Revista SE 01

NUMERO 01/AÑO1

RECOMENDACIONES

PARA COLOCAR CÁMARAS

DE SEGURIDAD

INSTALACIONES ELÉCTRICAS PARA

USO HOSPITALARIO

EDITORIAL Seguinos en:

www.serieenergetica.com.ar

Director Editorial: Maximiliano Suta Director Ejecutivo: Marcelo Charlin Diseño Editorial: Nicolás Dubini Avda. Libertador 443 Piso 1 Oficina 1, Merlo Provincia de Buenos Aires Argentina (0220) 482.7399 info@serienergetica.com.ar La editorial no se responsabiliza por el contenido de los avisos publicitarios, como tampoco por los artículos firmados.

Cuando comenzamos a soñar con Serie Energética, imaginamos una revista que brindara una visión cercana, joven e innovadora del sector energético de la República Argentina y el resto del mundo, dándole voz a los diferentes actores de un mercado pujante y en constante crecimiento. Soñamos con páginas que ofrecieran artículos técnicos de vanguardia, novedades de productos y toda la actualidad que el sector requiere.

Soñamos con una revista digital que le permita al lector incorporar conocimiento, y una web dinámica que sea el complemento ideal para estar informado los 365 días del año.

Casi un año después de aquel primer encuentro donde se comenzó a gestar Serie Energética, el sueño tiene forma y arribamos con un diseño fresco, dinámico y cuidado, donde predomina el blanco, color que ayuda a equilibrar la información que le acercaremos en cada número.

Esperamos y deseamos todos los que hacemos Serie Energética, que el medio cubra sus expectativas tanto como cubrió las nuestras, ya que a nuestro entender, en un mundo global, donde la tecnología ocupa un lugar determinante, Serie Energética es la mejor opción para estar informado y crear redes comerciales.

Maximiliano Suta

ÍNDICE 04

RECOMENDACIONES PARA COLOCAR CÁMARAS DE SEGURIDAD.

12

COMO HACER UN PANEL SOLAR

15

INSTALACIONES ELÉCTRICAS PARA USO HOSPITALARIO

23

ASPECTOS NORMATIVOS DE LA SEGURIDAD ELÉCTRICA EN ARGENTINA

30

POSTES DE BAJA Y TORRES DE ALTA TENSIÓN

38

DESARROLLO LUMINARIA DE LED PARA ALUMBRADO

43

ABB FORTALECE SU PORTFOLIO DE PRODUCTOS DE BAJA TENSIÓN EN ARGENTINA CON EL LANZAMIENTO DE EMAX 2 Y PRO E POWER

44

SENSORES

58

PROYECTO DE INSTALACIÓN DE UNA CENTRAL PARA EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍAS RENOVABLES Y EL ESTUDIO DE SU INSERCIÓN EN LA RED COMO GENERACIÓN DISTRIBUIDA, EN EL ÁMBITO DE UNA ESCUELA DE ENSEÑANZA TÉCNICA

68

CIRCUITOS PARA LA TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

74

PROTECCIÓN DE PERSONAS EN SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN CON FUENTES ININTERRUMPIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA

92

MATERIALES CERTIFICADOS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICASASPECTOS FUNDAMENTALES DE LA RESOLUCIÓN SICYM 92/98 Y SUS COMPLEMENTARIAS

AÑO 1 NÚMERO 1

Electrónica

LIC. EDGARDO FALETTI

RECOMENDACIONES PARA COLOCAR CÁMARAS DE SEGURIDAD LAS CÁMARAS DE VIGILANCIA LLEGARON PARA QUEDARSE. SI BIEN COMENZARON EN EL ÁMBITO PÚBLICO POR SEGURIDAD, ESTA TECNOLOGÍA CONQUISTÓ TAMBIÉN EL ÁMBITO PRIVADO: HOY SON MUCHAS LAS PERSONAS QUE ADQUIEREN CÁMARAS PARA LA PROTECCIÓN DE SUS HOGARES, EMPRESAS Y LOCALES COMERCIALES.

EN EL ÚLTIMO TIEMPO, LAS CÁMARAS HAN EXPERIMENTADO UNA NOTABLE EVOLUCIÓN: DESDE AQUELLOS PRIMEROS MODELOS DE IMAGEN MONOCROMÁTICA Y CIERTA LENTITUD, ACTUALMENTE LAS CÁMARAS TRANSMITEN EN TIEMPO REAL Y A TODO COLOR. INCLUSO, EN CONDICIONES ADVERSAS, EXISTEN TECNOLOGÍAS CON UNA EXCELENTE DEFINICIÓN EN IMÁGENES NOCTURNAS Y ENTORNOS DE NIEBLA O LLUVIA.

4

SERIEENERGÉTICA

Sin embargo, es importante destacar un punto central: la ubicación de las cámaras debe tener en cuenta ciertos aspectos para que el sistema sea realmente efectivo. De nada sirve contar con la última tecnología si no se consideran ciertas recomendaciones esenciales relacionadas con el uso que se le va a dar a la cámara.

Las cámaras para uso corporativo requieren una menor altura que las de uso residencial. Esto tiene que ver con el tránsito de gente: mientras el uso residencial indica que generalmente van a ser personas conocidas las que ingresen a la casa y requiere un monitoreo general del espacio, en las empresas es mucho mayor el ingreso de personas y se necesita ver más en detalle. Por este motivo, en el caso de los hogares, lo correcto es ubicar la cámara entre los 3 y 4 metros mientras que –en el caso de las empresasse aconseja ubicarlas un poco más abajo.

Por otro lado, evitar un ángulo de visión elevado ya que -cuanto más elevado sea la perspectiva- más complicado es reconocer los rostros. Es importante también evitar la contraluz y minimizar los reflejos al momento de colocar una cámara en exteriores.

En el caso de los locales, como las cámaras tienen la función no sólo de prevenir delitos sino de controlar la

mercadería, se recomienda tener una cámara en el ingreso y otra registrando los movimientos de la caja. Otra solución que se utiliza mucho en estos casos son los domos que permiten tener una visión general del lugar.

A la hora de colocar una cámara es fundamental tener en cuenta la iluminación. Es recomendable añadir focos de luz tanto en interiores como en exteriores para favorecer las condiciones necesarias para captar imágenes con nitidez.

Cuando hablamos de instalaciones en exteriores debemos tener en cuenta que la luz del sol experimenta variaciones durante el día y que hay que evitar que la luz impacte de manera directa en la cámara porque puede afectar el sensor de imagen. De ser posible lo mejor es colocar la cámara de tal manera que el sol brille por detás.

Un inconveniente bastante de común y de fácil resolución es el contraluz, que ocurre cuando se intenta captar la imagen de un objeto que se encuentra delante de una ventana. La mejor manera de evitarlo es modificar el entorno utilizando plantas y cortinas, o añadiendo iluminación frontal.

Es importante ubicar las cámaras en espacios abiertos y no escondidas en

5

AÑO 1 NÚMERO 1

lugares donde se dificulte la visualización de las imágenes. Incluso tener cámaras a la vista ayuda a disuadir posibles delitos.

También se suele reforzar la presencia de las cámaras con la colocación de carteles como “Por su seguridad, lo estamos filmando”, “Este local no dispone de dinero en efectivo” y otros mensaje similares. Otro consejo, si la cámara va a estar ubicada en el exterior, es recubrirla con una protección para evitar daños y/o obstrucciones.

Por último, es importante tener la computadora desde donde se monitorean las cámaras fuera de la vista y del acceso del público.

TIPS PARA LA INSTALACIÓN INFRAESTRUCTURA DEL CABLEADO Un cableado instalado de forma incorrecta o inadecuada puede causar numerosos problemas. Incluso un pequeño pliegue en un cable puede causar que una cámara responda de forma intermitente, y un conector engastado de forma incorrecta puede provocar un funcionamiento inadecuado de la alimentación eléctrica a través de Ethernet (PoE). Las principales ventajas del PoE es: 1. Menor costo: PoE elimina la necesidad de montar cables de datos y cables de energía.

2. Más flexible: Los dispositivos de red pueden ser instalados y reubicados, sin la necesidad de tener una toma de corriente CA. 3. Más confiable: Una fuente de poder centralizada para todos los dispositivos protegida por una batería en caso de una falla eléctrica.

4. PoE: Elimina la necesidad de instalar cargadores y tomas de corriente CA. Productos frecuentes alimentados vía PoE: TELÉFONOS IP

ACCESS POINTS INALÁMBRICOS. CÁMARAS DE RED.

Consideraciones en las conexiones.

1. Utilice los estándares de conexiones correctos: Existen dos estándares de conexiones para el cableado de red: T568a y T568b. NO COMBINE T568a y T568b en el mismo cable.

2. Use cables de alta calidad CAT 5e o CAT 6: Los cables se clasifican según la velocidad de transferencia de datos que pueden alcanzar de forma efectiva. Las especificaciones también describen el material, los conectores y el número de veces que cada par se trenza por metro.

La categoría que más se instala es CAT

PoE: siglas del ingles de Power over Ethernet le permite suministrar energía a un dispositivo de red utilizando el mismo cable utilizado para la transmisión de datos.

6

SERIEENERGÉTICA

5e. Asegúrese de que el cableado de su instalación cumple con la categoría necesaria.

TIPOS DE CABLES: • CAT 3 (YA NO SE USA) CON UN ANCHO DE BANDA DE 16 M HZ. • CAT 5E CON UN ANCHO DE BANDA DE 100 MHZ. • CAT 6 HASTA 250 MHZ. • CAT 6A HASTA 500 MHZ. • CAT 7 HASTA 600 MHZ. • CAT 7A CON UN INTERVALO DE FRECUENCIA DE HASTA 1000 MHZ. Los archivos de vídeo, por norma general, son archivos de datos muy grandes y deben circular por la red lo más rápido posible. Por norma general, puede usarse cableado Cat 5 de buena calidad para redes Gigabit. Se recomienda usar cableado Cat 5e ó Cat 6 para la conectividad Gigabit, incluso si los switches de red y routers existentes son compatibles únicamente con 100 Mb/s.

Esto garantizará que la infraestructura de cableado esté preparada al actualizar a una conexión Gigabit. El resto de puntos se aplican igualmente a las conexiones de 1 Gb/s y de 100 Mb/s (cada una de estas puede verse afectada por un cableado deficiente y conexiones incorrectas).

3. Utilice los conectores adecuados:

Las conexiones de red utilizan conectores RJ45 diseñados para cables trenzados o para sólidos, pero no para ambos.

Asegúrese de que usa la herramienta engastadora adecuada para el tipo específico de conector. Confirme que el tipo de conectores RJ45 se adapta al tipo de cable utilizado (STP o UTP).

4. Mantenga los pares juntos y conéctelos de forma correcta: Un cable de red consiste en cuatro pares de alambres trenzados, diferenciados por colores (naranja, verde, azul y marrón).

La especificación del cable se ha diseñado para la transferencia de datos a velocidad alta y muy poca diafonía. Es muy importante que no más de 6 mm de cable esté sin trenzar en cada extremo, de lo contrario, podrían aparecer problemas como la paradiafonía, que tendrá un efecto negativo en su red. Es imprescindible que realice la conexión del conector de forma correcta, y no solo de los pines 1 al 8 en ambos extremos.

5. Condiciones medioambientales: Las consideraciones medioambientales, por ejemplo si va a instalar la cámara en interiores o exteriores, determinará el tipo de cables y conectores a utilizar.

Según el entorno, la cámara debería instalarse con la carcasa correspondiente para garantizar el nivel de protección adecuado.

7

AÑO 1 NÚMERO 1

Figura 1 Distribución tipo hub de router y cámaras

Si la cámara va a estar expuesta a ácidos, condiciones atmosféricas duras, o frío o calor extremos, necesitará una carcasa que resista este tipo de entornos.

OSCILACIONES EN LA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN 1. La causa más reconocida de oscilaciones de voltaje es un rayo, no obstante, la fuente más frecuente es la red eléctrica local: busque que el equipo tenga un sistema de protección frente para este tipo de variaciones.

2. Alimentación por Ethernet (PoE): Durante la instalación es calcular el consumo total de energía necesaria de modo que sea menor que las capacidades de la potencia de alimentación del switch.

Por ejemplo , si tengo seis cámaras PoE conectadas a un switch. Un dispositivo obtiene un máximo de 7 W por cámara del switch, podremos calcular los requerimientos de alimentación para un total de 6 cámaras, 6 x 7 W = 42 W. Este será el rendimiento de alimentación PoE. Por lo tanto, necesitaremos un switch con al menos 42 W disponibles para PoE. 3.Condiciones ambientales: La alimentación PoE de un dispositivo se vuelve más crítica según la temperatura.

La mayoría de dispositivos pueden

funcionar a diferentes niveles de temperatura bajos en función de la cantidad de alimentación disponible.

Es imprescindible verificar el midspan adecuado que debemos utilizar en cámaras exteriores. Puede que sea obvio que una cámara colocada en el exterior requiere una carcasa específica, pero también puede que se requiera en el interior de una instalación industrial con una gran cantidad de polvo o humedad en el aire. Evaluar y entender las condiciones ambientales antes de la instalación es esencial para seleccionar las cámaras adecuadas y, de este modo, prolongar su vida útil.

CARCASA Existen diferentes tamaños y calidades de carcasas para cámaras, y con distintas características. Las carcasas están hechas de metal o de plástico y se pueden clasificar en dos tipos: carcasas para cámaras fijas y carcasas para cámaras domo.

Para seleccionar, ha que tomar en cuenta los siguientes elementos: a) Abertura lateral o deslizante (para carcasas de cámaras fijas).

2. Paradiafonía: perturbación de la señal de una línea por causa de otra generando interferencia.

3. Switch: dispositivo comunicación de distribución de los accesos para dispositivos para una red Ethernet.

8

SERIEENERGÉTICA

Tabla 1.

Protección contra partículas sólidas.

NIVEL

PROTECCIÓN CONTRA UN OBJETO DE TAMAÑO EFECTIVO FRENTE A

0

SIN CARACTERÍSTICA

1

>50 MM

2

>12,5 MM

Dedos u objetos similares

3

>2,5 MM

Herramientas, cables gruesos, etc.

4

>1 MM

La mayoría de cables, tornillos, etc.

5

PROTECCIÓN FRENTE AL POLVO

6

HERMÉTICO AL POLVO

b) Accesorios de montaje. c) Domo transparente o ahumado (para carcasas de cámaras domo) d) Gestión del cable. e) Temperatura y otras consideraciones (necesidad de calefactor, parasol, ventilador y limpiaparabrisas). f) Fuente de alimentación (12 V, 24 V, 110 V, etc.) g) Nivel de resistencia al vandalismo.

EL GRADO DE PROTECCIÓN DE INGRESO (IP RATING) El Código IP clasifica y evalúa los grados de protección proporcionada contra la intrusión de objetos sólidos (incluidas partes del cuerpo como manos y dedos), polvo, contacto accidental y agua en carcasas mecánicas.

Sin protección frente al contacto e ingreso de objetos

Cualquier superficie amplia del cuerpo como el dorso de la mano, pero sin protección frente a contactos deliberados con una parte del cuerpo

La entrada de polvo no puede evitarse completamente, pero no debe entrar en cantidad suficiente como para que interfiera en el funcionamiento satisfactorio del equipo; protección completa contra el contacto Sin entrada de polvo; protección total contra el contacto

Podemos considerar: a) Protección contra partículas sólidas. b) Protección contra el ingreso de líquido.

SELECCIÓN DE LA CÁMARA

Resulta esencial elegir la cámara adecuada.

Existen gran cantidad de detalles a tener en cuenta: el área de cobertura y ángulo, los requerimientos de funcionamiento: detección, reconocimiento, identificación y limitaciones ambientales, entre otros. Si la cámara se utiliza en condiciones difíciles específicas, o va a ser colocada en áreas donde el ambiente es extremadamente oscuro o en ambientes con contrastes altos entre las áreas con luz y las oscuras, esto deberá tenerse en cuenta en el momento de la instalación.

4. Midspan: brinda alimentación en el cable Ethernet.

9

AÑO 1 NÚMERO 1

NIVEL PROTEGIDO FRENTE A

PROBADO PARA

DETALLE

0

SIN PROTECCIÓN

1

Goteras

Las goteras (gotas que caen verticalmente) no tendrán un efecto nocivo.

Duración del test: 10 minutos Agua equivalente a una precipitación de 1 mm por minuto

2

Goteras de Agua con una inclinación de 15°

El goteo vertical de agua no provocará daños si el cerramiento se inclina hasta un máximo de 15° de ángulo a partir de su posición normal.

Duración del test: 10 minutos Agua equivalente a una precipitación de 3 mm por minuto

3

Agua pulverizada

Todo tipo de agua que caiga pulverizada con un ángulo de hasta 60° con respecto a la vertical no tendrá ningún efecto nocivo.

Duración del test: 5 minutos Volumen de agua: 0,7 litros por min.

Presión: 80–100 kPa

4

Salpicaduras de agua

El agua que salpique la carcasa desde cualquier dirección no tendrá un efecto nocivo.

Duración del test:5 minutos Volumen de agua: 10 litros por minuto Presión: 80–100 kPa

5

Chorros de agua

El agua proyectada desde una boquilla (6,3 mm) contra la carcasa desde cualquier dirección no tendrá efectos nocivos.

Duración del test: al menos 3 minutos Volumen de agua: 12,5 litros por min.

Presión: 30 kPa a una dist. de 3 m

Chorros de agua potentes

El agua arrojada mediante chorros potentes (boquilla de 12,5 mm) contra la carcasa desde cualquier dirección no tendrá efectos nocivos

Duración del test: al menos 3 minutos Volumen de agua: 100 litros por min.

Presión: 100 kPa a una dist.de 3 m

7

Inmersión de hasta 1 m

Se impedirá la entrada de agua en cantidades dañinas siempre que la carcasa esté sumergida bajo el agua en condiciones definidas de presión y tiempo (hasta 1 m de inmersión).

Duración del test: 30 minutos Inmersión a una profundad de 1 m

8

Inmersión más allá de 1 m El equipo es apto para la inmersión continua en agua bajo las condiciones especificadas por el fabricante. Por norma general, esto significará que el equipo está herméticamente sellado.

No obstante, en ciertos tipos de equipos, es posible que pueda entrar agua, pero de tal manera que no produzca efectos dañinos.

6

Tabla 2.

Protección contra el ingreso de líquido.

10

Continuará…

Duración del test: inmersión continua en el agua Profundidad especificada por el fabricante

ENERGERÍAS ALTERNATIVAS

AÑO 1 NÚMERO 1

COMO HACER SUS PROPIOS PANELES SOLARES LOS PANELES SOLARES SE COMPONEN DE CELDAS SOLARES INDIVIDUALES QUE RECOGEN LA ENERGÍA DE LA LUZ SOLAR. LOS PANELES SOLARES HECHOS EN CASA PRODUCEN MENOS ENERGÍA QUE LOS PANELES SOLARES COMERCIALES, PERO PUEDEN CONSTRUIRSE EN UN DÍA Y SE CONECTAN A LA RED ELÉCTRICA PARA COMENZAR A APROVECHAR LA ENERGÍA DEL SOL PARA SATISFACER LAS NECESIDADES DE ENERGÍA DEL HOGAR. PASOS A SEGUIR 1- Corta una hoja de madera contrachapada del tamaño que quieras hacer tu panel solar. Aplica una capa de pintura para intemperie y espera a que seque. Aplica una segunda mano de la misma pintura y espera a que seque.

Usa un lápiz y regla para dibujar una cuadrícula en la madera contrachapada para guiarte durante la colocación de las células solares.

2 - Suelda dos cables planos a la parte posterior de cada celda solar. La longitud del alambre debe ser el doble de la longitud de la celda solar.

3- Coloca las celdas solares en la madera, y suelda los cables planos en la parte posterior de una celda solar a la siguiente hasta que todas están conectadas Deja libre un borde de 3 pulgadas (7,6 cm) alrededor de la hoja de madera contrachapada.

