para verificar
que su valor se corresponde con el de diseño y a lo largo del tiempo se deberán realizar controles periódicos para
detectar cambios respecto de los valores originales.
Previo al cálculo y construcción de una toma de tierra deben tenerse en cuenta algunas recomendaciones que surgen
de la experiencia obtenida en terrenos homogéneos:
✓ La máxima resistencia de puesta tierra está localizada en la zona de contacto del electrodo y su proximidad.
✓ La resistencia medida entre dos tubos hincados verticalmente en un terreno homogéneo se mantiene
constante para distancias entre los tubos superiores a 2 o
3 metros. De ahí la conveniencia de favorecer la conductividad del terreno recurriendo a humidificar la zona
próxima al electrodo mediante soluciones salinas.
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✓ El agua, como medio para la toma de tierra, no contribuye en forma significante a no ser por su poder
humidificador. Resulta así poco trascendente sumergir el electrodo en un pozo o curso de napa de agua.
✓ La conductancia de dos o más puestas a tierra conectadas en paralelo es igual a la suma de las conductancias
individuales a condición que las tomas estén distanciadas al menos 3 a 4 metros entre si. La puesta en
paralelo de puestas a tierra muy cercanas no arroja resultados convenientes.
y que, a efectos de prevenir valores de Tensión de Paso comprometedores se debe recurrir a :
✓ Efectuar sistemas de puestas a tierra de valores inferiores a 10 ohm.
✓ Asegurar el mantenimiento del valor mediante la medición periódica y eventual corrección mediante la
humidificación o agregado de otras puestas a tierra.
✓ Regular los tiempos de actuación de las protecciones para asegurar que las corrientes de fallas sean limitadas
en magnitud y duración.
El cálculo de una puesta a tierra es un cálculo que debe contemplar cuatro aspectos fundamentales:
- Valor de la resistencia de puesta a tierra deseada.
- El tipo de terreno donde se efectuará la toma de tierra.
- El tipo y cantidad de electrodos.
- Característica del conductor de vinculación al electrodo.
- Valor de la resistencia de puesta a tierra deseada
Como se dijo, el sistema de puesta a tierra tiene por objeto garantizar que no se produzcan tensiones peligrosas en
caso de circulación de corrientes de falla a tierra. Por ello las normas y reglamentos definen dos valores de tensiones a
los cuales se debe considerar al momento del diseño del sistema de puesta a tierra.
Esas son:
- Tensión de seguridad
Definida como “El valor de diferencia de potencial a la que puede quedar sometida por tiempo indefinido una persona
sin que en ella produzca efectos fisiológicos”.En ambientes secos no debe superarse los 50 V para tensión alterna, en
ambientes húmedos los 24 V y en ambientes sumergidos los 12 V.
-Tensión de contacto
Se define “Tensión de Contacto” como la diferencia de potencial a la que una persona puede quedar sometida al tocar
simultáneamente un objeto colocado bajo tensión y otro elemento que se encuentre a un potencial diferente
(generalmente la tierra).
La tensión de contacto límite que no resulta peligrosa para las personas es de 50 V, aunque se suele hablar de una
menor que ella, denominada Muy Baja Tensión de Seguridad (conocida por sus siglas MBTS), establecida en 24 V.
Fijada una determinada tensión de contacto (Vc) se puede establecer el valor de la resistencia de puesta a tierra (Rt)
que garantice la suficiente corriente It que produzca el accionamiento de la protección diferencial asociada.
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El "Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles" de la Asociación Electrotécnica Argentina
establece que para el caso de usar interruptores diferenciales y para asegurar una tensión de contacto Vc = 24 V, la
resistencia a tierra medida desde cualquier masa de la instalación, no debe superar los siguientes valores:
Rt = 10 Ω para viviendas unitarias, recomendándose valores inferiores a 5 Ω.
Rt = 2 Ω para viviendas colectivas (Edificios o Complejos).
Cuando la instalación de puesta a tierra no contemple la instalación de un interruptor diferencial, el valor de la
resistencia a tierra se calculará de manera de no superar los valores de tensión de seguridad indicados
anteriormente (24 y 12 V según el caso).
- La característica del terreno
Para ello es necesario medir, la resistencia del terreno en el lugar donde se instalará la puesta a tierra,
preferentemente aplicando el método del telurímetro descrito en la Norma IRAM 2281 parte I.
Alternativamente se podrá medir empleando una resistencia variable entre 20 y 100 Ohm, un amperímetro y un
voltímetro con resistencia interna superior a 40.000 Ohm, apto para medir una tensión entre 0 y 5 V, y una sonda
enterrada a una profundidad de 0,50 m y una distancia no menor de 20 m, de la puesta a tierra.
- Evaluación del tipo y cantidad de electrodos a utilizar
En primera instancia se puede realizar aplicando las expresiones que permiten calcular aproximadamente la
resistencia de la puesta a tierra en función de la resistividad eléctrica del terreno ρ (Ω.m) y el largo L de la
jabalina supuesta de acero con recubrimiento de cobre.
Rt = 0,33 * ρ para jabalinas de 3 m.
Rt = 0,55 * ρ para jabalinas de 1,50 m.
Rt = ρ / L para jabalinas de otras longitudes.
Cuando con una única jabalina no se alcanza a obtener el valor de Rt deseado se debe considerar el uso de varias
jabalinas unidas entre sí por un conductor de Cu de 50 mm² y enterrado a 60 cm. de profundidad, y separadas a una
distancia tal que no produzcan interferencias entre sí mismas.
La separación mínima de jabalinas que se suele emplear para tal fin es de 2,5 veces veces el largo de jabalina
utilizada.
Para el caso en, que por la separación necesaria entre jabalinas no sea posible tener la superficie de terreno
suficiente, se recomienda el uso de mallas de conductores.
Debemos recordar que, por la naturaleza de los terrenos y sus condiciones de humedad y temperatura, estos cálculos
resultan con un cierto grado de incertidumbre, por lo cual si se quiere mejorar la precisión de los mismos se deben
emplear expresiones de cálculo más complejas como las indicadas a continuación.
- Fórmulas para evaluar la resistencia de puesta a tierra de un electrodo
1 -Conductores enterrados horizontalmente
Se trata de conductores de cobre, desnudos, de sección 35 mm2 o mayor. También se puede emplear alambres
de acero galvanizado de sección no inferior a 95 mm2.
La Resistencia de la toma de tierra se puede calcular mediante:
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R = 2 * ρ / L
Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω)
ρ es la resistividad del terreno (Ω.m)
L es la longitud del conductor enterrado (m)
2 – Jabalinas hincadas verticalmente
Normalmente se emplean barras de cobre o de acero con revestimiento de cobre, de sección circular o en cruz.
La resistencia de la toma de tierra se puede calcular mediante,
R= K * ρ / N * L
Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω)
ρ es la resistividad del terreno (Ω.m) L es la longitud de la
jabalina (m)
N es el número de jabalinas a hincar
K es un coeficiente que tiene en cuenta la disposición de las jabalinas dependiendo de la relación
entre la separación de las jabalinas y el largo de las mismas.
En la siguiente tabla se dan valores de K, para distintas relaciones y disposiciones.
Relación (D/L) – (Dist. entre jabalinas / Longitud de jabalina)
Número de
jabalinas
0,5 1,0 1,5 2,0 3 ó más
1 1 1 1 1 1
2 1,38 1,20 1,10 1,06 1,04
3 en línea 1,5 1,29 1,16 1,10 1,06
3 en triangulo 1,66 1,35 1,21 1,15 1,09
4 en línea 1,79 1,43 1,25 1,17 1,11
4 en
cuadrado
1,95 1,52 1,29 1,20 1,15
3 – Mallas de tierra
Las mallas de tierra normalmente se utilizan para obtener sistema de puesta a tierra de muy baja
resistencia. Consiste en enterrar una malla de cobre o de acero galvanizado, a la mayor profundidad
posible, distribuida en una superficie lo más grande posible.
El valor de la resistencia del sistema puede evaluarse mediante
R = 0,25 * ρ / (S/π)
1/2
+ ρ/L
Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω)
Ρ es la resistividad del terreno (Ω.m)
S es la superficie de la malla utilizada (m2)
L es la longitud total de los conductores que forman la malla (m)
4 – Pletinas enterradas
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Normalmente se utiliza pletina de cobre de sección no menor a 35 mm2 y de espesor no inferior de 2
mm. También se puede usar pletinas de acero galvanizado pero de sección no inferior de 100 mm2 y
espesor no menor a 3 mm.
Las pletinas pueden ser enterradas en forma superficial (menor a 1 m) o en forma profunda (mayor a 1 m)
y para evitar influencia entre las mismas deben estar separadas como mínimo 3 metros.
La resistencia de la toma de tierra se puede evaluar empleando,
R = 1,6 *ρ * N / P para superficiales
R = 0,8 *ρ * N / P para profundas
Donde R es la resistencia de la toma de tierra (ohm)
Ρ es la resistividad del terreno (ohm.m) N es el número de
pletinas
P es el perímetro de la pletina
Las normas IRAM 2309 / 2310 / 2317 y 2316 establecen las especificaciones técnicas de diversos tipos de
jabalinas y sus accesorios.
- Resistividad de diferentes tipos de terreno
La tabla siguiente presenta valores medios de Resistividad de diversos terrenos (ρ – Ω.m)
Tipo de terreno Resistividad media (Ω.m)
Pantanoso Hasta 30
Fértiles 50
Poco fértiles 500
Pedregosos 3000
Humus 10 a 50
Turba húmeda 10 a 150
Arcilla plástica 50
Arcilla compacta 100 a 200
Arena arcillosa 50 a 200
Arena 200 a 300
Pedregoso 1500 a 3000
Rocoso 800 a 10000
- Característica del conductor de vinculación al electrodo.
Finalmente se debe considerar el tipo de conductor a emplear para unir el electrodo o conjunto de electrodos a
la toma de tierra principal de la instalación.
Ese conductor queda definido por la sección del mismo y las reglamentaciones fijan los valores mínimos a
utilizar en función de las corrientes máximas de descarga a tierra y el tiempo de actuación de las protecciones.
Otras consideraciones
El Reglamento de la A.E.A. establece las siguientes disposiciones generales:
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 El conductor de protección (denominado comúnmente conductor de tierra) será eléctricamente
continuo y no será eléctricamente seccionado en punto alguno de la instalación ni pasará por el
disyuntordiferencial.
 Tendrá la capacidad de soportar la corriente de cortocircuito máxima coordinada con las protecciones
instaladas en el circuito. Como conductores de protección en instalaciones domiciliarias deben
utilizarse cables unipolares aislados, con sección no menor a 2,5 mm².
 En todos los casos deberá efectuarse la conexión a tierra de todas las masas de la instalación.
 Las masas que sean simultáneamente accesibles y pertenecientes a la misma instalación eléctrica
estarán unidas al mismo sistema de puesta a tierra. La instalación se realizará de acuerdo a las
directivas de la norma IRAM 2281 - parte III.
Se debe poner a tierra todas las partes metálicas de equipos eléctricos al alcance de la mano. Para
ello se usa un conductor desnudo. Éste puede conectarse a las cañerías de agua como lo muestra la
siguiente figura.
No pueden ser utilizados para la puesta a tierra las líneas a tierra de los pararrayos y las
instalaciones de corriente débil, las cañerías de gas y de calefacción central de OSM.
En caso de que OSM no lo permita se usa una placa de cobre colocada en un pozo tratando que
esta alcance la primer napa de agua. Si la napa de agua es muy profunda se usan caños de ¾” de
hierro galvanizado o jabalinas de cobre.
En caso de un corto, la corriente de la falla circula a tierra, por lo que es importante calcular la
resistencia de la puesta a tierra. El valor de esta debe ser de 10 Ohms como máximo,
preferentemente no mayor a 3 Ohms, y se calcula como:
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RT= Rf +Rp +Rt
Siendo: RT= resistencia total de la toma de tierra.
Rf= resistencia de la falla, comprende la de todos los elementos que accidentalmente forman el
camino de la corriente en la estructura.
Rp= resistencia del sistema de puesta a tierra.
Rt= resistencia del terreno hasta el punto en donde se mida.
Rt disminuye al aumentar la humedad del suelo y al bajar la temperatura. Es por esto que
comúnmente se mantengan húmedas las puestas a tierra por regado.
Las jabalinas deben estar ubicadas en tierras con alto contenido de humedad, por este motivo se
utiliza un recinto adecuado cubierto con turba.
Los conductores para la conexión con la toma de tierra deben ser de cobre electrolítico y estar
debidamente protegidos contra deterioros mecánicos o químicos, y aislado con vaina de PVC. Su
sección se calculará para la intensidad de desenganche del interruptor automático o fusión de los
fusibles.
MEDICIÓN DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
La evaluación de un sistema de puesta a tierra con el objeto de evaluar su calidad constructiva y su
comportamiento frente a la circulación de corrientes de falla consta de dos etapas.
La primera consiste en controlar como está compuesto el sistema evaluando tipo y cantidad de electrodos,
conductores de puesta a tierra y de protección, punto de conexión de puesta a tierra y todo lo relacionado con
los aspectos constructivos y reglamentarios.
Habiendo lo anterior satisfecho las exigencias reglamentarias queda por evaluar cuantitativamente al sistema y
ello se hace mediante la medición de la “ Resistencia de puesta a tierra”.
Aspectos a considerar en relación con las mediciones
Dada la carácterística de la medición los valores resultantes pueden ser influenciados por una serie de factores
que impiden obtener resultados con gran exactitud. Entre los mismos podemos citar la posible existencia de
corrientes vagabundas de CC y de CA, el carácter electrolítico del terreno y su eventual polarización, la aparición
de potenciales galvánicos, el acoplamiento inductivo y/o capacitivo con otros sistemas, la ocurrencia de lluvias
cercanas al momento en que se hace la medición, las irregularidades en la composición geológica del terreno y
su grado de compactación, etc,
Como en algunos casos existen elementos metólicos enterrados, conductos de agua subterráneos y otros
elementos que pueden distorsionar las mediciones, se recomienda realizar varios ensayos con diferentes
orientaciones entre sí.
Por ello, los resultados de las mediciones deben someterse a un análisis crítico para identificar las posibles
fuentes de error, y eventualmente replantear la forma de ejecución de los ensayos.
En algunos casos puede ser conveniente realizar una gran cantidad de mediciones utilizando distintos métodos y
luego analizar las tendencias resultantes.
Si bien en teoría la influencia del dispersor de puesta a tierra (electrodo) se extiende hasta el infinito, debe
considerarse que tal influencia varía inversamente con la distancia siguiendo una ley exponencial, pues la
sección ofrecida a las trayectorias de corriente aumenta al alejarse del dicho dispersor. Por lo anterior, a los
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efectos prácticos dicha influencia se concentra en las cercanías del dispersor y se torna despreciable a
distancias superiores a los 50 m en el caso de tomas de áreas reducidas o de simples jabalinas
En el caso de una red dispersora extensa (caso de mallas), puede aparecer una componente reactiva apreciable
cuando la resistencia es menor que 0,5 Ohm. En estos casos, también debe prestarse atención a la posibilidad
de existencia de resistencias parásitas de conexión.
- Medición de la resistividad del terreno
La estimación de la resistividad del terreno a partir de la medición de la resistividad de una muestra extraída del
mismo, se puede realizar en una caja prismática pequeña de sección transversal cuadrada, en la que se
introduce el material extraído de la probeta respectiva. Como es de esperar, el valor de resistividad que se
obtiene de esta manera resulta menos exacto que el que se obtendría en el terreno real, pero en algunas
ocasiones es el único camino posible.
- Métodos de medición de la resistencia de puesta a tierra
El "Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles" de la Asociación Electrotécnica
Argentina, la norma IRAM 2281 y la Resolución 207/95 del ENRE establecen la forma y métodos a aplicar para
realizar estas mediciones.
- Normas IRAM referentes a Sistemas de Puesta a Tierra de instalaciones
La norma IRAM 2281 – Puesta a tierra de sistemas eléctricos, es la norma que regula los aspectos técnicos de la
construcción y ensayo de sistemas de puesta a tierra.
La misma se divide en cinco capítulos los que se listan a continuación;
IRAM 2281 – 1 Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Consideraciones generales. Código de
práctica (1996)
IRAM 2281 – 2 Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Guía para la medición de magnitudes de puesta a tierra Resistencia, resistividades y
gradientes. (2002)
IRAM 2281 – 3 Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Instalaciones industriales y domiciliarias y redes de baja tensión. Código de
práctica (1996)
IRAM 2281 – 4 Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Centrales, subestaciones y redes. Código de práctica (1989
– en revisión)
IRAM 2281 – 5 Puesta a tierra de sistemas eléctricos
Código de práctica para puesta a tierra de sistemas de telecomunicaciones (
telefonía, telemedición y equipos de procesamiento de datos) (1994- en revisión)
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LA UTILIZACIÓN DE LA REGLAMENTACIÓN PARA LA EJECUCIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN
INMUEBLES
Sin lugar a dudas que la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (RIEI)
edición 2002 o sea la última versión, emitida por la Asociación Electrotécnica Argentina, cumple un rol de suma
importancia en el ámbito de las obras de instalaciones eléctricas, entendiendo fundamentalmente que su objetivo
es la seguridad de las personas y sus bienes.
Entre sus “consideraciones generales” dice que, siguiendo las tendencias mundiales en materia de
normalización y al corriente de lo que sucede en el resto del mundo (entre otras la globalización), abandonando los
localismos no siempre mal intencionados o desconocedores de la idiosincrasia argentina, es que se ha emitido
esta actualización de la RIEI.
Podemos decir, que es bienvenida la incorporación a la especialidad, de un documento de la factura de la
RIEI, redactado por verdaderos especialistas en el tema, que desinteresadamente han brindado su tiempo,
experiencias y conocimientos.
Ahora bien, como toda reglamentación, reglamento y aún las mismas leyes al tener un carácter general y
abarcativo necesitan entre otras cosas una interpretación. La intención es hacerlo a través de esta columna, pero
solo de los temas más comunes.
El decir más comunes, no implica simplificación en el contenido o en el nivel técnico de los temas, sino
simplemente de los temas que más comúnmente se enfrenta el Instalador o si se quiere aquello que son más
cotidiano.
Esto viene a hechos tales como que la RIEI, como lo manifestara anteriormente tiene un excelente
desarrollo técnico y profesional a nivel de una norma corriente lo cual hace que no siempre su esencia o desarrollo
pueda ser interpretado por el común de los Instaladores. No es desmedro para nadie, y también se que es
necesario incrementar la capacitación para que todos tengan los suficientes y necesarios conocimientos como para
poder interpretar y ejecutar las normas técnicas y legales, pero lo cierto es que, un lenguaje de excelencia
profesional y la falta de tiempo, a lo cual se puede sumarse a veces la falta de medios para realizar consultas, hace
que no se haga una aplicación correcta de la RIEI. Todos sabemos que una medida tomada como cierta cuando no
lo es resulta más peligrosa que cuando no se toma.
Ahora bien, repitiendo que no se puede negar su excelencia técnica y tampoco la necesidad de capacitar a
los Instaladores se hace necesario dar una orientación o una interpretación a su contenido y aplicación.
