Electrificación mínima – 3000VA

1er. Paso: Se calcula la corriente del proyecto (IP)

IP =  Potencia consumida (V) =3000 = 13,6A

                  Tensión (VA)          220

2do Paso: Se elige la corriente nominal de la termomagnética, igual ó mayor que IP. Elegimos In = 15A

3er. Paso: Se elige por ejemplo una Ic igual ó mayor a la In (de [...]]]> Ejemplo I:

Electrificación mínima – 3000VA

1er. Paso: Se calcula la corriente del proyecto (IP)

IP =  Potencia consumida (V) =3000 = 13,6A

                  Tensión (VA)          220

2do Paso: Se elige la corriente nominal de la termomagnética, igual ó mayor que IP. Elegimos In = 15A

3er. Paso: Se elige por ejemplo una Ic igual ó mayor a la In (de la termomagnética). Se elige Ic = 18A que corresponde a 2,5mm2.

4to. Paso: Se deben cumplir las dos condiciones que fija el Reglamento de Instalaciones de la AEA.

1ro) IP =< In =<Ic

2do) I Fusión de la protección =< 1,45 Ic

Según los valores adoptados de corriente:

IP= 13,6A < In, 15A < Ic, 18A – correcto

I Fusión de la térmica = 1,45 In = 1,45 . 15A = 21,75A
e
1,45 . Ic = 1,45 . 18A = 26,1A

Se cumple que 21,75 A < 26,1 A – correcto

El conductor va a ser recorrido por 21,75 A y la protección térmica cortará la corriente antes de 1 hora.

No comprometiendo la vida del aislante.

Ejemplo II:

Incorrecta elección de la protección térmica del conductor.

Si hubiésemos elegido una In = 20A en lugar de 15A, la ecuación 1 quedaría 13,6 A < 20A > 18A Incorrecta y en la ecuación 2

I Fusión ó corte térmico = 1,45 . In = 1,45 . 20A = 29A.

En cambio el cable que debería soportar
1,45 . Ic = 1,45 . 18 A = 26,1 y cortarse la corriente antes de 1 hora, se sobrecargará hasta 29A, superando los 70°C que se fijan para una aislación de PVC. (Ley de los 10°C de Montsinger) y además con el interruptor de In= 20A puede circular una corriente de 1,13 In = 22,6 A y el Interruptor de Protección no cortará en ningún tiempo.

La Fórmula: I2 = K .  . d3 (I al cuadrado) en sobrecargas de larga duración, se obtiene del equilibrio térmico entre el calor producido en el conductor y el calor disipado por el mismo.
Los valores de la Tabla 5-I . Pág. 30 del Reglamento de la A.E.A indican la corriente admitida por los conductores, con aislación de PVC, para una temperatura ambiente de 40°C y con una temperatura máxima de 70°C.
En base a las secciones de: 1,5 – 2,5 – 4 y 6 mm2 se obtiene un K promedio de 1,785 que nos permite calcular a que   llegará nuestro conductor de S= 2,5mm2 para la I= 22,6A que no es interrumpida por la térmica de 20A.

En base a:

I2 = K .. d3                 por ende                  (°C) =  I2      

                                                                                              K . d3
 Donde:

l = 22,6 A
K= 1,785
d= diámetro del conductor de 2,5 mm2

Este  supera en 19°C a los 30°C que admite nuestra aislación de PVC (aprox. 20°C).

En consecuencia: Si por cada 10°C en exceso sobre lo aceptado por la aislación, esta disminuye su vida a la mitad, partiendo de 30 años para 70°C, obtendremos 7,5 años de vida de la aislación del conductor para esta Protección Incorrecta con In de 20A.

La celdas solares PV o fotovoltaicas funcionan bajo el principio de que la electricidad circulará entre dos semiconductores disímiles al ponerlos en contacto uno con el otro y ser expuestos a la luz. Conectando un número de estas celdas entre sí, se apreciará que se produce una útil y [...]]]> Cómo Trabaja la Energía Solar

La celdas solares PV o fotovoltaicas funcionan bajo el principio de que la electricidad circulará entre dos semiconductores disímiles al ponerlos en contacto uno con el otro y ser expuestos a la luz. Conectando un número de estas celdas entre sí, se apreciará que se produce una útil y abundante circulación de corriente eléctrica. Un conjunto de dos o más unidades de celdas fotovoltaicas de iguales características constituyen un módulo fotovoltaico.

GENERACION ELECTRICA

Por causa de sus propiedades eléctricas, los módulos fotovoltaicos producen corriente continua en lugar de corriente alterna (C.A.). La corriente continua (C.C.) se caracteriza por el pasaje de electrones circulando en una sola dirección (el tipo de corriente que obtiene de una pila o de un elemento de linterna). La corriente alternada es una circulación de electrones que invierte su dirección a intervalos regulares, como por ejemplo la provista por las compañías generadoras a través de la red de distribución nacional. La C.A. es necesaria para accionar la mayoría de los artefactos grandes, refrigeradoras, etc.

En los sistemas fotovoltaicos más sencillos, la corriente continua se usa directamente. En las aplicaciones en donde es necesaria la C.A., se agrega al sistema un “inversor”, que convierte la cc en ca.

COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA

Los paneles solares son sólo uno de los elementos de un sistema solar completo. Para poder ser usado en aplicaciones similares a la que se obtiene a través de la distribución domiciliaria, necesita un inversor para convertir la electricidad de C.C. en C.A., compatible con la alimentación de la línea de canalización. También es necesario contar con un sistema de baterías y un regulador de carga, además de un conmutador de control para accionar dispositivos de emergencia. En instalaciones más sencillas, también necesitará una batería para cargas diurnas, un regulador de carga para llevar a cabo con eficiencia esta función, y un inversor – en caso que necesite C.A.

EFECTO FOTOELECTRICO

El Efecto Fotoeléctrico es la formación y liberación de partículas eléctricamente cargadas que se produce en la materia cuando es irradiada con luz u otra radiación electromagnética. El término efecto fotoeléctrico designa varios tipos de interacciones similares. En el efecto fotoeléctrico externo se liberan electrones en la superficie de un conductor metálico al absorber energía de la luz que incide sobre dicha superficie. Este efecto se emplea en la célula fotoeléctrica, donde los electrones liberados por un polo de la célula, el fotocátodo, se mueven hacia el otro polo, el anodo, bajo la influencia de un campo eléctrico. El estudio del efecto fotoeléctrico externo desempeñó un papel importante en el desarrollo de la física moderna. Una serie de experimentos iniciados en 1887 por Becquerel demostró que el efecto fotoeléctrico externo tenía determinadas características que no podían explicarse por las teorías de aquella época, que consideraban que la luz y todas las demás clases de radiación electromagnética se comportaban como ondas. Por ejemplo, a medida que la luz que incide sobre un metal se hace más intensa, la teoría ondulatoria de la luz sugiere que en el metal se liberarán electrones con una energía cada vez mayor. Sin embargo, los experimentos mostraron que la máxima energía posible de los electrones emitidos solo depende de la frecuencia de la luz incidente, i no de su intensidad. En 1905, para tratar de explicar el mecanismo del efecto fotoeléctrico externo, Albert Einstein sugirió que podría considerarse que la luz se comporta en determinados casos como una partícula, y que la energía de cada partícula luminosa, o fotón, sólo depende de la frecuencia de la luz.

Para explicar el efecto fotoeléctrico externo, Einstein consideró la luz como un conjunto de “proyectiles” que chocan contra el metal. Cuando un electrón libre del metal es golpeado por un fotón, absorbe la energía del mismo. Si el fotón tiene la suficiente energía, el electrón es expulsado del metal. La teoría de Einstein explicaba muchas características del efecto fotoeléctrico externo, como por ejemplo el hecho de que la energía máxima de los electrones expulsados sea independiente de la intensidad de la luz. Según la teoría de Einstein, esta energía máxima sólo depende de la energía del fotón que lo expulsa, que a su vez sólo depende de la frecuencia de la luz. La teoría de Einstein se verificó por experimentos posteriores. Su explicación del efecto fotoeléctrico, con la demostración de que la radiación electromagnética puede comportarse en algunos casos como un conjunto
de partículas, contribuyo al desarrollo de la teoría cuántica. El término efecto fotoeléctrico también puede referirse a otros tres procesos:

• La fotoionización.
• La fotoconducción.
• Efecto fotovoltaico.

La fotoionización es la ionización de un gas por la luz u otra radiación electromagnética. Para ello, los fotones tienen que poseer la suficiente energía para separar uno o más electrones externos de los átomos de gas. En la fotoconducción, los electrones de materiales cristalinos absorben energía de los fotones y llegan así a la gama de niveles de energía en la que pueden desplazarse libremente y conducir electricidad. En el efecto fotovoltaico, los fotones crean pares electrón-hueco en materiales semiconductores. En un transistor, este efecto provoca la creación de un potencial eléctrico en la unión entre dos semiconductores diferentes.

FABRICACIÓN DE CÉLULAS SOLARES

El proceso de fabricación de una célula fotovoltaíca consta de dos partes bien diferenciadas:

• Elaboración y purificación del semiconductor a utilizar, bien sea silicio, germanio, arseniuro de galio…
• Fabricación de la propia célula fotovoltáica.

La fabricación de una célula de silicio monocristalino es el siguiente:

La materia prima es el sílice, que se extrae mediante reducción, obteniendo el llamado silicio metalúrgico, con una pureza del 98%, se vuelve a purificar hasta llegar al silicio en grado semiconductor, con una pureza del 99,999%.

Se introduce el silicio en un crisol con impurezas de boro, formando una masa fundida que alcanza una temperatura de unos 1.440ºC. Se dispone de una varilla en cuyo extremo se sitúa un germen de silicio que hace que comience el proceso de solidificación al ponerse en contacto con la masa. Se denomina método Szchralsky.

Una vez obtenido el cilindro de silicio monocristalino, se corta en delgadas obleas, de unos 0,3 mm. La capa superficial se restaura del corte mediante baños químicos y, posteriormente, la oblea se introduce en hornos especiales que alcanzan entre 800 y 1.000ºC y que contienen una atmósfera rica en fósforo. Ahí, el fósforo se va difundiendo es la cara que se quiere dopar y forma así la unión P-N. A continuación se dota a la oblea de una capa antirreflectante para un mayor aprovechamiento de la radiación solar, así como los contactos óhmicos para poder conectar la oblea fotovoltaica y, para finalizar, se comprueba y se miden las características espectrales de la célula solar fabricada.