4- Levanta cada celda solar una vez que las hayas soldado entre sí y coloca una pequeña gota de sellador de silicona en el centro de cada celda.

Presiónalas firmemente sobre la madera contrachapada y espera a que seque el sellador.

5- Conecta el cable positivo de una

12

celda solar al cable negativo de la siguiente. Conecta el cable negativo de la primera celda solar al cable positivo de la siguiente. Repite el procedimiento hasta que todas las células solares estén conectadas entre sí; sólo un cable positivo y uno negativo permanecen en el fondo.

6- Suelda los cables positivo y negativo restantes a piezas separadas de cables de cobre aislado. La longitud del cable de cobre aislado dependerá de la colocación del panel solar para conectarse al sistema de alimentación.

7- Corta cuatro tiras de madera de 1 por 1 pulgada (2,54 x 2,54 cm) para colocarlas alrededor de la frontera de la madera contrachapada. Aplica sellador de silicona en el borde de la madera contrachapada, y presiona las tiras de madera en su lugar en la parte frontal de la madera contrachapada, alrededor de las celdas solares. Espera a que el sellador de silicona seque.

8- Perfora orificios en la parte posterior de la madera contrachapada y en las tiras de madera de los bordes. No perfores totalmente el tablero de madera. Inserta los tornillos en los orificios y atornilla las placas en su lugar.

9- Haz dos orificios en la placa inferior y pasa por el orificio los cables positivo

SERIEENERGÉTICA

y negativo conectados con el alambre de cobre aislado. Llena los orificios con sellador de silicona para mantener los cables en su lugar. Perfora un tercer agujero en la placa inferior de la madera.

Este es un orificio de drenaje para eliminar la condensación. No lo llenes con sellador de silicona.

de madera y presiona la hoja de plexiglás en su lugar. Espera a que el sellador de silicona seque.

10- Corta una lámina de plexiglás al tamaño del panel solar de madera contrachapada para que ajuste uniformemente sobre las tiras de madera del frente de la madera contrachapada.

Aplica sellador de silicona sobre las tiras

12- Coloca el panel solar en su posición, y conéctalo al sistema casero de electricidad con los cables de cobre aislados que sobresalen de la parte inferior.

11- Perfora unos orificios en el plexiglás y en las tiras de madera. No perfores totalmente las tiras. Atornilla el plexiglás en su lugar sobre las tiras de madera.

13

CAMBIAR EL MUNDO NO ES UN SUEÑO DEL PASADO, EN LA UM FADAU FORMAMOS PROFESIONALES COMPROMETIDOS CON LA SOCIEDAD, Y CREEMOS QUE EN LA UNIVERSIDAD PODEMOS ENCONTRAR EL CAMINO PARA ESTE CAMBIO.

DECIDI VOS DESDE QUE CARRERA PODES DEJAR TU HUELLA.

DISTINGUIDA CON EL PREMIO A LA EXCELENCIA ACADÉMICA 2013 POR EL CAYC - PAREX KLAUKOL

5627.2000 INT172 infoarquitectura@unimoron.edu.ar

CABILDO 134, MORÓN PROVINCIA DE BUENOS AIRES 5627-2000 (INTERNO 172) INFOARQUITECTURA@UNIMORON.EDU.AR

SERIEENERGÉTICA

INSTALACIONES ELÉCTRICAS PARA USO HOSPITALARIO EL OBJETO DE DICHO TRABAJO ES DESCRIBIR CÓMO DEBE REALIZARSE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA HOSPITALARIA A LOS EFECTOS DE MINIMIZAR LOS RIESGOS DE ELECTROCUCIÓN, ASEGURANDO SIMULTÁNEAMENTE LA CONTINUIDAD DEL SERVICIO EN LOS DISTINTOS LOCALES, DE ACUERDO A SU USO Y REQUERIMIENTO ESPECÍFICO. PARA ESTO SE OBSERVAN LAS NORMAS, REGLAMENTACIONES Y BIBLIOGRAFÍA PREEXISTENTE Y SU APLICACIÓN PRÁCTICA. SE ANALIZAN LOS EFECTOS QUE LA CORRIENTE ELÉCTRICA PRODUCE SOBRE EL CUERPO HUMANO, SU PROTECCIÓN Y LAS CORRIENTES PELIGROSAS; MACROSHOCK Y MICROSHOCK. SE HACE ÉNFASIS EN LA PROTECCIÓN NECESARIA PARA EVITAR MICROSHOCK. SE CONSIDERAN LOS SIGUIENTES ELEMENTOS: PUESTA A TIERRA Y EQUIPOTENCIALIDAD, SISTEMAS AISLADOS DE TIERRA (IT), TRANSFORMADORES DE AISLACIÓN Y MONITORES DE AISLACIÓN (DE RESISTENCIA Y DE IMPEDANCIA). PARA GARANTIZAR LA CONTINUIDAD DEL SERVICIO ANTE FALLAS DEL SUMINISTRO SE REQUIEREN, ADEMÁS, ALIMENTACIONES AUXILIARES, TRANSFERENCIA DE ALIMENTACIONES Y CONSIDERACIONES SOBRE VULNERABILIDAD DEL SISTEMA. ADICIONALMENTE, SE TIENEN EN CUENTA LAS PERTURBACIONES PRODUCIDAS POR CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS A FRECUENCIA DE RED Y POR LOS IMPULSOS ELECTROMAGNÉTICOS.

INTRODUCCION Si bien a esta altura de los tiempos ya estamos muy familiarizados con el uso de la energía eléctrica y tenemos conciencia (aunque sea mínimamente) de los peligros que implica el uso de aparatos eléctricos, todavía es muy frecuente observar instalaciones eléctricas defectuosas, mal diseñadas, mal ejecutadas, sin puesta a tierra ni equipotencialización y con protecciones inadecuadas o vetustas.

El usuario en general desconoce esta realidad o bien piensa que como hasta la fecha no tuvo problemas, esta situación se mantendrá en el tiempo. Es menester puntualizar que, estadísticamente, más de un 40 % de los incendios se producen por fallas en las instalaciones y equipos eléctricos, con las consiguientes secuelas

para las personas y los bienes.

Si bien lo expresado es común en instalaciones eléctricas de viviendas, locales comerciales, fábricas, hoteles, supermercados, cines, restoranes, oficinas, colegios, etc., es particularmente peligroso en hospitales, clínicas, policlínicas, centros de diálisis y de diagnósticos y otros lugares de este tipo.

El presente trabajo surge de la necesidad de tratar de concientizar a las personas con responsabilidad y competencia sobre el sistema eléctrico en ambientes hospitalarios.

Debe haber una linealidad entre el diseño, materiales a emplear, ejecución, uso y mantenimiento de las instalaciones eléctricas especiales, en nuestro caso las hospitalarias, dado que la falta de

Elaborado por Carlos Oscar Soler Presidente de Ingeniería Hospitalaria. Presidente del comité de estudios CE 101 ELECTROSTÁTICA de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA). Miembro permanente del comité de estudios CE 11 Instalaciones. Eléctricas en Hospitales de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA). Miembro permanente del comité de estudios CE 10 Instalacion es. Eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA). Participante del comité Material y Equipo para Anestesiología, Sec. de Norm. N° 9 del IRAM. Participante del comité de Certificación del Personal con Actividades en Equipos Anestésicos y Respiratorios (CEPAR), Sec.de Norm. N° 9 del IRAM. Integrante del Comité de ingeniería biomédica del Centro Argentino de Ingenieros (C.A.I.).

15

AÑO 1 NÚMERO 1

linealidad debilita la cadena y aumenta la vulnerabilidad, perjudicando de esta manera la continuidad del servicio.

Existen normas y reglamentaciones (ver bibliografía) que indican la forma en que deben ser realizadas las instalaciones según su destino y uso, las cuales, independientemente de su origen y de su aplicabilidad legal deben cumplirse.

En la actualidad, en nuestro país, no existe ninguna institución u organismo con poder de policía que verifique el cumplimiento de estas normas y/o reglamentaciones. Sólo surge la problemática en caso de accidentes, mala praxis, incendio u otro motivo donde intervenga la justicia.

Al ordenarse los peritajes correspondientes suele aparecer, entre otras anomalías, el incumplimiento de las normas y reglamentaciones que deben ser observadas en las instalaciones, como por ejemplo, la instalación eléctrica.

En cumplimiento de la ley Nacional de Seguridad y Sanidad del Trabajo Nº 19.587 y Decreto 357/74, se deben realizar las instalaciones eléctricas hospitalarias según la Reglamentación de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA) Nº 90364 parte 7 sección 710. AEA dicta reglamentaciones en concordancia con IEC

16

(Comisión Electrotécnica Internacional), sin perder de vista la legislación argentina de aplicación y otras normas y/o Instituciones.

DESARROLLO El objetivo principal del trabajo es tratar de concientizar y consensuar, en un tema donde las distintas informaciones están en conflicto debido a los dispares puntos de vista sobre la misma problemática.

Tal es así que existen divergencias muy apreciables entre distintos grupos de normas, lo que genera conflictos indeseados.

La AEA dicta reglamentaciones en concordancia con IEC. Hay que respetar esta línea sin perder de vista otras normas y/o Instituciones (IRAM, UL, IEEE, NFPA, VDE, UNE, NEC, ANSI, REBT, NFC) y distintos catálogos y libros técnicos.

(Ver bibliografía y anexo A).

Si bien existe gran cantidad de documentación y normas hay que tener especial cuidado en su interpretación, dado que sucesivas actualizaciones de conceptos divergen significativamente y convierten en obsoleta e incorrecta la versión original.

Es por esto que todos los sectores involucrados deben asegurarse de tener la última versión vigente, cosa que no

SERIEENERGÉTICA

siempre sucede.

Es menester comprender los efectos que produce la corriente eléctrica sobre el cuerpo humano, cuando los valores se tornan peligrosos y cuáles circunstancias deben tenerse en cuenta en el ámbito hospitalario.

Para que la corriente eléctrica produzca efectos en el cuerpo humano es requerimiento que la persona forme parte del circuito eléctrico por medio de dos o más puntos de contacto y que exista una diferencia de potencial entre por lo menos dos de dichos puntos (figura Nº 1a).

En general el macroshock ocurre cuando los puntos mencionados pertenecen a la superficie corporal, donde sólo una fracción de la corriente pasa por el corazón.

Una situación completamente distinta se verifica cuando el individuo tiene un catéter, electrodo u otro elemento metálico conectado al corazón o al torrente sanguíneo, donde una corriente de pocos micro amperes puede ocasionar graves daños para el paciente (figura Nº 1b).

La impedancia total del cuerpo está formada por la del medio interno más la de la piel. La del medio interno, del orden de los 500 Ohms, mientras que la

Figura Nº 1. Distribución de la densidad de corriente según los puntos de contacto en el cuerpo humano.

Figura Nº 2. Valores porcentuales relativos de la impedancia del cuerpo humano para diferentes trayectorias. La trayectoria de referencia coresponde al recorrido mano-mano y se le asigna el valor 100.

de la piel (epidermis) es variable debido a diferentes circunstancias como humedad, transpiración, callosidades, etc.

Los efectos también varían por otros factores, como la magnitud de la densidad de corriente en juego, el tiempo de contacto y la frecuencia de la corriente.

En este caso se considerará solamente la frecuencia de red, es decir 50 hertzios, mencionando solamente que a frecuencias superiores la impedancia del cuerpo es menor.

Tampoco es pareja la impedancia en todos los individuos. Tomando una muestra de individuos de entre 70 y 80 kilogramos

17

AÑO 1 NÚMERO 1

de peso, sin diferenciación de sexo, se encontró que para corriente alterna de 50 Hz y 220 voltios, el 45% de los evaluados presentó una impedancia de 1.000 ohm; el 50% tuvo una impedancia de 1.350 ohm y el 5%, de 2.125 ohm.

Debe tenerse en cuenta también que hay alguna diferencia entre hombres y mujeres, presentando éstas valores más bajos de impedancia.

La medición se efectuó considerando contactos mano <mano o pie > mano, con piel seca y tiempos de medida de 0,1 segundos para 25 VCA, 0,03 segundos para 150 VCA y 0,02 segundos para 1000 VCA, para una superficie de contacto de 50/100 cm2.

Figura Nº 3. Efectos fisiológicos de la electricidad del cuerpo humano.

Figura Nº4. Tierra defectuosa + una falla= chasis vivo = el chasis vivo se vuelve activo y peligroso.

18

Observando la figura Nº 2 vemos que los valores correspondientes varían si los puntos de contacto son diferentes a los especificados.

Los números entre 2 puntos corresponden al porcentaje de la impedancia real con respecto a la general del individuo.

Por ejemplo, para 220 VCA el 45% de la población tiene una impedancia de 1.000 ohms entre mano y mano o entre pie y mano, pero la impedancia entre la cabeza y la mano es el 30% de 1.000 ohms (está marcada con 30). O sea, es de 300 ohms.

Si la persona está siendo cateterizada y/o intervenida quirúrgicamente la impedancia disminuye drásticamente pudiendo encontrarse, en ciertas circunstancias, valores menores a 100 ohms entre puntos determinados.

Atento que la impedancia del cuerpo humano está muy condicionada por las condiciones de humedad se han normalizado tres estados de humedad; el primero se denomina normal (BB1) donde se considera que la corriente de contacto está limitada por alguna resistencia ajena a la corporal, considerando la persona seca o húmeda con transpiración normal sin que se encuentre totalmente sudada, calzada y con una resistencia del suelo importante; el segundo se denomina reducido (BB2), considerando el individuo totalmente mojado con calzado y piso

SERIEENERGÉTICA

mojado, se considera una baja resistencia no limitada por el suelo o los zapatos; el tercero se denomina muy reducido (BB3).

En este caso la persona se encuentra total o parcialmente sumergida en agua siendo nulas las resistencias de la piel, del suelo o de las paredes.

Dado un valor de corriente aplicada, la corriente que pasa por el corazón tiene distintos valores según cuales sean los puntos de entrada y salida. Por ejemplo, una corriente de 20 mA que recorre desde la mano izquierda hasta el pecho tiene un factor de 1,5, lo que equivale a 30 mA entre mano y mano.

En cambio, entre mano derecha y pecho el factor disminuye a 1,3. Entre una mano y un pie, o mano izquierda y dos pies, o dos manos y dos pies, el factor es igual a 1. Un factor de 0,8 se observa entre mano derecha y un pie o mano derecha y dos pies.

Entre una o ambas manos y las nalgas o mano izquierda y la espalda, el factor es de 0,7. En cambio, entre mano y mano es de 0,4 y finalmente, entre mano derecha y espalda, es de 0,3. A medida que se incrementa la corriente eléctrica se producen en el individuo distintos efectos sobre sus nervios y músculos. Inicialmente es una sensación de hormigueo apenas perceptible. Al incrementarse se convierte

en molesta y luego en dolorosa.

Si seguimos elevando la corriente eléctrica comienzan las contracciones musculares hasta llegar a la tetanización.

Simultáneamente se produce una sobre elevación de temperatura debido al efecto Joule (calor generado por un resistor al ser atravesado por una corriente).

La sobre elevación de temperatura puede provocar quemaduras en los puntos de contacto o en áreas cercanas debido a la mayor densidad de corriente en dichos puntos.

El paso de la corriente eléctrica afecta a los órganos interpuestos en la zona de circulación. El corazón, por ser un músculo, está particularmente afectado cuando se ve involucrado en el circuito eléctrico.

Si la corriente eléctrica es grande provoca la fibrilación del músculo completo deteniendo la circulación de la sangre.

Si el tiempo es corto, el latido del corazón se restablece automáticamente, pero pueden quedar secuelas en los órganos que tuvieron falta de oxigenación en ese lapso, principalmente en el cerebro.

Una corriente de menor valor solamente afectará parte de las fibras del miocardio interrumpiendo la sincronización

19

AÑO 1 NÚMERO 1

tradicional. Esa falta de sincronismo se denomina fibrilación. Si se produce fibrilación ventricular es necesario revertirla con equipamiento médico (cardioversor) en tiempo y forma.

De lo contrario, el individuo muere, dado que el corazón no puede entrar en sincronismo por sí mismo.

Una persona que toca una parte activa y peligrosa, (activa puede ser un conductor, un borne alimentado, una barra de fase de un tablero, etc. y peligrosa porque supera los 50 VCA) y a su vez toca tierra o una masa metálica unida a tierra, recibe una descarga eléctrica. Esta es una descarga por contacto directo (figura Nº 4 a).

En la figura Nº 3 se muestran los efectos fisiológicos de la electricidad en un individuo de 70 / 80 kilogramos de peso al que se le aplica una corriente alterna de 50 hertzios durante un tiempo de 1 a 3 segundos.

Si la persona en cambio toca una masa activa y peligrosa, la cual debería estar equipotencializada con tierra pero por alguna circunstancia no lo está, y una masa que sí está a tierra, debido a la diferencia de potencial recibe una descarga eléctrica; esta es una descarga por contacto indirecto. (figura Nº 4 b).

Para que se produzca un macroshock, la persona debe contactar simultáneamente dos objetos que estén a distinto potencial.

En nuestro caso podría tener un valor de 220 VAC ó 380 VAC y también tensiones intermedias por pérdidas en los equipos.

Se pueden puntualizar los siguientes contactos a modo de ejemplo: neutro y conductor activo, dos conductores activos a distinto potencial (fases distintas), conductor activo y partes metálicas con referencia a tierra como marcos, puertas, ventanas, canillas, piletas, radiadores de calefacción, cañerías de gas, agua, etc.

En general, pueden producirse pérdidas entre un conductor activo y chasis, en

Figura Nº 6. Corriente de fuga con la puesta a tierra en buen estado.

20

SERIEENERGÉTICA

seg uin os en

un equipo por fallas en la aislación, humedad, depósitos conductivos indeseados (en motores a carbones sin mantenimiento), etc. Cualquier individuo que esté a tierra y toque un chasis activo, sufrirá un macroshock dado que el chasis no está conectado al conductor de protección o éste a su vez no tiene polo de tierra en la ficha o en el toma, o se ha colocado un adaptador, triple o toma múltiple (zapatilla) que no posea conexión de PE, o la tierra fuera defectuosa

en alguna parte del trayecto hasta la jabalina.

El conductor de protección (PE) y la puesta a tierra están pensados para ofrecer un camino de baja impedancia entre la falla y tierra evitando que la carcaza del equipo se convierta en masa activa y peligrosa, cosa que ocurre cuando tiene un potencial mayor o igual a 50 VCA (24 VCA en Argentina).

Continuará…

SERIE ENERGÉTICA ARRIBA CON LA MISIÓN DE OFRECER UNA VISIÓN CERCANA, JOVEN E INNOVADORA DEL ÁMBITO ENERGÉTICO DE LA REPÚBLICA ARGENTINA Y EL RESTO DEL MUNDO, DÁNDOLE VOZ A LOS DIFERENTES ACTORES DE UN MERCADO PUJANTE Y EN CONSTANTE CRECIMIENTO. EN UN MUNDO GLOBAL, DONDE LA TECNOLOGÍA OCUPA UN LUGAR DETERMINANTE, SERIE ENERGÉTICA ES LA MEJOR OPCIÓN PARA ESTAR INFORMADO Y CREAR REDES COMERCIALES.

SERIEENERGETICA www.serieenergetica.com.ar

21

ACTUALIDAD

SERIEENERGÉTICA

ASPECTOS NORMATIVOS DE LA SEGURIDAD ELÉCTRICA EN ARGENTINA

Elaborado por Dra. Paula Redivo Lic. Gabriela Rodríguez, Consejo de Seguridad Eléctrica (CONSE) Subsecretaría de Comercio Interior.