A través de este medio y en sucesivos artículos intentaré abordar las cuestiones estrictamente esenciales
que hacen a la aplicación de la RIEI, no por ello negando otros aspectos, pero que están reservados a personas
que cuentan con mayores conocimientos. Y señalando además, a pesar de parecer reiterativo, que el único
documento finalmente válido es el texto de la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en
Inmuebles (RIEI) y por lo tanto al cual se debe recurrir para resolver las cuestiones derivadas de la ejecución de las
instalaciones eléctricas.
Resumiendo: no se pretende corregir, reemplazar ni modificar la RIEI, solo: acercar al común de los
Instaladores al mismo, para que hagan una correcta aplicación a través de justificaciones y/o explicaciones de los
temas en si o los que estén relacionados.
CONTENIDO DE LA RIEI
De la RIEI, en realidad solo se han publicado, la PARTE 7, titulada: REGLAS PARTICULARES PARA LA
EJECUCIÓN DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN INMUEBLES, Sección 771, titulada VIVIENDAS,
OFICINAS Y LOCALES (UNITARIOS) y la Sección 701 titulada CUARTO DE BAÑOS, estando el resto en estudio
y preparación.
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DESARROLLO
Analizaremos en primera instancia la Sección 771, la cuál está destinada a viviendas, oficinas y locales
unitarios. Dejando la Sección 701 Cuarto de baño para otra oportunidad.
1. Dominio de aplicación (771.1)
La aplicación de esta sección del RIE esta destinada a “encarar el proyecto, la ejecución y verificación de
una instalación de baja tensión en una vivienda única, oficina y local”.
Muy claramente especifica las instalaciones eléctricas de los tipos de inmuebles se deben ajustar a esta
reglamentación.
2. Proyecto eléctrico (771.2)
Según la RIEI, constituye la ejecución de los planos y memoria técnica lo cual deberá estar desarrollada
por un Profesional habilitado para tal fin.
El proyecto es el inicio de la obra. Nada se podrá hacer sin un proyecto. Si bien parecería que el término
“proyecto” significa una tarea que esta destinada a ejecutarse en grandes obras, en realidad, no lo es. Desde las
instalaciones más elementales a las más complejas necesitan de un proyecto. El proyecto nos permite conocer el
inmueble en detalle o sea donde se ejecutará la obra, a partir de allí y con la metología dada por el mismo RIE
(ítem 771.8) se calculará las demandas y a partir de allí los demás parámetros y elementos componentes de la
instalación eléctrica. Con ellos podemos saber que cables, interruptores, protecciones, etc. van a ser necesarios y
que, mediante una lista de materiales se determina el monto de los mismos que junto con la estimación de la mano
de obra permitirá saber el precio de la obra de la instalación eléctrica. Con lo cual se hará la cotización que será
finalmente presentado al cliente.
Los medios que se utilicen para llevarlo a cabo es otra cosa y como dije antes dependerá del tamaño de la
instalación eléctrica.
La competitividad es muy elevada, por lo cual el “ojo” puede hacer que no obtengan el precio más
conveniente.
3. Definición de los esquemas de conexión a tierra (ECT) (771.3)
“Los esquemas de conexión a tierra definen la Clasificación según la conexión a tierra de las redes de
alimentación y de las masas de las instalaciones eléctricas consumidoras”
El ítem 771.4.7 indica que el exigido es el TT. Ver luego el ítem 7.
4. Características de la alimentación (771.4)
El aspecto mas saliente de este ítem es el correspondiente a “Intensidad máxima admisible:
a) En el origen de la instalación (Imo), es el valor de corriente asignada del dispositivo de protección del aparato de
maniobra ubicado en la cabecera del tablero principal”
Deberá entenderse como “cabecera” al interruptor conectado a la línea de alimentación o sea en la entrada de la
energía eléctrica al tablero principal.
“b) En cada circuito. Es la intensidad de corriente máxima permanente del circuito considerado, estando ésta
determinada por el material de menor intensidad de corriente admisible”.
De acuerdo a la instalación eléctrica que se trate, puede ser que la misma conste de varios circuitos (luego se
vera cuales), en ese caso cada línea seccional debe contar con un interruptor.
“Intensidad de corriente presunta de cortocircuito en el origen de la instalación”
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La intensidad de corriente presunta de cortocircuito se obtiene mediante un cálculo en el cual participan los
elementos que constituyen la red de distribución de baja tensión. O sea el transformador reductor de media tensión
a baja, la sección y longitud de los cables y de los elementos o dispositivos de protección que tengan los
alimentadores que conforman la red o líneas de distribución.
Si bien no es un cálculo extremadamente difícil presenta ciertos inconvenientes derivados del
desconocimiento de los elementos que componen la red de la empresa distribuidora. Por lo cual, y como bien
como lo indica la RIEI es mejor solicitar este valor a la empresa distribuidora.
La importancia de conocer este valor es que con él se deben elegir: el valor de la corriente admisible de los
elementos de protección y lo que también es de fundamental importancia la sección de los cables, como veremos
mas adelante.
Y como no podía ser de otra manera: interruptores de mayor capacidad o cables de mayor sección que los
necesarios, significan mayores costos, de menos, el desastre.
5. Requisitos particulares de la empresa distribuidora de la energía eléctrica (771.4.5)
La consulta con la empresa distribuidora de la energía eléctrica, es un requisito imprescindible cada vez
que hay que iniciar un proyecto primero y luego antes iniciar la obra correspondiente, a los fines de evitar
discrepancias técnicas, que sin lugar a dudas redundarán en el beneficio propio y en el de nuestro cliente.
6. Alimentación de reserva (771.4.6)
Se trata de aquellos casos en que es necesario la instalación de un generador, y dado que constituye un
tema particular y no muy común para todos los Instaladores, no será abordado en estos comentarios.
7. Esquema de conexión a tierra exigido (771.4.7)
El esquema de conexión a tierra exigido para las instalaciones eléctricas de los inmuebles tratados en esta
sección 771 y atendidos desde la red pública de alimentación es el TT, salvo las excepciones indicadas en
771.3.3.1 771.3.3.3 inclusive.
La disposición de este esquema se muestra en la figura 771.3 A de la pagina Nº 6. En ella podemos ver
que “El esquema TT tiene un punto del sistema de alimentación (generalmente el conductor neutro) conectado
directamente a tierra (tierra de servicio o funcional) por el proveedor de la energía eléctrica, y las masas eléctricas
de la instalación consumidora conectadas a través de un conductor de protección llamado PE, a una toma de tierra
(tierra de protección) eléctricamente independiente de la toma de tierra de servicio”.
8. Desviaciones del tipo de esquema de conexión a tierra exigido (771.5)
“Toda desviación del tipo de esquema de puesta a tierra exigida será considerada un caso particular. Este hecho
debe constar en la memoria técnica y en una lamina plastificada que contenga el esquema unifilar, la que deberá
fijarse en el primer tablero seccional ubicado aguas abajo del tablero principal o en el tablero unificado si éstos
coincidieran en uno solo”
En este caso es la acción está perfectamente definida y a través de ella quien tengan que operar o mantener la
instalación comprenderá rápidamente cual es la situación planteada.
9. “Clasificación de las líneas” (771.7)
“Las líneas deberán ser por lo menos bifilares”.
Una línea en realidad son los cables que conducen la energía eléctrica a una carga y al ser la más simple
la monofásica, se entiende que la línea más simple sea una línea bifilar y por ende formada por dos cables.
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Una línea bifilar cuenta en el respectivo tablero de una aparato de maniobra y protección que permite
desconectar del mismo al cable que corresponde al “vivo” pero también al “neutro”, asegurándonos la ausencia de
tensión en este último.
De no ser así el cable del neutro podría llegar a tener en cuenta tensión con respecto a tierra debido al
“retorno” de alguna otra carga monofásica.
A continuación la clasificación que hace La RIEI de las líneas.
10. “Línea de alimentación” (771.7.2)
“Es la que vincula la red de la empresa de distribución de energía, con los bornes de entrada del medidor de
energía”.
Efectivamente como su nombre lo indica es la línea que proporciona la alimentación de la energía eléctrica al
consumidor, o sea la conexión a la red pública de distribución.
11. “Línea principal” (771.7.3)
“Es la que vincula los bornes de salida del medidor de energía, con los bornes de entrada del tablero principal,
los que constituyen el punto origen de la instalación de la vivienda, oficina o local (unitario)”.
12. “Línea seccional o circuito de distribución (771.7.4)
“Es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y protección de un tablero con los bornes
de entrada del siguiente tablero”.
Los cables de esta línea, están tendidos en el interior del inmueble y el conjunto de estas líneas hacen la
distribución interna de la energía eléctrica.
Señalando que el tablero seccional (TS) puede no existir.
13. Línea de circuito o circuito terminal (771.7.5)
“Es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y protección con los puntos de utilización”.
Es el último circuito o sea el que llega hasta los consumos.
La interpretación de estas definiciones debe completarse con la observación de la “Figura 771.6 A – Esquemas
de tableros”, de la página 18 de la RIEI.
En una próxima entrega continuaremos con el tema de los circuitos: clasificación, etc.
Instalaciones de fuerza motriz e iluminación
Generalmente la energía se toma de redes de baja tensión trifásicas tetrafilares. La tensión entre líneas
es de 380 V y entre línea y neutro 220 V.
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Aunque también hay en servicio redes trifásicas trifilares de 3 X 220 V.
En todos los casos para fuerza motriz se toman 3 conductores y para iluminación solamente 2.
Las normas constructivas fijan un valor máximo de caída de tensión que debe ser igual o menor que otro
llamado admisible y que se expresa como un porcentaje del valor nominal de la tensión de la línea:
1. Circuitos de Fuerza Motriz: U % = 5 %
2. Circuitos de Iluminación: U % = 8 %
Realizadas las operaciones adoptamos la sección comercial más próxima superior a la del cálculo. De
este modo garantizamos el nivel de tensión e incluso atender adecuadamente posibles aumentos de
requerimientos de las cargas o bien satisfacer nuevas cargas a conectar en la línea.
Cabe destacar que en la industria, la provisión de energía eléctrica es un factor imprescindible.
Cualquier anormalidad en su suministro, causará una disminución de la capacidad de la planta e incluso la
detención total de la actividad. Esto trae consigo, graves consecuencias económicas que son inaceptables.
Por este motivo, se busca siempre en las instalaciones industriales, dividir los circuitos a fin de sectorizar la
distribución de energía y que un desperfecto en una zona, no afecte al resto de la instalación.
Vale mencionar que la instalación debe hacerse de acuerdo a la legislación vigente en el lugar.
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En las instalaciones eléctricas residenciales, los elementos que proporcionan las trayectorias de circulación de la
corriente eléctrica son llamados conductores eléctricos. Usualmente están forrados con un material aislante.
Obviamente, el material aislante es no conductor; con esto se garantiza que el flujo de la corriente eléctrica se
realice a través del conductor.
Para que los conductores eléctricos puedan ser utilizados en las instalaciones eléctricas, deben cumplir con ciertas
recomendaciones:
1. El límite de tensión, es decir, la tensión o voltaje que deben ser capaces de soportar.
2. La capacidad de conducción de corriente (llamada también Ampacidad), es decir, la máxima corriente
que puede transportar un conductor dependiendo de su calibre.
3. La caída de voltaje máxima que se permite de acuerdo con el calibre de conductor y la corriente que
conducirá; se debe respetar la máxima caída de voltaje permisible recomendada por el reglamento
Hace unos días, en el aula del curso que imparto, platicábamos de algo muy interesante: sobre cuál es el mejor
conductor de la electricidad, que si el oro o la plata. Hoy vamos a salir de esa duda.
Se llama conductividad eléctrica a la capacidad de un material o de un medio para permitir el paso de la corriente
eléctrica. Su unidad de medida es el Siemens por metro (S/m).
Los metales son los mejores materiales para conducir la corriente eléctrica. La siguiente tabla nos muestra la
conductividad eléctrica a 20°C de varios metales, medidos en Megasiemens por metro (MS/m), es decir, un millón
de Siemmens por cada metro.
Después de esta evidencia no queda lugar a duda, el mejor conductor de electricidad es la plata, esto se
debe a que tiene mayor condictividad que otros metales. La plata es seguida por el cobre... ¡y el oro cae
hasta el tercer lugar!
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Pero el problema con la plata es que es un metal mas escaso que el cobre, además, con el tiempo se
empieza a oxidar, se pone "negra" y pierde las propiedades conductoras que tenía inicialmente.
Si bien los metales son conductores, sus óxidos NO son conductores. Tanto el cobre como la plata, al
oxidarse, dejan de ser unos buenos conductores. El oro es más resistente a la oxidación. Es por ello que el
oro, en determinadas aplicaciones -como pueden ser los conectores de audio que portan señal analógica o
determinadas áreas de la electrónica de un satélite-, tiene mejor rendimiento dado que su óxido no
representa un problema a lo largo del tiempo en cualquier ambiente.
Microprocesador con pines de oro
El material que normalmente se usa en los conductores para instalaciones eléctricas es el cobre y se
aplica en el caso específico de las instalaciones eléctricas residenciales dentro de la categoría de las
instalaciones de “Baja tensión” que son aquellas cuyos voltajes de operación no exceden a 1000 volts entre
conductores o hasta 600 volts a tierra.
El cobre se le emplea en más del 90% en la fabricación de conductores eléctricos, por que reune las
condiciones deseadas para tal fin, tales como:
a) Alta conductividad
b) Resistencia a los esfuerzos mecánicos
c) Flexibilidad
d) Bajo costo
Cable de cobre
El aluminio es otro buen conductor eléctrico sólo que, por ser menos conductor que el cobre (63% respecto al
cobre), para una misma cantidad de corriente se necesita un conductor más grueso en comparación con
conductores de cobre, además, tiene la desventaja de ser quebradizo. Se usa con regularidad en líneas de
transmisión, es decir, para transportar energía eléctrica grandes distancias, reforzado en su parte central interior
con una guía de acero.
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Cable de aluminio con acero de refuerzo en el centro
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Son económicos pero una vez que actuó deben ser reemplazados.
Poseen curvas de funcionamiento en las cuales se puede apreciar el tiempo requerido para que
actúe y la intensidad límite para la cual se puede usar.
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La zona de protección corresponde a los estados para los cuales el sistema actúa.
La intensidad límite, IL, toma los siguientes valores según el valor de la tensión nominal, IN.
Fusibles de hasta 10 A-----------------------IL= 1,80 IN
Fusibles de 15 a 25 A------------------------IL= 1,57 IN
Fusibles de 35 a 200 A----------------------IL= 1,45 IN
Algunos de los fusibles más comunes son los de cartucho y los de tapón:
 Fusibles de tapón: tienen un cuerpo de porcelana en el que se aloja el alambre que se fundirá.
El fusible se coloca a rosca dentro de un interceptor.
 Fusibles de cartucho: tienen un cuerpo de porcelana, dentro de éste hay un cartucho y dentro
del mismo se encuentra el hilo fusible.
Pueden ser rápidos o lentos. Los primeros se usan en circuitos de luz y los segundos en los de fuerza
motriz para soportar las elevadas corrientes de arranque.
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La Llave termomagnética se puede activar mediante 3 medios:
 Palanca que permite abrir o cerrar el circuito a voluntad.
 Bobina de un electroimán que evita valores elevados de corriente.
 Bimetal que evita sobrecalentamientos.
Esta se emplea mucho cuando se trabaja con motores.
Este, como el nombre lo indica, protege a los motores. Equivale a una combinación de contactor,
bimetal y protección magnética.
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Investigar más sobre este tema.
El empleo de este es de carácter obligatorio. Su funcionamiento se basa en la ley de Amper. En caso
de una descarga a tierra la resultante de las corrientes concatenadas por el núcleo no es cero, generándose
así una fem que activa un disparador desactivando la alimentación.
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Instalación eléctrica elemental de fuerza motriz
Generalmente la energía se toma de redes de baja tensión trifásicas tetrafilares. La tensión entre líneas
es de 380 V y entre línea y neutro 220 V.
Aunque también hay en servicio redes trifásicas trifilares de 3 X 220 V.
En todos los casos para fuerza motriz se toman 3 conductores y para iluminación solamente 2.
Las normas constructivas fijan un valor máximo de caída de tensión que debe ser igual o menor que otro
llamado admisible y que se expresa como un porcentaje del valor nominal de la tensión de la línea:
3. Circuitos de Fuerza Motriz: U % = 5 %
4. Circuitos de Iluminación: U % = 8 %
Realizadas las operaciones adoptamos la sección comercial más próxima superior a la del cálculo. De
este modo garantizamos el nivel de tensión e incluso atender adecuadamente posibles aumentos de
requerimientos de las cargas o bien satisfacer nuevas cargas a conectar en la línea.
Cabe destacar que en la industria, la provisión de energía eléctrica es un factor imprescindible.
Cualquier anormalidad en su suministro, causará una disminución de la capacidad de la planta e incluso la
detención total de la actividad. Esto trae consigo, graves consecuencias económicas que son inaceptables.
Por este motivo, se busca siempre en las instalaciones industriales, dividir los circuitos a fin de sectorizar la
distribución de energía y que un desperfecto en una zona, no afecte al resto de la instalación.
Estas instalaciones accionan motores o consumos muy importantes trifásicos como sistemas de calor o
frío eléctrico.
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De la red pública trifilar pasan los conductores por los fusibles de conexión, siguen al medidor y luego al
tablero principal. Los accesorios presentes en este último son los mismos que en el caso anterior pero con 3
polos.
Luego se pasa por un mecanismo de arranque y protección (no siempre requerido) y se llega al motor
trifásico que posee una placa de bornes que reúne a los terminales para hacer más cómoda la conexión.
Los motores eléctricos tienen las siguientes ventajas: fácil mantenimiento, fácil puesta en marcha, fácil
regulación y muy silenciosos.
Nosotros nos abocaremos a los más utilizados en la industria que son los motores asincrónicos
trifásicos. Estos constan de un rotor tipo jaula o bobinado y un estator con un devanado trifásico que se puede
conectar en estrella o en triángulo. Los motores con rotor bobinado tienen 3 fases en el sistema móvil
conectadas en estrella, que terminan en 3 anillos aislados y sujetos al eje, sobre los cuales se apoyan las
escobillas de carbón.
Un motor que en la chapa indica 220/380 significa que puede conectarse en estrella a la red de 3 X 380
o en triángulo a la red de 3 X 220. Podemos ver como deben conectarse los 6 terminales de la placa de
bornes para obtener la conexión en triángulo y la conexión en estrella y como conectar el conjunto a la red.
En el caso de que la conexión sea tipo estrella se puede invertir el sentido de giro simplemente
permutando dos cualesquiera de los cables de entrada.
Si la potencia del motor es grande, para evitar una corriente de arranque muy elevada, se realiza el
arranque en conexión estrella y luego se pasa a triángulo. Existen arrancadores que realizan esto de manera
automática.
En el caso de los motores pequeños, los más comunes son los asincrónicos monofásicos. La estructura
es similar a la de los trifásicos salvo que en el estator hay 2 bobinados, uno principal y otro auxiliar en paralelo
que se saca del circuito cuando la velocidad es suficiente. Para obtener más cupla de arranque puede
colocarse en serie con la bobina auxiliar un condensador.