Las células solares de silicio monocristalino están basadas en la unión del silicio, u homounión, en contraposición a otros tipos de células solares, como el arseniuro de silicio o heterounión. Debido al alto coste de este tipo de materiales, a pesar de que mejoren el rendimiento del silicio, se comenzaron a estudiar las células fotovoltáicas policristalinas, con rendimiento inferior pero considerablemente más baratas. en la década de los 60 empezaron a considerarse en la Física del Estado Sólido los materiales amorfos, principalmente el silicio, el único empleado hasta ahora en esta forma para la utilización en células fotovoltáicas. Una de las características más comunes en los sólidos amorfos es el gran número de estados o impurezas en la banda prohibida, que aumentan así su rendimiento en la absorción de luz, el espesor de una muestra de silicio cristalino es de 100 micras, mientras que el silicio amorfo sólo necesita un espesor de 1 micra, en 1986 el silicio amorfo había desplazado al cristalino.

Para mejorar el rendimiento, un español aprovechó no solo la radiación procedente del sol, sino también la que era reflejada por la superficie terrestre, creando así las células bifaciales. La tecnología de estas células está basada en una doble unión, normalmente N-P-P. El problema de este tipo de células radica en el elevado coste de producción a causa de su específica fabricación. Las técnicas de producción en serie son las indicadas para fabricar láminas finas, que requieren muy pequeñas cantidades de material activo, con lo que se abarataría su coste.

EL SILICIO

El Silicio es todavía el material más popular para la fabricación de la mayoría de las células solares para aplicaciones comerciales porque es abundante en la naturaleza. Para ser útil en las células solares, debe ser refinado al 99.9999% de pureza.
La estructura molecular de una celda individual de silicio es uniforme, lo que es ideal para una eficiente transferencia de electrones. Para hacer una celda fotovoltaica efectiva, se le agregan “impurezas” (dopado) para que se convierta en tipo-n o tipo-p. Una segunda manera mucho más económica lo constituye el silicio semicristalino, que consiste de varios cristales más pequeños conocidos como “semillas,” que introducen “límites entre gr&aaacute;nulos” al sólido. Son estas barreras lo que impide la circulación o pasaje de electrones y los estimulan a recombinarse con las “lagunas”. Hay un compromiso entre el costo y la reducción de potencia. Para crear las diferentes capas semiconductoras, el silicio se deben introducir impurezas, sea con un elemento que posea un electrón en demasía (sobrante) o por defecto (faltante). Juntando las capas `n’ y `p’ se crea la juntura que provoca que el material genere electricidad cuando se encuentra frente a una fuente de luz.

Tres son las tecnologías disponibles, toda altamente confiables. Dos de estas tecnologías requieren cristal de silicio, sea mono-cristalino o policristalino. La tercera tecnología utiliza delgadas películas de silicio “amorfo” impurificado.

Los “mono” se hacen extrayendo un único cristal de un baño de silicio fundido. Este cristal es rebanado en una configuración cercana a un cuadrado llamado seudo-cuadrado. Poli o Multi se obtienen fundiendo silicio en moldes cerámicos como si fuera hierro, se lo enfría lentamente por muchas horas a fin de obligar a las impurezas a asomar a la superficie, cortando y eliminando el material impuro y luego rebanando el silicio remanente en cuadrados o rectángulos.

Los Mono son algo más eficientes por igual unidad de área y se hacen de recortes, excedentes de la industria de semiconductores.

El silicio Multi o policristalino puede ser obtenido más económicamente, aunque los costos de ambas tecnologías varía cada día, dependiendo de cuestiones locales, como la cantidad de silicio de descarte existente en el mercado libre.

Silicio policristalino

En el caso de BP Solarex, trabaja ambas tecnologías: monocristalina bajo la marca comercial BP Solar y policristalina bajo la marca Solarex en paralelo.

Para los paneles solares de silicio Amorfo, el material es vaporizado y depositado sobre vidrio o acero inoxidable. Este procedimiento genera células menos eficientes, pero sólo requieren de una película de silicio de un espesor burdamente estimado en un quinto de las celdas mono o poli. Al mismo tiempo los costos de la tecnología de producción son menores que la de los otros métodos. Con esta tecnología adopta la apariencia de “vidrio coloreado”. BP Solarex posee dos tecnologías de película delgada de las cuales sólo una está ya disponible en volumen comercial.

Iluminación

Sustituya sus lámparas incandescentes (focos) por lámparas fluorescentes compactas (ahorradoras)

Cada uno de los aparatos eléctricos que se usan en el hogar, consumen diferentes cantidades de energía, dependiendo de su eficiencia energética y de cuánto tiempo los utilice usted al día o a la semana, así como de otras condiciones.

Iluminación

Sustituya sus lámparas incandescentes (focos) por lámparas fluorescentes compactas (ahorradoras)

La iluminación representa una tercera parte del consumo de energía en los hogares y, por ende, de lo que se paga en el recibo por consumo de electricidad.

El sustituir las lámparas ineficientes por eficientes da como resultado un ahorro de energía de 50% a 75% y, además, producen igual o mayor iluminación.

Los beneficios de las lámparas fluorescentes compactas contra las lámparas incandescentes son:

• Duran hasta 10 veces más
• Aportan mayor Iluminación
• Consumen una tercera parte de energía
• Aportan menos calor

                              Cambiar esta…                                            Por estas!!!!                                         

Actualmente existe una gran variedad de modelos de lámparas fluorescentes compactas para sustituir directamente a una lámpara incandescente.

Recomendaciones:Compre sólo lámparas fluorescentes compactas de marca reconocida. Y para mantener la misma tonalidad de luz, adquiera las lámparas que tienen en el empaque leyendas como “luz cálida” o “luz amarilla”.

Aproveche al máximo la luz natural

Apague la iluminación en las áreas donde se tenga suficiente aportación de luz natural, así como en las áreas exteriores.

Realice una buena limpieza en las lámparas que se encuentren sucias, lo que mejorará el nivel de iluminación.

Si vive en un lugar de clima cálido, cierre las persianas en el día, pues al abrirlas entrará la luz natural, pero también el calor y, en todo caso, el costo de la iluminación artificial es más bajo que el de climatizar la habitación.

Pinte las paredes de su hogar con colores claros; esto ayuda a aprovechar mejor la luz, tanto la natural como la artificial.

Realice el mayor número de actividades aprovechando la luz solar. Piense o haga una lista de todo lo que puede realizar durante el día y no dejarlo para la noche. Por ejemplo, es mejor lavar, planchar y hacer el aseo durante el día con luz natural.

Aparatos electrodomésticos

Cada uno de los aparatos eléctricos que se usan en el hogar consumen diferentes cantidades de energía, dependiendo de su eficiencia energética y de cuánto tiempo los utilice usted al día o a la semana, así como de otras condiciones.

Por ejemplo, el tostador de pan y la plancha funcionan con resistencias que convierten la electricidad en calor y consumen mucha energía; sin embargo, el tostador se utiliza sólo durante algunos minutos, mientras que la plancha se usa más tiempo y, por lo mismo, consume más electricidad.

Los motores de la lavadora de ropa, de la aspiradora y la licuadora tienen diferentes potencias y, por ende, es diferente su nivel de consumo eléctrico. Lo mismo podemos decir del radio y de la televisión: si ambos están encendidos muchas horas, usted pagará más por lo que consuma el televisor que por el radio, ya que el primero es de una mayor potencia.

Cabe señalar que la iluminación representa la tercera parte del consumo de energía eléctrica en el hogar, pero si usted tiene un sistema de aire acondicionado en su casa, el panorama puede ser otro. El refrigerador es también uno de los aparatos que más consumen energía y debido a ello, en este mismo portal le hemos dedicado una sección especial.

En usos normales, los aparatos que más consumen energía se enlistan a continuación en un orden decreciente, el cual puede variar en función de los watts de potencia de cada uno y del tiempo que usted los utilice al día, semana o mes:

• Refrigerador
• Lavadora y plancha
• Computadora y televisión
• Audio y video
• Mas aparatos electrodomésticos

Todos estos aparatos son de una gran utilidad para los miembros de la familia y, particularmente, para el ama de casa; por lo mismo, conviene observar las siguientes recomendaciones:

• Mantenga siempre limpios los aparatos eléctricos, principalmente los de la cocina. Elimine los residuos de alimentos en el horno de microondas, tostador, extractor, etc. Conservarlos en buen estado prolonga su duración y reduce el consumo de energía y los gastos, como también contribuye a la seguridad de la familia
• Utilice todos los aparatos de acuerdo con las recomendaciones de uso, mantenimiento y seguridad que aconseje el fabricante
• Revise cuidadosamente aquellos aparatos que al conectarse producen chispas o calientan el cable. No los use antes de resolver el problema. En todo caso, es recomendable que esto lo haga un técnico calificado
• Apague los aparatos que producen calor antes de terminar de usarlos -plancha. tubos o pinzas para el cabello, parrillas, ollas eléctricas, calefactores- para aprovechar el calor acumulado
• Desconecte los aparatos desde la clavija, nunca jale el cable. Es importante mantener en buen estado tanto el cable como el enchufe
• Evite mantener encendidos innecesariamente televisores, videocasseteras, equipos de sonido y todos aquellos aparatos que no se estén utilizando, ya que además de desperdiciar energía, los equipos tendrán un envejecimiento más rápido y acabarán por no servir
• Pique la comida antes de licuarla, afile las aspas de la licuadora periódicamente y cámbielas si se rompen

Recomendaciones Refrigerador

Tome en cuenta las siguientes recomendaciones:

• Coloque el refrigerador en un lugar con suficiente espacio para permitir la circulación del aire por la parte posterior (10 cm aproximadamente) y evite colocar objetos que obstruyan una adecuada ventilación, ya que de lo contrario el aparato trabajará más y, por tanto, tendrá un mayor consumo de electricidad.
• Instálelo en donde no esté al alcance de los rayos solares, la estufa, el calentador de agua y otras fuentes de calor, pues cerca de ellos tiene que trabajar más.
• Revise que el refrigerador esté nivelado, ya que si su base o el piso están desnivelados, el empaque de la puerta sellará mal.
• Asegúrese que la puerta cierre herméticamente y que no deje que el aire frío se escape. Esto lo puede comprobar poniendo una hoja de papel al cerrar la puerta; si ésta cae o se desliza.
• Verifique que la puerta esté bien cerrada y no la deje entreabierta, pues un refrigerador trabaja con mayor eficiencia cuando se abre lo menos posible.
• Evite introducir alimentos calientes dentro del aparato, permita que se enfríen a la intemperie antes de guardarlos, pues de este modo trabajará menos su refrigerador.
• Use la temperatura correcta para conservar los alimentos. El ajuste del termostato debe estar entre los números 2 y 3 en lugares de clima templado y entre 3 y 4 en sitios calurosos.
• Mantenga los alimentos cubiertos, así se conservan mejor y será menor el acumulamiento de humedad en el interior del refrigerador.
• Descongele con regularidad su congelador, si es de deshielo manual. En refrigeradores de este tipo o semi-automáticos, revise que la cantidad de escarcha que se forma en el congelador no sobrepase el medio centímetro; descongélelo antes de que esto ocurra.
• Limpie periódicamente la parte posterior del refrigerador. Si la rejilla posterior está sucia, puede ocasionar costos más altos de operación del aparato. Las rejillas que se encuentran en la parte posterior o inferior delantera del mismo, deberán ser revisadas y limpiadas cuando menos dos veces por año.
• Si sale de vacaciones por más de 15 días, desconecte el refrigerador, límpielo y deje las puertas abiertas para que se ventile y no guarde olores desagradables.