LA MAYORÍA DE LOS INCENDIOS DE HOGARES SE ORIGINAN POR UNA DEFICIENTE INSTALACIÓN ELÉCTRICA O EN LA UTILIZACIÓN DE MATERIALES Y/O PRODUCTOS QUE NO CUMPLEN CON LAS CONDICIONES MÍNIMAS DE SEGURIDAD QUE DEBIERAN CUMPLIR. A PARTIR DEL AÑO 1998, CON EL DICTADO DE LA RESOLUCIÓN S.I.C Y M. N° 92/1998 CUALQUIER PRODUCTO ELÉCTRICO QUE QUIERA SER COMERCIALIZADO EN EL PAÍS DEBE CUMPLIR CON DETERMINADAS CONDICIONES DE SEGURIDAD. ESTE CUMPLIMIENTO DEBE SER CERTIFICADO POR UN ORGANISMO CERTIFICADOR RECONOCIDO POR LA DIRECCIÓN NACIONAL DE COMERCIO INTERIOR EN BASE A ENSAYOS REALIZADOS EN UN LABORATORIO DE ENSAYOS, TAMBIÉN RECONOCIDO POR ESA DIRECCIÓN. Los regímenes de certificación establecen los requisitos esenciales de seguridad que deben cumplir determinados productos entre los que se destacan los productos eléctricos y los juguetes, por su impacto en el consumo final. Dichos regímenes se implementan mediante la participación de organismos de certificación y laboratorios de ensayos reconocidos por la Dirección Nacional de Comercio Interior. Los regímenes de certificación vigentes abarcan los siguientes productos: Productos eléctricos de baja tensión, Juguetes, Elementos de Protección Personal, Aceros para la Construcción, Cementos, Bicicletas de uso infantil, Encendedores y Productos Gráficos Impresos.

Desde la implementación de este sistema las condiciones de seguridad en el mercado eléctrico han evolucionado favorablemente.

que le puede ocasionar la muerte, al comercializar productos no certificados que lejos están de cumplir con los requisitos de seguridad mínimos.

Presentamos a continuación, como un aporte al conocimiento de los profesionales, técnicos idóneos, fabricantes, importadores y comercializadores vinculados al rubro eléctrico, un resumen sintético y actualizado de la normativa de Seguridad Eléctrica que rige en nuestro país.

Es importante destacar que la normativa reseñada, establece los requisitos mínimos y/o esenciales de seguridad exigibles por la autoridad de comercio, pero si, por ejemplo, los productos son de uso médico, pueden existir otras normativas exigibles por la Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica (ANMAT).

Sin embargo, siempre existen quienes prefieren mantenerse fuera de la ley y continúan sorprendiendo al consumidor en su buena fe, exponiéndolo a un riesgo

23

AÑO 1 NÚMERO 1

LEY TEMA No 22.802/83

LEY DE LEALTAD COMERCIAL: establece requisitos de identificación de productos envasados y criterios para determinar su origen. Penaliza la identificación de Productos así como la publicidad que induzcan a engaño. Faculta a la Autoridad de Aplicación a dictar normas sobre identificación de productos, requisitos de seguridad a cumplir por los mismos, tolerancias de contenidos netos declarados, determinar fraccionamiento de mercaderías, etc.

RESOLUCIONES Y DISPOSICIONES

TEMA

Resolución SI y M No 92/98 - B.O. 18/02/98

SEGURIDAD ELECTRICA. Establece certificación obligatoria de requisitos de seguridad para productos eléctricos, según NORMAS IRAM o IEC aplicables.

Resolución SIC y M N° 524/98 - B.O. 26/08/98

En base a la Res. ex-SIC y M No 92/98 de Seguridad Eléctrica se realiza una tipificación de fichas y tomacorrientes asegurando la uniformidad de sus características geométricas y dimensionales.

Resolución SIC y M N°123/99 - B.O. 08/03/99

Establece procedimientos para reconocimiento de entidades certificadores y laboratorios en regímenes de certificación obligatoria.

Resolución SIC y M No 431/99 -

Establece requisitos para el reconocimiento de entidades certificadoras, laboratorios y organismos de inspección.

B.O. 01/07/99

Modificada por la Res. SDC y C No 237/00 (Art. 10. – Deróganse los artículos 14, 15 y 16 de la Res. N° 431/99).

Disposición DNCI No 736/99

Normas para la verificación del cumplimiento de características básicas de seguridad en materiales de instalaciones eléctricas y aparatos electrodomésticos y electrónicos. Ensayos reducidos Aclara aplicación de la Res. SIC y M No 431/99.

B.O. 02/07/99 Disposición DNCI No 900/99 B.O. 18/08/99

24

Apruébase el formulario en dos secciones, “A” y “B”, que en TRES (3) planillas y como ANEXO I forma parte de la presente Res., para la confección de las Declaraciones Juradas de Conformidad de Producto establecidas por el ANEXO II de la Res. ex-SIC y M No 92/98.

SERIEENERGÉTICA

NResolución SIC y M No 618/99 B.O. 31/08/99

Dispone la comercialización de aparatos eléctricos y electrónicos en 220 volts .

Sólo podrán comercializarse en el país aquellos productos comprendidos por el artículo anterior que, diseñados para una tensión de trabajo de entre CINCUENTA (50) y DOSCIENTOS VEINTE (220) volt, admitan para su funcionamiento la conexión directa a la red de distribución eléctrica de baja tensión, sin recurrir a unidades externas de transformación.

Disposición DNCI No 963/99 Apruébase el formulario “ C “ que, en una foja y como ANEXO I, forma parte de la B.O. 27/09/99 presente Disposición, el que deberá acompañar la presentación ante esta DNCI de los certificados de tipo y de marca de conformidad exigidos por los diversos regímenes de certificación obligatoria establecidos por esta Secretaría.

Resolución SIC y M No 799/99 B.O. 03/11/99

Determina el sello a aplicar para los regímenes de certificación por marca de conformidad.

Disposición DNCI No 1139/99 B.O. 13/12/99

Norma a la que se ajustarán las certificaciones que se realicen en cumplimiento del régimen establecido por la Res. No 92/98, correspondientes a productos eléctricos de baja tensión que se comercialicen en la condición de usados, reconstruidos o reacondicionados.

Disposición DNCI No 178/00 B.O. 24/02/00

Autorízase el ingreso al país de productos importados “sin derecho a uso”, con el objeto de ser analizados como parte del proceso de certificación exigido por las reglamentaciones vigentes.

Disposición DNCI No 206/00 Presentación de una declaración jurada del cumplimiento de los requisitos B.O. 14/03/00 esenciales de seguridad establecidos por la Res. No 92/98, por parte de los responsables de la fabricación e importación de productos eléctricos de baja tensión cuyo destino sea el de formar parte de instalaciones industriales o prestadoras de servicios predeterminadas.

Modificada por la Disp. DNCI No 661/00 (Art. 2o .- Deróganse las fechas límite establecidas por las Disp. de esta DNCI No 205/00 y No 206/00, para la aplicación de los mecanismos de excepción que ellas mismas determinan).

Disposición DNCI No 507/00 Art. 1° sustituido por art. 1° Disp. 462/09: amplia listado productos con B.O. 31/07/00 certificación de Sistema 5 obligatorio.

Derogados artículos 2° a 11° por Disp 462/09 Resolución SDC y C No 237/00 B.O. 26/10/00

Permite el reconocimiento de Laboratorios no acreditados, organismos de certificación para artefactos de gas y utilización de laboratorios de fábricas para marca de conformidad.

Deroga los Art. 14, 15 y 16 de la Res. ex-SIC y M N° 431/99.

25

AÑO 1 NÚMERO 1

Resolución SCD y DC No 76/02 B.O. 24/12/02

Establécense diferentes exigencias en cuanto a los medios para demostrar la conformidad de diversos productos con los requisitos esenciales de seguridad establecidos por la Res. N° 92/98. Excepciones.

Deroga la Res. ex-SIC y M N° 906/99.

Disposición DNCI No 613/03 B.O. 17/07/03 Modificada por la Disp 428/07 del 10/08/07 y la Disp 398/11

Listado referido al equipamiento eléctrico de baja tensión cuyo cumplimiento de los requisitos esenciales de seguridad establecidos por la Res. ex-SIC y M No 92/98 verificará la Dirección General de Aduanas a su ingreso en el país.

Deroga la Disp. DNCI No 790/00 (Art. 3o.- Derógase la Disp. DNCI No 790/00).

Resolución SCT No 96/03

Reglamenta los controles de vigilancia establecidos por el Anexo II de la Res. N° 92/98, correspondientes a familias de productos que hayan obtenido la certificación de tipo con posterioridad al 01/01/03.

Deroga la Res. SCD y DC No 35/03.

B.O. 14/11/03 Resolución SCT No 26/04 B.O. 12/03/04

Establécense condiciones para la comercialización hasta el 31-12-05 de tomacorrientes fijos o móviles que permitan la inserción de fichas de distinta geometría. Deroga Art. 5o de Res SCI y M No 524/98.

Modifica la Res. SCD y DC No 25/01.

Modificada por la Res. 9/05 extiende plazo hasta junio/2007

Modificada por la Res 9/05 BO 3/01/2006

Resolución SCT No 44/04 B.O. 29/04/04

Equipos de computación que se importen, cuyo destino exclusivo sea el de formar parte de Sist. Comp. a ser instalados y utilizados exclusivamente en Organismos Públicos Centralizados o Descentralizados del P.E.N., podrán cumplimentar las exigencias establecidas por el Art. 4° de la Res. ex-SCD y DC N° 76/02, mediante declaración jurada del cumplimiento de los requisitos esenciales de seguridad de la Res. No 92/98.

Resolución SCT No 198/04 del 29/12/2004

Establece tratamientos a utilizarse en determinados productos eléctrico y electrónicos. Alcance y vigencia.

Información obligatoria en el manual del usuario de los equipos diseñados para utilizarse con una tensión inferior a los CINCUENTA VOLTIOS (50 V)

Resolución SCT No 197/04 B.O. 07/01/05

Establécese que los responsables de la fabricación e importación de los productos alcanzados por los Regímenes instituidos por las Res. ex-SIC y M No 92/98, entre otros, deberán hacer certificar el cumplimiento de los requisitos establecidos en cada uno de los Regímenes mencionados utilizando, a su elección, uno de los siguientes Sistemas de Certificación de los recomendados por la Res. GMC No 19/92 (Sist. 4 , 5 ó 7 según sea el caso).

Modificada por la Res. SCT No 109/05 (Art. 1o.- Sustitúyese el texto del Art. 6o de

26

SERIEENERGÉTICA

la Res. SCT No 197/04 por el siguiente: “Art. 6o.- Los símbolos mencionados en los Art. 4o y 5o de la presente resolución y el establecido por la Res. exSIC y M No 799/99 deberán ser exhibidos en cada una de las unidades de los productos alcanzados. El símbolo deberá ser ostentado sobre el producto, siendo claramente visible e indeleble, al momento de su comercialización. Cuando las dimensiones del producto no lo permitan o en virtud de su reducido tamaño resultara ilegible, deberá colocarse en sus envases, etiquetas o envoltorios.

Dichos símbolos podrán exhibirse, además de las particularidades indicadas en cada uno de los artículos mencionados, con el número de certificado correspondiente al producto de que se trate.”)

Resolución SCT No 9/05

Establece condiciones de comercialización hasta el 30/06/20007 de tomacorrientes fijos o móviles que permitan la inserción de fichas de distinta geometría.

Fecha 29/12/2005

Extiende el plazo establecido por la Res. SCT 26/04

Disposición SSDC No 4/2006 fecha 07/07/2006

Crea en el ámbito de la SSDC el Consejo de Seguridad eléctrica (CONSE), organismo permanente asesor y consultor de las autoridades en los asuntos inherentes a la seguridad eléctrica de productos eléctricos de baja tensión conforme la ley 22.802 y res. 92/98.

Disposición SSDC No 13/2006 fecha 25/10/2006

Designa el SSDC en la función de coordinadora del CONSE a la Dra. María Paula REDIVO.

Nota Externa No 18/2007 del Control de Certificaciones de Seguridad Eléctrica, documentación que se exige 28/02/07 Dirección General por parte del servicio aduanero. de Aduanas Disposición No 428/07 B.O. 10/08/2007

Modificase el listado de la Disp DNCI 613/03. Establece control aduanero de la mercadería del listado y define excepción para productos portátiles

Nota Externa No 69/2007 del Control de Certificaciones de Seguridad Eléctrica, marco en el que exige la 21/09/07 Dirección General documentación el servicio aduanero y el universo de productos alcanzado. de Aduanas Nota Externa N° 72/2007 D.G. Aduanas

Establécese procedimiento para etiquetado

Disposición No 787/2007 B.O. 11/12/2007

Autorización al servicio aduanero para efectuar los ensayos en mercadería de rezago aduanero destinada a donación, en los términos ley 25.603 – Procedimiento

27

AÑO 1 NÚMERO 1

Disposición No 462/09 B.O. 21/08/2009

Modificase el artículo 1° de la Disp DNCI 507/2000. Establece control aduanero de la mercadería del listado y define excepción para productos portátiles.

Disposición No 398/11 B.O. 26/08/2011

Aclara el alcance de las observaciones en posiciones arancelarias contenidas en la Res. 613/03, e incluye modificaciones a esa norma.

Con esta información procuramos promover el compromiso con la seguridad eléctrica que todos los actores relacionados con el rubro eléctrico debemos asumir.

Para mayor información pueden consultar el detalle de cada norma en www.infoleg.mecon.gov.ar y además, pueden visitar la pagina de la Subsecretaría de Comercio Interior, www.consumidor.gov.ar donde podrán acceder a información adicional sobre Seguridad de Productos y canalizar las consultas o dudas acerca de los alcances de la normativa que nos ocupa.

28

AÑO 1 NÚMERO 1

POSTES DE BAJA Y TORRES DE ALTA TENSIÓN ES NECESARIO PREVIAMENTE DIFERENCIAR LOS DISTINTOS TIPOS DE TENSIONES. EXISTEN TRES TIPOS A SABER:

ALTA TENSIÓN. Se emplea para transportar altas tensiones a grandes distancias, desde las centrales generadoras hasta las subestaciones de transformadores. Su transportación se efectúa utilizando gruesos cables que cuelgan de grandes aisladores sujetos a altas torres metálicas. Las altas tensiones son aquellas que superan los 25 kV (kilovolt).

MEDIA TENSIÓN. Son tensiones mayores de 1 kV y menores de 25 kV. Se emplea para transportar tensiones medias desde las subestaciones hasta las subestaciones o bancos de transformadores de baja tensión, a partir de los cuales se suministra la corriente eléctrica a las ciudades. Los cables de media tensión pueden ir colgados en torres metálicas, soportados en postes de madera o cemento, o encontrarse soterrados, como ocurre en la mayoría de las grandes ciudades.

BAJA TENSIÓN. Tensiones inferiores a 1 kV que se reducen todavía más para que se puedan emplear en la industria, el alumbrado público y el hogar. Las tensiones más utilizadas en la industria son 220, 380 y 440 volt de corriente alterna y en los hogares entre 110 y 120 volt para la mayoría de los países de América y 220 volt para Europa.

Hay que destacar que las tensiones que se utilizan en la industria y la que llega a nuestras casas son alterna (C.A.), cuya frecuencia en América es de 60 Hertz (Hz), y en Europa de 50 Hertz

30

SERIEENERGÉTICA

El método para transportar y/o distribuir la electricidad es mediante cables aéreos desnudos que son soportados por torres/ postes, trataremos sobre los tipos de torres o postes más utilizados en líneas de baja y alta tensión.

Generalizando los tipos de postes que existen son: POSTES DE MADERA. POSTES DE HORMIGÓN. POSTES METÁLICOS.

POSTES DE HORMIGÓN, DISTINGUIMOS LOS SIGUIENTES TIPOS:

POSTES DE MADERA: el campo de aplicación de este tipo de apoyos es casi exclusivamente en baja tensión y están en claro desuso, aunque es posible encontrar algún tipo de poste de madera en alguna línea de media tensión. Como ventajas podemos decir que son fáciles de transportar gracias a su ligereza y

A

bajo precio en comparación con los postes de hormigón y los metálicos. Como desventajas se puede apuntar su vida media relativamente corta, suele ser de unos 10 años, la putrefacción es la mayor causa de deterioro, sobre todo en la parte inferior del poste, no se permiten grandes vanos y los esfuerzos en la cabeza y altura son limitados.

POSTES DE HORMIGÓN ARMADO: este tipo de poste es el que más se utiliza en redes de baja tensión. La ventaja principal de este tipo de postes es su duración ilimitada además de no necesitar mantenimiento. El mayor inconveniente es el precio con respecto a los postes de madera y que al ser más pesados se incrementan los gastos en el transporte.

B

FIGURA 1: Poste de madera de baja tensión.

A: vista en la calle. B: fisuras por descomposición de la madera.

FIGURA 2: Poste de madera con transformadores

31

AÑO 1 NÚMERO 1 A

B

FIGURA 3: Postes de Hormigón: A) para baja. B) para alta tensión

POSTES DE HORMIGÓN ARMADO VIBRADO: con la finalidad de mejorar las cualidades del hormigón armado se fabrican este tipo de postes. Suelen tener una altura entre los 7 y 18 m y su sección es rectangular o en forma de doble T. La principal ventaja (que hace que sean los más utilizados) de este tipo de postes es que se puede fabricar en el lugar de su implantación y así ahorrarse los gastos en transportes.

32

tensión y alta tensión incluido líneas de 220 KV, mástiles para alumbrado exterior (en el reglamento antiguo llamado alumbrado público), además en combinación con varios postes se pueden realizar configuraciones de apoyos en ángulo, derivación, anclaje, etc.

No son empleados en lugares de difícil acceso precisamente porque su fabricación no puede realizarse en talleres provisionales.

POSTES DE HORMIGÓN ARMADO CENTRIFUGADO: este tipo de postes se emplea desde electrificaciones en ferrocarriles, en líneas rurales en baja

POSTES DE HORMIGÓN ARMADO PRETENSADO: este tipo de postes cada vez es más utilizado ya que su precio

FIGURA 4: Poste de hormigón armado vibrado

FIGURA 5: Poste de hormigón armado centrifugado.

SERIEENERGÉTICA

resulta mucho más económico que los del hormigón corriente.

RESUMIENDO PODEMOS DECIR DE LOS POSTES DE HORMIGÓN: POSTES METÁLICOS: el metal más utilizado en este tipo de postes es el acero de perfiles laminados en L, U, T, I, etc.

Para unir los diferentes perfiles se utilizan remaches, tornillos, pernos e incluso en según que casos la soldadura.

SE CLASIFICAN EN: POSTES METÁLICOS DE PRESILLA: Básicamente está constituido por dos tramos ensamblados por tornillos.

Cada tramo está formado por 4 montantes angulares de ala iguales unidos entre sí por presillas soldadas de ahí el nombre.

La cabeza o tramo superior tienen una longitud de 6m y la parte inferior se puede configurar con diferentes tramos para obtener alturas de 10, 12, 14, 18 y 20 m.

VENTAJAS

GRAN GAMA DE MEDIDAS Y RESISTENCIAS PERMITE GRANDES VANOS TIENEN VIDA ILIMITADA

FIGURA 6 Operario en el momento de la reparación de una línea de un poste de hormigón armado pretensado

POSTES METÁLICOS DE CELOSÍA: este tipo de poste se emplea prácticamente en las altas tensiones, desde medias tensiones hasta muy altas tensiones, es decir, en líneas de 3ª, 2ª y 1ª categoría. Sus formas y dimensiones dependerán de los esfuerzos a los que esté sometido, de la distancia entre postes y la tensión de la línea. Una celosía es una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nudos formando triángulos planos (en celosías planas) o pirámides tridimensionales (en celosías espaciales). En muchos países se les conoce como armaduras. El interés de este tipo de estructuras es que la barras trabajan predominantemente a compresión y tracción presentando comparativamente flexiones pequeñas.