Algunos detalles importantes a tener en cuenta son:
 Conductores
Para determinar el conductor necesario para la alimentación, primero debemos determinar la potencia
eléctrica que el motor toma de la red a partir del rendimiento del motor y de la potencia del mecanismo
arrastrado.
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
746)(
)(


HPP
WattP a
m
Con esta calculamos la corriente de las ecuaciones:
 cos3cos U
P
Io
U
P
I  ; según corresponda.
A partir de ésta podemos conocer la sección de los conductores.
Protección
En el arranque de los motores asíncronos trifásicos con rotor en corto se alcanzan corrientes del 350%
de las nominales y esto debe ser tenido en cuenta a la hora de escoger la protección. Se emplean
protecciones termomagnéticas pues la parte magnética actúa en caso de corto violento y la bimetálica se
acciona en caso de una sobrecarga pequeña pero de larga duración.
Podemos reunir en un gráfico las curvas del motor y la de los protectores. Vemos que ambas
protecciones generan una zona de protección, esta debe acercarse lo máximo posible a la curva de
funcionamiento del motor.
Instalaciones especiales
Estación transformadora
Cuando el consumo es elevado se puede tomar energía a alta tensión y reducirla en la propiedad
mediante estaciones de transformación. Consideremos que utiliza un transformador trifásico colocado en un
tanque lleno de aceite mineral puro que actúa como refrigerante. También suele usarse líquidos no
inflamables como el pyranol. Las cajas de los trafos suelen ser aletadas con el mismo propósito.
El pequeño tanque en la parte superior permite la expansión del líquido refrigerante al aumentar la
temperatura.
Se pueden observar 3 aisladores de entrada para el primario y 4 aisladores de salida para el secundario
(incluye neutro)
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El trafo y los elementos de maniobra y protección están ubicados en un recinto conocido como
subestación transformadora. Esto conlleva una disminución en el precio de la energía eléctrica.
Es conveniente que la subestación se encuentre alejada del edificio principal por el peligro de incendio y
deben usarse materiales incombustibles y estancos.
En caso de incendio se debe permitir el desagote del líquido inflamado para que termine la combustión
en un lugar no peligroso, o se lo debe circunscribir para que se consuma en la cámara transformadora. Para
tal fin, debajo del trafo se realizan cavidades con conductos hacia el exterior que conducen hasta tanques de
cemento llenos de piedras partidas que ahogan el fuego.
La construcción de la subestación debe asegurar una buena ventilación e impedir la entrada de objetos
extraños.
Podemos ver el croquis de una subestación transformadora para instalaciones industriales
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1. Cable de alta tensión
. de entrada
2. Separador
3. Interruptor en aceite
4. Transformador de
. instrumentos
5. Aislador “pasa-pared”
6. Transformador
7. Salida de baja tensión
8. Interruptor de baja
9. Cable de salida al circuito
10.Tablero de baja
11.Instrumentos
12.Tablero de alta
13.Instrumentos
14.Pasillo
15.Canales de desagote de
aceite
16.Canales de desagote de
aceite
17.Tubería hacia el exterior
18.Piso enrejado
Actualmente, las subestaciones se han simplificado mucho, encontrándose a la interperie con tableros
protegidos de chapa que contienen todos los elementos.
En cuanto al mantenimiento, el aceite debe revisarse al menos anualmente para asegurarnos que no se
superen los 25 gr de agua por cada tonelada de aceite. Esto se debe a que al aumentar la humedad del
mismo disminuye su rigidez dieléctrica. Si no se cumple, el aceite deberá secarse o removerse.
Baterías de acumuladores
Los acumuladores son generadores electroquímicos que permiten almacenar una cierta cantidad de
energía y suelen usarse para instalaciones de emergencia o servicios auxiliares.
Son muy seguros y silenciosos pero requieren mucho mantenimiento y ocupan mucho espacio.
Los acumuladores pueden ser:
 Acumuladores ácidos:
Los más comunes son los de plomo sumergidos en un electrolito de ácido sulfúrico diluido en agua
destilada, contenido en un vaso de vidrio o goma endurecida.
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El peso específico del electrolito varía de 1,28 para un acumulador cargado hasta 1,25 para uno
descargado.
1, 5 y 9: placas positivas de óxido de plomo
3, 7 y 11: placas negativas de plomo puro
2, 4, 6, 8, 10: separadores de madera, plástico
o vidrio
El conjunto tiene 2 V en bornes, para obtener tensiones mayores deben colocarse varios en serie.
La capacidad de un acumulador es la cantidad de electricidad que puede acumular, lo más común es
encontrar de 80 y 300 Amper-hora. Estos datos se refieren a un tiempo determinado de descarga, ya que la
capacidad es mayor si la descarga es intermitente que si es continua.
El receptor de energía que deberá alimentar la batería se caracteriza por su tensión (Ur), potencia que
consume (Pr) y tiempo de servicio (tr). La corriente se puede calcular como
r
r
r
U
P
I 
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El número de elementos que debemos colocar en serie es:
V
U
N r
2

La capacidad de cada elemento de la bateria se calcula como:
)()()( horatAmperIhoraAmperC rr 
Si no hay en el mercado de esta capacidad deberán realizarse conexiones serie-paralelo.
Los locales para acumuladores deben reunir ciertos requisitos por trabajar con ácidos. Deben recubrirse
todas las superficies metálicas con pinturas anticorrosivas. Deben estar bien ventilados puesto que, sobretodo
al finalizar la carga, se desprenden gases ricos en hidrógeno que son muy explosivos.
Deberá realizarse el siguiente mantenimiento:
1- Tomar el peso específico con un densímetro semanalmente
2- Controlar la tensión por elemento cada 3 meses
3- Limpiar contactos con frecuencia y engrasarlos
4- Observar si hay desprendimientos
5- Agregar agua destilada semanalmente si hace falta
 Acumuladores alcalinos
Los más comunes se construyen con una placa de cadmio y otra de níquel en un electrolito de solución
acuosa al 20% de potasa caústica, contenida en recipientes de chapa de acero o plástico. La materia activa
de las placas es un polvo contenido en bolsas de acero perforado
La tensión obtenida es menor que en el caso anterior, aproximadamente es de 1,2V.
Tienen larga vida, gran resistencia mecánica a los golpes, no desprende sustancias corrosivas y pueden
mantenerse sin uno mucho tiempo. Poco son más pesado y de mayor volumen.
Grupos electrógenos:
Están constituidos por un motor térmico y un generador eléctrico. Se colocan en instalaciones en las que
se requiere una reserva que asegure la continuidad del servicio.
Para potencias pequeñas se encuentran como block sobre una bancada común en la cuál se encuentra
el motor térmico, el generador eléctrico, el tablero de maniobra y elementos auxiliares. La refrigeración se
realiza con una torre de enfriamiento colocada sobre el techo o en un lugar ventilado.
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Instalación eléctrica elemental de iluminación
Estas instalaciones accionan artefactos eléctricos comunes y pequeños motores de uso doméstico.
De la red se pasa a los fusibles de conexión. Desde allí la línea monofásica pasa al medidor y luego al
tablero principal. En éste aparece primero un interruptor bipolar, que corta ambos polos simultáneamente y las
protecciones que coloque el usuario. Dentro de la instalación los conductores corres generalmente dentro de
tubos.
A modo de ejemplo podemos ver el siguiente esquema de conexión.
Del tablero principal sale una línea bifilar hasta una boca de techo y se hace una derivación para bajar a
un tomacorriente. También se baja el conductor vivo de la red a un interruptor de maniobra de la luz de techo,
mientras que el neutro llega directamente desde el tablero.
Los tipos de lámparas más comunes son:
 Incandescentes: las potencias van desde los 15 a los 1500 Watt. Las tensiones son de 110 V y 220 V.
 Fluorescentes: las potencias van desde los 6 a los 100 Watt. Estas funcionan con un zócalo que
contiene una reactancia para limitar la corriente y un arrancador.
Las últimas tienen una mayor vida útil y mayor flujo luminoso que las anteriores pero son más costosas.
ILUMINACIÓN DE LOS CENTROS DE TRABAJO
Dentro de las actividades que realiza el hombre a lo largo de su vida, una de las que ocupa la mayor parte de ella, no
sólo en el tiempo sino también en el espacio, es el trabajo.
En este sentido la actividad laboral, para que pueda desarrollarse de una forma eficaz, precisa que la luz (característica
ambiental) y la visión (característica personal) se complementen, ya que se considera que el 50% de la información
sensorial que recibe el hombre es de tipo visual, es decir, tiene como origen primario la luz. Un tratamiento adecuado del
ambiente visual permite incidir en los aspectos de:
 Seguridad.
 Confort.
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 Productividad.
La integración de estos aspectos comportará un trabajo seguro, cómodo y eficaz.
El propósito de esta Nota Técnica es concretar algunas nociones de la iluminación de los lugares de trabajo y plantear el
análisis ergonómico de los mismos.
Luz y visión
La luz
Es una forma particular y concreta de energía que se desplaza o propaga, no a través de un conductor (como la energía
eléctrica o mecánica) sino por medio de radiaciones, es decir, de perturbaciones periódicas del estado electromagnético
del espacio; es lo que se conoce como "energía radiante".
Existe un número infinito de radiaciones electromagnéticas que pueden clasificarse en función de la forma de generarse,
de manifestarse, etc. La clasificación más utilizada sin embargo es la que se basa en las longitudes de onda (Fig. 1). En
dicha figura puede observarse que las radiaciones visibles por el ser humano ocupan una franja muy estrecha
comprendida entre los 380 y los 780 nm (nanómetros).
Fig. 1: Espectro electromagnético
Podemos definir pues la luz, como "una radiación electromagnética capaz de ser detectada por el ojo humano normal".
La visión
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Es el proceso por medio del cual se transforma la luz en impulsos nerviosos capaces de generar sensaciones. El órgano
encargado de realizar esta función es el ojo.
Sin entrar en detalles, el ojo humano (Fig. 2) consta de:
Fig. 2: Estructura del ojo humano
 Una pared de protección que protege de las radiaciones nocivas.
 Un sistema óptico cuya misión consiste en reproducir sobre la retina las imágenes exteriores. Este sistema se
compone de córnea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo.
 Un diafragma, el iris, que controla la cantidad de luz que entra en el ojo.
 Una fina película sensible a la luz, "la retina", sobre la que se proyecta la imagen exterior. En la retina se
encuentran dos tipos de elementos sensibles a la luz: los conos y los bastones; los primeros son sensibles al
color por lo que requieren iluminaciones elevadas y los segundos, sensibles a la forma, funcionan para bajos
niveles de iluminación.
También se encuentra en la retina la fóvea, que es una zona exclusiva de conos y en donde la visión del color es
perfecta, y el punto ciego, que es la zona donde no existen ni conos ni bastones.
En relación a la visión deben tenerse en cuenta los aspectos siguientes:
 Sensibilidad del ojo
 Agudeza Visual o poder separador del ojo
 Campo visual
Sensibilidad del ojo
Es quizás el aspecto más importante relativo a la visión y varía de un individuo a otro.
Si el ojo humano percibe una serie de radiaciones comprendidas entre los 380 y los 780 nm, la sensibilidad será baja en
los extremos y el máximo se encontrará en los 555 nm.
En el caso de niveles de iluminación débiles esta sensibilidad máxima se desplaza hacia los 500 nm. (Fig. 3).
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Fig. 3: Curva de sensibilidad del ojo medio (curva V λ)
La visión diurna con iluminación alta se realiza principalmente por los conos: a esta visión la denominamos fotópica (Fig.
4).
Fig. 4: Visión Fotópica y Escotópica
La visión nocturna con baja iluminación es debida a la acción de los bastones, a esta visión la denominamos escotápica
(Fig. 4).
Agudeza Visual o poder separador del ojo
Es la facultad de éste para apreciar dos objetos más o menos separados. Se define como el "mínimo ángulo bajo el cual
se pueden distinguir dos puntos distintos al quedar separadas sus imágenes en la retina"; para el ojo normal se sitúa en
un minuto la abertura de este ángulo. Depende asimismo de la iluminación y es mayor cuando más intensa es ésta.
Campo visual
Es la parte del entorno que se percibe con los ojos, cuando éstos y la cabeza permanecen fijos.
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A efectos de mejor percepción de los objetos, el campo visual lo podemos dividir en tres partes:
 Campo de visión neta: visión precisa.
 Campo medio: se aprecian fuertes contrastes y movimientos.
 Campo periférico: se distinguen los objetos si se mueven.
Magnitudes y unidades
Si partimos de la base de que para poder hablar de iluminación es preciso contar con la existencia de una fuente
productora de luz y de un objeto a iluminar, las magnitudes que deberán conocerse serán las siguientes:
 El Flujo luminoso.
 La Intensidad luminosa.
 La Iluminancia o nivel de iluminación.
 La Luminancia.
La definición de cada una de estas magnitudes, así como sus principales características y las correspondientes unidades
se dan en la Tabla 1.
El flujo luminoso y la Intensidad luminosa
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Son magnitudes características de las fuentes; el primero indica la potencia luminosa propia de una fuente, y la segunda
indica la forma en que se distribuye en el espacio la luz emitida por las fuentes.
La iluminancia o nivel de iluminación
Es una magnitud característica del objeto iluminado, ya que indica la cantidad de luz que incide sobre una unidad de
superficie del objeto, cuando es iluminado por una fuente de luz.
La Luminancia
Es una característica propia del aspecto luminoso de una fuente de luz o de una superficie iluminada en una dirección
dada.
Es lo que produce en el órgano visual la sensación de claridad; la mayor o menor claridad con que vemos los objetos
igualmente iluminados depende de su luminancia. En la Fig. 5. el libro y la mesa tienen el mismo nivel de iluminación, sin
embargo se ve con más claridad el libro porque éste posee mayor luminancia que la mesa.
Fig. 5: Con el mismo nivel de iluminación el libro presenta mayor luminancia que la mesa
Podemos decir pues, que lo que el ojo percibe son diferencias de luminancia y no de niveles de iluminación.
Análisis ergonómico y características de una iluminación funcional
Una iluminación correcta es aquella que permite distinguir las formas, los colores, los objetos en movimiento y apreciar
los relieves, y que todo ello, además, se haga fácilmente y sin fatiga, es decir, que asegure el confort visual
permanentemente. El análisis ergonómico de la iluminación de un puesto o zona de trabajo, pasa por tener en cuenta los
siguientes condicionantes:
 Condicionantes del observador
 Condicionantes del entorno
 Condicionantes de la tarea
 Condicionantes de la estructura
Condicionantes del observador
Dentro de este factor analizaremos:
 Capacidad visual.
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 Edad.
La capacidad visual de una persona viene determinada por las facultades más importantes del ojo, que son las
siguientes:
 La agudeza visual.
 La sensibilidad al contraste.
 La rapidez de percepción.
Condicionantes del entorno
Dentro de los condicionantes del entorno se analizará:
 Dimensiones.
 Colores.
 Forma.
 Función.
 Textura
Condicionantes de la tarea
Los condicionantes de la tarea que deben tenerse en cuenta para una correcta iluminación son:
 Dimensiones de los objetos a observar o manipular.
 Contraste.
 Dificultad de la tarea (duración, velocidad de respuesta, etc.).
Condicionantes de la estructura
Se analizará en este apartado los condicionantes inherentes a la estructura en función de:
 Posición de los puntos de luz.
 Distribución lumínica (dispersa, concentrada).
 Tipología y diseño de los puntos de luz.
 Significado cultural del tipo de luz.
 Relación luz natural - luz artificial.
Condiciones para el confort visual
Para asegurar el confort visual hay que tener en cuenta básicamente tres puntos, que situados por orden de importancia
son los siguientes:
 Nivel de iluminación.
 Deslumbramientos.
 Equilibrio de las luminancias.
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No debemos, no obstante, olvidarnos de otro factor fundamental para conseguir un adecuado confort visual en los
puestos de trabajo, que es el tipo de iluminación: natural o artificial. La iluminación de los locales de trabajo debe
realizarse, siempre que no existan problemas de tipo técnico, con un aporte suficiente de luz nat ural, aunque ésta, por sí
sola, no garantiza una iluminación correcta, ya que varía en función del tiempo. Es preciso pues compensar su
insuficiencia o ausencia con la luz artificial.
Nivel de iluminación
El nivel de iluminación óptimo para una tarea determinada corresponde al que da como resultado un mayor rendimiento
con una mínima fatiga.
Las cualidades visuales aumentan hasta una iluminación de 1000 lux para estabilizarse hacia los 2000 lux. El nivel de
iluminación de un puesto de trabajo se adaptará a la tarea a realizar y tendrá en cuenta la edad del trabajador así como
las condiciones reales en que se debe realizar el trabajo.
Para obtener la iluminación precisa podemos recurrir a la iluminación localizada como complemento de la iluminación
general procurando que ésta última sea en todas las zonas del local lo más uniforme posible, no dejando zonas por
debajo del 75% de la iluminación media.
Deslumbramientos
Los brillos excesivos que pueden ocasionar molestias en la visión están motivados generalmente por:
 Una visión directa de la fuente de luz.
 La visión indirecta (reflejo) sobre una superficie reflectante.
El deslumbramiento debido a la visión directa de una ventana o una fuente de luz debe evitarse por ser una de las
causas de incomodidad. Sin embargo, en el deslumbramiento debido a una visión directa de una ventana es aconsejable
que, al protegerse, no se interrumpa la visión del exterior; se pueden utilizar desde cristales teñidos hasta persianas
orientables.
El deslumbramiento motivado por las luminarias varía en función de su luminancia, sus dimensiones y la forma y
situación dentro del campo visual. Las molestias ocasionadas, son tanto mayores cuanto:
 Mayor es la luminancia de la fuente de la luz (es aconsejable no sobrepasar las 500 candelas/m2
).
 Mayores son las dimensiones aparentes.
 El ángulo entre la horizontal del ojo y la fuente luminosa sea inferior a 30°.
Las iluminaciones localizadas son a menudo causa de deslumbramiento, para eliminarlo se aconseja:
 Utilización de lámparas que se adapten al reflector utilizado.
 Orientar correctamente las luminarias de forma que no puedan molestar ni al puesto de trabajo que iluminan ni a
los contiguos.
El deslumbramiento motivado por la reflexión de las fuentes de luz sobre superficies reflectantes como plano de trabajo,
máquinas y ventanas, disminuye la percepción visual y es causa de incomodidad, tanto más importante cuando mayor
luminancia tenga la fuente de luz.
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Para reducir los efectos de deslumbramiento indirecto tenemos que eliminar los reflejos molestos utilizando superficies
de trabajo mates y asegurar una buena distribución de las luminarias.