Lavadora y plancha

Lavadora

Es un aparato importante en el hogar, ya que en gran parte depende de ella nuestra higiene personal. Su consumo de electricidad es alto, pero usted puede reducirlo siguiendo los siguientes consejos:

• Deposite siempre la cantidad de ropa indicada como máximo permisible, ya que si pone menos, gastará agua y electricidad de más, y si pone más de lo permitido, la ropa quedará mal lavada y se corre el riesgo de forzar el motor.
• Use siempre el ciclo más corto posible para un lavado apropiado.
• Evite utilizar agua caliente en la lavadora, a menos que la ropa esté demasiado sucia. Además, asegúrese que el enjuague se haga con agua fría.
• En el caso de la secadora de ropa, utilícela sólo cuando sea indispensable; aproveche el sol para secar la ropa y eliminar bacterias.
• Use sólo el detergente indispensable, el exceso produce mucha espuma y hace que el motor trabaje más de lo necesario.  

Plancha

La plancha es uno de los aparatos que más consume energía, por eso es conveniente seguir las siguientes recomendaciones:

• Manténgala en buen estado general.
• Revise que las mangueras de succión estén en buenas condiciones.
• Procure utilizar la boquilla adecuada a la superficie que va a aspirar.
• Limpie los filtros al terminar de usarla.

Televisión

Es frecuente que en los hogares no sólo haya un televisor, sino dos o más, cuyo consumo de energía eléctrica va a depender, sobre todo, del tiempo que éstos permanezcan encendidos. Por ello, le sugerimos aplicar las siguientes recomendaciones de ahorro:

• Encienda el televisor sólo cuando realmente desee ver algún programa. (Recuerde que para oír música solamente, es mejor usar un radio, ya que éste consume menos energía).
• Reúna a los miembros de la familia ante un mismo aparato televisor cuando deseen ver el mismo programa.
• Mantenga bajos los niveles de iluminación en el lugar donde está instalado el televisor, así se evitarán los reflejos en la pantalla y ahorrará energía en iluminación.
• Use el reloj programador (sleep-timer); de esta manera, el aparato se apagará en caso de que a usted lo venza el sueño antes de terminar de ver su programa.
• Si su televisor utiliza regulador de voltaje, apáguelo también cuando deje de ver la televisión.

 Audio y video

Cada uno de los aparatos eléctricos que se usan en el hogar, consumen diferentes cantidades de energía, dependiendo de su eficiencia energética y de cuánto tiempo los utilice usted al día o a la semana, así como de otras condiciones.

Por ejemplo, si el radio y la televisión están encendidos muchas horas, usted pagará más por lo que consuma el televisor que por el radio, ya que el primero es de una mayor potencia.

Estos aparatos son de una gran utilidad para los miembros de la familia, y particularmente para el ama de casa, por lo que conviene observar las siguientes recomendaciones:

• No deje encendidos radios, televisores u otros aparatos eléctricos cuando nadie los está utilizando.
• Mantenga siempre limpios los aparatos eléctricos. Conservarlos en buen estado prolonga su duración y reduce el consumo de energía y los gastos, como también contribuye a la seguridad de la familia.
• Utilice todos los aparatos de acuerdo con las recomendaciones de uso, mantenimiento y seguridad que aconseje el fabricante.
• Revise cuidadosamente aquellos aparatos que al conectarse producen chispas o calientan el cable. No los use antes de resolver el problema. En todo caso, es recomendable que esto lo haga un técnico calificado.
• Desconecte los aparatos desde la clavija, nunca jale el cable. Es importante mantener en buen estado tanto el cable como el enchufe.
• Evite mantener encendidos innecesariamente televisores, videocaseteras, dvd’s, equipos de sonido y todos aquellos aparatos que no se estén utilizando, ya que además de desperdiciar energía, los equipos tendrán un envejecimiento más rápido y acabarán por no servir.

Energía en espera “vampiros”

En los últimos años, el desarrollo de la electrónica se ha intensificado en diversos campos, incluyendo a los aparatos electrodomésticos y de oficina. Si bien con ello se ha incrementado la confiabilidad, funcionalidad y eficiencia de los mismos, el avance tecnológico ha implicado que muchos de estos equipos al permanecer conectados (como “vampiros”) al circuito de alimentación eléctrica, continúen consumiendo energía aun cuando permanezcan supuestamente “apagados” o no estén efectuando su principal función, lo que significa un desperdicio de electricidad que el usuario tiene que pagar.

A este consumo de energía que realizan diversos aparatos electrónicos de manera pasiva, se le conoce como: energía de espera, energía de reposo, modo inactivo o modo dormido, aunque también se le considera como energía de desperdicio (”standby power”, “sleep mode”, “standby losses” o “leaking electricity”, respectivamente, por sus denominaciones en inglés), su crecimiento ha sido tan rápido como su aplicación en cada vez más electrodomésticos.

Se ha podido confirmar que algunos de los equipos que permanecen conectados las 24 horas del día llegan a consumir más energía -o desperdiciarla- que cuando están en uso efectivo; por ejemplo, un mini componente de audio de cierta marca consume 30 watts “apagado” y 36 encendido; además, hay que tomar en cuenta que en cualquier hogar puede haber hasta 10 ó más “vampiros”, que realizan un consumo continuo, acumulativo y sin utilidad; en casos críticos, esto equivale a tener encendido un foco de 60 watts todos los días.

¿Qué hacer para evitar estos consumos?

Para reducir los consumos parásitos o innecesarios de estos equipos, se debe entender que la energía está siempre en función de la potencia y el tiempo; por ello, nos conviene reducir el tiempo de uso o consumo de energía, lo que puede ser tan simple o sofisticado como lo siguiente:

• Desconecte la carga (retirar la clavija del contacto).
• Use un interruptor manual o un multicontactos desde el cual se pueda cortar la corriente de suministro.

Utilice elementos más sofisticados, como en las computadoras, para apagar totalmente el equipo, pero sin desconfigurar sus funciones.

Desarrollo

La correcta ejecución y funcionamiento de las instalaciones eléctricas domiciliarias no solo hace que las mismas respondan a sus fines, sino que también permite [...]]]> En este artículo se exponen los métodos prácticos para verificar la correcta ejecución y funcionamiento de las instalaciones eléctricas domiciliarias y las precauciones que deben tomarse para su adecuada realización.

Desarrollo

La correcta ejecución y funcionamiento de las instalaciones eléctricas domiciliarias no solo hace que las mismas respondan a sus fines, sino que también permite la protección de las personas y de los bienes contra los efectos de las eventuales fallas de los componentes de las mismas.
Por lo tanto, una oportuna verificación de las instalaciones brinda importantes beneficios al evitar el peligro de pérdidas de vidas, daños materiales e interferencias con otras instalaciones.

La resolución 207/95 del ENRE, el “Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles” de la Asociación Electrotécnica Argentina y otras prescripciones y normas de aplicación nacionales e internacionales establecen las formas de llevar a cabo estas verificaciones antes de la puesta en servicio de las instalaciones, recomendándose realizar controles periódicos posteriormente para detectar cambios en los valores correspondientes y efectuar las tareas de mantenimiento necesarias.

Pero además de lo estrictamente requerido por las reglamentaciones o cláusulas contractuales de la obra, siempre resulta conveniente ejecutar algunas otras pruebas adicionales, al margen de lo que los compromisos exigen.

A continuación presentamos el desarrollo de estos conceptos.

1 – Inspección de las instalaciones

Las instalaciones eléctricas siempre deben ser objeto de una inspección inicial previa a su puesta en servicio, o al realizar una modificación o al efectuar revisiones periódicas a intervalos preestablecidos.

Durante la ejecución de estas inspecciones se deben tomar ciertas precauciones para garantizar las condiciones de seguridad correspondientes. Las mismas se dividen en tres grandes grupos:

1.1 Inspección visual

La inspección visual de las instalaciones eléctricas comprende la verificación de:

- Cumplimiento de las normas IRAM de todos los elementos componentes de la instalación, a través de la inspección del grabado que presentan los materiales, del análisis de los catálogos de los fabricantes o de la revisión de los protocolos de ensayos. Por ejemplo, la verificación de que en los conductores  embutidos se indique la norma IRAM 2183 como prueba del cumplimiento de dicha norma.

- Conexionado correcto de la instalación de puesta a tierra (IRAM 2281).

- Existencia en todos los tomacorrientes de la conexión del conductor de protección a su borne de puesta a tierra (IRAM 2071).

- Operación mecánica correcta de los aparatos de maniobra y protección.

- Acción eficaz de los enclavamientos de los aparatos de maniobra y protección.

- Comprobación de la ejecución correcta de las uniones eléctricas de los conductores.

- Correspondencia entre los colores de los conductores activos, neutro y de protección con los establecidos en el código de colores, es decir colores castaño, negro, rojo y celeste para las fases R, S, T y Neutro, respectivamente y color verde/amarillo para el conductor de protección.
La reglamentación permite otros colores para los conductores de fase que no sean celeste, verde o amarillo. Está expresamente prohibido el uso de estos últimos para esos fines.

- Comprobación de la ubicación, características constructivas e inscripciones indicativas del tablero principal y tableros seccionales.

- Otras comprobaciones que la práctica aconseja. El análisis visual realizado por una persona  experimentada y conocedora de las normas permite detectar rápidamente muchos errores. Por ejemplo,  ver si las cañerías se instalaron en lugares permitidos, si los conductores a la vista están a las distancias reglamentarias de los muros, etcétera.
Algunas de estas verificaciones no exigidas por las reglamentaciones, se deben hacer a su debido tiempo, como por ejemplo la comprobación de los caños y cajas antes del hormigonado.