DESIGNACIÓN DE LOS POSTES UN CONJUNTO DE LETRAS NOS DICEN: TIPOS DE POSTES HV HORMIGON ARMADO VIBRADO HVH HORMIGON ARMADO CENTRIFUGADO U HORMIGON ARMADO HUECO

INCOVENIENTES

MUCHOS MAS CAROS QUE LOS DE MADERA MAYOR FRAGILIDAD QUE LOS DE MADERA

HP HORMIGON ARMADO PRETENSADO P METALICO DE PRESILLA C METALICO DE CELOSIA

Tabla1: Comparativa entre madera y hormigón

Tabla 2: Nomenclatura de designación del tipo de material del poste.

33

AÑO 1 NÚMERO 1

APLICACIÓN DEL TIPO DE POSTE EN FUNCIÓN DE LA TENSIÓN DE LA RED: TENSION KV

POSTE

LONGITUD DEL VANO(MM)

0,40 10-30 45-132 220-400

MADERA,HORMIGON CELOSIA DE ACERO Y HORMIGON CELOSIA DE ACERO Y HORMIGON CELOSIA DE ACERO

40-80 100-220 200-300 300-500

Tabla 3: Distancia del vano , poste y tensión del tendido.

FIGURA 7: Poste metálico de presilla

34

FIGURA 8: Postes metálicos de celosía

SERIEENERGÉTICA

FIGURA 9: Diferentes tipos de postes de madera. Utilizados en baja tensión y poco a poco sustituidos por líneas subterráneas o por apoyos de hormigón.

35

AÑO 1 NÚMERO 1

FIGURA 10: Diferentes tipos de apoyos de hormigón utilizados tanto en alumbrado exterior, baja tensión y media tensión.

FIGURA 12: Torre de alta tensión de 35 KV, de estructura monoposte (metálica)

Datos Bibliográficos: Edgardo Faletti es de nacionalidad argentina. Profesor en Disciplinas Industriales, en la especialidad Electrónica del Instituto Nacional Superior del Profesorado Técnico dependiente de la Universidad Tecnológica Nacional.

FIGURA 11: Torres metálicas utilizadas en alta tensión vs altura.

36

Como un estudioso ha seleccionado temas referidos a la electricidad y electrónica recopilándolos y al mismo tiempo, mejorándolos para difundirlos en la web.

n se o in gu e s

SERIE ENERGÉTICA ARRIBA CON LA MISIÓN DE OFRECER UNA VISIÓN CERCANA, JOVEN E INNOVADORA DEL ÁMBITO ENERGÉTICO DE LA REPÚBLICA ARGENTINA Y EL RESTO DEL MUNDO, DÁNDOLE VOZ A LOS DIFERENTES ACTORES DE UN MERCADO PUJANTE Y EN CONSTANTE CRECIMIENTO. EN UN MUNDO GLOBAL, DONDE LA TECNOLOGÍA OCUPA UN LUGAR DETERMINANTE, SERIE ENERGÉTICA ES LA MEJOR OPCIÓN PARA ESTAR INFORMADO Y CREAR REDES COMERCIALES.

www.serieenergetica.com.ar

SERIEENERGETICA

DESARROLLO LUMINARIA DE LED PARA ALUMBRADO PÚBLICO

Prof. Carlos Suárez.

EN LA PRIMERA ETAPA DEL PROYECTO Y LUEGO DE EXPERIMENTAR CON DISTINTOS TIPOS DE LED, SE REALIZARON PRUEBAS SOBRE UNA FUENTE LUMINOSA COMPUESTA POR 56 LED DE 1 W DE ALTA POTENCIA, DICHA FUENTE ESTABA MONTADA SOBRE UN ARTEFACTO EN DESUSO. DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS SE COMPROBÓ LA MAYOR EFICIENCIA LUMÍNICA Y ENERGÉTICA DE LOS LED, RESPECTO A TODAS LAS LÁMPARAS QUE EXISTEN EN EL MERCADO. En la segunda etapa del proyecto se profundizó la investigación fabricando otro prototipo de prueba, más funcional que el primero y mucho más apto para realizar mediciones en distintos lugares. Por ello se pudo hacer una prueba de campo, contrastando los rendimientos de las distintas lámparas (se midió potencia, iluminancia, temperatura, factor de potencia, tiempo de encendido, etc.)

En esta tercera etapa del proyecto, se trabajó en el prototipo definitivo, el cual será colocado en el alumbrado púbico de las calles que rodean la plaza principal de la ciudad de

Marcos Paz, este prototipo presenta un diseño único e innovador y fue construido de acuerdo a las conclusiones obtenidas de las visitas al CIOP (2010) y al INTI (2011).

Se trata de un nuevo alojamientosoporte donde se montará una placa con LED SMD similar a la usada anteriormente. El prototipo de luminaria fue construido en primera instancia en madera, y sirvió de molde para luego obtenerlo en fundición de aluminio.

Debido a lo novedoso del diseño, fue posible su registro en el INPI (Instituto Nacional de la Propiedad Industrial).

PROBLEMA El alumbrado público con lámparas de descarga provoca un gran consumo de energía eléctrica con un rendimiento lumínico inferior al logrado con luminarias de LED que utilizan menos potencia eléctrica.

PLAN DE ACCIÓN 1°- Búsqueda de información 2°- Diseño de prototipo

3°- Fabricación de prototipo 4°- Prueba del prototipo: mediciones de intensidad de corriente, iluminancia, potencia eléctrica, temperatura de trabajo, tiempo de encendido, rendimiento con niebla, con lluvia, análisis morfológico.

5°- Obtención y evaluación de los datos 6°- Análisis de costos vs beneficios 7°- Elaboración de conclusiones

MARCO NORMATIVO La norma vigente en el orden nacional define en términos de cantidad valores de referencia de iluminancia o luminancia a alcanzar en torno al tipo de circulación vehicular; y en términos de calidad, condiciones de uniformidad a lo largo de la calzada. Para el presente trabajo se han considerado las siguientes normas: 1. Norma IRAM-AADL4 J 2022-2 (1995) “Alumbrado Público. Vías de Tránsito.

Clasificación y niveles de iluminación”. Esta norma aporta los valores de referencia en cuanto a vías de tráfico motorizado.

2. Publicación CIE5 115-1995 “Recomendaciones para el alumbrado de calzadas de tráfico motorizado y peatonal”. Normas Relacionadas IRAM-AADL J 2022-1 IRAM-AADL J 2022-3 IRAM-AADL J 2028-4 IRAM-AADL J 2022-4 IRAM 40023-1

Alumbrado público. Luminarias. Clasificación fotométrica.

Métodos de diseño para el alumbrado público.

Luminarias para alumbrado público. Requisitos particulares.

Alumbrado público. Pautas para el diseño y guía de cálculo.

Dispositivos de iluminación y retrorreflectivas.

Requisitos físicos y fotométricos.

AÑO 1 NÚMERO 1

Por otro lado, se trabajó teniendo en cuenta la importancia que implica la eficiencia energética a nivel nacional tomando como referencia el PRONUREE PROGRAMA NACIONAL DE USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA (PRONUREE) DECRETO 140/2007 Declárese de interés y prioridad nacional el uso racional y eficiente de la energía.

Apruébense los lineamientos del citado Programa.

ANEXO I 2.7 ALUMBRADO PÚBLICO Y SEMAFORIZACIÓN Contribuir a eficientizar los Sistemas de Alumbrado Público y Semaforización en todo el país.

Promover el desarrollo e implementación de metodologías de relevamiento de los Sistemas de Alumbrado Público y Semaforización, y de una base de datos donde consten las características principales de dichos sistemas, en coordinación con las jurisdicciones que correspondan.

Iniciar las gestiones conducentes al desarrollo e implementación de

regulaciones tendientes a la mejora de la eficiencia energética de los Sistemas de Alumbrado Público y Semaforización, en coordinación con las jurisdicciones que correspondan.

Evaluar la conveniencia de la implementación de equipos y sistemas economizadores de energía de los Sistemas de Alumbrado Público y Semaforización.

LOS LED Y LA ECOLOGÍA La máxima sensibilidad espectral del ojo humano durante la noche coincide con el color amarillo, en tanto que los colores violetas, azules y rojos son ineficientes, pues aunque no se vean o lo sean precariamente, están presentes y producen un consumo innecesario de energía. Por otra parte, cuanto más ancha es la región del amarillo iluminada por las lámparas, más sensación de color tenemos, pero al mismo tiempo contaminan más el cielo impidiendo la observación de los astros.

Sin embargo, los tonos de luz se consiguen a costa de utilizar metales altamente contaminantes (mercurio), muy peligrosos para la vida, incluida la humana, que se deberían reciclar pero que no se hace por su alto coste o en cualquier caso no se lleva ningún control efectivo de dónde van a parar estas lámparas una vez agotado su período de vida.

Fuente:http://infoleg.mecon.gov.ar/infolegInternet/anexos/135000- 139999/136078/norma.htm

40

SERIEENERGÉTICA

Lamentablemente, a pesar de su peligro potencial, éstas son las lámparas que alumbran nuestras calles.

Complementariamente al ahorro energético, las fuentes de luz LED minimizan los costos de mantenimiento y tratamiento de los desechos típicamente asociados a la iluminación pública, ya que carecen de cualquier contenido de mercurio, plomo u otras sustancias nocivas. Adicionalmente, conllevan una menor emisión de CO2. En promedio, la emisión de gases es de 585g de CO2 x KW. La reducción de emisión de gases es entonces proporcional a la reducción de consumo energético.

Los LEDs reducen la contaminación lumínica (iluminan áreas delimitadas y no producen eflejos), no emiten rayos UV o infrarrojos.

-80% menos de emisión de CO2 en 10 años:

LED 1530 Kg Halógena. 7690 Kg

VISITAS A CENTROS ESPECIALIZADOS Con el fin de profundizar la investigación se realizó una visita al Centro de Investigaciones Ópticas de (CIOp) de Gonnet, en donde científicos abocados a la tarea de investigación luminotécnica, brindaron su colaboración.

El día 1° de junio del año 2011 se realizó

una visita al centro de luminotecnia del INTI (Instituto Nacional de Tecnología industrial), con motivo de lograr asesoramiento adecuado al trabajo emprendido. En dicho instituto se constató la importancia del emprendido proyecto, ya que están trabajando en uno similar a pedido de varios municipios, quienes solventan la investigación.

En el instituto se observaron máquinas específicas para realizar mediciones con mucha precisión acerca del rendimiento, consumo, luminosidad, potencia y también para establecer un patrón determinado para comparar otras lámparas.

Por otro lado la gente encargada del área comentó la actividad realizada en distintos municipios del país, que consiste en medir el rendimiento lumínico del alumbrado público, la distribución de las luminarias, el tipo de lámpara usado, el consumo, el nivel de iluminación en la calzada y en la vereda.

Cuadro de comparación de fuentes lumínicas.

PROTOTIPO 2012 -MATERIALES Y METODOLOGÍA: Con el fin de profundizar los conceptos, a modo de investigación y práctica, se diseñó y fabricó un modelo de luminaria propuesto para el reemplazo del existente en la ciudad de Marcos Paz. Dicho modelo está diseñado sugeridos por especialistas

41

AÑO 1 NÚMERO 1

referentes en el área iluminación consultados en organismos de renombre tales como INTI y CIOP y pretendiendo mejoras tales como: AHORRO ENERGÉTICO MEJORAR LA EFICIENCIA LUMÍNICA DISMINUCIÓN DE LA MASA DEL ARTEFACTO DISMINUCIÓN DEL COSTO DE PRODUCCIÓN. Fuente lumínica Para la fuente lumínica se utilizan 56 LED SMD (Surface Mount Device: Dispositivo de montaje superficial) de alta potencia de 1W, los mismos fueron soldados en serie de a cuatro, para formar catorce filas conectadas entre sí en paralelo, a las que se aplicarán 12 Vcc mediante una fuente switching; con ello se intenta asegurar una circulación de no

más de 350 mA (nominales) por cada LED. Los LEDs soldados se montaron en una placa de aluminio de 2mm de espesor mediante la aplicación de grasa siliconada que favorece la conductividad térmica.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LA LUMINARIA Carcasa: aluminio reciclado Densidad de 2.7 G/cm3 Punto de fusión 660°c Color gris brillante Masa 3,250 kg Volumen 1164,87 cm3 Conductividad eléctrica 38 m/Ω mm2.

CALCULO DE VOLUMEN DE LA CARCASA DE LA LUMINARIA

Continuará…

42

LANZAMIENTOS

SERIEENERGÉTICA

ABB FORTALECE SU PORTFOLIO DE PRODUCTOS DE BAJA TENSIÓN EN ARGENTINA CON EL LANZAMIENTO DE EMAX 2 Y PRO E POWER. LA COMPAÑÍA REALIZÓ EL LANZAMIENTO PARA EL MERCADO LOCAL EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRES Y VISITARÁ 5 CIUDADES MÁS EN TODO EL PAÍS. ABB, la compañía de tecnología de energía eléctrica y automatización industrial, presentó en un evento para más de 170 clientes y socios de negocios en la Ciudad de Buenos Aires, los últimos desarrollos vinculados con su portfolio de baja tensión. Por un lado, la nueva generación de interruptores SACE Emax 2 que introduce el concepto de “Power Management”, y por el otro, el nuevo tablero de distribución System pro E Power. La nueva generación de interruptores abiertos en aire ABB SACE Emax 2, es resultado de más de 70 años a la vanguardia de investigación, desarrollo y experiencia en la industria electromecánica, superando las performances y funciones tradicionales que el mercado demanda de un interruptor de este tipo, convirtiéndose así en un verdadero power manager.

Junto a sus nuevos relés de protección Ekip y accesorios conforman la combinación perfecta entre control, conectividad, performance, seguridad y facilidad de uso, satisfaciendo cada aplicación o necesidad donde se emplee.

System pro E Power, es el nuevo tablero de distribución que nace del compromiso

continuo de ABB en la busqueda de nuevas soluciones enfocadas en generar mas simplicidad, velocidad y flexibilidad al usuario. Desde soluciones estándar a las más avanzadas hasta 6300A, System pro E Powercombina la máxima robustez y una gran velocidad de montaje.

“Estamos orgullosos de poder presentar en el mercado local dos de las soluciones más innovadoras del mundo en baja tensión, hecho que marca una vez más el compromiso de nuestra compañía con el desarrollo del país”, afirmó Adrián Marras, Gerente de la división de productos de baja tensión de ABB en Argentina.

Además de la presentación en Buenos Aires, la compañía planea presentar ambas soluciones a clientes de Rosario, Córdoba, Tucumán, Mendoza y Neuquén.

43

Autor Lic. Edgardo Faletti

AÑO 1 NÚMERO 1

SENSOR UN SENSOR ES UN DISPOSITIVO CAPAZ DE DETECTAR MAGNITUDES FÍSICAS O QUÍMICAS, LLAMADAS VARIABLES DE INSTRUMENTACIÓN, Y TRANSFORMARLAS EN VARIABLES ELÉCTRICAS. ESTAS PUEDEN SER POR EJEMPLO: TEMPERATURA, INTENSIDAD LUMÍNICA, DISTANCIA, ACELERACIÓN, INCLINACIÓN, DESPLAZAMIENTO, PRESIÓN, FUERZA, TORSIÓN, HUMEDAD, MOVIMIENTO, ETC. Una variable del tipo eléctrica puede ser del tipo resistivo como una resistencia eléctrica tal como las RTD (resistance temperature detector) ,una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en una termocupla), una corriente eléctrica

(como en un fototransistor), etc.

Un sensor se encuentra siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. En cambio el transductor

Casi en cualquier tipo de máquina

CARACTERÍSTICAS QUE SE DEBEN CONOCER DE UN SENSOR RANGO DE MEDIDA: DOMINIO EN LA MAGNITUD MEDIDA EN EL QUE PUEDE APLICARSE EL SENSOR. PRECISIÓN: ES EL ERROR DE MEDIDA MÁXIMO ESPERADO. OFFSET O DESVIACIÓN DE CERO: VALOR DE LA VARIABLE DE SALIDA CUANDO LA VARIABLE DE ENTRADA ES NULA. SI EL RANGO DE MEDIDA NO LLEGA A VALORES NULOS DE LA VARIABLE DE ENTRADA, HABITUALMENTE SE ESTABLECE OTRO PUNTO DE REFERENCIA PARA DEFINIR EL OFFSET. LINEALIDAD O CORRELACIÓN LINEAL. SENSIBILIDAD DE UN SENSOR: SUPONIENDO QUE ES DE ENTRADA A SALIDA Y LA VARIACIÓN DE LA MAGNITUD DE ENTRADA. RESOLUCIÓN: MÍNIMA VARIACIÓN DE LA MAGNITUD DE ENTRADA QUE PUEDE DETECTARSE A LA SALIDA. RAPIDEZ DE RESPUESTA: PUEDE SER UN TIEMPO FIJO O DEPENDER DE CUÁNTO VARÍE LA MAGNITUD A MEDIR. DEPENDE DE LA CAPACIDAD DEL SISTEMA PARA SEGUIR LAS VARIACIONES DE LA MAGNITUD DE ENTRADA. DERIVAS: SON OTRAS MAGNITUDES, APARTE DE LA MEDIDA COMO MAGNITUD DE ENTRADA, QUE INFLUYEN EN LA VARIABLE DE SALIDA. POR EJEMPLO, PUEDEN SER CONDICIONES AMBIENTALES, COMO LA HUMEDAD, LA TEMPERATURA U OTRAS COMO EL ENVEJECIMIENTO (OXIDACIÓN, DESGASTE, ETC.) DEL SENSOR. REPETITIVIDAD: ERROR ESPERADO AL REPETIR VARIAS VECES LA MISMA MEDIDA.

44

SERIEENERGÉTICA

encontramos sensores.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para su lectura directa y a veces tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de acondicionamiento, como por ejemplo un puente de Wheatstone, amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a los niveles apropiados para el resto de los circuitos.

RESOLUCIÓN Y PRECISIÓN La resolución de un sensor es el menor cambio en la magnitud de entrada que se aprecia en la magnitud de salida. Sin embargo, la precisión es el máximo error esperado en la medida.

La resolución puede ser de menor valor que la precisión. Por ejemplo, si al medir una distancia la resolución es de 0,01 mm, pero la precisión es de 1 mm, entonces pueden apreciarse variaciones en la distancia medida de 0,01 mm, pero no puede asegurarse que haya un error de medición menor a 1 mm. En la mayoría de los casos este exceso de resolución conlleva a un exceso innecesario en el

coste del sistema. No obstante, en estos sistemas, si el error en la medida sigue una distribución normal o similar, lo cual es frecuente en errores accidentales, es decir, no sistemáticos, la repetitividad podría ser de un valor inferior a la precisión.

Sin embargo, la precisión no puede ser de un valor inferior a la resolución, pues no puede asegurarse que el error en la medida sea menor a la mínima variación en la magnitud de entrada que puede observarse en la magnitud de salida.

TIPOS DE SENSORES Existen una gran variedad de sensores que se ajustan a distintas realidades de medición.

Las magnitudes que se pueden medir son:

• POSICIÓN LINEAL O ANGULAR. • DEFORMACIÓN. • VELOCIDAD LINEAL Y ANGULAR. • ACELERACIÓN. • FUERZA Y PAR (DEFORMACIÓN) • CAUDAL. • TEMPERATURA. • PRESENCIA. • TÁCTILES. • VISIÓN ARTIFICIAL. • PROXIMIDAD. • ACÚSTICO (PRESIÓN SONORA) • ACIDEZ. • LUZ. •CAPTURA DE MOVIMIENTO.

45

AÑO 1 NÚMERO 1

En este documento se detallan algunos de ellos.

POSICIÓN LINEAL O ANGULAR POTENCIÓMETRO La magnitud afecta al valor resistivo del sensor, el ejemplo siguiente (Figura 1) lo demuestra.

Para el caso de la figura 1, al variar el nivel de combustible modifica el valor del potenciómetro. Esto trae como consecuencia una variación proporcional de la corriente que es medida por el instrumento. El instrumento corresponde a un miliamperímetro cuya escala refleja los distintos niveles del tanque. La variable medida es analógica.