Equilibrio de luminancias
El nivel de iluminación no es suficiente para asegurar el confort visual de una tarea. Es preciso además mantener un
equilibrio entre la luminancia del objeto y las correspondientes a las diferentes superficies incluidas dentro del campo
visual. (Fig. 6)
Fig. 6: Relación de luminancias en el campo visual. Ejemplos de contrastes
Cuando en una tarea o plano de trabajo se utilice iluminación localizada de apoyo, ésta y la iluminación general tienen
que guardar una relación para que el equilibrio de luminancias sea correcto. Este equilibrio se consigue teniendo en
cuenta la siguiente fórmula:
Ig = Iluminación general (lux)
Il = Iluminación localizada (lux)
Otro punto a considerar son los contrastes de luminancias entre el plano de trabajo y las paredes. Las posibles molestias
se presentan como consecuencia de un desequilibrio entre la luminancia de la tarea y la de la pared frontal ya que éstas
respectivamente delimitan los campos visuales de trabajo y reposo. Es interesante pues, que los niveles de iluminación
se mantengan dentro de la siguiente relación:
Entre el techo y el plano de trabajo, los contrastes de luminancias deben situarse dentro de los valores siguientes:
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Cuando dentro de una actividad o tarea sean precisos los desplazamientos entre locales contiguos, los niveles de
iluminación de los recorridos no variarán de forma brusca; para estas zonas de paso o locales adyacentes, el límite de
confort se sitúa para una variación de los niveles de iluminación entre 1 y 5; así por ejemplo si en una oficina o taller
disponemos de 400 lux de iluminación media, en las zonas de paso o acceso ésta debe ser como mínimo de 80 lux.
El confort visual en trabajos con pantallas de visualización de datos
Apartado especial merecen, al hablar de confort visual, los trabajos que se deben realizar con pantallas de visualización
de datos, puesto que muchas de las condiciones de confort indicadas para los trabajos tradicionales, son difícilmente
aplicables en la mayoría de situaciones de puestos con pantallas.
Una de las principales dificultades viene determinada por el hecho de que el operador debe realizar dos tipos de tareas:
la lectura de los documentos y la lectura de los caracteres de la pantalla; tareas que representan unas exigencias
visuales muy diferentes.
Por ejemplo, en relación con el nivel de iluminación hay que pensar en valores de alrededor de los 400 lux como
iluminación general media y de 150 lux en pantalla.
ILUMINACION DE INTERIOR
La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener
en cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre valoraciones subjetivas
de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual...). El usuario estándar no existe y por tanto, una
misma instalación puede producir diferentes impresiones a distintas personas.
Como principales aspectos a considerar trataremos:
 El deslumbramiento
 Lámparas y luminarias
 El color
 Sistemas de alumbrado
 Métodos de alumbrado
 Niveles de iluminación
 Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento
Deslumbramiento
El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de un objeto es mucho mayor que la
de su entorno. Es lo que ocurre cuando miramos directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua.
Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero consiste en la aparición de un velo
luminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, que desaparece al cesar su causa; un ejemplo
muy claro lo tenemos cuando conduciendo de noche se nos cruza un coche con las luces largas. El segundo consiste en
una sensación molesta provocada porque la luz que llega a nuestros ojos es demasiado intensa produciendo fatiga
visual. Esta es la principal causa de deslumbramiento en interiores.
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Pueden producirse deslumbramientos de dos maneras. La primera es por observación directa de las fuentes de luz; por
ejemplo, ver directamente las luminarias. Y la segunda es por observación indirecta o reflejada de las fuentes como
ocurre cuando las vemos reflejada en alguna superficie (una mesa, un mueble, un cristal, un espejo...)
Estas situaciones son muy molestas para los usuarios y deben evitarse. Entre las medidas que podemos adoptar
tenemos ocultar las fuentes de luz del campo de visión usando rejillas o pantallas, utilizar recubrimientos o acabados
mates en paredes, techos, suelos y muebles para evitar los reflejos, evitar fuertes contrastes de luminancias entre la
tarea visual y el fondo y/o cuidar la posición de las luminarias respecto a los usuarios para que no caigan dentro de su
campo de visión.
Lámparas y luminarias
Las lámparas empleadas en iluminación de interiores abarcan casi todos los tipos existentes en el mercado
(incandescentes, halógenas, fluorescentes, etc.). Las lámparas escogidas, por lo tanto, serán aquellas cuyas
características (fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y mantenimiento, etc.) mejor se
adapte a las necesidades y características de cada instalación (nivel de iluminación, dimensiones del local, ámbito de
uso, potencia de la instalación...)
Ámbito de uso Tipos de lámparas más utilizados
Doméstico  Incandescente
 Fluorescente
 Halógenas de baja potencia
 Fluorescentes compactas
Oficinas  Alumbrado general: fluorescentes
 Alumbrado localizado: incandescentes y halógenas de baja tensión
Comercial
(Depende de las
dimensiones y
características del
comercio)
 Incandescentes
 Halógenas
 Fluorescentes
 Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y halogenuros
metálicos
Industrial  Todos los tipos
 Luminarias situadas a baja altura ( 6 m): fluorescentes
 Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta presión
montadas en proyectores
 Alumbrado localizado: incandescentes
Deportivo  Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes
 Luminarias situadas a gran altura: lámparas de vapor de mercurio a alta presión,
halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión
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La elección de las luminarias está condicionada por la lámpara utilizada y el entorno de trabajo de esta. Hay muchos
tipos de luminarias y sería difícil hacer una clasificación exhaustiva. La forma y tipo de las luminarias oscilará entre las
más funcionales donde lo más importante es dirigir el haz de luz de forma eficiente como pasa en el alumbrado industrial
a las más formales donde lo que prima es la función decorativa como ocurre en el alumbrado doméstico.Las luminarias
para lámparas incandescentes tienen su ámbito de aplicación básico en la iluminación doméstica. Por lo tanto,
predomina la estética sobre la eficiencia luminosa. Sólo en aplicaciones comerciales o en luminarias para iluminación
suplementaria se buscará un compromiso entre ambas funciones. Son aparatos que necesitan apantallamiento pues el
filamento de estas lámparas tiene una luminancia muy elevada y pueden producir deslumbramientos.
En segundo lugar tenemos las luminarias para lámparas fluorescentes. Se utilizan mucho en oficinas, comercios, centros
educativos, almacenes, industrias con techos bajos, etc. por su economía y eficiencia luminosa. Así pues, nos
encontramos con una gran variedad de modelos que van de los más simples a los más sofisticados con sistemas de
orientación de la luz y apantallamiento (modelos con rejillas cuadradas o transversales y modelos con difusores).
Por último tenemos las luminarias para lámparas de descarga a alta presión. Estas se utilizan principalmente para colgar
a gran altura (industrias y grandes naves con techos altos) o en iluminación de pabellones deportivos, aunque también
hay modelos para pequeñas alturas. En el primer caso se utilizan las luminarias intensivas y los proyectores y en el
segundo las extensivas.
El color
Para hacernos una idea de como afecta la luz al color consideremos una habitación de paredes blancas con muebles de
madera de tono claro. Si la iluminamos con lámparas incandescentes, ricas en radiaciones en la zona roja del espectro,
se acentuarán los tonos marrones de los muebles y las paredes tendrán un tono amarillento. En conjunto tendrá un
aspecto cálido muy agradable. Ahora bien, si iluminamos el mismo cuarto con lámparas fluorescentes normales, ricas en
radiaciones en la zona azul del espectro, se acentuarán los tonos verdes y azules de muebles y paredes dándole un
aspecto frío a la sala. En este sencillo ejemplo hemos podido ver cómo afecta el color de las lámparas (su apariencia en
color) a la reproducción de los colores de los objetos (el rendimiento en color de las lámparas).
La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color correlacionada. Se definen tres
grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las
que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo.
Temperatura de color correlacionada Apariencia de color
Tc> 5.000 K Fría
3.300 Tc 5.000 K Intermedia
Tc< 3.300 K Cálida
A pesar de esto, la apariencia en color no basta para determinar qué sensaciones producirá una instalación a los
usuarios. Por ejemplo, es posible hacer que una instalación con fluorescentes llegue a resultar agradable y una con
lámparas cálidas desagradable aumentando el nivel de iluminación de la sala. El valor de la iluminancia determinará
conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas el aspecto final.
Instalaciones eléctricas: líneas, suministro y puesta a tierra
Instalaciones eléctricas: líneas, suministro y puesta a tierra
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Instalaciones eléctricas: líneas, suministro y puesta a tierra

  • 1. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 1 Profesora Ing. Palmieri Melisa
  • 2. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 2 Instalaciones Eléctricas Líneas eléctricas Denominaremos líneas eléctricas al conjunto de elementos (conductores, columnas, aisladores, etc.) destinadas a transmitir la energía eléctrica en forma económica y técnica. Para satisfacer lo anterior deberá cumplirse que: 1- La pérdida de potencia no debe superar ciertos valores 2- La caída de tensión debe encontrarse dentro de ciertos límites. 3- El calentamiento de los conductores debe ser tal que no provoque modificaciones mecánicas importantes del cable. 4- Los conductores, en condiciones mecánicas extremas, deben estar sujetos a tensiones mecánicas de tracción admisible. 5- Las inversiones de capital deben ser mínimas. Podemos clasificar las líneas de acuerdo a la tensión de trabajo: 1- Alta tensión AT 2- Media tensión MT 3- Baja tensión BT En las dos primeras el criterio de diseño es la máxima economía. En la tercera la directriz de cálculo será la máxima caída de tensión admitida por las normas. De acuerdo al tipo de líneas que sea serán los parámetros que tomamos para su representación circuital. Suministro de energía eléctrica La energía eléctrica que aprovechan los distintos usuarios está sujeta a una serie de etapas: producción o generación, transformación en sus distintas etapas (elevación y rebaje), transmisión, distribución y comercialización. Las etapas técnicas a que hacíamos referencia anteriormente quedan reflejadas en el sistema eléctrico que se muestra en la figura.
  • 3. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 3  Producción La energía eléctrica es producida en las centrales térmicas o hidráulicas del sistema a una tensión que actualmente no supera los 20 kW en general, por razones de aislamiento. Es aconsejable en cualquier sistema de energía complementar las Centrales Hidroeléctricas con una adecuada instalación de generación térmica. De este modo se podrá atender con rapidez, los incrementos de demandas y el costo promedio de generación del sistema tendrá un costo aceptable.  Transmisión Supongamos una línea de corriente continua recorrida por una corriente I. La pérdida de potencia debida a la resistencia de los conductores de alimentación y retorno, vale: 2 22 22                    U P cS L I S L IRPp  La pérdida porcentual es: ScU PL P P P p p 2 200100%  Considerando ahora una línea de corriente alterna monofásica tenemos: cosU P I  Por lo tanto la pérdida porcentual de potencia será: ScU PL P P P p p 22 cos 200100%  Por último analizamos el caso de una línea de corriente alterna trifásica: cos3U P I Siendo la pérdida porcentual de potencia:   ScU PL RI P P P p p 22 2 cos 1003100100%  Se observa que la pérdida es menor que en los casos anteriores, allí que se adopte normalmente, para la transmisión de energía, la corriente alterna trifásica. También puede concluirse de las expresiones, que cuanto mayor es la potencia transmitida, y la longitud de transporte, mayor debe ser la tensión de la línea para mantener la pérdida de potencia en un valor adecuado. Por lo tanto, para que la transmisión de energía a los centros de consumo sea económica, se realiza mediante líneas de corriente alterna trifásica de alta tensión, por lo que se eleva la tensión a 132KV en una estación transformadora que se instala en las proximidades de la central eléctrica. La relación óptima tecnico-economica se halla cerca de 1 KV/Km.  Distribución Transmitida la energía, se distribuye a tensiones adecuadas, lo que se realiza en las estaciones reductoras de distribución, las que alimentan otras estaciones primarias de distribución, alimentándose así a los centros de consumo. Las líneas que conectan los dos tipos de estaciones últimamente nombradas las denominamos de subtransmisión.
  • 4. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 4 De las estaciones primarias se tienden los alimentadores y distribuidores primarios para atender los distintos puntos de suministro, en los que se transforma la energía de media tensión (6,5KV) a baja tensión (380/220V)para poder ser usada directamente por los usuarios. Las líneas de baja se la designa genéricamente distribución secundaria. En nuestro país los sistemas de energía regionales se vinculan eléctricamente por grandes líneas de transmisión de 500 kv.- 1. OBJETIVOS DE UNA PUESTA A TIERRA Se ha visto al analizar el fenómeno del contacto directo e indirecto que en los circuitos es necesario mantener ciertos puntos de los mismos o de envolventes de sus equipos, conectados un potencial fijo y estable denominado “potencial de tierra”. Tal necesidad obedece principalmente a razones de seguridad y por ello los objetivos de una Puesta a Tierra o, más correctamente de un Sistema de Puesta a Tierra, los podemos definir como: • Permitir la circulación (descarga) a tierra de corrientes de falla a tierra, de la naturaleza que sean. • Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad. • Contribuir a que la actuación de los sistemas de protección lo sea en el tiempo adecuado, para seguridad de las personas y delequipamiento. • Mantener un potencial de referencia en algún punto, que por razones técnicas requiera un sistema eléctrico o electrónico. Se puede concluir que la o las puestas a tierra se diseñan y ejecutan para cumplir con prescripciones de seguridad y requerimientos técnicos funcionales de las instalaciones eléctricas. 2. TIPOLOGÍA DE LOS SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA Conforme a ello se definen los siguientes tipos de Sistemas de Puesta a Tierra: - De protección: Es la puesta a tierra que tiene por objetivo proteger a las personas y animales contra los riesgos derivados de contactos con partes conductoras que, estando no sometidas
  • 5. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 5 normalmente a tensión, puedan quedar sometidas a tensiones peligrosas como consecuencia de un defecto, generalmente por falla de aislamiento, en una instalación. Para lograr este objetivo todas las masas susceptibles de quedar bajo tensión deben ser conectadas al conductor de puesta a tierra de protección. Desde el punto de vista de la seguridad de las personas esta instalación tiene por objeto proteger a las mismas de los accidentes por contacto indirecto. - Funcional o de Servicio: Es la puesta a tierra que tiene por objetivo asegurar el correcto funcionamiento del equipamiento eléctrico y permitir un funcionamiento confiable de la instalación. Dependiendo de las características de la instalación, la puesta a tierra de protección y la funcional pueden ser independientes o en una misma puesta a tierra combinarse ambas funciones. En este último caso, en el diseño de la puesta a tierra siempre se dará prioridad a lo prescripto por las regulaciones o reglamentos, para la puesta a tierra deprotección. - De referencia: Es la instalación destinada a brindar un potencial constante, que podrá ser empleado para tener una referencia, generalmente respecto del potencial de tierra, en la conexión de equipos. Se emplea para garantizar el funcionamiento correcto, seguro y confiable de una instalación sobre todo del tipo de datos o comunicaciones (instalaciones de corrientes débiles). - De pararrayos: Es un sistema especial destinado a proteger personas y bienes de las descargas atmosféricas (rayos). La instalación se diseña especialmente para conducir a tierra las corrientes y sobretensiones producidas por descargas atmosféricas sobre los pararrayos y descargadores de protección en líneas de energía. También cumplen el objetivo de limitar eventuales sobretensiones de maniobra producidas en las propias instalaciones. Por sus características, este sistema nunca debe ser asociado ni vinculado a cualquiera de los otros sistemas. 3. DEFINICIONES Las definiciones expuestas a continuación son aplicables a cualquiera de los sistemas de puesta a tierra mencionados en 2. Electrodo de puesta a tierra: Elemento conductor eléctrico de características físicas definidas, que es utilizado para establecer una Toma de Tierra. Toma de tierra: Parte integrante de un Sistema de Puesta a tierra (SPAT), compuesto por uno o más electrodos de puesta a tierra, que, hincados o enterrados en el terreno e interconectados eléctricamente, permite establecer un contacto físico y eléctrico con el terreno (tierra). Conductor de puesta a tierra: Conductor eléctrico de características especiales que vincula a la Toma de Tierra con el borne o barra principal del SPAT de una instalación eléctrica. Borne principal de tierra: Borne o barra, previsto para la conexión al conductor de puesta a tierra, de los conductores de protección y conductores de conexión equipotencial. Sistema de Puesta a Tierra (SPAT): Conjunto compuesto por la Toma de Tierra, el Conductor de Puesta a Tierra y el Borne Principal de Puesta a Tierra, diseñado y construido para cumplir con las normas de seguridad referentes a la protección de seres vivos y funcionamiento de dispositivos de protección. Masa: Parte conductora de un equipamiento eléctrico que puede ser tocada y que normalmente no está bajo tensión pero que puede ser puesta bajo tensión en caso de falla del aislamiento principal. No se considera masa una parte conductora de un equipamiento eléctrico que solo puede ser puesta bajo tensión a través de otra masa.
  • 6. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 6 Tierra local: Zona del suelo en contacto físico y eléctrico con una toma de tierra, y cuyo potencial eléctrico no es necesariamente igual a cero. Tierra de referencia: Zona del suelo conductor cuyo potencial eléctrico es considerado, por convención, igual a cero. Para el cumplimiento de esa condición, esa zona de suelo no debe estar influenciada por instalación eléctrica. A la Tierra de Referencia también se la denomina “Tierra Lejana”. Resistencia de puesta a tierra: Valor de la resistencia eléctrica que presenta un Sistema de Puesta a Tierra entre el borne principal de tierra y la tierra de referencia. El valor resultante de su medición permite evaluar y predecir el estado y comportamiento de un Sistema de Puesta a Tierra. 4. INSTALACIONES QUE DEBEN SER CONECTADAS Al sistema de puesta a tierra que corresponda según su clasificación se conectarán,  Los tomacorrientes y las masas metálicas de una instalación eléctrica del cualquiera sea su tipo.  Las estructuras metálicas y las armaduras de columnas y muros de hormigón.  Las instalaciones interiores ejecutadas con conducciones metálicas correspondientes a los servicios de agua y calefacción así como calderas, depósitos, instalaciones de ascensores y montacargas, y en general toda estructura metálica sea de índole fija, móvil o provisoria que pueda quedar accidentalmente bajo tensión.  Las instalaciones de pararrayos  Las instalaciones de radioeléctricas engeneral. 5. CONFIGURACION DE UN SISTEMA DE PUESTA ATIERRA 5.1. Resistencia de puesta a tierra Ante un accidente eléctrico, las protecciones eléctricas deben actuar desconectando la alimentación en tiempos que aseguren salvaguardar a la instalación como también limitar los efectos fisiológicos que sobre el cuerpo humano se pudieran producir; esta exigencia requiere entre otras cosas un comportamiento eficaz del sistema de puesta atierra. Para evaluar el comportamiento eficaz de un sistema de puesta a tierra se define el concepto de “Resistencia de Puesta a Tierra” que es el valor de resistencia que presentará el sistema a la corriente de falla que sea derivada hacia tierra; a efectos de no originar tensiones peligrosas, es necesario que el valor de la resistencia de puesta a tierra se mantenga lo más bajo posible. Por ello las normas técnicas relativas a instalaciones eléctricas establecen los valores máximos admisibles de la Resistencia de Puesta a Tierra de una instalación, conforme al tipo de instalación que se trate. Las normas también determinan que deben ponerse a tierra las partes metálicas de los aparatos e instalaciones que no pertenezcan al circuito de servicio, y que puedan entrar en contacto con partes sometidas a tensión en caso de avería o establecimiento de arcos. Por tal motivo, es necesario disponer para los aparatos y otras partes de la instalación, de alguna una forma de conexión al sistema de tierra lo cual se logra disponiendo a lo largo de la instalación
  • 7. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 7 de un conductor que permite conectar a él las partes a proteger con la toma de puesta a tierra; a ese conductor se lo denomina “conductor de protección”. En las instalaciones de mediana y gran potencia como pueden ser ciertas instalaciones industriales, grandes edificios, etc. se implantan sistemas de puesta a tierra independientes para las masas metálicas de los aparatos eléctricos, para la conexión de los neutros de los transformadores de potencia y para la conexión de los pararrayos o descargadores. Por ello, la concepción y diseño de un sistema de puesta a tierra debe contemplar los aspectos indicados. 5.2.Esquema simple de un sistema de puesta a tierra En la figura 1. se presenta la instalación de un SPAT para una vivienda. En la misma se incluyen los aspectos más destacables de una instalación simple
  • 8. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 8 La estructura básica de un sistema de puesta a tierra consiste en implantar en el terreno una masa metálica, denominada electrodo, de formas y dimensiones adecuadas. El electrodo, es vinculado a la parte de la instalación a proteger mediante un conductor, denominado conductor de puesta a tierra. El electrodo, puede ser materializado mediante jabalinas, perfiles, cables desnudos, cintas, etc. o por un conjunto de conductores en contacto con la tierra que garantizan un contacto íntimo conella.