1.2 Conformidad con el proyecto
 
Es un tipo de inspección visual que apunta a verificar la correspondencia de los elementos instalados con los indicados en los planos y las memorias técnicas correspondientes. Entre ellas se puede mencionar:

- Verificación de la cantidad, ubicación y destino de los circuitos, secciones de los conductores activos, etcétera.

- Dimensiones y características de los materiales de las canalizaciones.

- Sección del conductor de protección.

- Características nominales de los aparatos de maniobra, seccionamiento y protección.

1.3 Verificación de propiedades eléctricas

Permite asegurar la confiabilidad de las instalaciones así como comparar los valores obtenidos con los calculados. Las mediciones aconsejadas son:

- Continuidad eléctrica de los conductores activos y de protección. Sirve para controlar que cada conductor que sale de un lugar llega íntegro a otro, o si dicho conductor que sale de un lugar es el mismo que se supone que llega a otro.

- Resistencia de aislación de la instalación eléctrica. Permite constatar el estado de los conductores luego del cableado y conexionado, previniendo así eventuales fallas de aislación. Adicionalmente se recomienda verificar la resistencia eléctrica de pisos y paredes.
Es un ensayo muy importante, pues una red con mala aislación es peligrosa para personas y bienes, dado que las corrientes de fuga pueden provocar electrocuciones o descargas desagradables; y también producen un perjuicio económico en razón del consumo adicional que generan.

- Caída de tensión. Sirve para comprobar que la sección de los conductores instalados sea la adecuada.

- Ensayo a plena carga y al calentamiento. Facilita la detección de falsos contactos y errores de dimensionamiento de materiales y equipos.

- Resistencia del sistema de puesta a tierra. Permite identificar problemas en este sistema.

1.4 Frecuencia de las inspecciones

La frecuencia recomendada de las inspecciones es:

- Viviendas unifamiliares o en propiedad horizontal: cada 5 años.

- Edificios comerciales o de oficinas: cada 3 años.

- Cines, teatros u otros destinados a concentraciones de personas: cada 2 años.

- Edificios o locales con peligro de incendio: cada año.

2 – Ensayos sobre las instalaciones

2.1 Prueba de continuidad eléctrica

Debe verificarse que los conductores no se hayan cortado durante el proceso de instalación y que las cañerías y cajas tengan continuidad eléctrica para su puesta a tierra.
Este ensayo se realiza con un óhmetro (que puede estar incluido en un multímetro) de tensión menor a 12 V, con una corriente superior a 0,2 A, debiendo verificarse que, colocando las puntas de prueba de dicho instrumento en ambos extremos del circuito a medir, la lectura obtenida sea igual a cero.

2.2 Prueba de la aislación

Debe comprobarse si la aislación de los conductores con respecto a tierra o a otro conductor están dentro de los valores indicados en las normas, que establecen que la aislación debe tener una resistencia de 1.000 veces la tensión de servicio por cada tramo de 100 m o fracción (por ej. si la tensión es 220 V. debe tener una resistencia de 220.000 Ohm). Este valor es el menor exigido por las normas, pero de ningún modo debe aceptarse en una instalación nueva.

Estas mediciones se hacen con un megóhmetro de corriente continua con una tensión igual o mayor que el doble de la tensión de servicio, debiéndose cerrar los equipos de maniobra y protección; y además desconectar la línea de alimentación y los aparatos de consumo. Debe observarse especialmente que los valores de temperatura y humedad ambiente se encuentren cercanos a los valores de referencia.
En el caso de los circuitos de muy baja tensión de servicio, el ensayo debe efectuarse con 250 V.
 
Normalmente se recomienda que una instalación, para estar correctamente realizada, tenga una resistencia de aislación que no sea inferior a 500.000 Ohm. (0,5 MW).

Las mediciones a efectuar en sistemas trifásicos incluyen:

- Entre conductores de fase.

- Entre conductores de fase unidos entre sí y neutro.

- Entre conductores de fase unidos entre sí y conductor de protección.

- Entre conductor neutro y conductor de protección.

Para instalaciones monofásicas, las mediciones se realizan:

- Entre fase y neutro.

- Entre fase y conductor de protección.

- Entre neutro y conductor de protección.

2.3 Prueba de caída de tensión

Debe verificarse el valor de la caída de tensión a lo largo de las líneas seccionales. Esto se hace midiendo con un voltímetro la tensión de una fase con respecto a neutro o entre fases, primero en las cercanías del medidor de energía y luego a lo largo de toda la línea hasta el final de los circuitos.

Esta prueba debe hacerse a plena carga, o sea con todos los aparatos funcionando, y el valor de caída porcentual medida no debe superar el 5 % en instalaciones domiciliarias.

2.4 Ensayo a plena carga y al calentamiento

Este ensayo debe efectuarse a plena carga con todos los equipos conectados, a fin de verificar si las corrientes absorbidas coinciden con los valores teóricos y si se produce calentamiento en los conductores y en los interruptores, como consecuencia de errores de cálculo o de falsos contactos.

Cuando el calentamiento es excesivo se deterioran rápidamente las aislaciones, siendo necesario proceder al recambio de los conductores afectados. El control se debe realizar con un termómetro, aunque normalmente se efectúa al tacto, con la palma de la mano. Se considera que el estado resulta satisfactorio si la mano puede tolerar la temperatura resultante (40 ºC).

Asimismo debe prestarse atención a la existencia de parpadeo en las luces, que puede motivarse por contactos defectuosos o arcos eléctricos.

2.5 Ensayo de la resistencia de puesta a tierra

Debe comprobarse si la resistencia con respecto a tierra está dentro de los valores indicados en las normas, esto es, menor a 10 Ohm (preferentemente no mayor de 5 Ohm).

La medición de la resistencia de puesta a tierra se efectuará preferentemente aplicando el método del telurímetro descripto en la norma IRAM 2281 – Parte I.

Alternativamente se podrá utilizar un método que consiste en inyectar una corriente de medición “I”, limitada por una resistencia de entre 20 y 1.000 Ohm y que pasa por el terreno a través de la puesta a tierra a medir y por un electrodo auxiliar ubicado en un punto suficientemente alejado para ser considerado como integrante de la masa general del planeta (este electrodo puede ser el de PAT del transformador de distribución de la empresa de energía).

En estas condiciones se clava un segundo electrodo auxiliar de tensión a una profundidad de 0,5 m y ubicado a mas de 20 m de la toma bajo ensayo, midiéndose la caída de tensión “U” que aparece entre la toma de tierra a medir y el electrodo auxiliar de tensión. Para medir la tensión se puede utilizar un potenciómetro o un voltímetro de impedancia interna superior a 40.000 Ohm apto para medir una tensión de hasta 5 V, mientras que para medir la corriente se utiliza un amperímetro conectado directamente o a través de de un TI tipo pinza, que facilita el trabajo al controlar instalaciones existentes.
Por aplicación de la ley de Ohm, la resistencia  R1 del electrodo de tierra resulta:

     R1 = U / I

Cuando se aplica este método se debe tener en cuenta que pueden existir tensiones espurias provocadas por corrientes vagabundas en el terreno, capaces de alterar la medición. Por ello, abriendo el circuito debe verificarse que la lectura del voltímetro sea nula o despreciable; si no lo es, el método no es aplicable.

Para partes de la instalación no cubiertas por protección diferencial se deben arbitrar los medios para que la tensión de contacto directo no supere los 24 V.

3 – Recomendaciones prácticas adicionales

Para una comprobación de continuidad simple puede improvisarse un práctico probador formado por un timbre en serie con una pila de tensión adecuada y una punta de prueba en cada extremo. Algunos multímetros actuales ya vienen provistos con este tipo de circuito, que provee una indicación sonora en caso de continuidad.
Otras variantes usan una lámpara en reemplazo del timbre o de una fuente de C.A. en vez de la pila.

Cuando los extremos del conductor a probar se encuentran a una gran distancia uno del otro, se puede usar la cañería, la tierra o un conductor ya verificado, para acceder al extremo distante.

Por otro lado, en forma elemental pueden detectarse fallas mediante un elemento probador, consistente en una lámpara (de la misma tensión que la fuente de alimentación) que se conecta en serie con la instalación, de esta manera las distintas condiciones que se pueden detectar son:

- Circuito normal: la lámpara queda conectada en serie con la carga, por lo que enciende con menor brillo.

- Cortocircuito: la lámpara enciende con pleno brillo.

- Circuito abierto: la lámpara no enciende.

- Contacto a masa: uniendo el cable y la cubierta metálica la lámpara enciende.

Para detectar una falla (cortocircuito) en ese circuito se puede reemplazar al fusible quemado por la lámpara de prueba; partiendo de dicho punto se abre el circuito sucesivamente en los puntos accesibles, debiendo ocurrir que hasta no pasar el punto en cortocircuito, cada desconexión de un terminal hará que se apague la lámpara, y tan pronto se pase el lugar del cortocircuito, toda apertura de los terminales siguientes no hará que se apague la lámpara.

Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico o nuclear, se [...]]]> Energía nuclear

Energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan con mucho a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

La energía de cualquier sistema, ya sea físico, químico o nuclear, se manifiesta por su capacidad de realizar trabajo o liberar calor o radiación. La energía total de un sistema siempre se conserva, pero puede transferirse a otro sistema o convertirse de una forma a otra.

Energía cinética

Energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación

E = m.v ²

donde m es la masa del objeto y v ² la velocidad del mismo elevada al cuadrado. El valor de E también puede derivarse de la ecuación

E = (m.a).d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera. Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia,aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer.

Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

Energía potencial

Energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energía potencial del sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencial son una cinta elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados de forma que se toquen los polos iguales.

Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración. La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo,cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética.

FUENTES RENOVABLES

Energía Hidráulica

Ya desde la antigüedad, se reconoció que el agua que fluye desde un nivel superior a otro inferior posee una determinada energía cinética susceptible de ser convertida en trabajo, como demuestran los miles de molinos que a lo largo de la historia fueron construyéndose a orillas de los ríos.

Más recientemente, hace más de un siglo, se aprovecha la energía hidráulica para generar electricidad, y de hecho fue una de las primeras formas que se emplearon para producirla.

El aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica utilizable, constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Es por tanto, un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.

Hoy en día, con los problemas medioambientales, se ven las cosas desde otra perspectiva. Esto ha hecho que se vayan recuperando infraestructuras abandonadas dotándolas de nuevos equipos automatizados y turbinas de alto rendimiento. En consecuencia, el impacto ambiental no es más del que ya existía o por lo menos inferior al de una gran central. A estas instalaciones, con potencia inferior a 5.000 kW se les denomina minihidráulicas.