Cuando se diferencia de la posición lineal o angular hago referencia al tipo de sensor. Esto último está en función de su desplazamiento que tiene el cursor que modifica de manera directa al valor de su resistencia.

Figura 1.

Sensor potenciómetro aplicado a un tanque de combustible.

Figura 2.

Sensor potenciómetro de posicionamiento angular.

Figura 3.

Sensor potenciómetro de posición lineal.

46

SERIEENERGÉTICA

ENCODER (CODIFICADOR) Este tipo de sensor entrega señal del tipo digital, un ejemplo sencillo que la variación del valor medido se traduzca en un conjunto de números binarios. Éstos corresponden al valor de la misma variable. El funcionamiento corresponde a un conversor del tipo analógico a digital (CAD).

Hay una gran variedad de encoders, una aplicación típica se encuentran para los motores de continua (DC). Como ejemplos más cercanos para motores de trenes o en los generadores de las turbinas eólicas. Su función es la de convertir el movimiento mecánico (giros del eje) en pulsos digitales o hay también análogos que pueden ser interpretados por un controlador de movimiento.

Figura 3.

Encoder óptico-Disco codificado.

El disco codificado está construido de vidrio o plástico. La codificación está desarrollada entre las partes transparentes y opacas que dejan o no pasar la luz emitida por la fuente.

La luz utilizada es normalmente infrarroja (IR). A medida que el eje rota, el emisor infrarrojo emite luz que es recibida por el sensor óptico (o foto-transistor) generando los pulsos digitales a medida que la luz cruza a través del disco o es bloqueada en diferentes secciones de este. Esto produce una secuencia que puede ser usada para controlar el radio de giro, la dirección del movimiento e incluso la velocidad.

Existen básicamente cinco tipos de encoders, según sus diseños básicos y funcionalidad:

1.

2.

3.

4.

5.

INCREMENTAL. ABSOLUTO. ÓPTICO LINEAL. CUADRATURA.

El encoder incremental, como su nombre lo indica, determina el ángulo de posición por medio de realizar cuentas incrementales.Esto quiere decir que el encoder incremental provee una posición estratégica desde donde siempre comenzará la cuenta(Marca de cero).

47

AÑO 1 NÚMERO 1

La posición actual del sensor es incremental cuando es comparada con la última posición registrada por el mismo. Éstos son un tipo de encoder óptico y en este tipo de dispositivo, cada posición es completamente única. Básica mente cuenta pulsos.

Figura 4.

Encoder Incremental.

Figura 5.

Encoder Absoluto

El sensor encoder absoluto se basa en la información provista para determinar la posición absoluta en secuencia. En este tipo se ofrece un código único para cada posición.

Como observamos en la figura 5, el disco contiene varias bandas dispuestas en

48

forma de coronas circulares concéntricas, dispuestas de tal forma que en sentido radial el rotor queda dividido en sectores, con marcas opacas y transparentes codificadas en código Gray. Un código Gray de cuatro bits lo vemos en la siguiente tabla.

D C B A UBICACIÓN -ÁNGULO 0 0 0 0 0°-Inicio 0 0 0 1 22,5° 0 0 1 1 45,0° 0 0 1 0 67,5° 0 1 1 0 90,0° 0 1 1 1 112,5° 0 1 0 1 135,0° 0 1 0 0 157,5° 1 1 0 0 180,0° 1 1 0 1 202,5° 1 1 1 1 225,0° 1 1 1 0 247,5° 1 0 1 0 270,0° 1 0 1 1 292,5° 1 0 0 1 315,0° 1 0 0 0 337,5° TABLA 1. Código Gray indica la zona en dónde se encuentra el rotor, específicamente su ángulo.

Los encoders absolutos se dividen en dos grupos: 1. UN SOLO GIRO. 2. GIRO MÚLTIPLE O MULTIVUELTAS: PUEDE DETECTAR Y ALMACENAR MÁS DE UNA REVOLUCIÓN. Los encoders absolutos son más

SERIEENERGÉTICA

comúnmente usados en motores eléctricos de corriente directa sin escobillas (Brushless).

El encoder óptico (figura 1) es el tipo más comúnmente usado y consta básicamente de tres partes:

Se utiliza en aplicaciones de metrología, sistemas de movimiento y para controlar instrumentos de alta precisión en la fabricación de herramientas.

A) FUENTE EMISORA DE LUZ. B) DISCO GIRATORIO. C) DETECTOR DE LUZ CONOCIDO COMO “FOTO DETECTOR”.

Figura 7.

Encoder del tipo lineal.

Figura 6.

Partes de un Encoder óptico

El encoder del tipo lineal es un dispositivo o sensor que cuenta con una escala graduada para determinar su posición.

Los sensores leen la escala para después convertir su posición codificada en una señal digital que puede ser interpretada por un controlador de movimiento electrónico. Estos modelos pueden ser del tipo absolutos o incrementales. Varían en la tecnología utilizada como por ejemplo óptica, magnética inductiva o capacitiva.

El tipo de encoder de cuadratura es del tipo rotativo incremental,el cual tiene la capacidad de indicar tanto la posición como la dirección y la velocidad del movimiento. Se encuentran con mucha más frecuencia en muchos productos eléctricos de consumo y en una infinidad de aplicaciones comerciales.

La flexibilidad estos es su principal ventaja, ya que ofrecen una alta resolución, medición con precisión quirúrgica y pueden trabajar en un gran espectro de velocidades que van desde unas cuantas revoluciones por minuto

49

AÑO 1 NÚMERO 1

hasta velocidades que van más allá de las 5.000 rpm.

A B I

Usualmente, si la señal A adelanta a la señal B (la señal A toma valor lógico “1” antes que la señal B, por ejemplo), se establece el convenio de que el eje está rotando en sentido horario, mientras que si B adelanta a A, el sentido será antihorario. (ver Figura 7).

SENSOR DE EFECTO HALL

Figura 8.

Estructura básica de un encoder en cuadratura.

La figura 7 corresponde a un tipo de encoder incremental que utiliza dos sensores ópticos posicionados con un desplazamiento de ¼ de ranura el uno del otro, generando dos señales de pulsos digitales desfasada en 90º o en cuadratura. A estas señales de salida, se les llama comúnmente A y B. Mediante ellas es posible suministrar los datos de posición, velocidad y dirección de rotación del eje. Si se incluye la señal de referencia, se le denomina I (índice).

La secuencia con el rotor en sentido horario es: I (ÍNDICE) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0

A B GIRO 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 UNA ROTACIÓN 0 1 0 0

TABLA 2.

Secuencia de un encoder absoluto en cuadratura.

50

La señal que obtenemos es digital, se lo utiliza normalmente de la forma on/off.

Se puede aplicar para la medición de campos magnéticos, corrientes o para la determinación de la posición de un objeto.

Como sensor de posición o detector para componentes magnéticos, los sensores Hall son especialmente ventajosos si la variación del campo magnético es comparativamente lenta o nula. En estos casos el inductor usado como sensor no provee un voltaje de inducción relevante.

Cuando un objeto ferromagnético se aproxima al sensor hall, el campo que provoca el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que sea ferromagnético. Son mejores que los sensores del tipo inductivo (basado en un imán permanente y una bobina).

Dado que en este caso el sensor, por estar implementado por un semiconductor, tiene la capacidad de poseer electrónica integrada, la señal que sale de los

SERIEENERGÉTICA

sensores por efecto Hall para uso como detectores de proximidad por lo general ya está amplificada y condicionada, de modo que su utilización es mucho más directa, fácil y económica.

Se utilizan también chips por efecto Hall como interruptores accionados por el campo magnético de un imán.

Un caso concreto es en los sensores de los sistemas de alarma (aquellos que se colocan en puertas y ventanas, para detectar su apertura).

Estos interruptores tienen la ventaja de no sufrir fricción al ser accionados, ya que el único elemento que toma contacto es el campo magnético, comparativamente con los “reed switch”. Son utilizados en teclados de alta eficiencia, y estos mismos interruptores se pueden usar como sensores de choque (contacto físico), posición de un mecanismo, cuentavueltas, final de de carrera y otras detecciones mecánicas dentro y en el exterior de una automatización.

Figura 9.

Conexionado de un sensor de efecto Hall.

DEFORMACIÓN Y DESPLAZAMIENTO En el caso por deformación, el sensor cambia su estado cuando existe variaciones en su superficie y en consecuencia un cambio de su resistencia eléctrica, tal como en un hilo conductor calibrado, o en resistencias construidas a base de pistas de un semiconductor. Si el dispositivo es por desplazamiento esto se hace mediante la variación del recorrido de un eje que afecta a los valores inductivos de un conjunto de bobinas.

TRANSFORMADOR DIFERENCIAL DE VARIACIÓN LINEAL El tipo de señal que se obtiene en su salida es analógica.

Figura 10.

Corte de un sensor del tipo de transformador diferencial de variación lineal.

51

AÑO 1 NÚMERO 1

También conocido como LVDT según sus siglas en inglés es un tipo de transformador eléctrico utilizado para medir desplazamientos lineales.

El transformador posee tres bobinas dispuestas extremo con extremo alrededor de un tubo. La bobina central es el devanado primario y las externas son los secundarios. Un centro ferromagnético de forma cilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser medida, se desliza con respecto al eje del tubo.

Cuando una corriente alterna circula a través del primario, causa una tensión que es inducida a cada secundario proporcionalmente a lainductancia mutua con el primario. La frecuencia del oscilador que causa la corriente alterna está en el rango de 1 a 10 kHz. A medida que el núcleo se mueve, la inductancia mutua cambia, causando que la tensión inducida en el secundario se modifique. Las bobinas están conectadas en serie pero invertidas, así que el voltaje de salida es la diferencia (por eso es “diferencial”) entre los dos voltajes secundarios.

Cuando el núcleo está en su posición central, se encuentra equidistante a los dos secundarios, las tensiones inducidas son iguales pero de signo opuesto, así que el valor de la VOUT es cero.

Cuando el núcleo es desplazado en una dirección, la tensión en una bobina

aumenta mientras que en la otra disminuye, causando que la VOUT también aumente desde cero hasta su máximo.

Este VOUT tiene la misma fase quela tensión del primario. La magnitud de la tensión de salida es proporcional a la distancia en que fue desplazado el núcleo (hasta cierto límite), por eso el dispositivo es descrito como “lineal”.

La fase de la tensión indica la dirección del desplazamiento.

Debido a que el núcleo deslizante no toca el interior del tubo, puede moverse prácticamente sin fricción, haciendo del LVDT un dispositivo muy fiable. Los LVDT son usados para la realimentación de posición en servomecanismos y para la medición automática en herramientas y muchos otros usos industriales y científicos Los LVDT proveen una salida de 0-10 V y corrientes que oscilan entre los 4-20 mA.

Figura 11.

Secuencia del núcleo desplazándose y el efecto que esto produce.

52

SERIEENERGÉTICA

GALGA EXTENSIOMÉTRICA

Figura 12.

Placa de una galga extensiométrica

La galga extensiométrica es un sensor, para medir la deformación, presión, carga, torque, posición, entre otras cosas, que está basado en el efecto piezorresistivo, el cual es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se le someten a ciertos esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos.

Un esfuerzo que deforma a la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica, esta variación puede ser por el cambio de longitud, el cambio originado en la sección o el cambio generado en la resistividad.

La galga extensiométrica hace una lectura directa de deformaciones longitudinales en cierto punto del material que se está analizando.

En su forma más común, consiste en un estampado de una lámina metálica fijada a una base flexible y aislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo, como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una variación en su resistencia eléctrica. Habitualmente una galga extensiométrica consiste de un alambre muy fino, o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma de rejilla, que se puede unir por medio de soldadura a un dispositivo que pueda leer la resistencia generada por la galga. Esta forma de rejilla permite aprovechar la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje principal. Las galgas extensiométricas también pueden combinarse con muelles o piezas deformables para detectar de forma indirecta los esfuerzos.

Estos tipos de sensores deben ser puntuales para así poder medir esfuerzos en puntos concretos. En la práctica las dimensiones de la galga son apreciables por lo tanto se supone que el punto de medida es el centro geométrico de la galga. Si se pretenden medir vibraciones, es necesario que la longitud de las ondas de esas vibraciones sea mayor que la longitud de la galga. Las galgas pueden estar cementadas en una placa pequeña o dos elementos presionan el alambre que

53

AÑO 1 NÚMERO 1

transporta la electricidad.

Las galgas tienen ciertas características físicas, que se encuentranen su tamaño, peso y materiales con los que fueron hecha, es pequeña y dura lo que facilita la velocidad en que genera las respuestas,; estas son muy importantes puesto que el resultado correcto depende de estos aspectos.

Existen también características que dependen de la fabricación de la galga, por ejemplo, la temperatura del funcionamiento y el factor de la galga, este indica la sensibilidad que tiene el sensor. También la resistencia de la galga, el coeficiente de temperatura, la prueba de fatiga y el coeficiente de expansión lineal; son características necesarias para conocer bajo qué circunstancias la galga arroja los resultados adecuados.

La galga extensiométrica hace una lectura directa de deformaciones longitudinales en cierto punto del material que se está analizando. La unidad que lo representa es épsilon, esta unidad es adimensional y expresa el cambio de la longitud sobre la longitud inicial.

En su forma más común, consiste en un estampado de una lámina metálica fijada a una base flexible y aislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo,

54

como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una variación en su resistencia eléctrica. Habitualmente una galga extensiométrica consiste de un alambre muy fino, o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma de rejilla, que se puede unir por medio de soldadura a un dispositivo que pueda leer la resistencia generada por la galga.

Esta forma de rejilla permite aprovechar la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje principal. Las galgas extensiométricas también pueden combinarse con muelles o piezas deformables para detectar de forma indirecta los esfuerzos.

Idealmente, las galgas deberían ser puntuales para así poder medir esfuerzos en puntos concretos. En la práctica las dimensiones de la galga son apreciables por lo tanto se supone que el punto de medida es el centro geométrico de la galga. Si se pretenden medir vibraciones, es necesario que la longitud de las ondas de esas vibraciones sean mayores que la longitud de la galga. Las galgas pueden estar cementadas en un placa pequeña o dos elementos presionan el alambre que transporta la electricidad.

Los materiales que suelen utilizarse para fabricar galgas son alambres muy pequeños de aleaciones metálicas, como

SERIEENERGÉTICA

por ejemploconstantán (Níquel 60%-Cobre 40%), nicrom, Chromel (Níquel-Cromo), aleaciones (Hierro-Cromo-Aluminio), y los elementos como los semiconductores tenemos como el silicio y el germanio o gravado en laminillas metálicas delgadas. Es por ello que las galgas se clasifican en dos tipos: las metálicas y las semiconductoras.

MAGNETOESTRICTIVO

La señal de salida del sensor es del tipo digital y la entrada en analógica poseer los elementos necesarios.

Figura 13.

Sensor magnetoestrictivode posición lineal absoluto para la hidráulica móvil

La magnetostricción es la propiedad de los materiales magnéticos que hace que estos cambien de forma al encontrarse en presencia de un campo magnético.

Las vibraciones en forma de sonido son causadas por la frecuencia de las fluctuaciones del campo magnético. Éste fenómeno es parte de la causa de que se

encuentren vibraciones de 100 Hz ó 120 Hz en máquinas eléctricas como motores y transformadores.

Los materiales ferromagnéticos tienen la propiedad de cambiar de forma en presencia de los campos magnéticos.

Para generar electricidad se utiliza la magnetrostricción inversa, la aplicación de compresión cambia el flujo magnético lo que según la ley de Faraday induce un campo eléctrico.

Los sensores magnetoestrictivos están basados en la detección de eco de un impulso ultrasónico generado por la deformación elástica que se produce en algunos materiales bajo el efecto de un campo magnético. Consisten básicamente en una varilla de material magnético en la que se genera una perturbación ultrasónica mediante una bobina inductora. Sobre la varilla se coloca un imán móvil que puede deslizarse.

El imán provoca un cambio de permeabilidad del medio y esto provoca una reflexión de la onda ultrasónica, pudiéndose detectar la distancia del imán por el tiempo en recibir el eco.

En general, se excita con una señal cuadrada y se mide el desfase entre ésta y el eco, tal como se muestra en la figura 13. Este tipo de transductores suelen ser muy robustos y muy aptos para ambientes

55

AÑO 1 NÚMERO 1

agresivos, con distancias de detección de hasta 10 metros.

Figura 14.

Principio de un sensor magnetoestrictivo

Figura 15.

Sensor con su anillo magnético

MAGNETORRESISTIVOS (MR) La señal que se opera es del tipo de analógica. los sensores magnetorresistivos (MR) utilizan el efecto magneto-resistivo, que se basa en la propiedad de un material que cambia su resistividad por la presencia de un campo magnético externo. Este efecto se usa principalmente para la medición angular y la velocidad rotacional, donde no se requiera la linealización de la característica del sensor. Por lo tanto, son un excelente

56

medio de medida tanto en desplazamiento lineal como en angular, bajo condiciones ambientales extremas en aplicaciones en automoción o maquinaria (ruedas dentadas, varillas de metal, levas, etc.). Otra aplicación de los sensores magnetorresistivos es la medición de velocidad rotacional. Un ejemplo donde las propiedades de estos sensores puedan ser útiles es en las aplicaciones de automoción, tal como detección de velocidad de una rueda para el ABS, en sistemas de control de motores y en detectores de posición para la medición de la posición de un chasis, en la medición de posición de válvulas o de los pedales.

En la figura 16 se muestra el principio de trabajo básico de un sensor MR, con una tira de material ferromagnético llamado permalloy (20% de Fe, 80% de Ni).

Suponiendo que, cuando no está presente un campo magnético externo, el permalloy tiene un vector de magnetización interno paralelo al flujo de la corriente ‘I’ de izquierda a derecha. Si se aplica un campo magnético externo ‘H’ paralelo al plano del permalloy, pero perpendicular al flujo de la corriente ‘I’, el vector de magnetizacióninterno del permalloy rotará alrededor de un ángulo α. Como resultado, la resistencia ‘R’ del ‘permalloy’ cambiará en función del ángulo de rotación α, dado por:

SERIEENERGÉTICA

Básicamente, el efecto MR se puede utilizar para la medición angular y la velocidad rotacional, donde no se requiera la linealización de la característica del sensor.

POLADRIDAD DE LA BARRA

NEGATIVO

POSITIVO

MAGNETIZACIÓN

PERMALLOY

Figura 16.

Principio de funcionamiento de un sensor MT. PERMALLOY VECTOR DE MAGNETIZACIÓN

CAMPO MAGNÉTICO

CORRIENTE

Figura 17.

Efecto del permaloy frente al campo magnético.

Figura 18.

Aspecto genérico de un sensor magnetorresistivo

R0 y ∆R0 son parámetros del material y para lograr las características óptimas del sensor, se busca un valor alto de R0 y una baja magneto-restricción.

Con este material, ∆R0 es del orden del 3%. Es obvio que es una ecuación cuadrática, es decir, que la característica de la resistencia/campo magnético no es lineal, entonces, cada valor de R no está asociado necesariamente con un único valor de H.

Continuará…

57

Ing. Horacio Eduardo Podestá - Ing. Gabriel Nóbile.

PROYECTO DE INSTALACIÓN DE UNA CENTRAL PARA EL APROVECHAMIENTO DE ENERGÍAS RENOVABLES Y EL ESTUDIO DE SU INSERCIÓN EN LA RED COMO GENERACIÓN DISTRIBUIDA, EN EL ÁMBITO DE UNA ESCUELA DE ENSEÑANZA TÉCNICA

SERIEENERGÉTICA

En la Escuela Técnica No 1 “OTTO KRAUSE” desde hace muchos años se ha tomado el tema Salud, Educación Ambiental y Ahorro de Energía como un eje principal en el cuidado del medio ambiente, desarrollándose diversos trabajos en los que participan activamente los alumnos del Ciclo Superior de las todas las Especialidades de la Escuela que integran la comunidad educativa.