  • 9. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 9 En muchas oportunidades es necesario implantar más de un electrodo. En ese caso los electrodos se instalan distanciados lo suficiente para no influenciarse entre si; a este sistema se lo denomina de electrodosindependientes., 5.3. Conductor de puesta a tierra (CPAT) Este conductor tiene por función conducir hacia el electrodo a la corriente que se quiere derivar a tierra y al igual que el electrodo se construye mediante planchuelas o conductores flexibles de cobre de calidad grado eléctrico. Físicamente une al electrodo con el borne principal de puesta a tierra (BTP - Borne de puesta a tierra) al cual se conectarán los diversos conductores de protección que disponga la instalación. 5.4. Conductores de protección (CP) Estos conductores se conectan al borne principal de puesta a tierra y a partir de él recorren la instalación conjuntamente con los conductores de los distintos circuitos. A RCPAT RPAT RELEC C En la instalación básica representada en la Fig.1 podemos reconocer, mediante el circuito equivalente, los siguientes componentes : - La resistencia del conductor de puesta a tierra RCPA (tramo A- B).
  • 10. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 10 - La resistencia de electrodo RELEC presentada por la resistencia presentada por el electrodo en su contacto con la tierra. La suma de estas dos resistencias configura la Resistencia de Puesta a Tierra RPAT (A -C), medida desde el borne principal de puesta a tierra (BPT) de la instalación. Las características principales de dos resistencias son: - RCPA está definida por la resistencia que presenta el conductor que vincula el borne de puesta a tierra con el borne de unión al electrodo. - RELEC resulta de la resistencia presente el electrodo en su contacto con la tierra conjuntamente con el tramo de terreno comprendido entre la puesta a tierra local y la puesta a tierra de la alimentación. Este valor es dependiente de la configuración y disposición de o de los electrodos y de la característica conductiva del terreno evaluada por la “resistividad eléctrica del terreno” donde se instalan los electrodos. Este último valor, en muchos casos, es difícil de establecer debido a las variadas características y estados del terreno. La Tabla I presenta valores de Resistencia RELEC - para un electrodo típico implantado en diversos tipos de terreno. TABLA I Tipo de suelo RELEC (Ω) para una jabalina de 5/8" de diámetro y 1,5 m de longitud Terreno de Resistividad (Ω.m) Húmedo, pantanoso 9 30 Arcillas y humus 30 100 Arcillas, humus con arena y grava 150 500 Grava, arena, piedras 300 1000 Como se observa la resistencia presentada por el mismo electrodo varía en función del tipo de terreno, lo cual es definido por el valor de Resistividad Eléctrica del mismo. Adicionalmente los valores resultantes de resistencia resultan ser dependientes del grado de humedad y de la temperatura del mismo. Para asegurar condiciones de seguridad aceptables, las normas de instalación limitan los valores de la resistencia de puesta a tierra, debiendo mantener un valor por debajo de 10 Ω. Así mismo, y conforme el tipo de instalación, las normas establecen límites a la sección del conductor vinculado a la jabalina. Manteniendo un valor lo más bajo posible de la resistencia de puesta a tierra, se asegura que una corriente, sea ella de cortocircuito o de falla, que circula por el sistema de puesta a tierra, genere un potencial no peligroso en las partes del circuito conectadas a tierra, evitando así tensiones peligrosas en caso de contactos indirectos, previniendo así choques eléctricos de gravedad o sobretensiones que pueden afectar el comportamiento de los componentes o daños a las personas.
  • 11. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 11 6. CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS QUE COMPONEN UNA PUESTA A TIERRA 6.1. Electrodos de puesta a tierra Las características mecánicas y eléctricas de los materiales empleados para la construcción de los electrodos de puesta a tierra y sus características morfológicas deben ser tales que permitan asegurar la más larga vida útil de los mismos como también obtener una toma de tierra cuyo valor de resistencia de tierra resulte el menor posible. Por ello es que se emplean materiales que sean aptos para soportar la corrosión, que presenten una adecuada resistencia mecánica como también una muy buena conductibilidad eléctrica. Son de uso habitual los siguientes tipos de electrodos y materiales: -Tipos de electrodos : • Cintas (pletinas) o conductores desnudos flexiblesmultifilares. • Caños o barras, fundamentalmente las llamadasjabalinas. • Placas metálicas, generalmente de formarectangular. -Materiales empleados en su construcción: • Cobre de alto grado de pureza (99,9% grado eléctrico) • Acero galvanizado en caliente. • Acero inoxidable. • Acero con recubrimiento electrolítico decobre. Estos electrodos pueden utilizarse en forma individual o bien según la exigencia impuesta a la toma de tierra configurar un conjunto de electrodos eléctricamente interconectados. En el segundo caso es recomendable utilizar electrodos confeccionados con el mismo material, con el objeto de evitar fenómenos de corrosión galvánica, que afecta a la vida útil del sistema y distanciados de manera tal que no se establezca una influencia entre los mismos, configurando un sistema de electrodos independientes. Las dimensiones mínimas de los electrodos son establecidos por normas y reglamentaciones; en el caso de Argentina las normas IRAM y la Reglamentación de la AEA, regulan todo lo relacionado con materiales, componentes, diseño, ejecución y control de un sistema de puesta a tierra (ver normas y bibliografía). Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, gas, telefonía, combustibles, calefacción central, etc.) no deben ser utilizadas como electrodos de tierra, pero si deben ser conectados mediante una conexión equipotencial al borne o barra principal de tierra. 6.2. Conductores de puesta a tierra En cuanto a los materiales y características de conductores de puesta a tierra, que unen el sistema de toma de tierra con el borne o barra principal de puesta a tierra, las normas y reglamentaciones mencionadas también regulan sus características. En particular se destaca que para estos conductores se reglamenta una sección mínima 35 mm² en cobre, a menos que la línea de alimentación de energía sea de
  • 12. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 12 menor sección, en cuyo caso el conductor deberá presentar una sección de valor igual al de los conductores de fase de la línea. Antiguamente en las instalaciones para este fin se empleaba un conductor de cobre multiconductor pero no muy flexible y sin aislamiento (conductor desnudo) pero esa práctica ha sido reemplaza por el uso de un conductor de cobre, más flexible y con recubrimiento aislante. En casos especiales todavía se sigue empleando conductores de cobre desnudos pero ello obedece fundamentalmente a razones constructivas. Es fundamental que este conductor siempre se encuentre en perfectas condiciones pues, sea cual fuere el esquema de puesta a tierra adoptado, es la forma segura de garantizar la eficacia del sistema de puesta a tierra. Es fundamental asegurar la continuidad de este conductor en forma permanente; por eso debe emplearse un conductor sin discontinuidad alguna ni intercalar en su recorrido elementos de seccionamiento. También es importante asegurar la integridad mecánica y el evitar su hurto; por ello según las condiciones de instalación y recorrido se recurre a encamisarlo en una cañería especial. 6.3. Borne o barra principal de puesta a tierra En toda instalación debe preverse un borne o barra principal de tierra, para la conexión de los siguientes conductores: • Conductor o conductores de puesta a tierra. • Conductores de protección (PE) que no estén conectados a este terminal o barra a través de otros conductores de protección. • Conductores de conexión equipotencialprincipal. La conexión al borne o barra principal de tierra, debe realizarse de forma tal que pueda ser desconectado individualmente cada conductor conectado al mismo. Esta conexión además debe realizarse de forma que su desconexión solo debe ser posible mediante el empleo de una herramienta. En algún caso puede ser necesario instalar más de un borne o una barra principal de tierra para realizarlas conexiones indicadas. En este caso ambos bornes de conexión deben ser vinculados eléctricamente a la misma toma de tierra. 6.4. Caja de inspección de la puesta a tierra A fin de permitir efectuar mediciones periódicas de la resistencia de puesta a tierra y eventualmente incorporar productos químicos mejoradores de la conductividad eléctrica del terreno, se interpone en el recorrido del cable de puesta a tierra y lo más cerca posible del electrodo, una caja deinspección. 6.5. Conductores de protección (PE) Como se puede observar en la fig.1 del borne o barra principal de puesta a tierra parten una serie de conductores que recorren las diversa partes de la instalación. Se trata de los Conductores de protección cuya función es permitir, a través de los mismos, vincular al sistema de puesta a tierra a todos los elementos metálicos (masas) susceptibles que quedar bajo tensión ante una falla eléctrica. De manera estos conductores conducirán las corrientes de falla de aislación, entre un conductor de fase y una masa, a través del neutro de la fuente.
  • 13. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 13 Los conductores de protección deben ser aislados e identificados con los colores verde/amarillo y deben estar protegidos contra daños mecánicos y químicos. Como conductores de protección pueden utilizarse: • Conductores aislados formando parte de cablesmultipolares. • Conductores individuales tendidos conjuntamente otros conductores activos. No se permite usar como conductores de protección, elementos conductores tales como: • cañerías de agua • cañerías que conduzcan gases o líquidosinflamables • Soportes de canalizaciones. Al igual que el conductor de puesta a tierra los conductores PE no deben incluir ningún medio de desconexión (interruptor, fusible o cualquier otro elemento de seccionamiento), para así asegurar la continuidad permanente del circuito de protección. Las partes conductoras (masa) que se conecten al conductor PE, deben hacerlo en un único punto de conexión no pudiendo quedar conectadas en serie con dicho conductor, es decir que formen parte de la continuidad del conductor de protección. En resumen cuando hablamos de conexión a tierra nos referimos a una conexión metálica directa, sin dispositivo de protección, de sección suficiente, entre determinados elementos de la instalación (masas), y uno o un grupo de electrodos enterrados en el suelo. 7. ASPECTOS A CONSIDERAR PARA LA EVALUACION o REALIZACION DE UN SISTEMA DE PUESTA ATIERRA La base de un buen sistema de puesta a tierra comienza con la selección del mejor lugar de emplazamiento y el ensayo del suelo que rodeará a la toma, procurando localizar el área de más baja resistividad. La forma de ejecución de la toma de tierra (con placas, jabalinas, etc.) dependerá generalmente de la resistividad eléctrica del terreno y de las dificultades de instalación para conseguir una baja resistencia de contacto a tierra. El tipo más empleado tanto doméstica como industrialmente es el que se hace con jabalinas hincadas verticalmente en el terreno. Luego de su instalación, se debe medir el valor de resistencia de la toma de tierra propiamente dicha, para verificar que su valor se corresponde con el de diseño y a lo largo del tiempo se deberán realizar controles periódicos para detectar cambios respecto de los valores originales. Previo al cálculo y construcción de una toma de tierra deben tenerse en cuenta algunas recomendaciones que surgen de la experiencia obtenida en terrenos homogéneos: ✓ La máxima resistencia de puesta tierra está localizada en la zona de contacto del electrodo y su proximidad. ✓ La resistencia medida entre dos tubos hincados verticalmente en un terreno homogéneo se mantiene constante para distancias entre los tubos superiores a 2 o 3 metros. De ahí la conveniencia de favorecer la conductividad del terreno recurriendo a humidificar la zona próxima al electrodo mediante soluciones salinas.
  • 14. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 14 ✓ El agua, como medio para la toma de tierra, no contribuye en forma significante a no ser por su poder humidificador. Resulta así poco trascendente sumergir el electrodo en un pozo o curso de napa de agua. ✓ La conductancia de dos o más puestas a tierra conectadas en paralelo es igual a la suma de las conductancias individuales a condición que las tomas estén distanciadas al menos 3 a 4 metros entre si. La puesta en paralelo de puestas a tierra muy cercanas no arroja resultados convenientes. y que, a efectos de prevenir valores de Tensión de Paso comprometedores se debe recurrir a : ✓ Efectuar sistemas de puestas a tierra de valores inferiores a 10 ohm. ✓ Asegurar el mantenimiento del valor mediante la medición periódica y eventual corrección mediante la humidificación o agregado de otras puestas a tierra. ✓ Regular los tiempos de actuación de las protecciones para asegurar que las corrientes de fallas sean limitadas en magnitud y duración. El cálculo de una puesta a tierra es un cálculo que debe contemplar cuatro aspectos fundamentales: - Valor de la resistencia de puesta a tierra deseada. - El tipo de terreno donde se efectuará la toma de tierra. - El tipo y cantidad de electrodos. - Característica del conductor de vinculación al electrodo. - Valor de la resistencia de puesta a tierra deseada Como se dijo, el sistema de puesta a tierra tiene por objeto garantizar que no se produzcan tensiones peligrosas en caso de circulación de corrientes de falla a tierra. Por ello las normas y reglamentos definen dos valores de tensiones a los cuales se debe considerar al momento del diseño del sistema de puesta a tierra. Esas son: - Tensión de seguridad Definida como “El valor de diferencia de potencial a la que puede quedar sometida por tiempo indefinido una persona sin que en ella produzca efectos fisiológicos”.En ambientes secos no debe superarse los 50 V para tensión alterna, en ambientes húmedos los 24 V y en ambientes sumergidos los 12 V. -Tensión de contacto Se define “Tensión de Contacto” como la diferencia de potencial a la que una persona puede quedar sometida al tocar simultáneamente un objeto colocado bajo tensión y otro elemento que se encuentre a un potencial diferente (generalmente la tierra). La tensión de contacto límite que no resulta peligrosa para las personas es de 50 V, aunque se suele hablar de una menor que ella, denominada Muy Baja Tensión de Seguridad (conocida por sus siglas MBTS), establecida en 24 V. Fijada una determinada tensión de contacto (Vc) se puede establecer el valor de la resistencia de puesta a tierra (Rt) que garantice la suficiente corriente It que produzca el accionamiento de la protección diferencial asociada.