Las minicentrales hidroeléctricas están condicionadas por las características del lugar de emplazamiento. La topografía del terreno influye en la obra civil y en la selección del tipo de máquina.

• Centrales de aguas fluyentes: Aquellas instalaciones que mediante una obra de toma, captan una parte del caudal del río y lo conducen hacia la central para su aprovechamiento, para después devolverlo al cauce del río.
• Centrales de pie de presa: Son los aprovechamientos hidroeléctricos que tienen la opción de almacenar las aportaciones de un río mediante un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida para utilizarlos cuando se precisen
• Centrales de canal de riego o abastecimiento, se pueden distinguir dos tipos:  A)Con desnivel existente en el propio canal: Se aprovecha mediante la instalación de una tubería forzada, que conduce el agua a la central, devolviéndola posteriormente al curso normal del canal. B) Con desnivel existente entre el canal y el curso de un río cercano: En este caso la central se instala cercana al río y se aprovechan las aguas excedentes en el canal.

A la hora de realizar un proyecto de una minicentral hidroeléctrica y dependiendo del tipo por su emplazamiento,la determinación del caudal y la altura de salto determinará la potencia a instalar, así como, el tipo de miniturbina. Existen varios tipos de miniturbinas:

De reacción

Aprovecha la energía de presión del agua en energía cinética en el estator, tanto en la entrada como en la salida, estas aprovechan la altura disponible hasta el nivel de desagüe.

Kaplan: (diseñada por Viktor Kaplan) se componen básicamente de una cámara de entrada que puede ser abierta o cerrada, un distribuidor fijo, un rodete con cuatro o cinco palas fijas en forma de hélice de barco y un tubo de aspiración.

Francis: caracterizada por que recibe el flujo de agua en dirección radial, orientándolo hacia la salida en dirección axial.

Se compone de:

Un distribuidor que contiene una serie de álabes fijos o móviles que orientan el agua hacia el rodete. Un rodete formado por una corona de paletas fijas, torsionadas de forma que reciben el agua en dirección radial y lo orientan axialmente. Una cámara de entrada, que puede ser abierta o cerrada de forma espiral, para dar una componente radial al flujo de agua. Un tubo de aspiración o de salida de agua, que puede ser recto o acodado y se encarga de mantener la diferencia de presiones necesaria para el buen funcionamiento de la turbina.

De flujo cruzado: también conocida como de doble impulsión, constituida principalmente por un inyector de sección rectangular provisto de un álabe longitudinal que regula y orienta el caudal que entra en la turbina, y un rodete de forma cilíndrica, con múltiples palas dispuestas como generatrices y soldadas por los extremos a discos terminales.

El caudal que entra en la turbina es orientado por el álabe del inyector, hacia las palas del rodete,produciendo un primer impulso. Posteriormente, atraviesa el interior del rodete y proporciona un segundo impulso, al salir del mismo y caer por el tubo de aspiración.

De acción

Aprovecha la energía de presión del agua para convertirla en energía cinética en el estator, estas aprovechan la altura disponible hasta el eje de la turbina.

Pelton: Consta de un disco circular que tiene montados en su periferia unas paletas en forma de doble cuchara y de un inyector que dirige y regula el chorro de agua que inciden sobre las cucharas, provocando el movimiento de giro de la turbina.

Energía Solar

Energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión . Llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres. La intensidad de la radiación solar en el borde exterior de la atmósfera,si se considera que la Tierra está a su distancia promedio del Sol, se llama constante solar, y su valor medio es 1,37.106 erg/s/cm ², o unas 2 cal/min/cm ². Sin embargo, esta cantidad no es constante,ya que parece ser que varía un 0,2% en un periodo de 30 años. La intensidad de energía real disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la absorción y a la dispersión de la radiación que origina la interacción de los fotones con la atmósfera.

La intensidad de energía solar disponible en un punto determinado de la Tierra depende, de forma complicada pero predecible, del día del año, de la hora y de la latitud. Además, la cantidad de energía solar que puede recogerse depende de la orientación del dispositivo receptor.

Energía Solar Térmica

Un sistema de aprovechamiento de la energía solar muy extendido es el térmico. El medio para conseguir este aporte de temperatura se hace por medio de colectores.

El colector es una superficie, que expuesta a la radiación solar, permite absorber su calor y transmitirlo a un fluido. Existen tres técnicas diferentes entre sí en función de la temperatura que puede alcanzar la superficie captadora. De esta manera, los podemos clasificar como:

• Baja temperatura: captación directa, la temperatura del fluido es por debajo del punto de ebullición.
• Media temperatura: captación de bajo índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 100°C.
• Alta temperatura; captación de alto índice de concentración, la temperatura del fluido es más elevada de 300°C.

Energía Solar Fotovoltáica

El sistema de aprovechamiento de la energía del Sol para producir energía eléctrica se denomina conversión fotovoltaica.

Las células solares están fabricadas de unos materiales con unas propiedades específicas, denominados semiconductores.

Para entender el funcionamiento de una célula solar, debemos de entender las propiedades de estos semiconductores.

Propiedades de los semiconductores

Los electrones que se encuentran orbitando al rededor del núcleo atómico no pueden tener cualquier energía,solamente unos valores determinados, que son denominados, niveles energéticos, a los que se pone nombre: 1s, 2s, 2p,3s, 3p.

Las propiedades químicas de los elementos están determinadas por el número de electrones en su última capa y por electrones que faltan para completarla. En el silicio, material que se usa para la construcción de una célula solar, en su última capa, posee cuatro electrones y faltan otros cuatro para completarla.

Cuando los átomos de silicio se unen a otros, comparten los electrones de las últimas capas con la de los átomos vecinos, formando lo que se denomina enlace covalente. Estas agrupaciones dan lugar a un sólido de estructura cristalina.

De la forma, que los electrones de un átomo no pueden tener cualquier energía, los electrones de un cristal tampoco pueden tomar cualquier energía.

Teniendo en cuenta que en el átomo sus propiedades se determinan en la última capa, ahora son agrupaciones de capas, llamadas bandas de energía, y que definen las propiedades electrónicas de un cristal.

Las dos últimas capas ocupadas por electrones reciben el nombre de banda de conducción y banda de valencia. Estas están separadas por una energía denominada gap.

Para poder entender esto describiremos los tipos de materiales existentes, eléctricamente hablando:

• Conductores, disponen de unos electrones de valencia poco ligados al núcleo y que pueden moverse con facilidad dentro de la red cristalina respondiendo a un estímulo externo.
• Semiconductores, sus electrones de valencia están más ligados a sus núcleos que los conductores, pero basta suministrar una pequeña cantidad de energía para que se comporten igual que estos.
• Aislantes, los electrones de valencia están fuertemente ligados al núcleo y la energía a suministrar para poder desprenderse del átomo sería excesivamente grande.

Llegando a este punto, podemos decir que a cierta temperatura, algunos electrones tendrán energía suficiente para desligarse de los átomos, a estos electrones libres se les denomina “electrones” y se les asocia con los niveles energéticos de la banda de conducción.

A los enlaces que han dejado vacíos se les denomina “huecos” para entender mejor este racionamiento diremos que los “huecos” se comportan de la misma forma que partículas con carga positiva.

Si pusiéramos un cristal de estas características, lo único que conseguiríamos sería calentar el cristal, ya que los electrones se moverían dentro del propio cristal, se generarían pares electrón-hueco, que constan de un electrón que se mueve y deja un hueco, a ese hueco irá otro electrón próximo, generando otro hueco y así sucesivamente.

Para generar una corriente eléctrica hace falta un campo magnético, que se consigue con la unión de dos cristales semiconductores, uno de tipo “p” y otro de tipo “n”.

Estos semiconductores se obtienen con un cristal semiconductor muy puro, introduciéndoles impurezas (dopado).

Una de las regiones se dopa con fósforo, que tiene cinco electrones de valencia, uno más que el silicio, de forma que esta región dopada muestra una afinidad por los electrones mayor que el silicio puro. A esta región se le denomina de tipo n.

La otra región de dopa con boro, que tiene tres electrones de valencia, uno menos que el silicio, de forma que esta región muestra una afinidad por los electrones inferior que el silicio puro. A esta región se le denomina de tipo p.

De esta forma, teniendo un cristal semiconductor de silicio formado por una región de tipo p y otra región de tipo n, se consigue una diferencia de potencial que hace que los electrones tengan menos energía en la zona n que en la zona p. Por esta razón los electrones son enviados a la zona n y los huecos a la zona p.

Cuando inciden fotones sobre este tipo de semiconductor, unión p-n, es cuando entonces se rompen algunos enlaces, generándose de esta forma pares electrón-hueco.

Las células solares, para poder suministrar energía al exterior, van provistas de unos dedos o mallas de metalización frontal, que consisten en partes metálicas por la que circula al exterior la corriente eléctrica generada.

Si esta generación se produce a una distancia de la unión menor que lo que se denomina longitud de difusión,estos pares serán separados por el fuerte campo eléctrico que existe en la unión, moviéndose el electrón hacia la zona n y el hueco hacia la zona p. De esta forma se da una corriente de la zona n a la zona p.

Si estos electrones consiguen ser recolectados por la malla de metalización, obtendremos energía eléctrica

Si la longitud de difusión es muy corta, el par electrón-hueco, se recombinará, lo cuál dará origen a calor.

Por supuesto esto siempre que la célula esté iluminada.

De todas formas no todos los fotones incidentes generan electricidad, hay factores que hacen que existan pérdidas en esta generación.

Energía de fotones incidentes, hay veces que los fotones incidentes no disponen de la energía necesaria para romper un enlace covalente y crear un par electrón-hueco, y otras, el fotón tiene demasiada energía, lo cual se disipa en forma de calor.

Recombinación, es el hecho de que los electrones liberados ocupen un hueco próximo a ellos.

• Reflexión, parte de la radiación incidente en la célula es reflejada.
• Malla de metalización, estos contactos eléctricos en el exterior de la célula, disminuye la superficie de captación.
• Resistencia serie, es el efecto Joule producido por el paso de electrones a través del silicio, la malla de metalización y resistencia de los contactos de conexión eléctricas al circuito exterior.
• Resistencia paralelo, tiene origen en las imperfecciones de la unión p-n, creando fugas de corriente.

Estas células conexionadas entre sí, y montadas en un módulo o panel es lo que llamamos panel solar. Cuyas características eléctricas vienen determinadas por el numero y forma de conexión de las células.