Entendiendo que la salud ambiental es un derecho esencial para el desarrollo humano que permite alcanzar a los sujetos y a las comunidades una mejor calidad de vida, en nuestra Escuela - que es institucionalmente social - se han venido desarrollando Proyectos de estudio y aprovechamiento de nuevas formas de energía no convencionales, como la eólica y la solar y el empleo de otras fuentes sustitutivas de los combustibles fósiles, con la posibilidad de inyectar o devolver la energía producida a la red eléctrica de la Escuela, a los efectos de poder mostrarle a nuestros futuros técnicos las diversas ventajas de la generación distribuida, y diferentes métodos modernos de ahorro de energía, ya que es de vital importancia para su vida profesional que tomen consciencia y se eduquen en el cuidado del medio ambiente.

El proyecto consiste en la instalación de varios aerogeneradores tanto de

eje horizontal como vertical, paneles fotovoltaicos con seguidores solares, sistemas de carga y descarga de baterías, equipos de transferencia y devolución de energía a la red, alimentación de energía segura a aulas y ascensor, sistema de iluminación de emergencia, equipos de generación mediante el empleo de Biodiesel, estudio de la conversión de Hidrógeno y su aprovechamiento en celdas de combustible, procesamiento de pilas y baterías usadas, aprovechamiento de los desechos urbanos, producción de calor mediante recolección solar para calefacción y agua sanitaria, etc.

Se desarrollará en diversas etapas, de las cuales la primera ya está cumplida con la puesta en marcha del primer Generador Eólico de 2000 W, montado en Noviembre de 2010 y sus equipos auxiliares, junto con la instalación de las cañerías para el cableado eléctrico y el armado de tableros y el montaje de los equipos.

Se ha concluido con la instalación de una estación meteorológica y actualmente se dará paso a la colocación del primer Panel Solar Fotovoltaico de 500 W con seguidor de 1 eje.

La experiencia alcanzada en este ciclo lectivo 2011 ha resultado interesantísima, en donde se han tomado registro de las distintas variables - climáticas, eléctricas, mecánicas, etc. - con el

59

AÑO 1 NÚMERO 1

único aerogenerador instalado hasta la fecha, cuya producción energética ha servido para cargar baterías en principio y, mediante adecuados convertidores electrónicos trifásicos, devolver la energía producida a la red, lo que permitió modestamente - cubrir el consumo de la iluminación de 2 aulas de la Escuela durante todo el día.

Este proyecto fue declarado de Interés Educativo y Científico por la Legislatura de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, según la resolución 5/2011.

Cabe destacar la interrelación entre los diferentes Departamentos y Áreas de la Escuela, comprometidas en estas realidades del mundo que nos rodea.

OBJETIVO DEL PROYECTO: Desde hace muchos años en la Escuela Técnica No 1 “OTTO KRAUSE” se han tomado a los temas de la salud, la educación ambiental, la utilización sustentable de la energía y el uso eficiente de los recursos como ejes principales en el cuidado del medio ambiente, en el estudio de las formas de aprovechamiento y conversión de la energía, en el diseño racional de las instalaciones eléctricas y en el empleo de aparatos de la mayor clasificación de eficiencia energética, desarrollándose diversos trabajos en los

60

que participan activamente los alumnos del ciclo superior de las todas las especialidades que integran la comunidad educativa.

Sin embargo, y como la propuesta educativa de la Escuela se limitaba al aspecto puramente racional y teórico de estos temas, se ha pensado que mediante el estudio práctico de la problemática se daría la posibilidad a los alumnos de “experimentar” con estos conceptos y con ello conseguir su verdadera internalización para que luego ellos, en sus prácticas profesionales futuras, no dejen de incluirlos en sus asesoramientos y diseños como requisitos esenciales.

Por lo tanto y a imitación de nuestro guía y fundador en el desarrollo de la enseñanza técnica, el Ingeniero Otto Krause, se ha planteado que así como él dotó a la primera escuela técnica argentina de los equipos de generación eléctrica más modernos de su época – ya hace más de 100 años - estábamos obligados a pensar en un proyecto que debía basarse en el estudio y aprovechamiento de nuevas formas de energía no convencionales, como la eólica y la solar y el empleo de otras fuentes sustitutivas de los combustibles fósiles, con la posibilidad de inyectar o devolver la energía producida a la red eléctrica de la Escuela, a los efectos de poder mostrarle a nuestros

SERIEENERGÉTICA

futuros técnicos las diversas ventajas de la generación distribuida, y diferentes métodos modernos de ahorro de energía.

Si bien la idea de la generación distribuida con inyección de energía a la red por parte de pequeños usuarios aún no se encuentra legalizada en nuestro país, pensamos que ya es hora de ser mucho más cuidadosos con el medio ambiente, y en ese sentido la generación de energía eléctrica a partir de energías renovables y el aprovechamiento de recursos que causen la menor contaminación son premisas para el hoy.

Así se desarrolló la idea de crear una central generadora de energía eléctrica mixta a partir de la conversión de la energía del viento y de la energía radiante del sol. El proyecto consiste en la instalación de varios aerogeneradores tanto de eje horizontal como vertical, paneles fotovoltaicos con seguidores solares, sistemas de carga y descarga de baterías, equipos de transferencia y devolución de energía a la red, alimentación de energía segura a aulas y ascensor, sistema de iluminación de emergencia, equipos de generación mediante el empleo de Biodiesel, estudio de la conversión de Hidrógeno y su aprovechamiento en celdas de combustible, recuperación de los metales componentes de pilas y baterías usadas,

aprovechamiento de los desechos urbanos, producción de calor mediante recolección solar para calefacción y agua sanitaria, y toda otra técnica que pueda ser mostrada y experimentada a nivel de los alumnos de escuela secundarias técnicas.

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO: El problema de la satisfacción energética ante una demanda creciente, el daño que produce al ambiente la quema de combustibles fósiles y la inminente escasez de hidrocarburos fruto de diversas razones, hacen pensar que se debe enfocar el problema incluyendo definitivamente a las “energías renovables” no solo en la generación de energía eléctrica sino también en su conversión directa a energías utilizables.

Para iniciar la instalación de equipos en este proyecto se han elegido las formas eólica y solar fotovoltaica: ¿POR QUÉ ENERGÍA EÓLICA? Es una tecnología ampliamente probada internacionalmente, pero aún desarrollándose en nuestro país.

Argentina es un país que por su geografía resulta totalmente apta para la aplicación de dicha tecnología por ende una reconversión e incorporación a esta opción en la matriz energética, sería

61

AÑO 1 NÚMERO 1

notablemente viable, al menos como transición a otras fuentes mejores.

Es una tecnología multipropósito, y limpia pues puede aplicarse para grandes consumos y de modo individual, a su vez como complemento de otros sistemas limpios como ser energía solar, geotérmica por ejemplo.

Es una tecnología simple y económica pero que requiere perfeccionamiento y optimización en su diseño en especial en zonas de vientos de baja velocidad (zonas urbanas). A este respecto, aún si las experiencias demostrasen que con los diseños actuales no resultara lucrativa la inversión, la finalidad didáctica y de investigación que el proyecta encierra justifica plenamente su inclusión. ¿Por qué energía fotovoltaica?

Proviene de una fuente de energía inagotable, al igual que la anterior.

Es un sistema de aprovechamiento de energía idóneo para zonas donde el tendido eléctrico no llega, ya como el campo o las islas, o bien es dificultoso y costoso su traslado conveniente a más de 5 Km y en potencias bajas.

Los sistemas de captación solar son de fácil mantenimiento.

El costo disminuye a medida que la

62

tecnología va avanzando, mientras el costo de los combustibles aumenta con el paso del tiempo, entre otros motivos porque cada vez los hay en menor cantidad.

El nivel de radiación fluctúa de una zona a otra y de una estación del año a otra, y se efectuarán investigaciones para ver cuál es su variación entre verano e invierno en nuestra zona de influencia.

Para recolectar energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno y se requiere gran inversión inicial, pero nuevamente la finalidad didáctica justifica su inclusión y estudio.

Es necesario complementar este método de convertir energía con otros. Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y alejados (energía que no se aprovecha para desarrollar actividad agrícola o industrial, etc.).

Ambas resultan de interés nacional e institucional.

DESARROLLO DEL PROYECTO: Con la idea base consolidada, comenzó el trabajo de materialización con la adquisición1 de un primer generador eólico de eje horizontal y de un primer panel fotovoltaico. Llegado este punto el proyecto debía empezar a adquirir

SERIEENERGÉTICA

forma concreta y al plantear los primeros esquemas de la central, se estableció que sería una condición de diseño dejar campos en reserva en cantida suficiente para que puedan ir incorporándose al proyecto nuevos equipos, de diferente tecnología de conversión e incluso de diferentes fuentes de energías.

Además notamos que, para simular las operaciones tal como se procede en una central verdadera, se debía poder maniobrar muy flexiblemente desde varios puntos de las instalaciones: al pie de máquina, desde un puesto de operador y desde un puesto de más alto nivel.

También se entendió que el proyecto debía funcionar siempre, haya o no haya viento, haya o no haya radiación solar convertible y - lo que es más complejo aún - haya o no haya “operarios”.

De allí se planteó la necesidad de que todas las maniobras y todas las mediciones se hicieran en forma manual y automática, y con la posibilidad de dejar registros de los estados a fin de cuando se trabaje con los alumnos.

Razonando de este modo, se plantean varios esquemas hasta que finalmente adoptamos uno de cuádruple barra en 48 V CC y triple barra en 380 V CA como el siguiente:

Esquema Unifilar de la Central de Generación de Energías Renovables

Del lado de CC: En cada acometida de un generador se estudió disponer de la posibilidad de seleccionar la barra donde entrega su energía en CC. Así se diseñó al sistema para poder generar desde 8 diferentes fuentes de conversión de energías alternativas2, incluyendo además la conexión directamente en barras de CA de un grupo electrógeno convencional que podría ser alimentado con combustibles

63

AÑO 1 NÚMERO 1

obtenidos de biomasa.

En cuanto a las barras de CC, se observan varias tecnologías de selección de las barras, mediante interruptor simple y seccionadores selectores, interruptores dobles y de interruptor y medio, seccionadas longitudinalmente y acopladas transversalmente mediante interruptores adecuados a tales fines, que permitirán a los alumnos comprender las secuencias de operaciones correctas según los casos de maniobras que se les presenten.

A ellas se conectarán diversos bancos de baterías, dos por cada par de barras, permitiendo la posibilidad de ampliar esta cantidad. Si bien somos conscientes que debemos buscar formas de acumulación de energía que resulten más amigables para el medio ambiente que el uso de acumuladores de plomo ácido, la posibilidad de comenzar a utilizar la energía generada por los equipos que se tienen ya montados fue sólo posible por este medio, a pesar que de entrada se observó una oportunidad de desarrollo y experimentación con tres nuevos procesos, que quedarán para etapas posteriores: 1.Acumular energía elevando agua (c entral de bombeo) 2.Acumular energía en aire comprimido

64

3. acumular energía generando disociando hidrógeno y oxígeno, en una reacción electrolítica.

Además surgió la posibilidad de llevar adelante un proyecto de construcción de un “digestor orgánico de baterías” que permita mostrar a los alumnos uno de los procesos de reciclado y tratamiento de estos peligrosos residuos más trascendentes observando la gravedad del problema de su actual gestión final y acumulación de los desechos.

Con la aparición de estos nuevos campos se incorporaron al proyecto a los docentes de las áreas de Mecánica, de Construcciones y de Química, especialidades técnicas con que cuenta nuestra escuela y el proyecto comenzó a tomar carácter verdaderamente interdisciplinario, convirtiéndose en un tema de interés científico y educativo para el Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires según la resolución 5/2011.

Se proyectó además instalar resistencias para que, ante la imposibilidad de generar energía en barras de CA y excedida la máxima capacidad de acumulación en las baterías, se pueda descargar las mismas sobre cargas seguras.

Para el enlace entre barras de CC y barras de CA se seleccionaron equipos

SERIEENERGÉTICA

conversores de tecnología GTPI3 es decir generadores de CA que sincronizan solo en presencia de la red de potencias entre 300 y 600 W. El esquema debe permitir la posibilidad de desconexión de los respectivos reguladores de carga de los generadores eólicos y solares para que, aplicados directamente sobre una barra sin conexión de los bancos de baterías sobre la misma - que quedará así a “tensión variable” - y conectados los convertidores, éstos procedan a trabajar sobre los respectivos puntos MPPT4 de las fuentes involucradas, para que instante a instante se pueda obtener la máxima energía de la misma, según las condiciones ambientales del momento.

Estos convertidores pueden considerarse, por la forma en que entregan energía en CA sin importar variaciones de tensión ni de frecuencia de la red, como generadores de potencia constante.

Para la regulación del nivel de tensión de salida, a los conversores se los conectará a las barras de CA a través de transformadores con diferentes salidas TAPS5 ajustables que, en forma didáctica introducirán a los alumnos sobre esta tecnología de regulación.

Estos transformadores fueron diseñados en nuestras oficinas técnicas y bobinados por alumnos y maestros en nuestros talleres.

También se instalarán conversores unilaterales tanto para la carga de las baterías, mediante equipos de regulación automática de las diversas curvas de carga para poder manejar amplios márgenes de capacidades en Ah de los bancos de baterías; como inversores autónomos trifásicos UPS6 de unos 3000 W para convertir la energía disponible en las barras de CC a las barras seguras de CA en un sistema trifásico, y así poder alimentar algunos servicios esenciales de la Escuela, como ser los servidores de la red de computación y almacenamiento de datos, cuya interrupción provocaría serios inconvenientes.

Del lado de CA: Una vez convertida la energía en CC almacenada por los bancos de baterías, en energía de CA mediante los diferentes bancos de inversores GTPI, se la entrega a un triple juego de barras dispuesto de forma de una barra acoplada a la red de la Escuela mediante dos alimentadores y seccionada longitudinalmente – sobre las que se hace la devolución de energía a la red – y a otra segura alimentada por los inversores autónomos UPS y las cargas esenciales a que se hacía mención en el párrafo anterior.

Continuará...

65

AÑO 1 NÚMERO 1

Se destaca la técnica de doble interruptor y de interruptor simple con seccionadores selectores, con seccionamiento longitudinal entre las barras de interconexión con la Escuela, pero no con los respectivos acopladores de barras entre éstas y la barra segura.

Sobre una de las barras se recibe la energía entregada por el grupo electrógeno convencional, que se podrá alimentar mediante BIODIESEL fabricado por los alumnos de la especialidad Química.

Para vincular las barras de red con la barra segura se ha pensado en dos métodos: 1. Mediante la conversión bilateral – con paso por CC – con el uso de un convertidor electrónico de frecuencia (simulando la interconexión entre Argentina y Brasil en Garabí). Este método es tradicional y ampliamente difundido en las redes eléctricas del mundo.

2. Mediante la conversión electromecánica de frecuencia con el empleo de una máquina asincrónica trifásica de rotor bobinado, acoplada a otra de corriente continua que entregará la cupla necesaria para la transferencia de potencia entre las redes, actuando el conjunto como un VFT7, tecnología de última generación y

66

aplicación en algunas redes de transmisión de energía en el mundo.

Ambas interconexiones con la red de la Escuela dispondrá de compensación automática del factor de potencia, mediante sendos bancos de capacitores y los dispositivos automáticos de conexión.

Al igual que en el sector de CC, se han dejado campos libres para futuras ampliaciones en la instalación.

Todos los órganos de mando y control y todo el instrumental de medición se decidió que debía tener una conectividad coherente y se prefirió la adquisición de equipos e instrumentos con salidas RS 485 a fin de poder ser conectados en red y poder ser manejados a distancia.

La instalación se completará con la instalación de un importante controlador por PLC, con posibilidad de manejar SCADA8 y HMI9 con unidades remotas y conexión por Internet para: medir, controlar, registrar, indicar alarmas, almacenar los datos de todas las variables de la planta y de las futuras ampliaciones, con los siguientes puestos jerárquicos de mando: Sobre el tablero general de barras, tal como en una playa de maniobras con mando local en campo

SERIEENERGÉTICA

Sobre un tablero intermedio, tal como en la sala de control local de una subestación Sobre un sistema de computación a distancia, tal como en SACME o CAMMESA Inmediatamente el proyecto debió incorporar a docentes del área de electrónica sumando así el aporte de una nueva especialidad de nuestra escuela.

Continurá...

5 TAP en un transformador es una disposición de los bobinados que permite cambiar mediante selectores – en pequeña proporción – la relación de transformación a efectos de modificar la tensión nominal del bobinado.

6 Siglas en inglés de Uninterruptible Power Supply o también Uninterruptible Power Source = Fuente de Energía Ininterrumpible 7 Siglas en inglés de Variable Frecuency Transformer = Transformador de Frecuencia Variable 8 Siglas en ingles para Supervisory Control and Data Acquisition = Sistema de Control Supervisor y de Adquisición de Datos. Sistema computarizado de control de procesos industriales y de infraestructuras públicas o privadas.

9 Siglas en inglés para Human Machine Interface or Interaction = Interface Hombre-Máquina o Interacción Hombre-Máquina, mediante sistemas operativos amigables poder efectuar operaciones de mando y control de los procesos.

67

Lic. Edgardo Faletti

CIRCUITOS PARA LA TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

EL PROBLEMA GENERAL. Procuraremos en este primer párrafo, proporcionar una información general que permita abordar los subsiguientes con un mejor conocimiento técnico. Para ello nos valdremos de croquis en los que un solo trazo se representa una línea eléctrica, consistente en varios conductores.

TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN: La energía eléctrica se elabora en las centrales Eléctricas (“usinas”), y el enlace con los Consumos o Cargas se realiza por medio de conductores que constituyen las líneas de transmisión y distribución.

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN: Son aquellas que se encargan de transportar la energía en gran escala desde la central Eléctrica hasta los Centros de carga o Centros de Distribución, éstos últimos también llamados Subestaciones (o también “subusinas” . Se llaman “líneas de distribución o redes de distribución “ a las que se encargan de llevar la energía desde los centros de carga o subestaciones hasta los consumidores propiamente dichos.

En la figura 1 vemos el croquis de una central eléctrica( CE) de la que parte una línea de transmisión que alimenta una subestación (SE), desde la vcual parten las redes de distribución que conectan con las cargas. La subestación se procura colocarla en el” centro de gravedad” o “zona de influencia de los consumos”.

Este es un caso de “ alimentación directa, mientras que el de la figura 2 , es una “alimentación radial” desde la subestación principal (SEP).

Figura 1.

Figura 3.

Figura 2.

AÑO 1 NÚMERO 1

La línea que conecta la Central con la subestación Principal se llama también alimentador o “feeder”, y líneas secundarias a las que llevan energía a las subestaciones colocadas en diversas zonas de influencia.

En la figura 3, vemos otra modalidad consistente en un alimentador con derivaciones, del que parten líneas derivadas a lo largo del trayecto.

70

Figura 5.

Figura 4.

Figura 6.

En la figura 4 apreciamos otro criterio de transmisión, por medio de un alimentador cerrado o línea en anillo, que partiendo de la Central va recorriendo las subestaciones para volver a la misma. La energía puede partir en dos sentidos según sean las demandas de las cargas.

Con los sistemas descriptos que consideraremos como básicos, es posible hacer toda clase de combinaciones, como vemos en las figuras 5 y 6, que no requieren mayores explicaciones. Una vez llegada la energía eléctrica de las subestaciones o centros de consumo

SERIEENERGÉTICA

SE

por medio de las líneas de transmisión, hay que proceder a distribuirla hacia las cargas o consumidores existentes.

Para ello se usan las líneas o redes de distribución, cuyos principales tipos vemos en las figuras que siguen:

SE

Figura 7.

Figura 9.