  • 15. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 15 El "Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles" de la Asociación Electrotécnica Argentina establece que para el caso de usar interruptores diferenciales y para asegurar una tensión de contacto Vc = 24 V, la resistencia a tierra medida desde cualquier masa de la instalación, no debe superar los siguientes valores: Rt = 10 Ω para viviendas unitarias, recomendándose valores inferiores a 5 Ω. Rt = 2 Ω para viviendas colectivas (Edificios o Complejos). Cuando la instalación de puesta a tierra no contemple la instalación de un interruptor diferencial, el valor de la resistencia a tierra se calculará de manera de no superar los valores de tensión de seguridad indicados anteriormente (24 y 12 V según el caso). - La característica del terreno Para ello es necesario medir, la resistencia del terreno en el lugar donde se instalará la puesta a tierra, preferentemente aplicando el método del telurímetro descrito en la Norma IRAM 2281 parte I. Alternativamente se podrá medir empleando una resistencia variable entre 20 y 100 Ohm, un amperímetro y un voltímetro con resistencia interna superior a 40.000 Ohm, apto para medir una tensión entre 0 y 5 V, y una sonda enterrada a una profundidad de 0,50 m y una distancia no menor de 20 m, de la puesta a tierra. - Evaluación del tipo y cantidad de electrodos a utilizar En primera instancia se puede realizar aplicando las expresiones que permiten calcular aproximadamente la resistencia de la puesta a tierra en función de la resistividad eléctrica del terreno ρ (Ω.m) y el largo L de la jabalina supuesta de acero con recubrimiento de cobre. Rt = 0,33 * ρ para jabalinas de 3 m. Rt = 0,55 * ρ para jabalinas de 1,50 m. Rt = ρ / L para jabalinas de otras longitudes. Cuando con una única jabalina no se alcanza a obtener el valor de Rt deseado se debe considerar el uso de varias jabalinas unidas entre sí por un conductor de Cu de 50 mm² y enterrado a 60 cm. de profundidad, y separadas a una distancia tal que no produzcan interferencias entre sí mismas. La separación mínima de jabalinas que se suele emplear para tal fin es de 2,5 veces veces el largo de jabalina utilizada. Para el caso en, que por la separación necesaria entre jabalinas no sea posible tener la superficie de terreno suficiente, se recomienda el uso de mallas de conductores. Debemos recordar que, por la naturaleza de los terrenos y sus condiciones de humedad y temperatura, estos cálculos resultan con un cierto grado de incertidumbre, por lo cual si se quiere mejorar la precisión de los mismos se deben emplear expresiones de cálculo más complejas como las indicadas a continuación. - Fórmulas para evaluar la resistencia de puesta a tierra de un electrodo 1 -Conductores enterrados horizontalmente Se trata de conductores de cobre, desnudos, de sección 35 mm2 o mayor. También se puede emplear alambres de acero galvanizado de sección no inferior a 95 mm2. La Resistencia de la toma de tierra se puede calcular mediante:
  • 16. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 16 R = 2 * ρ / L Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω) ρ es la resistividad del terreno (Ω.m) L es la longitud del conductor enterrado (m) 2 – Jabalinas hincadas verticalmente Normalmente se emplean barras de cobre o de acero con revestimiento de cobre, de sección circular o en cruz. La resistencia de la toma de tierra se puede calcular mediante, R= K * ρ / N * L Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω) ρ es la resistividad del terreno (Ω.m) L es la longitud de la jabalina (m) N es el número de jabalinas a hincar K es un coeficiente que tiene en cuenta la disposición de las jabalinas dependiendo de la relación entre la separación de las jabalinas y el largo de las mismas. En la siguiente tabla se dan valores de K, para distintas relaciones y disposiciones. Relación (D/L) – (Dist. entre jabalinas / Longitud de jabalina) Número de jabalinas 0,5 1,0 1,5 2,0 3 ó más 1 1 1 1 1 1 2 1,38 1,20 1,10 1,06 1,04 3 en línea 1,5 1,29 1,16 1,10 1,06 3 en triangulo 1,66 1,35 1,21 1,15 1,09 4 en línea 1,79 1,43 1,25 1,17 1,11 4 en cuadrado 1,95 1,52 1,29 1,20 1,15 3 – Mallas de tierra Las mallas de tierra normalmente se utilizan para obtener sistema de puesta a tierra de muy baja resistencia. Consiste en enterrar una malla de cobre o de acero galvanizado, a la mayor profundidad posible, distribuida en una superficie lo más grande posible. El valor de la resistencia del sistema puede evaluarse mediante R = 0,25 * ρ / (S/π) 1/2 + ρ/L Donde R es la resistencia de la toma de tierra (Ω) Ρ es la resistividad del terreno (Ω.m) S es la superficie de la malla utilizada (m2) L es la longitud total de los conductores que forman la malla (m) 4 – Pletinas enterradas
  • 17. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 17 Normalmente se utiliza pletina de cobre de sección no menor a 35 mm2 y de espesor no inferior de 2 mm. También se puede usar pletinas de acero galvanizado pero de sección no inferior de 100 mm2 y espesor no menor a 3 mm. Las pletinas pueden ser enterradas en forma superficial (menor a 1 m) o en forma profunda (mayor a 1 m) y para evitar influencia entre las mismas deben estar separadas como mínimo 3 metros. La resistencia de la toma de tierra se puede evaluar empleando, R = 1,6 *ρ * N / P para superficiales R = 0,8 *ρ * N / P para profundas Donde R es la resistencia de la toma de tierra (ohm) Ρ es la resistividad del terreno (ohm.m) N es el número de pletinas P es el perímetro de la pletina Las normas IRAM 2309 / 2310 / 2317 y 2316 establecen las especificaciones técnicas de diversos tipos de jabalinas y sus accesorios. - Resistividad de diferentes tipos de terreno La tabla siguiente presenta valores medios de Resistividad de diversos terrenos (ρ – Ω.m) Tipo de terreno Resistividad media (Ω.m) Pantanoso Hasta 30 Fértiles 50 Poco fértiles 500 Pedregosos 3000 Humus 10 a 50 Turba húmeda 10 a 150 Arcilla plástica 50 Arcilla compacta 100 a 200 Arena arcillosa 50 a 200 Arena 200 a 300 Pedregoso 1500 a 3000 Rocoso 800 a 10000 - Característica del conductor de vinculación al electrodo. Finalmente se debe considerar el tipo de conductor a emplear para unir el electrodo o conjunto de electrodos a la toma de tierra principal de la instalación. Ese conductor queda definido por la sección del mismo y las reglamentaciones fijan los valores mínimos a utilizar en función de las corrientes máximas de descarga a tierra y el tiempo de actuación de las protecciones. Otras consideraciones El Reglamento de la A.E.A. establece las siguientes disposiciones generales:
  • 18. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 18  El conductor de protección (denominado comúnmente conductor de tierra) será eléctricamente continuo y no será eléctricamente seccionado en punto alguno de la instalación ni pasará por el disyuntordiferencial.  Tendrá la capacidad de soportar la corriente de cortocircuito máxima coordinada con las protecciones instaladas en el circuito. Como conductores de protección en instalaciones domiciliarias deben utilizarse cables unipolares aislados, con sección no menor a 2,5 mm².  En todos los casos deberá efectuarse la conexión a tierra de todas las masas de la instalación.  Las masas que sean simultáneamente accesibles y pertenecientes a la misma instalación eléctrica estarán unidas al mismo sistema de puesta a tierra. La instalación se realizará de acuerdo a las directivas de la norma IRAM 2281 - parte III. Se debe poner a tierra todas las partes metálicas de equipos eléctricos al alcance de la mano. Para ello se usa un conductor desnudo. Éste puede conectarse a las cañerías de agua como lo muestra la siguiente figura. No pueden ser utilizados para la puesta a tierra las líneas a tierra de los pararrayos y las instalaciones de corriente débil, las cañerías de gas y de calefacción central de OSM. En caso de que OSM no lo permita se usa una placa de cobre colocada en un pozo tratando que esta alcance la primer napa de agua. Si la napa de agua es muy profunda se usan caños de ¾” de hierro galvanizado o jabalinas de cobre. En caso de un corto, la corriente de la falla circula a tierra, por lo que es importante calcular la resistencia de la puesta a tierra. El valor de esta debe ser de 10 Ohms como máximo, preferentemente no mayor a 3 Ohms, y se calcula como:
  • 19. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 19 RT= Rf +Rp +Rt Siendo: RT= resistencia total de la toma de tierra. Rf= resistencia de la falla, comprende la de todos los elementos que accidentalmente forman el camino de la corriente en la estructura. Rp= resistencia del sistema de puesta a tierra. Rt= resistencia del terreno hasta el punto en donde se mida. Rt disminuye al aumentar la humedad del suelo y al bajar la temperatura. Es por esto que comúnmente se mantengan húmedas las puestas a tierra por regado. Las jabalinas deben estar ubicadas en tierras con alto contenido de humedad, por este motivo se utiliza un recinto adecuado cubierto con turba. Los conductores para la conexión con la toma de tierra deben ser de cobre electrolítico y estar debidamente protegidos contra deterioros mecánicos o químicos, y aislado con vaina de PVC. Su sección se calculará para la intensidad de desenganche del interruptor automático o fusión de los fusibles. MEDICIÓN DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA La evaluación de un sistema de puesta a tierra con el objeto de evaluar su calidad constructiva y su comportamiento frente a la circulación de corrientes de falla consta de dos etapas. La primera consiste en controlar como está compuesto el sistema evaluando tipo y cantidad de electrodos, conductores de puesta a tierra y de protección, punto de conexión de puesta a tierra y todo lo relacionado con los aspectos constructivos y reglamentarios. Habiendo lo anterior satisfecho las exigencias reglamentarias queda por evaluar cuantitativamente al sistema y ello se hace mediante la medición de la “ Resistencia de puesta a tierra”. Aspectos a considerar en relación con las mediciones Dada la carácterística de la medición los valores resultantes pueden ser influenciados por una serie de factores que impiden obtener resultados con gran exactitud. Entre los mismos podemos citar la posible existencia de corrientes vagabundas de CC y de CA, el carácter electrolítico del terreno y su eventual polarización, la aparición de potenciales galvánicos, el acoplamiento inductivo y/o capacitivo con otros sistemas, la ocurrencia de lluvias cercanas al momento en que se hace la medición, las irregularidades en la composición geológica del terreno y su grado de compactación, etc, Como en algunos casos existen elementos metólicos enterrados, conductos de agua subterráneos y otros elementos que pueden distorsionar las mediciones, se recomienda realizar varios ensayos con diferentes orientaciones entre sí. Por ello, los resultados de las mediciones deben someterse a un análisis crítico para identificar las posibles fuentes de error, y eventualmente replantear la forma de ejecución de los ensayos. En algunos casos puede ser conveniente realizar una gran cantidad de mediciones utilizando distintos métodos y luego analizar las tendencias resultantes. Si bien en teoría la influencia del dispersor de puesta a tierra (electrodo) se extiende hasta el infinito, debe considerarse que tal influencia varía inversamente con la distancia siguiendo una ley exponencial, pues la sección ofrecida a las trayectorias de corriente aumenta al alejarse del dicho dispersor. Por lo anterior, a los
  • 20. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 20 efectos prácticos dicha influencia se concentra en las cercanías del dispersor y se torna despreciable a distancias superiores a los 50 m en el caso de tomas de áreas reducidas o de simples jabalinas En el caso de una red dispersora extensa (caso de mallas), puede aparecer una componente reactiva apreciable cuando la resistencia es menor que 0,5 Ohm. En estos casos, también debe prestarse atención a la posibilidad de existencia de resistencias parásitas de conexión. - Medición de la resistividad del terreno La estimación de la resistividad del terreno a partir de la medición de la resistividad de una muestra extraída del mismo, se puede realizar en una caja prismática pequeña de sección transversal cuadrada, en la que se introduce el material extraído de la probeta respectiva. Como es de esperar, el valor de resistividad que se obtiene de esta manera resulta menos exacto que el que se obtendría en el terreno real, pero en algunas ocasiones es el único camino posible. - Métodos de medición de la resistencia de puesta a tierra El "Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles" de la Asociación Electrotécnica Argentina, la norma IRAM 2281 y la Resolución 207/95 del ENRE establecen la forma y métodos a aplicar para realizar estas mediciones. - Normas IRAM referentes a Sistemas de Puesta a Tierra de instalaciones La norma IRAM 2281 – Puesta a tierra de sistemas eléctricos, es la norma que regula los aspectos técnicos de la construcción y ensayo de sistemas de puesta a tierra. La misma se divide en cinco capítulos los que se listan a continuación; IRAM 2281 – 1 Puesta a tierra de sistemas eléctricos Consideraciones generales. Código de práctica (1996) IRAM 2281 – 2 Puesta a tierra de sistemas eléctricos Guía para la medición de magnitudes de puesta a tierra Resistencia, resistividades y gradientes. (2002) IRAM 2281 – 3 Puesta a tierra de sistemas eléctricos Instalaciones industriales y domiciliarias y redes de baja tensión. Código de práctica (1996) IRAM 2281 – 4 Puesta a tierra de sistemas eléctricos Centrales, subestaciones y redes. Código de práctica (1989 – en revisión) IRAM 2281 – 5 Puesta a tierra de sistemas eléctricos Código de práctica para puesta a tierra de sistemas de telecomunicaciones ( telefonía, telemedición y equipos de procesamiento de datos) (1994- en revisión)
  • 21. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 21 LA UTILIZACIÓN DE LA REGLAMENTACIÓN PARA LA EJECUCIÓN DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN INMUEBLES Sin lugar a dudas que la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (RIEI) edición 2002 o sea la última versión, emitida por la Asociación Electrotécnica Argentina, cumple un rol de suma importancia en el ámbito de las obras de instalaciones eléctricas, entendiendo fundamentalmente que su objetivo es la seguridad de las personas y sus bienes. Entre sus “consideraciones generales” dice que, siguiendo las tendencias mundiales en materia de normalización y al corriente de lo que sucede en el resto del mundo (entre otras la globalización), abandonando los localismos no siempre mal intencionados o desconocedores de la idiosincrasia argentina, es que se ha emitido esta actualización de la RIEI. Podemos decir, que es bienvenida la incorporación a la especialidad, de un documento de la factura de la RIEI, redactado por verdaderos especialistas en el tema, que desinteresadamente han brindado su tiempo, experiencias y conocimientos. Ahora bien, como toda reglamentación, reglamento y aún las mismas leyes al tener un carácter general y abarcativo necesitan entre otras cosas una interpretación. La intención es hacerlo a través de esta columna, pero solo de los temas más comunes. El decir más comunes, no implica simplificación en el contenido o en el nivel técnico de los temas, sino simplemente de los temas que más comúnmente se enfrenta el Instalador o si se quiere aquello que son más cotidiano. Esto viene a hechos tales como que la RIEI, como lo manifestara anteriormente tiene un excelente desarrollo técnico y profesional a nivel de una norma corriente lo cual hace que no siempre su esencia o desarrollo pueda ser interpretado por el común de los Instaladores. No es desmedro para nadie, y también se que es necesario incrementar la capacitación para que todos tengan los suficientes y necesarios conocimientos como para poder interpretar y ejecutar las normas técnicas y legales, pero lo cierto es que, un lenguaje de excelencia profesional y la falta de tiempo, a lo cual se puede sumarse a veces la falta de medios para realizar consultas, hace que no se haga una aplicación correcta de la RIEI. Todos sabemos que una medida tomada como cierta cuando no lo es resulta más peligrosa que cuando no se toma. Ahora bien, repitiendo que no se puede negar su excelencia técnica y tampoco la necesidad de capacitar a los Instaladores se hace necesario dar una orientación o una interpretación a su contenido y aplicación. A través de este medio y en sucesivos artículos intentaré abordar las cuestiones estrictamente esenciales que hacen a la aplicación de la RIEI, no por ello negando otros aspectos, pero que están reservados a personas que cuentan con mayores conocimientos. Y señalando además, a pesar de parecer reiterativo, que el único documento finalmente válido es el texto de la Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (RIEI) y por lo tanto al cual se debe recurrir para resolver las cuestiones derivadas de la ejecución de las instalaciones eléctricas. Resumiendo: no se pretende corregir, reemplazar ni modificar la RIEI, solo: acercar al común de los Instaladores al mismo, para que hagan una correcta aplicación a través de justificaciones y/o explicaciones de los temas en si o los que estén relacionados. CONTENIDO DE LA RIEI De la RIEI, en realidad solo se han publicado, la PARTE 7, titulada: REGLAS PARTICULARES PARA LA EJECUCIÓN DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN INMUEBLES, Sección 771, titulada VIVIENDAS, OFICINAS Y LOCALES (UNITARIOS) y la Sección 701 titulada CUARTO DE BAÑOS, estando el resto en estudio y preparación.
  • 22. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 22 DESARROLLO Analizaremos en primera instancia la Sección 771, la cuál está destinada a viviendas, oficinas y locales unitarios. Dejando la Sección 701 Cuarto de baño para otra oportunidad. 1. Dominio de aplicación (771.1) La aplicación de esta sección del RIE esta destinada a “encarar el proyecto, la ejecución y verificación de una instalación de baja tensión en una vivienda única, oficina y local”. Muy claramente especifica las instalaciones eléctricas de los tipos de inmuebles se deben ajustar a esta reglamentación. 2. Proyecto eléctrico (771.2) Según la RIEI, constituye la ejecución de los planos y memoria técnica lo cual deberá estar desarrollada por un Profesional habilitado para tal fin. El proyecto es el inicio de la obra. Nada se podrá hacer sin un proyecto. Si bien parecería que el término “proyecto” significa una tarea que esta destinada a ejecutarse en grandes obras, en realidad, no lo es. Desde las instalaciones más elementales a las más complejas necesitan de un proyecto. El proyecto nos permite conocer el inmueble en detalle o sea donde se ejecutará la obra, a partir de allí y con la metología dada por el mismo RIE (ítem 771.8) se calculará las demandas y a partir de allí los demás parámetros y elementos componentes de la instalación eléctrica. Con ellos podemos saber que cables, interruptores, protecciones, etc. van a ser necesarios y que, mediante una lista de materiales se determina el monto de los mismos que junto con la estimación de la mano de obra permitirá saber el precio de la obra de la instalación eléctrica. Con lo cual se hará la cotización que será finalmente presentado al cliente. Los medios que se utilicen para llevarlo a cabo es otra cosa y como dije antes dependerá del tamaño de la instalación eléctrica. La competitividad es muy elevada, por lo cual el “ojo” puede hacer que no obtengan el precio más conveniente. 3. Definición de los esquemas de conexión a tierra (ECT) (771.3) “Los esquemas de conexión a tierra definen la Clasificación según la conexión a tierra de las redes de alimentación y de las masas de las instalaciones eléctricas consumidoras” El ítem 771.4.7 indica que el exigido es el TT. Ver luego el ítem 7. 4. Características de la alimentación (771.4) El aspecto mas saliente de este ítem es el correspondiente a “Intensidad máxima admisible: a) En el origen de la instalación (Imo), es el valor de corriente asignada del dispositivo de protección del aparato de maniobra ubicado en la cabecera del tablero principal” Deberá entenderse como “cabecera” al interruptor conectado a la línea de alimentación o sea en la entrada de la energía eléctrica al tablero principal. “b) En cada circuito. Es la intensidad de corriente máxima permanente del circuito considerado, estando ésta determinada por el material de menor intensidad de corriente admisible”. De acuerdo a la instalación eléctrica que se trate, puede ser que la misma conste de varios circuitos (luego se vera cuales), en ese caso cada línea seccional debe contar con un interruptor. “Intensidad de corriente presunta de cortocircuito en el origen de la instalación”
  • 23. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 23 La intensidad de corriente presunta de cortocircuito se obtiene mediante un cálculo en el cual participan los elementos que constituyen la red de distribución de baja tensión. O sea el transformador reductor de media tensión a baja, la sección y longitud de los cables y de los elementos o dispositivos de protección que tengan los alimentadores que conforman la red o líneas de distribución. Si bien no es un cálculo extremadamente difícil presenta ciertos inconvenientes derivados del desconocimiento de los elementos que componen la red de la empresa distribuidora. Por lo cual, y como bien como lo indica la RIEI es mejor solicitar este valor a la empresa distribuidora. La importancia de conocer este valor es que con él se deben elegir: el valor de la corriente admisible de los elementos de protección y lo que también es de fundamental importancia la sección de los cables, como veremos mas adelante. Y como no podía ser de otra manera: interruptores de mayor capacidad o cables de mayor sección que los necesarios, significan mayores costos, de menos, el desastre. 5. Requisitos particulares de la empresa distribuidora de la energía eléctrica (771.4.5) La consulta con la empresa distribuidora de la energía eléctrica, es un requisito imprescindible cada vez que hay que iniciar un proyecto primero y luego antes iniciar la obra correspondiente, a los fines de evitar discrepancias técnicas, que sin lugar a dudas redundarán en el beneficio propio y en el de nuestro cliente. 6. Alimentación de reserva (771.4.6) Se trata de aquellos casos en que es necesario la instalación de un generador, y dado que constituye un tema particular y no muy común para todos los Instaladores, no será abordado en estos comentarios. 7. Esquema de conexión a tierra exigido (771.4.7) El esquema de conexión a tierra exigido para las instalaciones eléctricas de los inmuebles tratados en esta sección 771 y atendidos desde la red pública de alimentación es el TT, salvo las excepciones indicadas en 771.3.3.1 771.3.3.3 inclusive. La disposición de este esquema se muestra en la figura 771.3 A de la pagina Nº 6. En ella podemos ver que “El esquema TT tiene un punto del sistema de alimentación (generalmente el conductor neutro) conectado directamente a tierra (tierra de servicio o funcional) por el proveedor de la energía eléctrica, y las masas eléctricas de la instalación consumidora conectadas a través de un conductor de protección llamado PE, a una toma de tierra (tierra de protección) eléctricamente independiente de la toma de tierra de servicio”. 8. Desviaciones del tipo de esquema de conexión a tierra exigido (771.5) “Toda desviación del tipo de esquema de puesta a tierra exigida será considerada un caso particular. Este hecho debe constar en la memoria técnica y en una lamina plastificada que contenga el esquema unifilar, la que deberá fijarse en el primer tablero seccional ubicado aguas abajo del tablero principal o en el tablero unificado si éstos coincidieran en uno solo” En este caso es la acción está perfectamente definida y a través de ella quien tengan que operar o mantener la instalación comprenderá rápidamente cual es la situación planteada. 9. “Clasificación de las líneas” (771.7) “Las líneas deberán ser por lo menos bifilares”. Una línea en realidad son los cables que conducen la energía eléctrica a una carga y al ser la más simple la monofásica, se entiende que la línea más simple sea una línea bifilar y por ende formada por dos cables.