Conexión serie, conexionadas de forma que el lado p sea conectado con el lado n de otra célula, así sucesivamente, quedando cada extremo con un lado n y otro p.

Las tensiones generadas de cada célula se suman, la corriente es el valor de una célula.

Conexión paralelo, conexionados todos los lados de tipo p, por un lado, y los de tipo n por otro.

La tensión generada es la de una célula y la corriente es la suma de todas.

Conexión mixta, es la conexión en serie y en paralelo de las células.

Donde la tensión generada es la suma de las tensiones de células en serie y la corriente es la suma de todas las células en paralelo.

I total = I x número de células en paralelo

V total = V x número de células en serie

Existen varios tipos de paneles fotovoltaicos, que se diferencian bien por su tecnología de fabricación de células o por su aplicación.

• Silicio monocristalino
• Silicio policristalino
• Silicio amorfo
• Policristalinos de lámina delgada
• Paneles para el espacio
• Sulfuro de cadmio y sulfuro de cobre
• Teluro de cadmio
• Seleniuro de cobre e indio
• Arseniuro de galio o de concentración
• Bifaciales

Energía Geotérmica

Nuestro planeta guarda una enorme cantidad de energía en su interior. Un volcán o un géiser es una buena muestra de ello.

Son varias las teorías que tratan de explicar las elevadas temperaturas del interior de la Tierra. Unas sostienen que se debe a las enormes presiones existentes bajo la corteza terrestre; otras suponen que tienen origen en determinados procesos radiactivos internos; por último, hay una teoría que lo atribuye a la materia incandescente que formó nuestro planeta.

1. Perforación de extracción de vapor
2. Inyección de agua fría hasta roca caliente
3. Perforación de extracción de vapor
4. Intercambiador de calor
5. Edificio de la turbina
6. Enfriamiento
7. Depósito de calor subterráneo, para exceso de temperatura
8. Medición de perforación
9. Conexión a red eléctrica

Diversos estudios científicos realizados en distintos puntos de la superficie terrestre han demostrado que, por término medio, la temperatura interior de la Tierra aumenta 3°C cada 100 m. de profundidad.

Este aumento de temperatura por unidad de profundidad es denominado gradiente geotérmico.

Se supone que variará cuando alcancen grandes profundidades, ya que en el centro de la Tierra se superarían los 20.000°C, cuando en realidad se ha calculado que es, aproximadamente, de 6.000°C.

La forma más generalizada de explotarla, a excepción de fuentes y baños termales, consiste en perforar dos pozos, uno de extracción y otro de inyección.

En el caso de que la zona esté atravesada por un acuífero se extrae el agua caliente o el vapor, este se utiliza en redes de calefacción y se vuelve a inyectar, en el otro caso se utiliza en turbinas de generación de electricidad.

En el caso de no disponer de un acuífero, se suele proceder a la fragmentación de las rocas calientes y a la inyección de algún fluido.

Es difícil el aprovechamiento de esta energía térmica, ocasionado por el bajo flujo de calor, debido a la baja conductividad de los materiales que la constituyen; pero existen puntos en el planeta que se producen anomalías geotérmicas,dando lugar a gradientes de temperatura de entre 100 y 200°C por kilómetro, siendo estos puntos aptos para el aprovechamiento de esta energía.

Tipos:

• Hidrotérmicos: tienen en su interior de forma natural el fluido caloportador, generalmente agua en estado líquido o en vapor,dependiendo de la presión y temperatura. Suelen encontrarse en profundidades comprendidas entre 1 y 10 km.
• Geopresurizados: son similares a los hidrotérmicos pero a una mayor profundidad, encontrándose el fluido caloportador a una mayor presión,unos 1000 bares y entre 100 y 200°C, con un alto grado de salinidad, generalmente acompañados de bolsas de gas y minerales disueltos.
• De roca caliente: son formaciones rocosas impermeables y una temperatura entre 100 y 300°C, próximas a bolsas magmáticas.

Energía Eólica

La fuente de energía eólica es el viento, o mejor dicho, la energía mecánica que, en forma de energía cinética transporta el aire en movimiento. El viento es originado por el desigual calentamiento de la superficie de nuestro planeta, originando movimientos convectivos de la masa atmosférica.

La Tierra recibe una gran cantidad de energía procedente del Sol. Esta energía, en lugares favorables, puede ser del orden de 2.000 kW.h/m ² anuales. El 2 por ciento de ella se transforma en energía eólica con un valor capaz de dar una potencia de 1011 GW.

En la antigüedad no se conocían estos datos, pero lo que sí es cierto, es que intuitivamente conocían el gran potencial de esta energía.

Las formas de mayor utilización son las de producir energía eléctrica y mecánica, bien sea para autoabastecimiento de electricidad o bombeo de agua. Siendo un aerogenerador los que accionan un generador eléctrico y un aeromotor los que accionan dispositivos, para realizar un trabajo mecánico.

Partes de un aerogenerador:
- Cimientos, generalmente constituidos por hormigón en tierra, sobre el cual se atornilla la torre del aerogenerador.

- Torre, fijada al suelo por los cimientos, proporciona la altura suficiente para evitar turbulencias y superar obstáculos cercanos; la torre y los cimientos son los encargados de transmitir las cargas al suelo.

- Chasis, es el soporte donde se encuentra el generador, sistema de frenado, sistema de orientación, equipos auxiliares (hidráulico), caja de cambio, etc. Protege a estos equipos del ambiente y sirve, a su vez, de aislante acústico.

- El buje, pieza metálica de fundición que conecta las palas al eje de transmisión.

- Las palas, cuya misión es la de absorber energía del viento; el rendimiento del aerogenerador depende de la geometría de las palas, interviniendo varios factores:

• Longitud
• Perfil
• Calaje
• Anchura

Sistemas de un aerogenerador

• Orientación, mantiene el rotor cara al viento,minimizando los cambios de dirección del rotor con los cambios de dirección de viento; Estos cambios de dirección provocan pérdidas de rendimiento y genera grandes esfuerzos con los cambios de velocidad.
• Regulación, controla la velocidad del rotor y el par motor en el eje del rotor, evitando fluctuaciones producidas por la velocidad del viento.
• Transmisión, utilizados para aumentar la velocidad de giro del rotor, para poder accionar un generador de corriente eléctrica, es un multiplicador, colocado entre el rotor y el generador.
• Generador, para la producción de corriente continua (DC) dinamo y para la producción de corriente alterna (AC) alternador, este puede ser sincrónico o asíncrono.

Energía del Mar

Los mares y los océanos son inmensos colectores solares, de los cuales se puede extraer energía de orígenes diversos.

- La radiación solar incidente sobre los océanos, en determinadas condiciones atmosféricas,da lugar a los gradientes térmicos oceánicos (diferencia de temperaturas) a bajas latitudes y profundidades menores de 1000 metros.

- La iteración de los vientos y las aguas son responsables del oleaje y de las corrientes marinas.

- La influencia gravitacional de los cuerpos celestes sobre las masas oceánicas provoca mareas.

Energía de las mareas

La energía estimada que se disipa por las mareas es del orden de 22000 TWh. De esta energía se considera recuperable una cantidad que ronda los 200 TWh.

El obstáculo principal para la explotación de esta fuente es el económico. Los costes de inversión tienden a ser altos con respecto al rendimiento, debido a las bajas y variadas cargas hidráulicas disponibles. Estas bajas cargas exigen la utilización de grandes equipos para manejar las enormes cantidades de agua puestas en movimiento. Por ello,esta fuente de energía es sólo aprovechable en caso de mareas altas y en lugares en los que el cierre no suponga construcciones demasiado costosas.

La limitación para la construcción de estas centrales, no solamente se centra en el mayor coste de la energía producida, si no, en el impacto ambiental que generan.

La mayor central mareomotriz se encuentra en el estuario del Rance (Francia). En nuestro país hay una central mareomotriz en Península de Valdéz (Chubut).

Energía térmica oceánica

La explotación de las diferencias de temperatura de los océanos ha sido propuesta multitud de veces, desde que D´Arsonval lo insinuara en el año 1881, pero el más conocido pionero de esta técnica fue el científico francés George Claudi, que invirtió toda su fortuna, obtenida por la invención del tubo de neón, en una central de conversión térmica.

La conversión de energía térmica oceánica es un método de convertir en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía entre 20 y 24 °C. Para el aprovechamiento es suficiente una diferencia de 20°C.

Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico permanente y benigno desde el punto de vista medioambiental. Puede tener ventajas secundarias, tales como alimentos y agua potable, debido a que el agua fría profunda es rica en sustancias nutritivas y sin agentes patógenos.

Las posibilidades de esta técnica se han potenciado debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa. El desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión harán posible el diseño de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico.

Existen dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía:

El primero consiste en utilizar directamente el agua de mar en un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y así mover una turbina. El departamento de energía americano (DOE) está construyendo un prototipo de 165 kW en las islas Hawaii, con él se pretende alcanzar la experiencia necesaria para construir plantas de 2 a 15 MW.

El segundo consiste en emplear un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullición (amoniaco, freón,propano)que se evaporan en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbogenerador, se condensa con agua fría de las profundidades y el fluido queda dispuesto de nuevo para su evaporación.

El rendimiento de este sistema es su bajo rendimiento, sobre un 7%, esto es debido a la baja temperatura del foco caliente y la poca diferencia de temperatura entre el foco frío y caliente. Además es preciso realizar un coste extra de energía, empleado para el bombeo de agua fría de las profundidades para el condensado de los fluidos.

Energía de las olas

Las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento, y el viento genera las olas. Únicamente el 0.01% del flujo de la energía solar se transforma en energía de las olas. Una de las propiedades características de las olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias sin apenas pérdida de energía. Por ello, la energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. De este modo la energía de las olas se concentra en las costas, que totalizan 336000 km de longitud. La densidad media de energía es del orden de 8 kW/m de costa. En comparación, las densidades de la energía solar son del orden de 300 W/m ². Por tanto, la densidad de energía de las olas es, en un orden de magnitud, mayor que la que los procesos que la generan. Las distribuciones geográficas y temporales de los recursos energéticos de las olas están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios, monzones).

La densidad de energía disponible varía desde las más altas del mundo, entre 50-60 kW/m en Nueva Zelanda, hasta el valor medio de 8 kW/m.

Los diseños actuales de mayor potencia se hallan a 1 Mwe de media, aunque en estado de desarrollo.

La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía eléctrica se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre un absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del generador.