En la figura 9 tenemos el mismo principio pero más complejo, ya que desde las subestación se envían alimentadores hasta centros secundarios, y de éstos con otros alimentadores secundarios hasta los pequeños centros de consumo, desde los que se hace el contacto directo con los consumos. En los grandes y medianos centros urbanos se usa se usa el sistema de “mallas” que procuramos ilustras en la figura 10.

SE

1

SE

Figura 8.

3

En la figura 8 vemos otro caso en que los alimentadores llegan desde la subestaciones a pequeños centros de consumo marcados con un círculo, y desde ellos se hace la distribución con ramificaciones.

2

Figura 10.

71

AÑO 1 NÚMERO 1

Por las calles se colocan las líneas eléctrica que están unidas en todas las esquinas (los conductores de igual polaridad), formando una verdadera trama. La alimentación se hace desde la subestación hasta los puntos 1, 2 y 3, cuya ubicación depende de la distribución de las cargas. Los consumidores toman energía de los cables que pasan por su calle.

También es común encontrar en los grandes centros urbanos “anillos”

(como los explicados más arriba) que encierran una manzana, alimentados por anillos más importantes, y así sucesivamente.

En la figura 11 vemos que cada manzana, tiene anillo del que toman los consumidores, y las 16 manzanas son alimentados por un anillo más importante, que se alimenta desde otro sistema.

Continuará…

ALIMENTADOR

Figura 11.

72

n se o in gu e s

SERIE ENERGÉTICA ARRIBA CON LA MISIÓN DE OFRECER UNA VISIÓN CERCANA, JOVEN E INNOVADORA DEL ÁMBITO ENERGÉTICO DE LA REPÚBLICA ARGENTINA Y EL RESTO DEL MUNDO, DÁNDOLE VOZ A LOS DIFERENTES ACTORES DE UN MERCADO PUJANTE Y EN CONSTANTE CRECIMIENTO. EN UN MUNDO GLOBAL, DONDE LA TECNOLOGÍA OCUPA UN LUGAR DETERMINANTE, SERIE ENERGÉTICA ES LA MEJOR OPCIÓN PARA ESTAR INFORMADO Y CREAR REDES COMERCIALES.

www.serieenergetica.com.ar

SERIEENERGETICA

AÑO 1 NÚMERO 1 JEAN NOËL FIORINA

PROTECCIÓN DE PERSONAS EN SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN CON FUENTES ININTERRUMPIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA. CON EL FIN DE GANAR PRECISIÓN SE EMPLEARÁN, EN ÉSTE ARTÍCULO FRECUENTEMENTE LOS TÉRMINOS UPS «FUENTE ININTERRUPIDA DE ENERGÍA ELÉCTRICA» E «INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA».

DICHOS TÉRMINOS ESTÁN DEFINIDOS EN LA NORMA IEC 60146 (TERMINOLOGÍA), QUE TRATA DE LOS CONVERTIDORES ESTÁTICOS Y, ESPECIALMENTE, DE LAS UPS. SUSTITUYEN RESPECTIVAMENTE A LAS DENOMINACIONES «ONDULADOR» Y «CONTACTOR ESTÁTICO» (TERMINOLOGÍA).

74

SERIEENERGÉTICA

QUE ES UNA UPS Una UPS (Fuente ininterrumpida de de energía), como su nombre indica, tiene la finalidad de mantener la alimentación de un receptor, por ejemplo, un ordenador.

Para eso, cuando la tensión aguas arriba de una UPS estática desaparece, la instalación aguas abajo siempre estará alimentada con la energía suministrada por una batería de acumuladores eléctricos.

De hecho, una UPS estática tiene particularidades esenciales en cuanto a la protección de personas: Tiene circuitos de corriente alterna

y circuitos de corriente continua con una batería. En adelante, en este CT, los circuitos de corriente continua se denominarán «circuitos cc»; Es: un receptor, respecto a la instalación aguas arriba Una fuente de energía, respecto a la instalación aguas abajo; Cuando falla la tensión de ca de alimentación, su rectificador queda bloqueado y no puede atravesarlo ninguna corriente;

ondulado r

salida de ondulador 3L N

3L

entrada de c.a.

TR (rectificador) transformador de entrada (adaptación de tension y aislamiento galvánico)

rectificador-cargador

baterías de acumuladores

convertidor: generación de ca no-senoidal (puntas)

TO (ondulador) transformador de salida: adaptación de tensión aislamiento galvánico

filtro: generación de la onda sinusoidal por aplanado de la onda alterna

Figura 1: Repaso de los elementos constructivos de una cadena con rectificador, batería de acumuladores y ondulador; (se hace notar que, no siendo indispensables para el funcionamiento, no se prevén sistemáticamente los transformadores TR y TO).

75

AÑO 1 NÚMERO 1

Interruptor de transferencia

N

contactor estático conexión del neutro

3L

contactor de corte del ondulador (durante la conm utación del by-pass)

interruptor «by-pass» (par a mantenimiento)

Figura 2: Repaso de los elementos constitutivos del circuito by-pass; (se hace notar que, no siendo obligatorio el transformador de entrada TB, en su ausencia la alimentación del by-pass se hace en trifásica con neutro).

Su ondulador sólo puede dar pequeñas corrientes de cortocircuito (alrededor de 2 In).

LA PROTECCIÓN DE PERSONAS TIENE UNA RELACIÓN ESPECÍFICA CON LOS DIFERENTES TIPOS DE UPS Para comprender todas estas características, en primer lugar es necesario conocer la constitución de una UPS (figuras 1 y 2) y su configuración general (figura 3), mientras que los

principales esquemas de la norma IEC 60146-4 están recogidos en el anexo 1.

Para todas las instalaciones de baja tensión, las medidas destinadas a la protección de personas dependen de la posición del neutro de la instalación respecto a tierra (o de una fase si el neutro no existe o es inaccesible), definida por el «esquema de conexión del neutro a tierra». Esta fórmula sustituye a la antigua denominación «regímenes de neutro».

Los esquemas de la figura 4 indican las diferentes posibles interconexiones del

3L N

3L N

N

3L N

3L

TB (b y-pass ) transformador de entrada adaptación de tensión aislamiento galvánico

76

de la salida del ondulador

3L

interruptor automático de entrada del circuit by-pas s entrada o de ca

N 3L

utilización

SERIEENERGÉTICA

Figura 3: Configuración de una UPS,y emplazamiento de los transformadores eventuales (necesarios para las adaptaciones de tensión y/o el aislamiento galvánico).

neutro en una UPS, realizándose estas interconexiones cuando las instalaciones de alimentación (aguas arriba) y de utilización (aguas abajo) tengan un mismo esquema de conexión del neutro a tierra.

Cuando las instalaciones aguas arriba y aguas abajo tienen diferentes esquemas de conexión del neutro a tierra, habrá que prever transformadores de separación que aseguren el aislamiento galvánico total y permanente entre las instalaciones aguas arriba y aguas abajo (figura 3).

Nota: las diferentes entradas de ca son, generalmente, salidas de la misma fuente BT, los transformadores A de los esquemas de la figura 4.

Están alimentados por salidas diferentes del cuadro general de BT (interruptores automáticos C, Cb, C1, C2, Cn).

Los esquemas de conexión del neutro de dos entradas de ca son los mismos.

Son posibles otras soluciones, pero para ello se precisan estudios complementarios

77

AÑO 1 NÚMERO 1

A notar: 1. que la conexión eventual del neutro a tierra de la instalación aguas abajo en una UPS sin by-pass se hace a nivel de sus conectores de alimentación y de utilización, 2. que es posible acoplar varias UPS con by-pass individual.

Figura 4: Interconexiones posibles del neutro en una instalación entre las redes aguas arriba (alimentación) y aguas abajo (utilización) de una o varias UPS.

78

SERIEENERGÉTICA

CONDICIONES PARTICULARES EXISTENCIA DE AISLAMIENTO GALVÁNICO EN UNA UPS Además de todas estas consideraciones de orden general, también es preciso saber que puede haber un aislamiento galvánico entre las diferentes partes constituyentes de una UPS, precisándose el exámen minucioso de los casos siguientes: n con o sin aislamiento galvánico entre las instalaciones aguas arriba y aguas abajo, lo que es objeto de estudio en el capítulo 2, n con o sin aislamiento galvánico entre la batería y los circuitos de corriente continua por una parte y las instalaciones aguas arriba y aguas abajo por otra, lo que es objeto de estudio en el capítulo 3.

MÁXIMA CONTINUIDAD DE SERVICIO EXIGIDA La búsqueda de la mejor continuidad de alimentación para los receptores alimentados por una UPS exige la selectividad en las protecciones para todos los disparos, ya se produzcan tras un defecto entre conductores activos o por un defecto de aislamiento.

filtros antiparásitos, en particular para receptores de tipo informático, deberá considerarse al definir las protecciones.

En efecto, los condensadores situados entre los conductores activos y tierra pueden provocar funcionamientos indeseables de las protecciones diferenciales (Cuaderno Técnico no 114).

Protección contra los contactos directos La protección de personas contra los contactos directos, por el contacto con una pieza normalmente en tensión, está asegurada cuando el material se instala con recubrimiento (envolventes). El grado de protección de estas envolventes, como mínimo, será IP 2xx ó IP xxB (según IEC 60529).

Las normas que rigen la protección de personas son: La IEC 60364-41 para la instalación, La IEC 60349 para los conjuntos de serie o derivados de serie (anteriormente conocidos como «conjuntos montados en fábrica»).

Siendo la capacidad de sobrecarga del ondulador relativamente baja, las protecciones se deben escoger con mucha atención.

En lo que concierne a las baterías de acumuladores, considerar estas normas y las condiciones de funcionamiento conduce a dos formas distintas de instalación:

Además, la presencia eventual de

Integración de baterías con los otros

79

AÑO 1 NÚMERO 1

constituyentes de la alimentación estática (rectificador, ondulador, by-pass, interruptor de transferencia, armario del interruptor automático, batería,

Figura 5: Micropac SX300, 300VA, una UPS de Merlin Gerin para un equipo microinformático.

80

señalizaciones, ) en armarios que tengan un grado de protección IP 2xx ó IP xxB, ver IP 3xx ó IP xxC (figuras 5 y 6).

Figura 6: De 40 a 4 800 kVA, EPS 5 000, unaUPS Merlin Gerin. A destacar en esta fotografía su cuadro de control, y el armario de baterías incorporado.

SERIEENERGÉTICA

tras un defecto de aislamiento.

Generalmente esta protección se realiza mediante: La interconexión y puesta a tierra de las masas metálicas de una instalación (equipotencialidad); La eliminación de un defecto peligroso para las personas (y los bienes) por medio de un dispositivo de protección cuya elección depende de los esquemas de conexión del neutro a tierra.

Figura 7: Sala de baterías de una UPS de 200 kVA con una autonomía de 10 minutos.

Agrupando las baterías en locales especializados (delimitados por las paredes de un edificio, o dentro de un armario) reservados a servicios eléctricos (figura 7).

Además, los riesgos inherentes a las baterías de acumuladores (emanación de gases explosivos, sustancias corrosivas) que imponen condiciones especiales de instalación.

PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS INDIRECTOS Por contactos indirectos se entienden los contactos de personas o de animales con masas puestas accidentalmente en tensión

La seguridad también puede obtenerse empleando otros métodos (clase II, transformador de aislamiento, ) generalmente no aplicables en instalaciones que incluyen UPS. ESQUEMAS DE CONEXIÓN DE NEUTRO A TIERRA (NORMA IEC 60364-3) Esta norma define, en instalaciones de baja tensión, tres tipos de esquemas de conexión a tierra: Esquema TT: llamado neutro a tierra, Esquema TN: llamado de neutro a tierra, Esquema IT: llamado de neutro aislado o con impedancia.

Se simbolizan por 2 letras: n la primera indica la situación del neutro

81

AÑO 1 NÚMERO 1

en el origen de la instalación, respecto a tierra: - T: conexión directa del neutro a tierra, - I: o bien con aislamiento de todas las partes activas respecto a tierra, o bien con conexión del neutro a tierra a través de una impedancia; La segunda indica la situación de las masas respecto a tierra: T: masas conectadas directamente a tierra, N: masas conectadas al neutro.

Además, en régimen TN se emplean otras 2 letras: TN-S: cuando la función de protección la asegura un conductor distinto del neutro o del conductor activo puesto a tierra; TN-C: cuando las funciones de neutro y de protección se unen en un solo conductor (CPN).

La tabla de la figura 8 resume el conjunto de la norma que trata de la instalación y explotación de estos esquemas.

Neutro a tierra (TT) (figura a) Es el esquema habitual de la distribución pública.

Técnica de explotación:

82

Corte al primer defecto de aislamiento.

Técnica de protección de personas: La puesta a tierra de las masas está asociada obligatoriamente al empleo de dispositivos diferenciales a corriente residual (DDR), al menos uno en cabecera de la instalación.

Es la solución más sencilla, tanto de estudio como de instalación. No precisa control permanente de aislamiento, pero cada defecto origina un corte del elemento en cuestión.

Nota: Si aguas abajo de una UPS, por especiales condiciones de funcionamiento, es preciso separar la toma de tierra de las masas (de las utilizaciones) de la toma de tierra del neutro (ondulador), sólo se puede emplear el esquema de neutro a tierra (TT).

Puesta al neutro (TN) (figura b) Técnica de explotación: Corte al primer defecto de aislamiento.

Técnica de protección de personas: n interconexión y puesta a tierra imperativa de las masas y del neutro; n corte al primer defecto realizado por disparo de las protecciones de sobreintensidad (interruptores automáticos o fusibles) o por dispositivo diferencial.El esquema TN precisa de un estudio de la instalación y un personal de explotación competente. Ello es debido a la circulación de grandes corrientes de defecto, pudiendo dañar ciertos aparatos

sensibles.

SERIEENERGÉTICA

Figura a: DDR: Dispositivo de protección Diferencial de corriente Residual

Figura b: Esquema TN-C: neutro y conductor de protección confundidos; este esquema no se puede utilizar para secciones inferiores a 10 mm2, y aguas abajo del esquema TN-S. Esquema TN-S: neutro y conductor de protección separadode protección CP Esquema TN-C: neutro y conductor de protección confundidos; este esquema no se puede utilizar para secciones inferiores a 10 mm2, y aguas abajo del esquema TN-S. Esquema TN-S: neutro y conductor de protección separados.

Figura c: Si la interconexión (a) no es posible, es obligatorio el empleo de un dispositivo diferencial.

1. limitador de sobretensión conectado entre la toma de tierra del neutro y el neutro del transformador, si dicho transformador es MT/BT. 2. controlador permanente de aislamiento.

3. impedancia eventual.

83

AÑO 1 NÚMERO 1

PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS AGUAS ABAJO DEL ONDULADOR Los dispositivos previstos por las normas en cuanto a la protección de personas (figura 8) siempre son aplicables. Pero el buen funcionamiento de los dispositivos de protección en una instalación que incluya una UPS precisa disponer de disposiciones complementarias detalladas en los subcapítulos siguientes; las precauciones detalladas a continuación se aplican en todos los casos: Esquema TT La protección de personas contra los contactos indirectos está asegurada por Dispositivos de Corriente Diferencial Residual (DDR). Para su correcto funcionamiento hay que mantener la conexión a tierra del neutro sea cual sea la configuración.

Esquema TN La protección de personas contra los contactos indirectos está realizada en principio por las protecciones de sobreintensidad, pero las corrientes de cortocircuito suministradas por los onduladores son de pequeño valor (alrededor de 2 In). También la eliminación del defecto aguas abajo de una UPS se obtiene en las diferentes cargas:

84

Bien sea por la apertura de los interruptores automáticos cuyo nivel (umbral) de disparo instantáneo es inferior a la Icc máxima de la UPS, O con el esquema TN-S, por la apertura de DDR. Nota: Puede tenerse en consideración el empleo de interruptores automáticos que tengan un umbral más elevado y «sensibles al defecto» con conmutación automática en la instalación aguas arriba por medio del by-pass. Pero esta solución es desaconsejable porque en ausencia de tensión aguas arriba del by-pass hay riesgo de no disparo y de parada de la UPS. Esquema IT Se debe asegurar la señalización del primer defecto de aislamiento sea cual sea la configuración. La protección al segundo defecto estará entonces asegurada: Como en el esquema TN, si las masas están conectadas, Como en el esquema TT, si las masas no están conectadas.

LA POSICIÓN DEL NEUTRO RESPECTO A TIERRA, AGUAS ABAJO DE LA UPS, PUEDE SER DISTINTA DE LA DEL NEUTRO DE LA INSTALACIÓN QUE ALIMENTA A LA UPS

SERIEENERGÉTICA

Esta posibilidad está directamente relacionada con el aislamiento galvánico que exista o no entre las entradas y la salida de la UPS. Este aislamiento galvánico se obtiene con transformadores de devanados separados (figura 3).

Observación: El circuito «by-pass», en adelante denominado simplemente by-pass, así como los interruptores de transferencia, por principio, no implican aislamiento galvánico. Por ello, en ausencia del transformador en el by-pass, los esquemas de conexión del neutro aguas arriba y aguas abajo serán necesariamente idénticos (figura 4).

UPS SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO Esta configuración se da cada vez que las cadenas o el by-pass están en conexión directa o no incluyen más que un autotransformador entre las instalaciones aguas arriba y aguas abajo.

Habrá que considerar entonces dos casos de ausencia de tensión: Ausencia sin interrupción de los circuitos que aseguran la continuidad del neutro de la instalación de alimentación, por ejemplo por falta de tensión en el transformador A y no

apertura de los aparatos B y C (figura 4a) o B y Cb (figura 4b).

En el primer caso el esquema inicial de las conexiones a tierra se mantiene y ciertos dispositivos de protección de la instalación de alimentación (aguas arriba) pueden ser empleados para la protección de la instalación de utilización (aguas abajo); Ausencia con interrupción de circuito, provocando la ruptura del neutro en la instalación de alimentación general, por ejemplo por apertura de los aparatos B o C en esquema TT (figura 4a) o B y Cb (figura 4b).

En este caso, durante el periodo de corte o interrupción del neutro, es conveniente: o restablecer provisionalmente el esquema de conexión a tierra del neutro aguas abajo de la UPS, y según la «posición del neutro respecto a tierra», poner en servicio dispositivos de control, o si es preciso, adoptar las disposiciones que aseguran el control de circuitos cc (capítulo 3).

Esquema TT Sin aislamiento galvánico, en marcha normal (presencia de tensión alterna aguas arriba o en ausencia de tensión sin interrupción del conductor de neutro), la puesta a tierra del neutro aguas abajo de la UPS se realiza a

85

AÑO 1 NÚMERO 1

nivel del transformador A (figura 9).

Cuando hay ausencia de tensión aguas arriba de la UPS con interrupción del conductor neutro (por ejemplo por apertura de un interruptor aguas arriba), para asegurar el funcionamiento de los DDR es conveniente conectar automáticamente el neutro de la UPS a tierra (a nivel de la bornera de tierra ); precisamente ésta es la utilidad del relé R2 en el esquema de la figura 9.

Esta conexión temporal a tierra puede sustituirse por una conexión permanente a la toma de tierra del ansformador A, si es accesible y próximo. En todo caso el conductor empleado para dicha conexión debe estar definido, en sección y caída de tensión, en referencia a la instalación.

En el caso de que cada línea incluya un transformador TR o TO, el circuito by-pass es el único que controla la ausencia de tensión (entonces será éste el único circuito que asegura la conexión galvánica).

Nota: la continuación de la explotación en las partidas o cargas no afectadas por el defecto obliga a que las protecciones diferenciales aguas arriba de la UPS sean selectivas con las de la instalación aguas abajo.

Esquema TN Se pueden considerar dos esquemas, referentes a la continuidad de los conductores de neutro y de protección: n la instalación aguas arriba y la instalación aguas abajo están en TNC (el neutro y el conductor de protección son comunes). En este caso, es suficiente conectar permanentemente el neutro a la salida de la UPS al conductor común de protección y de neutro CPN, (figura 10a).

La instalación aguas abajo está en TN-S (neutro y conductor de protección separados).