  • 24. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 24 Una línea bifilar cuenta en el respectivo tablero de una aparato de maniobra y protección que permite desconectar del mismo al cable que corresponde al “vivo” pero también al “neutro”, asegurándonos la ausencia de tensión en este último. De no ser así el cable del neutro podría llegar a tener en cuenta tensión con respecto a tierra debido al “retorno” de alguna otra carga monofásica. A continuación la clasificación que hace La RIEI de las líneas. 10. “Línea de alimentación” (771.7.2) “Es la que vincula la red de la empresa de distribución de energía, con los bornes de entrada del medidor de energía”. Efectivamente como su nombre lo indica es la línea que proporciona la alimentación de la energía eléctrica al consumidor, o sea la conexión a la red pública de distribución. 11. “Línea principal” (771.7.3) “Es la que vincula los bornes de salida del medidor de energía, con los bornes de entrada del tablero principal, los que constituyen el punto origen de la instalación de la vivienda, oficina o local (unitario)”. 12. “Línea seccional o circuito de distribución (771.7.4) “Es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y protección de un tablero con los bornes de entrada del siguiente tablero”. Los cables de esta línea, están tendidos en el interior del inmueble y el conjunto de estas líneas hacen la distribución interna de la energía eléctrica. Señalando que el tablero seccional (TS) puede no existir. 13. Línea de circuito o circuito terminal (771.7.5) “Es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y protección con los puntos de utilización”. Es el último circuito o sea el que llega hasta los consumos. La interpretación de estas definiciones debe completarse con la observación de la “Figura 771.6 A – Esquemas de tableros”, de la página 18 de la RIEI. En una próxima entrega continuaremos con el tema de los circuitos: clasificación, etc. Instalaciones de fuerza motriz e iluminación Generalmente la energía se toma de redes de baja tensión trifásicas tetrafilares. La tensión entre líneas es de 380 V y entre línea y neutro 220 V.
  • 25. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 25 Aunque también hay en servicio redes trifásicas trifilares de 3 X 220 V. En todos los casos para fuerza motriz se toman 3 conductores y para iluminación solamente 2. Las normas constructivas fijan un valor máximo de caída de tensión que debe ser igual o menor que otro llamado admisible y que se expresa como un porcentaje del valor nominal de la tensión de la línea: 1. Circuitos de Fuerza Motriz: U % = 5 % 2. Circuitos de Iluminación: U % = 8 % Realizadas las operaciones adoptamos la sección comercial más próxima superior a la del cálculo. De este modo garantizamos el nivel de tensión e incluso atender adecuadamente posibles aumentos de requerimientos de las cargas o bien satisfacer nuevas cargas a conectar en la línea. Cabe destacar que en la industria, la provisión de energía eléctrica es un factor imprescindible. Cualquier anormalidad en su suministro, causará una disminución de la capacidad de la planta e incluso la detención total de la actividad. Esto trae consigo, graves consecuencias económicas que son inaceptables. Por este motivo, se busca siempre en las instalaciones industriales, dividir los circuitos a fin de sectorizar la distribución de energía y que un desperfecto en una zona, no afecte al resto de la instalación. Vale mencionar que la instalación debe hacerse de acuerdo a la legislación vigente en el lugar.
  • 26. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 26 En las instalaciones eléctricas residenciales, los elementos que proporcionan las trayectorias de circulación de la corriente eléctrica son llamados conductores eléctricos. Usualmente están forrados con un material aislante. Obviamente, el material aislante es no conductor; con esto se garantiza que el flujo de la corriente eléctrica se realice a través del conductor. Para que los conductores eléctricos puedan ser utilizados en las instalaciones eléctricas, deben cumplir con ciertas recomendaciones: 1. El límite de tensión, es decir, la tensión o voltaje que deben ser capaces de soportar. 2. La capacidad de conducción de corriente (llamada también Ampacidad), es decir, la máxima corriente que puede transportar un conductor dependiendo de su calibre. 3. La caída de voltaje máxima que se permite de acuerdo con el calibre de conductor y la corriente que conducirá; se debe respetar la máxima caída de voltaje permisible recomendada por el reglamento Hace unos días, en el aula del curso que imparto, platicábamos de algo muy interesante: sobre cuál es el mejor conductor de la electricidad, que si el oro o la plata. Hoy vamos a salir de esa duda. Se llama conductividad eléctrica a la capacidad de un material o de un medio para permitir el paso de la corriente eléctrica. Su unidad de medida es el Siemens por metro (S/m). Los metales son los mejores materiales para conducir la corriente eléctrica. La siguiente tabla nos muestra la conductividad eléctrica a 20°C de varios metales, medidos en Megasiemens por metro (MS/m), es decir, un millón de Siemmens por cada metro. Después de esta evidencia no queda lugar a duda, el mejor conductor de electricidad es la plata, esto se debe a que tiene mayor condictividad que otros metales. La plata es seguida por el cobre... ¡y el oro cae hasta el tercer lugar!
  • 27. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 27 Pero el problema con la plata es que es un metal mas escaso que el cobre, además, con el tiempo se empieza a oxidar, se pone "negra" y pierde las propiedades conductoras que tenía inicialmente. Si bien los metales son conductores, sus óxidos NO son conductores. Tanto el cobre como la plata, al oxidarse, dejan de ser unos buenos conductores. El oro es más resistente a la oxidación. Es por ello que el oro, en determinadas aplicaciones -como pueden ser los conectores de audio que portan señal analógica o determinadas áreas de la electrónica de un satélite-, tiene mejor rendimiento dado que su óxido no representa un problema a lo largo del tiempo en cualquier ambiente. Microprocesador con pines de oro El material que normalmente se usa en los conductores para instalaciones eléctricas es el cobre y se aplica en el caso específico de las instalaciones eléctricas residenciales dentro de la categoría de las instalaciones de “Baja tensión” que son aquellas cuyos voltajes de operación no exceden a 1000 volts entre conductores o hasta 600 volts a tierra. El cobre se le emplea en más del 90% en la fabricación de conductores eléctricos, por que reune las condiciones deseadas para tal fin, tales como: a) Alta conductividad b) Resistencia a los esfuerzos mecánicos c) Flexibilidad d) Bajo costo Cable de cobre El aluminio es otro buen conductor eléctrico sólo que, por ser menos conductor que el cobre (63% respecto al cobre), para una misma cantidad de corriente se necesita un conductor más grueso en comparación con conductores de cobre, además, tiene la desventaja de ser quebradizo. Se usa con regularidad en líneas de transmisión, es decir, para transportar energía eléctrica grandes distancias, reforzado en su parte central interior con una guía de acero.
  • 28. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 28 Cable de aluminio con acero de refuerzo en el centro
  • 29. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 29
  • 30. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 30 Son económicos pero una vez que actuó deben ser reemplazados. Poseen curvas de funcionamiento en las cuales se puede apreciar el tiempo requerido para que actúe y la intensidad límite para la cual se puede usar.
  • 31. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 31 La zona de protección corresponde a los estados para los cuales el sistema actúa. La intensidad límite, IL, toma los siguientes valores según el valor de la tensión nominal, IN. Fusibles de hasta 10 A-----------------------IL= 1,80 IN Fusibles de 15 a 25 A------------------------IL= 1,57 IN Fusibles de 35 a 200 A----------------------IL= 1,45 IN Algunos de los fusibles más comunes son los de cartucho y los de tapón:  Fusibles de tapón: tienen un cuerpo de porcelana en el que se aloja el alambre que se fundirá. El fusible se coloca a rosca dentro de un interceptor.  Fusibles de cartucho: tienen un cuerpo de porcelana, dentro de éste hay un cartucho y dentro del mismo se encuentra el hilo fusible. Pueden ser rápidos o lentos. Los primeros se usan en circuitos de luz y los segundos en los de fuerza motriz para soportar las elevadas corrientes de arranque.
  • 32. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 32 La Llave termomagnética se puede activar mediante 3 medios:  Palanca que permite abrir o cerrar el circuito a voluntad.  Bobina de un electroimán que evita valores elevados de corriente.  Bimetal que evita sobrecalentamientos. Esta se emplea mucho cuando se trabaja con motores. Este, como el nombre lo indica, protege a los motores. Equivale a una combinación de contactor, bimetal y protección magnética.
  • 33. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 33 Investigar más sobre este tema. El empleo de este es de carácter obligatorio. Su funcionamiento se basa en la ley de Amper. En caso de una descarga a tierra la resultante de las corrientes concatenadas por el núcleo no es cero, generándose así una fem que activa un disparador desactivando la alimentación.
  • 34. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 34
  • 35. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 35
  • 36. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 36 Instalación eléctrica elemental de fuerza motriz Generalmente la energía se toma de redes de baja tensión trifásicas tetrafilares. La tensión entre líneas es de 380 V y entre línea y neutro 220 V. Aunque también hay en servicio redes trifásicas trifilares de 3 X 220 V. En todos los casos para fuerza motriz se toman 3 conductores y para iluminación solamente 2. Las normas constructivas fijan un valor máximo de caída de tensión que debe ser igual o menor que otro llamado admisible y que se expresa como un porcentaje del valor nominal de la tensión de la línea: 3. Circuitos de Fuerza Motriz: U % = 5 % 4. Circuitos de Iluminación: U % = 8 % Realizadas las operaciones adoptamos la sección comercial más próxima superior a la del cálculo. De este modo garantizamos el nivel de tensión e incluso atender adecuadamente posibles aumentos de requerimientos de las cargas o bien satisfacer nuevas cargas a conectar en la línea. Cabe destacar que en la industria, la provisión de energía eléctrica es un factor imprescindible. Cualquier anormalidad en su suministro, causará una disminución de la capacidad de la planta e incluso la detención total de la actividad. Esto trae consigo, graves consecuencias económicas que son inaceptables. Por este motivo, se busca siempre en las instalaciones industriales, dividir los circuitos a fin de sectorizar la distribución de energía y que un desperfecto en una zona, no afecte al resto de la instalación. Estas instalaciones accionan motores o consumos muy importantes trifásicos como sistemas de calor o frío eléctrico.
  • 37. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 37 De la red pública trifilar pasan los conductores por los fusibles de conexión, siguen al medidor y luego al tablero principal. Los accesorios presentes en este último son los mismos que en el caso anterior pero con 3 polos. Luego se pasa por un mecanismo de arranque y protección (no siempre requerido) y se llega al motor trifásico que posee una placa de bornes que reúne a los terminales para hacer más cómoda la conexión. Los motores eléctricos tienen las siguientes ventajas: fácil mantenimiento, fácil puesta en marcha, fácil regulación y muy silenciosos. Nosotros nos abocaremos a los más utilizados en la industria que son los motores asincrónicos trifásicos. Estos constan de un rotor tipo jaula o bobinado y un estator con un devanado trifásico que se puede conectar en estrella o en triángulo. Los motores con rotor bobinado tienen 3 fases en el sistema móvil conectadas en estrella, que terminan en 3 anillos aislados y sujetos al eje, sobre los cuales se apoyan las escobillas de carbón. Un motor que en la chapa indica 220/380 significa que puede conectarse en estrella a la red de 3 X 380 o en triángulo a la red de 3 X 220. Podemos ver como deben conectarse los 6 terminales de la placa de bornes para obtener la conexión en triángulo y la conexión en estrella y como conectar el conjunto a la red. En el caso de que la conexión sea tipo estrella se puede invertir el sentido de giro simplemente permutando dos cualesquiera de los cables de entrada. Si la potencia del motor es grande, para evitar una corriente de arranque muy elevada, se realiza el arranque en conexión estrella y luego se pasa a triángulo. Existen arrancadores que realizan esto de manera automática. En el caso de los motores pequeños, los más comunes son los asincrónicos monofásicos. La estructura es similar a la de los trifásicos salvo que en el estator hay 2 bobinados, uno principal y otro auxiliar en paralelo que se saca del circuito cuando la velocidad es suficiente. Para obtener más cupla de arranque puede colocarse en serie con la bobina auxiliar un condensador. Algunos detalles importantes a tener en cuenta son:  Conductores Para determinar el conductor necesario para la alimentación, primero debemos determinar la potencia eléctrica que el motor toma de la red a partir del rendimiento del motor y de la potencia del mecanismo arrastrado.
  • 38. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 38  746)( )(   HPP WattP a m Con esta calculamos la corriente de las ecuaciones:  cos3cos U P Io U P I  ; según corresponda. A partir de ésta podemos conocer la sección de los conductores. Protección En el arranque de los motores asíncronos trifásicos con rotor en corto se alcanzan corrientes del 350% de las nominales y esto debe ser tenido en cuenta a la hora de escoger la protección. Se emplean protecciones termomagnéticas pues la parte magnética actúa en caso de corto violento y la bimetálica se acciona en caso de una sobrecarga pequeña pero de larga duración. Podemos reunir en un gráfico las curvas del motor y la de los protectores. Vemos que ambas protecciones generan una zona de protección, esta debe acercarse lo máximo posible a la curva de funcionamiento del motor. Instalaciones especiales Estación transformadora Cuando el consumo es elevado se puede tomar energía a alta tensión y reducirla en la propiedad mediante estaciones de transformación. Consideremos que utiliza un transformador trifásico colocado en un tanque lleno de aceite mineral puro que actúa como refrigerante. También suele usarse líquidos no inflamables como el pyranol. Las cajas de los trafos suelen ser aletadas con el mismo propósito. El pequeño tanque en la parte superior permite la expansión del líquido refrigerante al aumentar la temperatura. Se pueden observar 3 aisladores de entrada para el primario y 4 aisladores de salida para el secundario (incluye neutro)
  • 39. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 39 El trafo y los elementos de maniobra y protección están ubicados en un recinto conocido como subestación transformadora. Esto conlleva una disminución en el precio de la energía eléctrica. Es conveniente que la subestación se encuentre alejada del edificio principal por el peligro de incendio y deben usarse materiales incombustibles y estancos. En caso de incendio se debe permitir el desagote del líquido inflamado para que termine la combustión en un lugar no peligroso, o se lo debe circunscribir para que se consuma en la cámara transformadora. Para tal fin, debajo del trafo se realizan cavidades con conductos hacia el exterior que conducen hasta tanques de cemento llenos de piedras partidas que ahogan el fuego. La construcción de la subestación debe asegurar una buena ventilación e impedir la entrada de objetos extraños. Podemos ver el croquis de una subestación transformadora para instalaciones industriales
  • 40. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 40 1. Cable de alta tensión . de entrada 2. Separador 3. Interruptor en aceite 4. Transformador de . instrumentos 5. Aislador “pasa-pared” 6. Transformador 7. Salida de baja tensión 8. Interruptor de baja 9. Cable de salida al circuito 10.Tablero de baja 11.Instrumentos 12.Tablero de alta 13.Instrumentos 14.Pasillo 15.Canales de desagote de aceite 16.Canales de desagote de aceite 17.Tubería hacia el exterior 18.Piso enrejado Actualmente, las subestaciones se han simplificado mucho, encontrándose a la interperie con tableros protegidos de chapa que contienen todos los elementos. En cuanto al mantenimiento, el aceite debe revisarse al menos anualmente para asegurarnos que no se superen los 25 gr de agua por cada tonelada de aceite. Esto se debe a que al aumentar la humedad del mismo disminuye su rigidez dieléctrica. Si no se cumple, el aceite deberá secarse o removerse. Baterías de acumuladores Los acumuladores son generadores electroquímicos que permiten almacenar una cierta cantidad de energía y suelen usarse para instalaciones de emergencia o servicios auxiliares. Son muy seguros y silenciosos pero requieren mucho mantenimiento y ocupan mucho espacio. Los acumuladores pueden ser:  Acumuladores ácidos: Los más comunes son los de plomo sumergidos en un electrolito de ácido sulfúrico diluido en agua destilada, contenido en un vaso de vidrio o goma endurecida.
  • 41. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 41 El peso específico del electrolito varía de 1,28 para un acumulador cargado hasta 1,25 para uno descargado. 1, 5 y 9: placas positivas de óxido de plomo 3, 7 y 11: placas negativas de plomo puro 2, 4, 6, 8, 10: separadores de madera, plástico o vidrio El conjunto tiene 2 V en bornes, para obtener tensiones mayores deben colocarse varios en serie. La capacidad de un acumulador es la cantidad de electricidad que puede acumular, lo más común es encontrar de 80 y 300 Amper-hora. Estos datos se refieren a un tiempo determinado de descarga, ya que la capacidad es mayor si la descarga es intermitente que si es continua. El receptor de energía que deberá alimentar la batería se caracteriza por su tensión (Ur), potencia que consume (Pr) y tiempo de servicio (tr). La corriente se puede calcular como r r r U P I 
  • 42. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 42 El número de elementos que debemos colocar en serie es: V U N r 2  La capacidad de cada elemento de la bateria se calcula como: )()()( horatAmperIhoraAmperC rr  Si no hay en el mercado de esta capacidad deberán realizarse conexiones serie-paralelo. Los locales para acumuladores deben reunir ciertos requisitos por trabajar con ácidos. Deben recubrirse todas las superficies metálicas con pinturas anticorrosivas. Deben estar bien ventilados puesto que, sobretodo al finalizar la carga, se desprenden gases ricos en hidrógeno que son muy explosivos. Deberá realizarse el siguiente mantenimiento: 1- Tomar el peso específico con un densímetro semanalmente 2- Controlar la tensión por elemento cada 3 meses 3- Limpiar contactos con frecuencia y engrasarlos 4- Observar si hay desprendimientos 5- Agregar agua destilada semanalmente si hace falta  Acumuladores alcalinos Los más comunes se construyen con una placa de cadmio y otra de níquel en un electrolito de solución acuosa al 20% de potasa caústica, contenida en recipientes de chapa de acero o plástico. La materia activa de las placas es un polvo contenido en bolsas de acero perforado La tensión obtenida es menor que en el caso anterior, aproximadamente es de 1,2V. Tienen larga vida, gran resistencia mecánica a los golpes, no desprende sustancias corrosivas y pueden mantenerse sin uno mucho tiempo. Poco son más pesado y de mayor volumen. Grupos electrógenos: Están constituidos por un motor térmico y un generador eléctrico. Se colocan en instalaciones en las que se requiere una reserva que asegure la continuidad del servicio. Para potencias pequeñas se encuentran como block sobre una bancada común en la cuál se encuentra el motor térmico, el generador eléctrico, el tablero de maniobra y elementos auxiliares. La refrigeración se realiza con una torre de enfriamiento colocada sobre el techo o en un lugar ventilado.
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  • 48. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 48
  • 49. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 49 Instalación eléctrica elemental de iluminación Estas instalaciones accionan artefactos eléctricos comunes y pequeños motores de uso doméstico. De la red se pasa a los fusibles de conexión. Desde allí la línea monofásica pasa al medidor y luego al tablero principal. En éste aparece primero un interruptor bipolar, que corta ambos polos simultáneamente y las protecciones que coloque el usuario. Dentro de la instalación los conductores corres generalmente dentro de tubos. A modo de ejemplo podemos ver el siguiente esquema de conexión. Del tablero principal sale una línea bifilar hasta una boca de techo y se hace una derivación para bajar a un tomacorriente. También se baja el conductor vivo de la red a un interruptor de maniobra de la luz de techo, mientras que el neutro llega directamente desde el tablero. Los tipos de lámparas más comunes son:  Incandescentes: las potencias van desde los 15 a los 1500 Watt. Las tensiones son de 110 V y 220 V.  Fluorescentes: las potencias van desde los 6 a los 100 Watt. Estas funcionan con un zócalo que contiene una reactancia para limitar la corriente y un arrancador. Las últimas tienen una mayor vida útil y mayor flujo luminoso que las anteriores pero son más costosas. ILUMINACIÓN DE LOS CENTROS DE TRABAJO Dentro de las actividades que realiza el hombre a lo largo de su vida, una de las que ocupa la mayor parte de ella, no sólo en el tiempo sino también en el espacio, es el trabajo. En este sentido la actividad laboral, para que pueda desarrollarse de una forma eficaz, precisa que la luz (característica ambiental) y la visión (característica personal) se complementen, ya que se considera que el 50% de la información sensorial que recibe el hombre es de tipo visual, es decir, tiene como origen primario la luz. Un tratamiento adecuado del ambiente visual permite incidir en los aspectos de:  Seguridad.  Confort.