La potencia instalada en operación en el mundo apenas llega al Mwe. La mayor parte de las instalaciones lo son de tierra. Los costes fuera de la costa son considerablemente mayores. En el momento actual, la potencia instalada de los diseños más modernos varía entre 1 y 2 MW. Pero todos los diseños deben considerarse experimentales.

De los sistemas propuestos, para aprovechar la energía de las olas, se puede hacer una clasificación, los que se fijan a la plataforma continental y los flotantes, que se instalan en el mar.

Uno de los primeros fue el convertidor noruego Kvaerner, cuyo primer prototipo se construyó en Bergen en 1985. Consistente en un tubo hueco de hormigón, de diez metros de largo, dispuesto verticalmente en el hueco de un acantilado. Las olas penetran por la parte inferior del cilindro y desplazan hacia arriba la columna de aire, lo que impulsa una turbina instalada en el extremo superior del tubo. Esta central tiene una potencia de 500 kW y abastece a una aldea de cincuenta casas.

El pato de Salter, que consiste en un flotador alargado cuya sección tiene forma de pato. La parte más estrecha del flotador se enfrenta a la ola con el fin de absorber su movimiento lo mejor posible. Los flotadores giran bajo la acción de las olas alrededor de un eje cuyo movimiento de rotación acciona una bomba de aceite que se encarga de mover una turbina.

La dificultad que presenta este sistema es la generación de electricidad con los lentos movimientos que se producen.

Balsa de Cockerell, que consta de un conjunto de plataformas articuladas que reciben el impacto de las crestas de las olas. Las balsas ascienden y descienden impulsando un fluido hasta un motor que mueve un generador por medio de un sistema hidráulico instalado en cada articulación.

Rectificador de Russell, formado por módulos que se instalan en el fondo del mar, paralelos al avance de las olas. Cada módulo consta de dos cajas rectangulares, una encima de la otra. El agua pasa de la superior a la inferior a través de una turbina.

Boya de Nasuda, consistente en un dispositivo flotante donde el movimiento de las olas se aprovecha para aspirar e impulsar aire a través de una turbina de baja presión que mueve un generador de electricidad.

Biomasa y R.S.U.

La más amplia definición de BIOMASA sería considerar como tal a toda la materia orgánica de origen vegetal o animal, incluyendo los materiales procedentes de su transformación natural o artificial. Clasificándolo de la siguiente forma:

Biomasa natural: es la que se produce en la naturaleza sin la intervención humana.

Biomasa residual: que es la que genera cualquier actividad humana, principalmente en los procesos agrícolas,ganaderos y los del propio hombre, tal como, basuras y aguas residuales.

Biomasa producida: que es la cultivada con el propósito de obtener biomasa transformable en combustible, en vez de producir alimentos,como la caña de azúcar en Brasil, orientada a la producción de etanol para carburante.

Desde el punto de vista energético, la biomasa se puede aprovechar de dos maneras; quemándola para producir calor o transformándola en combustible para su mejor transporte y almacenamiento la naturaleza de la biomasa es muy variada, ya que depende de la propia fuente, pudiendo ser animal o vegetal, pero generalmente se puede decir que se compone de hidratos de carbono, lípidos y prótidos. Siendo la biomasa vegetal la que se compone mayoritariamente de hidratos de carbono y la animal de lípidos y prótidos.

La utilización con fines energéticos de la biomasa requiere de su adecuación para utilizarla en los sistemas convencionales.

Estos procesos pueden ser:

• Físicos, son procesos que actúan físicamente sobre la biomasa y están asociados a las fases primarias de transformación, dentro de lo que puede denominarse fase de acondicionamiento, como, triturado,astillado, compactado e incluso secado.
• Químicos, son los procesos relacionados con la digestión química, generalmente mediante hidrólisis pirólisis y gasificación.
• Biológicos, son los llevados a cabo por la acción directa de microorganismos o de sus enzimas, generalmente llamado fermentación. Son procesos relacionados con la producción de ácidos orgánicos,alcoholes, cetonas y polímeros.
• Termoquímicos, están basados en la transformación química de la biomasa, al someterla a altas temperaturas (300°C – 1500°C). Cuando se calienta la biomasa se produce un proceso de secado y evaporación de sus componentes volátiles, seguido de reacciones de crakeo o descomposición de sus moléculas, seguidas por reacciones en la que los productos resultantes de la primera fase reaccionan entre sí y con los componentes de la atmósfera en la que tenga lugar la reacción, de esta forma se consiguen los productos finales.

Según el control de las condiciones del proceso se consiguen productos finales diferentes, lo que da lugar a los tres procesos principales de la conversión termoquímica de la biomasa:

• Combustión: Se produce en una atmósfera oxidante, de aire u oxígeno, obteniendo cuando es completa, dióxido de carbono, agua y sales minerales (cenizas), obteniendo calor en forma de gases calientes.
• Gasificación: Es una combustión incompleta de la biomasa a una temperatura de entre 600°C a 1500°C en una atmósfera pobre de oxígeno, en la que la cantidad disponible de este compuesto está por debajo del punto estequeométrico, es decir, el mínimo necesario para que se produzca la reacción de combustión. En este caso se obtiene principalmente un gas combustible formado por monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano.
• Pirólisis: Es el proceso en la descomposición térmica de la biomasa en ausencia total de oxígeno. En procesos lentos y temperaturas de 300°C a 500°C el producto obtenido es carbón vegetal, mientras que en procesos rápidos (segundos) y temperaturas entre 800°C a 1200°C se obtienen mezclas de compuestos orgánicos de aspectos aceitosos y de bajo pH, denominados aceites de pirólisis.

Pudiéndose obtener combustibles:

• Sólidos, Leña, astillas, carbón vegetal
• Líquidos, biocarburantes, aceites, aldehídos, alcoholes, cetonas, ácidos orgánicos…
• Gaseosos, biogas, hidrógeno.

La instalación eléctrica de una vivienda o edificio representa el eje central del cual dependerán todos los demás sistemas que posteriormente se conecten al mismo, tales como iluminación, climatización, ascensores; así como una gran diversidad de aparatos electrodomésticos que dotarán a la vivienda de un alto grado de habitabilidad y confort. Por ello, los edificios se [...]]]> Introducción

La instalación eléctrica de una vivienda o edificio representa el eje central del cual dependerán todos los demás sistemas que posteriormente se conecten al mismo, tales como iluminación, climatización, ascensores; así como una gran diversidad de aparatos electrodomésticos que dotarán a la vivienda de un alto grado de habitabilidad y confort.
Por ello, los edificios se clasifican en cinco grupos, dependiendo de la función que vayan a realizar:

• Edificios destinados a viviendas.
• Edificios comerciales o de oficinas.
• Edificios públicos.
• Edificios industriales.
• Edificios destinados a concentración de industrias.

Partes de una instalación

En la figura siguiente se muestra el esquema de una instalación de enlace, en la cual se aprecian las partes siguientes:

• Línea de acometida
• Caja general de protección.
• Línea repartidora.
• Centralización de contadores.
• Derivaciones individuales.
• Cuadro de mando y protección.

La red de distribución y línea de acometida pertenecen a la compañía distribuidora de energía eléctrica, mientras que a partir de la caja general de protección la instalación es propiedad de los usuarios.
Por otra parte, los cálculos más habituales que se realizarán en el proyecto de una instalación eléctrica son los relativos al establecimiento de:

• Potencias demandadas.
• Caída de tensión.
• Sección de conductores en las diferentes partes del edificio.

Niveles o grados de electrificación para edificios destinados principalmente a viviendas

La división en niveles o grados de electrificación de una vivienda se realiza en función de la carga o potencia máxima simultánea que pueda soportar la instalación, así como de la instalación interior que posea.
Existen cuatro niveles o grados de electrificación para estos edificios según las potencias máximas previstas para cada nivel.

• Mínimo 3.000 vatios
• Medio 5.000 vatios
• Elevado 8.000 vatios
• Especial a proyectar

Determinación del nivel de electrificación

La determinación del nivel de electrificación de una vivienda se hará de acuerdo con las utilizaciones previstas para esa vivienda, así como en función de lo que determine el propietario de la misma. Sin embargo, si no se conoce la utilización que posteriormente tendrá la vivienda, ni posee propietario por ser un edificio en construcción, el grado mínimo de electrificación dependerá de la superficie que tenga la vivienda, de acuerdo con la tabla siguiente:

Características de los niveles de electrificación

Cada nivel de electrificación posee una serie de características que permiten diversas utilizaciones. Estas son:

• Nivel de electrificación mínimo. Permite la utilización de alumbrado, lavadora sin calentador eléctrico de agua incorporado, frigorífico, plancha, radio, televisor y pequeños aparatos electrodomésticos. La previsión de potencia máxima es de 3.000 vatios.
• Nivel de electrificación medio. Permite la utilización de alumbrado, cocina eléctrica, cualquier tipo de lavadora, calentador eléctrico de agua, frigorífico, radio, televisor y otros aparatos electrodomésticos. La previsión de potencia máxima es de 5.000 vatios.
• Nivel de electrificación elevado. Permite, además de las utilizaciones de los aparatos correspondientes al nivel medio de electrificación, la instalación de un sistema de calefacción eléctrica y de acondicionamiento de aire. La previsión de potencia máxima es de 8.000 vatios.
• Nivel de electrificación especial. Es el que corresponde a aquellas viviendas dotadas de gran número de aparatos electrodomésticos o a aquellas que posean potencias unitarias elevadas por aparato o que dispongan de sistemas de calefacción eléctrica o de aire acondicionado, etc. Su potencia máxima se determinará para cada caso, pero siempre será superior a 8.000 vatios.

Para que las viviendas puedan clasificarse como pertenecientes a uno u otro nivel de electrificación, las instalaciones interiores o receptoras tendrán que cumplir una serie de requisitos en cuanto al número de circuitos y sus respectivas dimensiones, igualmente deberán poseer protecciones para la seguridad de las personas y de las instalaciones receptoras y puntos de utilización. Las exigencias de estos requisitos irán en aumento según vaya aumentado el nivel de electrificación.