Figura 9: Dispositivos de protección de personas en una instalación que incluye una UPS sin aislamiento galvánico, en esquema de conexión de neutro TT.

86

SERIEENERGÉTICA

Figura 10a: Dispositivos de protección de personas en una instalación que incluye una UPS sin aislamiento galvánico, en esquema de conexión neutro TN.

Es suficiente conectar de forma permanente el neutro de la UPS al conductor común de protección y de neutro (CPN) como en el caso anterior, después de distribuir aguas abajo de la UPS los dos conductores (figura 10b); pudiendo entonces instalar DDR en las salidas U1, U2, U3...

Si la instalación aguas arriba ya está en TN-S, sólo es posible una solución: tener un esquema de conexión del neutro a tierra aguas

Figura 10b: Dispositivo de protección con esquema TN-S.

abajo distinto del esquema aguas arriba con la realización de un aislamiento galvánico al nivel de la UPS. (Los dos esquemas TN-C y TN-S pueden ser empleados en una misma instalación con la condición que el esquema TN-C sea utilizado aguas arriba del esquema TN-S).

Esquema IT (Figura 11) Sin aislamiento galvánico, en marcha normal un Controlador Permanente de Aislamiento «CPA» CPA1, situado en el origen de la instalación, la controla toda

87

AÑO 1 NÚMERO 1

incluso aguas abajo del ondulador, del hecho de la no ruptura del neutro.

En el caso de desaparición de la tensión en todas la entradas aguas arriba de la UPS, el CPA2 se pone en servicio automáticamente, por medio A de un relé de ausencia de tensión(R2).

Mientras que haya ausencia de tensión en el transformador A, es preciso vigilar para que el CPA1, que no está alimentado, no perturbe el funcionamiento del CPA2. Dependiendo de los tipos de CPA empleados, se necesitará de un relé de ausencia de tensión (R1) que separe el CPA1 de la instalación aguas arriba.

Figura 11: Dispositivos de protección de personas en una instalación que incluye una UPS sin aislamiento galvánico, en esquema de conexión de tierra IT.

Notas: El CPA2 debe ser instalado de tal manera que se asegure su funcionamiento, incluso durante el mantenimiento de una de las líneas en paralelo; El CPA2, cuando está en servicio, vigila el conjunto de las instalaciones aguas abajo, y aguas arriba, hasta los órganos de ruptura abiertos de la instalación aguas arriba; En la práctica, las líneas rectificadorondulador son idénticas e incluyen normalmente al menos un transformador de aislamiento TR, TO o los dos (figura 12).

Así, la puesta en servicio del CPA2 Figura 12: UPS con aislamiento galvánico parcial por presencia de un transformador TR y/o TO, en esquema de conexiones de neutro IT.

88

SERIEENERGÉTICA

únicamente depende de la ausencia de tensión aguas arriba del by-pass, y su control se amplía entonces a la instalación aguas arriba salvo cuando se produce la apertura de un aparato de corte en el bypass.

UPS CON AISLAMIENTO GALVÁNICO Los esquemas de conexión del neutro aguas arriba y abajo pueden ser distintos o no La separación galvánica es necesaria

siempre que las condiciones de funcionamiento aguas arriba no sean compatibles con el esquema de conexión a tierra del cirtuito aguas abajo, e inversamente. Esta separación está asegurada por transformadores de devanados separados situados en cada una de las vías rectificador/ ondulador (TR o TO) y en el by-pass (TB) o por un transformador de devanados separados situado aguas abajo de la UPS (figura 3).

El esquema de neutro deseado para la utilización se crea entonces en los bornes aguas abajo de la UPS.

Figura 13: Dispositivos de protección de personas, en una instalación que incluye una UPS con aislamiento galvánico, esquema de conexiones de neutro TT aguas abajo (esquema de conexiones de neutro aguas arriba indiferente (TT, TN o IT)).

89

AÑO 1 NÚMERO 1

Figura 14a: Dispositivos de protección de personas, en una instalación que incluye unaUPS conaislamiento galvánico, esquema de conexiones de neutro TN aguas arriba (esquema de conexiones de neutro aguas arriba indiferente (TT, TN o IT)).

Figura 14b

Figura 15: Dispositivos de protección de personas en una instalación que incluye una UPS con aislamiento galvánico, esquema de conexión de neutro IT aguas abajo (esquema de conexión de neutro aguas arriba indiferente (TT, TN o IT)).

90

SERIEENERGÉTICA

Esquema TT El neutro de la utilización está conectado a tierra al nivel de los bornes aguas abajo de la UPS. La protección de personas se realiza o bien globalmente o individualmente por carga mediante un DDR asociado a un interruptor automático, (figura 13).

Esquema TN El neutro de la utilización está conectado a tierra al nivel de la bornera de tierra de la UPS. Las protecciones de sobreintensidades aseguran la protección de personas. Si el esquema de conexión del neutro de la utilización está en TN-C, a partir de esta bornera se distribuye el conductor común de protección y de neutro CPN (figura 14a). En caso de que el esquema del neutro de la utilización estuviera en TN-S, que es el caso más frecuente,

el conductor de protección y el neutro están conectados a la misma toma de tierra de la bornera de la UPS (figura 14b) y en este caso se pueden instalar DDR en las salidas U1, U2, U3...

Esquema IT Un CPA2 (Controlador Permanente de Aislamiento), conectado entre uno de los conductores activos aguas abajo de la UPS y tierra, controla los defectos de aislamiento en la utilización así como los de la UPS hasta los transformadores TR o TO, (figura 15).

Protecciones de sobreintensidad aseguran, normalmente, la protección de personas, al segundo defecto, (figura 8).

SÍNTESIS La tabla de la figura 16 muestra el conjunto de interconexiones posibles entre las instalaciones de aguas arriba y abajo de una UPS.

TIPOS DE ESQUEMAS DE CONEXIÓN DEL NEUTRO A TIERRA

CONDICIONES DE REALIZACIÓN SIN BY-PASS

ESQUEMAS «AGUAS ARRIBA» Y «AGUAS ABAJO» IDÉNTICOS SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO

UNIR LOS NEUTROS DE LAS DOS REDES. ATENCIÓN A LAS CONDICIONES DE EMPLEO DEL ESQUEMA TN.

ESQUEMAS «AGUAS ARRIBA» Y «AGUAS ABAJO» DISTINTOS O NO, CON AISLAMIENTO GALVÁNICO (HAY CREACIÓN DE UNA SUB-RED)

MÍNIMO NECESARIO: UN TRANSFORMADOR CON DEVANADOS SEPARADOS, TR O TO, O UN TRANSFOR- MADOR CON DEVANADOS SEPARADOS AGUAS ABAJO DE LA UPS

CON BY-PASS

HAY VARIAS SOLUCIONES POSIBLES, CON DIFERENTES TRANSFORMADORES: TR Y/O TO Y TB; TRANSFORMADOR CON DEVANADOS SEPARADOS AGUAS ABAJO DE LA UPS

Nota: En esta tabla, TR, TO y TB son transformadores (de bobinados separados). Los autotransformadores, puesto que no pueden tener aislamiento galvánico, no se tienen en cuenta.

91

AÑO 1 NÚMERO 1 Elaborado por Ing. Gustavo Capo Ing. Daniel Leuzzi, Integrantes de la Comisión de Difusión y Comunicación del Consejo de Seguridad Eléctrica y APSE (Asociación para la Promoción de la Seguridad Eléctrica)

MATERIALES CERTIFICADOS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS. ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LA RESOLUCIÓN SICYM 92/98 Y SUS COMPLEMENTARIAS. EN FUNCIÓN DE LAS NUMEROSAS CONSULTAS RECIBIDAS EN APSE (ASOCIACIÓN PARA LA PROMOCIÓN DE LA SEGURIDAD ELÉCTRICA) RESPECTO AL EMPLEO DE MATERIALES CERTIFICADOS PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN, EN LA PRESENTE NOTA INTENTAREMOS DAR ALGUNAS RESPUESTAS QUE PUEDAN SERVIR DE AYUDA A LA HORA DE SELECCIONAR LOS MISMOS.

92

SERIEENERGÉTICA

Para comenzar, recordemos que desde el año 1998 es de cumplimiento obligatorio para la comercialización de equipamiento eléctrico de baja tensión en el territorio de la República Argentina lo dispuesto en la Resolución de la SICyM 92/98, la que significó un importante avance en materia de seguridad eléctrica en nuestro país. ¿Qué determina concretamente la Resolución SICyM 92 del año 98?

Entre sus aspectos más importantes establece: Que solamente se podrá comercializar en la República Argentina equipamiento eléctrico de baja tensión que cumpla con los Requisitos Esenciales de Seguridad, requisitos que se considerarán asegurados si se satisfacen las exigencias de seguridad establecidas en las normas IRAM o IEC aplicables al equipamiento eléctrico considerado.

Que se entiende por equipamiento eléctrico de baja tensión a los artefactos, aparatos o materiales eléctricos destinados a una instalación eléctrica o formando parte de ella, que tengan una tensión nominal de hasta 1000 V en corriente alterna eficaz o hasta 1500 V en corriente continua.

Que los fabricantes, importadores, distribuidores, etc., deberán hacer certificar o exigir la certificación del

cumplimiento de los Requisitos Esenciales de Seguridad mediante una certificación de seguridad de producto, otorgada por un organismo de certificación acreditado por el Organismo Argentino de Acreditación (OAA).

Que el equipamiento eléctrico que cumpla las condiciones de seguridad ostentará un sello indeleble que permita identificar la correspondiente certificación.

A fin de llevar a la práctica en forma progresiva este proceso de certificación de materiales y equipamiento eléctrico que comenzara en el año 1998, se fueron emitiendo diferentes resoluciones y disposiciones que complementaron a la mencionada Resolución SICyM 92/98.

De lo establecido en algunas de las mencionadas resoluciones y disposiciones complementarias podemos resaltar lo siguiente: -Se dispuso que el equipamiento eléctrico de baja tensión alcanzado es el destinado a ser operado por el público en general o personas que no cuenten con conocimientos específicos en el campo eléctrico.

Se establecieron las condiciones de seguridad que deben cumplir las fichas y tomacorrientes para uso domiciliario

93

AÑO 1 NÚMERO 1

o similar, entendiéndose como “uso domiciliario o similar” la inclusión de las oficinas, los comercios, etc.

• Se prohibió la comercialización de los triples y adaptadores de todo tipo.

• Se estableció el marcado de los productos certificados para facilitar su reconocimiento en el mercado por parte de los consumidores.

• Se estableció como alcance de certificación obligatoria para materiales de ejecución de instalaciones eléctricas, a aquellos cuya corriente nominal no exceda los 63 A (inclusive).

• Se estableció que todos los materiales para instalaciones de puesta a tierra y los cables y conductores eléctricos deban ser certificados.

94

¿Cuál es el mecanismo de certificación establecido por la Res SICyM 92/98?

El mecanismo de certificación establecido que debe cumplir el equipamiento eléctrico de baja tensión es el sistema de certificación por parte de entidades acreditadas, el cual es internacionalmente adoptado.

En el sistema mencionado existe una tercera parte, el Organismo de Certificación Acreditado por el OAA, que es diferente e independiente del fabricante o importador (primera parte) y del comprador o usuario (segunda parte), que garantiza el cumplimiento de los requisitos de seguridad exigidos, los que se consideran plenamente asegurados si se cumplen las normas IRAM o IEC aplicables al producto considerado.

• Se estableció que sólo podrán comercializarse en el país aquellos productos diseñados para una tensión de trabajo de entre 50 V y 220 V, que admitan para su funcionamiento la conexión directa a la red de distribución eléctrica de baja tensión, sin recurrir a unidades externas de transformación.

EVALUACIÓN DE LA CONFORMIDAD

• Se estableció que los equipos y aparatos eléctricos y electrónicos que no superen los 5 KVA deben ser certificados.

PRIMERA PARTE

PROVEEDOR

No válida para Res. SICyM 92/98

SEGUNDA PARTE

COMPRADOR O USUARIO

No válida para Res. SICyM 92/98

Organismo que es independiente de los intereses resectivos del proveedor y del usuario

Válida para Res. SICyM 92/98

TERCERA PARTE

SERIEENERGÉTICA

¿En el proceso para la obtención de la certificación, se le realizan ensayos a los materiales?

Sí, en el proceso de certificación se prevé la realización de ensayos sobre el material a certificar, ensayos que están establecidos en las normas IRAM o IEC de cada producto, y deberán ser llevados a cabo por Laboratorios de Ensayos acreditados por el OAA. Lógicamente, si un material no supera satisfactoriamente un ensayo, no obtendrá la certificación correspondiente.

La certificación de un producto indica que cumple satisfactoriamente los requisitos de seguridad mínimos establecidos, pero de ninguna manera es un igualador de calidad entre productos de distintas marcas. ¿Cómo reconocer en el mercado si un material de instalación eléctrica está certificado conforme a la Res SICyM 92/98 y sus complementarias?

Para dar respuesta a esta pregunta, tenemos que tener presente que fueron definidos diferentes Sistemas de Certificación, entre los que mencionaremos los siguientes: Sistema N° 4 (Conocido comúnmente como “Certificación de Tipo”): Ensayo de

Tipo seguido de un control (vigilancia) que consiste en ensayos de verificación de muestras tomadas en el comercio y en fábrica.

Sistema N° 5 (Conocido comúnmente como “Certificación por Marca de Conformidad”): Ensayo de Tipo y evaluación del control de calidad de la fábrica y su aceptación, seguidos de un control (vigilancia) que tiene en cuenta, a su vez, la auditoría del control de calidad de la fábrica y los ensayos de verificación de muestras tomadas en el comercio y en la fábrica.

Sistema N° 7 (Conocido comúnmente como “Certificación de Lote”): Ensayo de Lote, que deberá realizarse sobre muestras representativas tomadas por cada lote fabricado o importado.

A los efectos de la realización de la Certificación por Lote, la toma de muestras de cada lote de producción o de importación, por parte del Organismo de Certificación interviniente, se realizará de acuerdo a lo establecido por la norma IRAM 15, cuyos parámetros serán determinados por la entidad certificadora interviniente en función de la dimensión del lote presentado y de la información disponible que acredite su homogeneidad, no permitiéndose en un lote dado la existencia de productos originados en coladas diferentes. Los productos

95

AÑO 1 NÚMERO 1

certificados por lote deberán ser identificados en forma legible e indeleble indicando el número de lote y el número del certificado emitido por el Organismo de Certificación interviniente.

De los Sistemas de Certificación mencionados, el Sistema N°5 (Certificación por Marca de Conformidad) es el que presenta un mayor nivel de exigencia, ya que contempla el sistema de control de calidad de la fábrica, el cual sirve para garantizar que las condiciones de Seguridad sean mantenidas con el transcurso del tiempo.

(Certificación por Marca de Conformidad) deberán exhibir el siguiente sello, acompañado por el logotipo del organismo de certificación interviniente reconocido por el OAA, en cada una de las unidades de los productos alcanzados:

A fin de que los consumidores puedan reconocer fácilmente los materiales certificados en el mercado, se establecieron los siguientes sellos identificatorios para cada uno de los Sistemas de Certificación mencionados:

A continuación se mencionan algunos de los materiales para instalación eléctrica que de acuerdo a lo establecido en la Disposición de la Dirección Nacional de Comercio Interior N° 462/2009, complementaria a la Res SICYM 92/98, están obligados a cumplir la Certificación por Marca de Conformidad (Sistema N°5):

• Los productos alcanzados y certificados por el Sistema de Certificación N° 4 deberán exhibir el siguiente sello:

• Materiales para Instalación de puesta a tierra.

• Bornes y borneras de conexiones eléctricas para riel DIN hasta diez milímetros cuadrados (10 mm2) inclusive de sección.

Los productos alcanzados y certificados por el Sistema de Certificación N° 5

96

• Interruptores termomagnéticos y diferenciales para riel DIN hasta 63 A y hasta 10.000 A de poder de ruptura.

SERIEENERGÉTICA

• Fichas y tomacorrientes fijos de uso domiciliario (o similar) hasta 20 A inclusive.

• Interruptores de efecto, pulsadores, e inversores hasta 20 A. • Cajas de conexión eléctricas, de paso, derivación y montaje de dispositivos de comando y protección para riel DIN hasta 48 polos (módulos).

electrónicos no dimerizados para lámparas fluorescentes.

• Arrancadores para lámparas fluorescentes.

• Ingnitores y arrancadores para lámparas de descarga.

• Lámparas fluorescentes con y sin balasto incorporado.

• Canalizaciones para instalaciones eléctricas (caños, ductos, cablecanales, bandejas portacables y similares con sus accesorios).

•Transformadores para lámparas halógenas.

• Cintas aisladoras para uso en instalaciones eléctricas.

• Capacitores fijos para conexión directa, tensión nominal hasta 250 V de corriente alterna (50/60 Hz), capacidad mínima de 1 µF y una potencia máxima de 2,5 kVA reactivos.

• Cables para instalaciones fijas.

Para el caso particular de los cables, además de verificar la existencia del sello de seguridad en sus cajas, empaques, carretes, etc., se podrá verificar la certificación del producto por medio de la leyenda “<Sello “nombre del organismo de certificación” Res SICyM 92/98 >”, acompañando el marcado técnico correspondiente sobre el cable (en dicho marcado técnico, por ejemplo figuran: la sección, la norma de referencia, el fabricante, etc.).

• Balastos electromagnéticos y

• Lámparas incandescentes.

• Elementos de control y comando electrónico para instalaciones fijas montados sobre soportes similares a los utilizados para el montaje de interruptores y tomacorrientes cumpliendo distintas funciones, o combinaciones de ellos: controladores o reguladores de velocidad de dispositivos a motor eléctrico; avisadores y/o señalizadores acústicos de tipo electrónico o electromagnéticos; indicadores luminosos permanentes y a batería recargable;

97

AÑO 1 NÚMERO 1

protectores de sobre y baja tensión para aparatos; detectores de movimiento y/o presencia; interruptores automáticos temporizados.

Nota: Para mayor profundidad en este tema específico, deberán ver el listado completo de los materiales y equipos que obligatoriamente deben estar certificados por un sistema de marca de conformidadSistema N° 5 - en “Disposición de la Dirección Nacional de Comercio Interior N° 462/09”. Del listado anteriormente detallado, se observa que para la ejecución de instalaciones eléctricas domiciliarias o similares, la mayoría de sus materiales deben estar obligatoriamente certificados cumpliendo el Sistema N° 5 (marca de conformidad).

seg uin os en

• Por último, los productos alcanzados y certificados por un sistema de certificación N° 7 deberán exhibir el siguiente sello:

Recordemos que es nuestra obligación como especialistas elegir correctamente los materiales que se utilizarán en las instalaciones eléctricas, a fin de que éstos no presenten peligro alguno para la salud o integridad física de las personas.

Exigir materiales de instalación eléctrica certificados dentro de los límites establecidos por la Res SICyM 92/98 y sus complementarias ayudará a mejorar la seguridad de las instalaciones, prevenir siniestros de origen eléctrico como por ejemplo incendios y electrocuciones, a la vez que nos brindará un adecuado resguardo del rol profesional.

Continuará...

SERIE ENERGÉTICA ARRIBA CON LA MISIÓN DE OFRECER UNA VISIÓN CERCANA, JOVEN E INNOVADORA DEL ÁMBITO ENERGÉTICO DE LA REPÚBLICA ARGENTINA Y EL RESTO DEL MUNDO, DÁNDOLE VOZ A LOS DIFERENTES ACTORES DE UN MERCADO PUJANTE Y EN CONSTANTE CRECIMIENTO. EN UN MUNDO GLOBAL, DONDE LA TECNOLOGÍA OCUPA UN LUGAR DETERMINANTE, SERIE ENERGÉTICA ES LA MEJOR OPCIÓN PARA ESTAR INFORMADO Y CREAR REDES COMERCIALES.

98

SERIEENERGETICA www.serieenergetica.com.ar