  • 50. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 50  Productividad. La integración de estos aspectos comportará un trabajo seguro, cómodo y eficaz. El propósito de esta Nota Técnica es concretar algunas nociones de la iluminación de los lugares de trabajo y plantear el análisis ergonómico de los mismos. Luz y visión La luz Es una forma particular y concreta de energía que se desplaza o propaga, no a través de un conductor (como la energía eléctrica o mecánica) sino por medio de radiaciones, es decir, de perturbaciones periódicas del estado electromagnético del espacio; es lo que se conoce como "energía radiante". Existe un número infinito de radiaciones electromagnéticas que pueden clasificarse en función de la forma de generarse, de manifestarse, etc. La clasificación más utilizada sin embargo es la que se basa en las longitudes de onda (Fig. 1). En dicha figura puede observarse que las radiaciones visibles por el ser humano ocupan una franja muy estrecha comprendida entre los 380 y los 780 nm (nanómetros). Fig. 1: Espectro electromagnético Podemos definir pues la luz, como "una radiación electromagnética capaz de ser detectada por el ojo humano normal". La visión
  • 51. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 51 Es el proceso por medio del cual se transforma la luz en impulsos nerviosos capaces de generar sensaciones. El órgano encargado de realizar esta función es el ojo. Sin entrar en detalles, el ojo humano (Fig. 2) consta de: Fig. 2: Estructura del ojo humano  Una pared de protección que protege de las radiaciones nocivas.  Un sistema óptico cuya misión consiste en reproducir sobre la retina las imágenes exteriores. Este sistema se compone de córnea, humor acuoso, cristalino y humor vítreo.  Un diafragma, el iris, que controla la cantidad de luz que entra en el ojo.  Una fina película sensible a la luz, "la retina", sobre la que se proyecta la imagen exterior. En la retina se encuentran dos tipos de elementos sensibles a la luz: los conos y los bastones; los primeros son sensibles al color por lo que requieren iluminaciones elevadas y los segundos, sensibles a la forma, funcionan para bajos niveles de iluminación. También se encuentra en la retina la fóvea, que es una zona exclusiva de conos y en donde la visión del color es perfecta, y el punto ciego, que es la zona donde no existen ni conos ni bastones. En relación a la visión deben tenerse en cuenta los aspectos siguientes:  Sensibilidad del ojo  Agudeza Visual o poder separador del ojo  Campo visual Sensibilidad del ojo Es quizás el aspecto más importante relativo a la visión y varía de un individuo a otro. Si el ojo humano percibe una serie de radiaciones comprendidas entre los 380 y los 780 nm, la sensibilidad será baja en los extremos y el máximo se encontrará en los 555 nm. En el caso de niveles de iluminación débiles esta sensibilidad máxima se desplaza hacia los 500 nm. (Fig. 3).
  • 52. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 52 Fig. 3: Curva de sensibilidad del ojo medio (curva V λ) La visión diurna con iluminación alta se realiza principalmente por los conos: a esta visión la denominamos fotópica (Fig. 4). Fig. 4: Visión Fotópica y Escotópica La visión nocturna con baja iluminación es debida a la acción de los bastones, a esta visión la denominamos escotápica (Fig. 4). Agudeza Visual o poder separador del ojo Es la facultad de éste para apreciar dos objetos más o menos separados. Se define como el "mínimo ángulo bajo el cual se pueden distinguir dos puntos distintos al quedar separadas sus imágenes en la retina"; para el ojo normal se sitúa en un minuto la abertura de este ángulo. Depende asimismo de la iluminación y es mayor cuando más intensa es ésta. Campo visual Es la parte del entorno que se percibe con los ojos, cuando éstos y la cabeza permanecen fijos.
  • 53. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 53 A efectos de mejor percepción de los objetos, el campo visual lo podemos dividir en tres partes:  Campo de visión neta: visión precisa.  Campo medio: se aprecian fuertes contrastes y movimientos.  Campo periférico: se distinguen los objetos si se mueven. Magnitudes y unidades Si partimos de la base de que para poder hablar de iluminación es preciso contar con la existencia de una fuente productora de luz y de un objeto a iluminar, las magnitudes que deberán conocerse serán las siguientes:  El Flujo luminoso.  La Intensidad luminosa.  La Iluminancia o nivel de iluminación.  La Luminancia. La definición de cada una de estas magnitudes, así como sus principales características y las correspondientes unidades se dan en la Tabla 1. El flujo luminoso y la Intensidad luminosa
  • 54. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 54 Son magnitudes características de las fuentes; el primero indica la potencia luminosa propia de una fuente, y la segunda indica la forma en que se distribuye en el espacio la luz emitida por las fuentes. La iluminancia o nivel de iluminación Es una magnitud característica del objeto iluminado, ya que indica la cantidad de luz que incide sobre una unidad de superficie del objeto, cuando es iluminado por una fuente de luz. La Luminancia Es una característica propia del aspecto luminoso de una fuente de luz o de una superficie iluminada en una dirección dada. Es lo que produce en el órgano visual la sensación de claridad; la mayor o menor claridad con que vemos los objetos igualmente iluminados depende de su luminancia. En la Fig. 5. el libro y la mesa tienen el mismo nivel de iluminación, sin embargo se ve con más claridad el libro porque éste posee mayor luminancia que la mesa. Fig. 5: Con el mismo nivel de iluminación el libro presenta mayor luminancia que la mesa Podemos decir pues, que lo que el ojo percibe son diferencias de luminancia y no de niveles de iluminación. Análisis ergonómico y características de una iluminación funcional Una iluminación correcta es aquella que permite distinguir las formas, los colores, los objetos en movimiento y apreciar los relieves, y que todo ello, además, se haga fácilmente y sin fatiga, es decir, que asegure el confort visual permanentemente. El análisis ergonómico de la iluminación de un puesto o zona de trabajo, pasa por tener en cuenta los siguientes condicionantes:  Condicionantes del observador  Condicionantes del entorno  Condicionantes de la tarea  Condicionantes de la estructura Condicionantes del observador Dentro de este factor analizaremos:  Capacidad visual.
  • 55. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 55  Edad. La capacidad visual de una persona viene determinada por las facultades más importantes del ojo, que son las siguientes:  La agudeza visual.  La sensibilidad al contraste.  La rapidez de percepción. Condicionantes del entorno Dentro de los condicionantes del entorno se analizará:  Dimensiones.  Colores.  Forma.  Función.  Textura Condicionantes de la tarea Los condicionantes de la tarea que deben tenerse en cuenta para una correcta iluminación son:  Dimensiones de los objetos a observar o manipular.  Contraste.  Dificultad de la tarea (duración, velocidad de respuesta, etc.). Condicionantes de la estructura Se analizará en este apartado los condicionantes inherentes a la estructura en función de:  Posición de los puntos de luz.  Distribución lumínica (dispersa, concentrada).  Tipología y diseño de los puntos de luz.  Significado cultural del tipo de luz.  Relación luz natural - luz artificial. Condiciones para el confort visual Para asegurar el confort visual hay que tener en cuenta básicamente tres puntos, que situados por orden de importancia son los siguientes:  Nivel de iluminación.  Deslumbramientos.  Equilibrio de las luminancias.
  • 56. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 56 No debemos, no obstante, olvidarnos de otro factor fundamental para conseguir un adecuado confort visual en los puestos de trabajo, que es el tipo de iluminación: natural o artificial. La iluminación de los locales de trabajo debe realizarse, siempre que no existan problemas de tipo técnico, con un aporte suficiente de luz nat ural, aunque ésta, por sí sola, no garantiza una iluminación correcta, ya que varía en función del tiempo. Es preciso pues compensar su insuficiencia o ausencia con la luz artificial. Nivel de iluminación El nivel de iluminación óptimo para una tarea determinada corresponde al que da como resultado un mayor rendimiento con una mínima fatiga. Las cualidades visuales aumentan hasta una iluminación de 1000 lux para estabilizarse hacia los 2000 lux. El nivel de iluminación de un puesto de trabajo se adaptará a la tarea a realizar y tendrá en cuenta la edad del trabajador así como las condiciones reales en que se debe realizar el trabajo. Para obtener la iluminación precisa podemos recurrir a la iluminación localizada como complemento de la iluminación general procurando que ésta última sea en todas las zonas del local lo más uniforme posible, no dejando zonas por debajo del 75% de la iluminación media. Deslumbramientos Los brillos excesivos que pueden ocasionar molestias en la visión están motivados generalmente por:  Una visión directa de la fuente de luz.  La visión indirecta (reflejo) sobre una superficie reflectante. El deslumbramiento debido a la visión directa de una ventana o una fuente de luz debe evitarse por ser una de las causas de incomodidad. Sin embargo, en el deslumbramiento debido a una visión directa de una ventana es aconsejable que, al protegerse, no se interrumpa la visión del exterior; se pueden utilizar desde cristales teñidos hasta persianas orientables. El deslumbramiento motivado por las luminarias varía en función de su luminancia, sus dimensiones y la forma y situación dentro del campo visual. Las molestias ocasionadas, son tanto mayores cuanto:  Mayor es la luminancia de la fuente de la luz (es aconsejable no sobrepasar las 500 candelas/m2 ).  Mayores son las dimensiones aparentes.  El ángulo entre la horizontal del ojo y la fuente luminosa sea inferior a 30°. Las iluminaciones localizadas son a menudo causa de deslumbramiento, para eliminarlo se aconseja:  Utilización de lámparas que se adapten al reflector utilizado.  Orientar correctamente las luminarias de forma que no puedan molestar ni al puesto de trabajo que iluminan ni a los contiguos. El deslumbramiento motivado por la reflexión de las fuentes de luz sobre superficies reflectantes como plano de trabajo, máquinas y ventanas, disminuye la percepción visual y es causa de incomodidad, tanto más importante cuando mayor luminancia tenga la fuente de luz.
  • 57. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 57 Para reducir los efectos de deslumbramiento indirecto tenemos que eliminar los reflejos molestos utilizando superficies de trabajo mates y asegurar una buena distribución de las luminarias. Equilibrio de luminancias El nivel de iluminación no es suficiente para asegurar el confort visual de una tarea. Es preciso además mantener un equilibrio entre la luminancia del objeto y las correspondientes a las diferentes superficies incluidas dentro del campo visual. (Fig. 6) Fig. 6: Relación de luminancias en el campo visual. Ejemplos de contrastes Cuando en una tarea o plano de trabajo se utilice iluminación localizada de apoyo, ésta y la iluminación general tienen que guardar una relación para que el equilibrio de luminancias sea correcto. Este equilibrio se consigue teniendo en cuenta la siguiente fórmula: Ig = Iluminación general (lux) Il = Iluminación localizada (lux) Otro punto a considerar son los contrastes de luminancias entre el plano de trabajo y las paredes. Las posibles molestias se presentan como consecuencia de un desequilibrio entre la luminancia de la tarea y la de la pared frontal ya que éstas respectivamente delimitan los campos visuales de trabajo y reposo. Es interesante pues, que los niveles de iluminación se mantengan dentro de la siguiente relación: Entre el techo y el plano de trabajo, los contrastes de luminancias deben situarse dentro de los valores siguientes:
  • 58. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 58 Cuando dentro de una actividad o tarea sean precisos los desplazamientos entre locales contiguos, los niveles de iluminación de los recorridos no variarán de forma brusca; para estas zonas de paso o locales adyacentes, el límite de confort se sitúa para una variación de los niveles de iluminación entre 1 y 5; así por ejemplo si en una oficina o taller disponemos de 400 lux de iluminación media, en las zonas de paso o acceso ésta debe ser como mínimo de 80 lux. El confort visual en trabajos con pantallas de visualización de datos Apartado especial merecen, al hablar de confort visual, los trabajos que se deben realizar con pantallas de visualización de datos, puesto que muchas de las condiciones de confort indicadas para los trabajos tradicionales, son difícilmente aplicables en la mayoría de situaciones de puestos con pantallas. Una de las principales dificultades viene determinada por el hecho de que el operador debe realizar dos tipos de tareas: la lectura de los documentos y la lectura de los caracteres de la pantalla; tareas que representan unas exigencias visuales muy diferentes. Por ejemplo, en relación con el nivel de iluminación hay que pensar en valores de alrededor de los 400 lux como iluminación general media y de 150 lux en pantalla. ILUMINACION DE INTERIOR La determinación de los niveles de iluminación adecuados para una instalación no es un trabajo sencillo. Hay que tener en cuenta que los valores recomendados para cada tarea y entorno son fruto de estudios sobre valoraciones subjetivas de los usuarios (comodidad visual, agradabilidad, rendimiento visual...). El usuario estándar no existe y por tanto, una misma instalación puede producir diferentes impresiones a distintas personas. Como principales aspectos a considerar trataremos:  El deslumbramiento  Lámparas y luminarias  El color  Sistemas de alumbrado  Métodos de alumbrado  Niveles de iluminación  Depreciación de la eficiencia luminosa y mantenimiento Deslumbramiento El deslumbramiento es una sensación molesta que se produce cuando la luminancia de un objeto es mucho mayor que la de su entorno. Es lo que ocurre cuando miramos directamente una bombilla o cuando vemos el reflejo del sol en el agua. Existen dos formas de deslumbramiento, el perturbador y el molesto. El primero consiste en la aparición de un velo luminoso que provoca una visión borrosa, sin nitidez y con poco contraste, que desaparece al cesar su causa; un ejemplo muy claro lo tenemos cuando conduciendo de noche se nos cruza un coche con las luces largas. El segundo consiste en una sensación molesta provocada porque la luz que llega a nuestros ojos es demasiado intensa produciendo fatiga visual. Esta es la principal causa de deslumbramiento en interiores.
  • 59. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 59 Pueden producirse deslumbramientos de dos maneras. La primera es por observación directa de las fuentes de luz; por ejemplo, ver directamente las luminarias. Y la segunda es por observación indirecta o reflejada de las fuentes como ocurre cuando las vemos reflejada en alguna superficie (una mesa, un mueble, un cristal, un espejo...) Estas situaciones son muy molestas para los usuarios y deben evitarse. Entre las medidas que podemos adoptar tenemos ocultar las fuentes de luz del campo de visión usando rejillas o pantallas, utilizar recubrimientos o acabados mates en paredes, techos, suelos y muebles para evitar los reflejos, evitar fuertes contrastes de luminancias entre la tarea visual y el fondo y/o cuidar la posición de las luminarias respecto a los usuarios para que no caigan dentro de su campo de visión. Lámparas y luminarias Las lámparas empleadas en iluminación de interiores abarcan casi todos los tipos existentes en el mercado (incandescentes, halógenas, fluorescentes, etc.). Las lámparas escogidas, por lo tanto, serán aquellas cuyas características (fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y mantenimiento, etc.) mejor se adapte a las necesidades y características de cada instalación (nivel de iluminación, dimensiones del local, ámbito de uso, potencia de la instalación...) Ámbito de uso Tipos de lámparas más utilizados Doméstico  Incandescente  Fluorescente  Halógenas de baja potencia  Fluorescentes compactas Oficinas  Alumbrado general: fluorescentes  Alumbrado localizado: incandescentes y halógenas de baja tensión Comercial (Depende de las dimensiones y características del comercio)  Incandescentes  Halógenas  Fluorescentes  Grandes superficies con techos altos: mercurio a alta presión y halogenuros metálicos Industrial  Todos los tipos  Luminarias situadas a baja altura ( 6 m): fluorescentes  Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lámparas de descarga a alta presión montadas en proyectores  Alumbrado localizado: incandescentes Deportivo  Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes  Luminarias situadas a gran altura: lámparas de vapor de mercurio a alta presión, halogenuros metálicos y vapor de sodio a alta presión
  • 60. INSTALACIONES ELECTRICAS Prof. Ing. Palmieri Melisa Página 60 La elección de las luminarias está condicionada por la lámpara utilizada y el entorno de trabajo de esta. Hay muchos tipos de luminarias y sería difícil hacer una clasificación exhaustiva. La forma y tipo de las luminarias oscilará entre las más funcionales donde lo más importante es dirigir el haz de luz de forma eficiente como pasa en el alumbrado industrial a las más formales donde lo que prima es la función decorativa como ocurre en el alumbrado doméstico.Las luminarias para lámparas incandescentes tienen su ámbito de aplicación básico en la iluminación doméstica. Por lo tanto, predomina la estética sobre la eficiencia luminosa. Sólo en aplicaciones comerciales o en luminarias para iluminación suplementaria se buscará un compromiso entre ambas funciones. Son aparatos que necesitan apantallamiento pues el filamento de estas lámparas tiene una luminancia muy elevada y pueden producir deslumbramientos. En segundo lugar tenemos las luminarias para lámparas fluorescentes. Se utilizan mucho en oficinas, comercios, centros educativos, almacenes, industrias con techos bajos, etc. por su economía y eficiencia luminosa. Así pues, nos encontramos con una gran variedad de modelos que van de los más simples a los más sofisticados con sistemas de orientación de la luz y apantallamiento (modelos con rejillas cuadradas o transversales y modelos con difusores). Por último tenemos las luminarias para lámparas de descarga a alta presión. Estas se utilizan principalmente para colgar a gran altura (industrias y grandes naves con techos altos) o en iluminación de pabellones deportivos, aunque también hay modelos para pequeñas alturas. En el primer caso se utilizan las luminarias intensivas y los proyectores y en el segundo las extensivas. El color Para hacernos una idea de como afecta la luz al color consideremos una habitación de paredes blancas con muebles de madera de tono claro. Si la iluminamos con lámparas incandescentes, ricas en radiaciones en la zona roja del espectro, se acentuarán los tonos marrones de los muebles y las paredes tendrán un tono amarillento. En conjunto tendrá un aspecto cálido muy agradable. Ahora bien, si iluminamos el mismo cuarto con lámparas fluorescentes normales, ricas en radiaciones en la zona azul del espectro, se acentuarán los tonos verdes y azules de muebles y paredes dándole un aspecto frío a la sala. En este sencillo ejemplo hemos podido ver cómo afecta el color de las lámparas (su apariencia en color) a la reproducción de los colores de los objetos (el rendimiento en color de las lámparas). La apariencia en color de las lámparas viene determinada por su temperatura de color correlacionada. Se definen tres grados de apariencia según la tonalidad de la luz: luz fría para las que tienen un tono blanco azulado, luz neutra para las que dan luz blanca y luz cálida para las que tienen un tono blanco rojizo. Temperatura de color correlacionada Apariencia de color Tc> 5.000 K Fría 3.300 Tc 5.000 K Intermedia Tc< 3.300 K Cálida A pesar de esto, la apariencia en color no basta para determinar qué sensaciones producirá una instalación a los usuarios. Por ejemplo, es posible hacer que una instalación con fluorescentes llegue a resultar agradable y una con lámparas cálidas desagradable aumentando el nivel de iluminación de la sala. El valor de la iluminancia determinará conjuntamente con la apariencia en color de las lámparas el aspecto final.