Calculo de la potencia total de un edificio

Una vez establecido el nivel o grado de electrificación para cada tipo de vivienda, en función de su superficie o la potencia instalada, se procede a efectuar el cálculo de la potencia total de todo el edificio.
La potencia total es la suma de la previsión de potencias correspondientes a la:

• Potencia del conjunto de viviendas: P V
• Potencia de los servicios generales: P SG
• Potencia de locales comerciales: P L
• Potencia de oficinas: P O

PT = P V + P SG + P L + P O

Cálculo de la potencia prevista para viviendas (P V )

Analizaremos únicamente las viviendas sin calefacción.
La potencia será el resultado de multiplicar el número de viviendas por la demanda o potencia máxima prevista por vivienda.
Ahora bien, este resultado reflejaría la potencia máxima prevista para las viviendas suponiendo que todas demandasen a la vez la máxima potencia.
Como este hecho es prácticamente imposible, sobre todo cuanto mayor sea el número de viviendas del edificio, al valor de la potencia máxima se le aplicará un coeficiente de simultaneidad.
La tabla siguiente refleja estos coeficientes, establecidos en función del número de viviendas que posee el edificio.

Cálculo de la potencia de los servicios generales (P SG )

Se consideran servicios generales de un edificio aquellos que son comunes a todas las viviendas, tales como:

Ascensores – Montacargas – Alumbrado de portal – Alumbrado de escalera. – Calefacción – Aire acondicionado – Garajes – Otros servicios eléctricos.

A cada uno de estos servicios se le asigna una potencia de cálculo, y la suma de todas ellas dará la potencia de los servicios generales.
A modo de orientación, y a falta de datos específicos de cada servicio general, pueden utilizarse los valores que se indican en las tablas siguientes para aparatos elevadores y para otros servicios generales.

A los valores de la potencia calculada para estos servicios generales no se les aplica ningún coeficiente de simultaneidad, dado que demandan siempre la máxima potencia.

Las potencias de alumbrado de zonas comunes se determinan calculando los metros cuadrados de la zona a considerar y multiplicándola por 15 W o 4 W, dependiendo de si se considera alumbrado de incandescencia o fluorescencia. Los demás aspectos se establecerán de la misma forma.

Cálculo de la potencia para locales y oficinas (P L , P O )

En ausencia de datos sobre la potencia se tomará como base de cálculo, tanto para locales comerciales como para oficinas, 100 W por m2 , con un mínimo de 3.000 W para un local y de 5.000 W para una oficina. Es decir:

Potencia (kW) = 0,1 kW· (superficie local + superficie oficina)

Si el edificio se destina por entero a uso comercial o de oficinas, se fija 100 W por m2 y por planta, con un mínimo de 5.000 W por abonado. Por el contrario, si el edificio forma parte de una concentración de industrias, se toma 125 W por m 2 y por planta como base de cálculo.

Linea repartidora

La línea repartidora es la conducción eléctrica que enlaza la caja general de protección con la centralización de contadores del edificio.
En viviendas unifamiliares esta línea no existe, debido a que la caja general de protección enlaza directamente con el contador del abonado.
En los edificios que disponen de contadores centralizados por plantas, la línea repartidora se canaliza por el hueco de escaleras, instalando en la entrada a las viviendas las cajas precintables de derivación, de las que parten las derivaciones individuales que enlazan con el contador de cada abonado.
Si toda centralización de contadores se realiza de forma concentrada (en planta baja o local destinado para tal fin), la línea repartidora une la caja general de protección con el principio de esta centralización:
El número de líneas repartidoras de que dispone un edificio será de tantas como cajas generales de protección tenga; por regla general es una por cada 160 kW de potencia o fracción.

Conductores, tubos y canalizaciones para líneas repartidoras

Los conductores que se emplean para las líneas repartidoras son de cobre, unipolares y con aislamiento para 1.000 V; estas líneas pueden estar constituidas de las siguientes formas:

• Por conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
• Por conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
• Por canalizaciones prefabricadas.
• Por conductores aislados con cubierta metálica en montaje superficial.

En todos los casos la línea repartidora está formada por tres conductores de fase, uno de neutro y uno de protección con aislamiento de 750 V.
Los tubos de protección de estas líneas tienen que ser rígidos y autoextinguibles, su diámetro nominal debe permitir ampliar la sección de los conductores inicialmente instalados en un 100 por 100.
La forma de alojar estos tubos que constituyen la línea repartidora consiste en practicar una canaladura de sección 30 x 30 cm en la pared del hueco de escalera, esta canaladura tiene que evitar cambios de dirección, estar convenientemente cerrada y disponer de registros en todas las plantas del edificio.

Cálculo de la sección de los conductores

Para poder realizar el cálculo de la sección de los conductores que componen una línea repartidora, hay que tener en cuenta la caída de tensión máxima admisible entre la caja general de protección y el arranque de las derivaciones individuales de cada abonado conectado a la línea repartidora.
Esta caída de tensión tiene valores diferentes, que dependen de que se dé uno de estos dos casos:
• Que el edificio disponga de varias centralizaciones de contadores por planta. En este caso la caída de tensión admisible es del 1 por 100.
• Que solamente exista una centralización de contadores en planta baja o primer sótano, la caída de tensión admisible es aquí del 0,5 por 100.
La potencia que se ha de considerar para el cálculo de la sección de los conductores de la línea repartidora será la que se estime para la centralización de contadores.
Las fórmulas que permiten calcular la caída de tensión dependen de que el suministro de energía eléctrica sea monofásico o trifásico.

a) Para suministros monofásicos:

b) Para suministros trifásicos:

donde:

S es la sección en mm 2 , U la tensión de servicio en voltios. (Para corrientes trifásicas, es la tensión entre fases.), cos Fi es el factor de potencia, e la caída de tensión en voltios, P es la potencia en vatios de la centralización de contadores, L es la longitud en metros de la línea repartidora, gamma es la conductividad en:

(Cu = 56 y Al = 35) e I es la intensidad total en amperios.

Derivación individual

Los conductores empleados en las derivaciones individuales son de cobre rígido con aislamiento para 750 V. El número de los conductores empleados en una derivación individual viene fijado por las necesidades de utilización de los receptores de cada abonado, así como por el tipo de suministro de que se disponga.
Cada derivación individual está formada por un conductor de fase, otro neutro y uno de protección, siempre que el suministro sea monofásico, mientras que para suministros trifásicos lo forman tres conductores de fase, uno neutro y uno de protección.
La identificación de estos conductores se realiza por los colores normalizados y asignados a cada uno de ellos. Para los conductores de fase se utilizan el negro, marrón o gris; para los conductores neutros el azul claro, y para el conductor de protección el amarillo y verde a rayas.

Cálculo de secciones

De la misma manera que se realizó el cálculo de la sección de los conductores de la línea repartidora, se hace el cálculo de la sección de los conductores para las derivaciones individuales, teniendo en cuenta los puntos siguientes:

a) La potencia prevista para cada vivienda, que como mínimo es la del nivel de electrificación que posea.

b) La caída de tensión máxima admisible será:

0,5 por 100 para centralizaciones de contadores por planta.
1 por 100 para centralizaciones de contadores totalmente concentrados.
Estas caídas de tensión se refieren al espacio que va desde el punto de arranque de la derivación individual hasta el interruptor de control de potencia de cada vivienda. Si se comparan estas caídas de tensión con las de la línea repartidora, se observa que los valores de 0,5 o 1 por 100 son contrarios.
Sin embargo, para ambos casos, la caída de tensión total correspondiente a la línea repartidora más la derivación individual es de 1,5 por 100 (ver tabla).

Esto significa que, desde la caja general de protección del edificio hasta el interruptor de control de potencia de cada abonado, la caída de tensión máxima admisible es del 1,5 por 100.
Las fórmulas para efectuar el cálculo de la sección de los conductores de fase y neutro son las mismas que las correspondientes a la línea repartidora, pero utilizando el caso de suministro monofásico. Del valor de la potencia:

se obtiene el valor de la intensidad de corriente:

La sección en mm 2 se obtiene mediante la fórmula:

donde:

S es la sección en mm2, U es la tensión de suministro en voltios, cos FI es el factor de potencia, e es la caída de tensión en voltios, P la potencia de la vivienda en vatios, L la longitud de la derivación individual en metros, gamma  es la conductividad en mm2:

(para el Cu = 56 y para el Al = 35) e I es la intensidad de la derivación individual en amperios.

Instalación interior

Es la parte de la instalación eléctrica propiedad de cada abonado . Esta sección, partiendo del cuadro de distribución, enlaza con todos los receptores, fundamentalmente a través de puntos de luz y tomas de corriente.

Características de la instalación interior.

a) Tensiones de utilización.

Las tensiones de utilización de corriente alterna, para instalaciones interiores, no serán superiores a 250 V con relación a tierra y 450 V entre fases.

b) Naturaleza de los conductores

Los conductores empleados en las instalaciones interiores son por lo general rígidos, de cobre con tensión nominal de 750 V para los de este tipo, y de 440 V para los flexibles.

c) Sección de los conductores. Caídas de tensión.

La sección de los conductores que forman los circuitos independientes se calcula teniendo presente que la caída de tensión entre el principio del circuito y cualquier punto de utilización debe ser menor del 3 por 100 de la tensión nominal en el origen de la instalación, para los circuitos de alumbrado, y del 5 por 100 para los demás circuitos. Esta caída de tensión se calcula considerando todos los aparatos alimentados simultáneamente.

Las secciones mínimas utilizadas en los diferentes circuitos independientes son:

Las conexiones entre conductores se realizan en el interior de cajas apropiadas, mediante la utilización de bornes de conexión y regletas o conectores; no permitiéndose, en ningún caso, la unión de conductores a través de un simple retorcimiento o enrollamiento de los mismos.
Igualmente, las tomas de corriente en una misma habitación debe estar conectadas a la misma fase.

Realizaciones de instalaciones interiores.

Las instalaciones interiores pueden realizarse de las siguientes formas:

a) conductores aislados bajo tubo protector, en montaje empotrado o superficial.

Estos conductores pueden ir en montaje superficial o empotrado. Por cada tubo discurrirá, por lo general, un solo circuito. Es imprescindible la instalación de un interruptor general automático en el cuadro de distribución.

b) Conductores aislados bajo molduras o rodapiés.

Estas canalizaciones están constituidas por conductores alojados en ranuras bajo molduras.

c) Conductores aislados en el interior de huecos de la construcción.

En este caso, la sección de los huecos ha de ser, por lo menos, igual a cuatro veces la ocupada por los conductores que alberga, además, la dimensión mínima del hueco debe ser de 20 mm de diámetro. Los huecos deben disponer de paredes resistentes; superficie interior sin asperezas, sin cambios de dirección y con registros, permitiéndose, así, una fácil instalación de los conductores.

d) Conductores aislados, directamente empotrados bajo enlucidos.

Esta instalación sólo se permite en viviendas con un grado de electrificación mínimo, además, los conductores utilizados son de un tipo especial, construidos para este fin, con tensión nominal no inferior a 750 V.