revista #96
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Organo de la Asociación de Electricistas (ADE) ISSN 1409-1313Año 17, N°96, Costa Rica, C.A. - www.revistaelectricidad.com • Precio ¢2000
Entendiendo la física de los Relámpagos y las Mejores Tecnologías para mitigar sus efectos.
Cálculo de la tensión y la corriente de neutro en sistemas trifásicos desbalanceados
www.bticino.cr
Sistema de administración para iluminación, fácil de usar.
Seguridad y reducción del consumo de energía.
Cumplimiento de las normas mundiales de e�ciencia energética.
Bticino le ofrece 3 soluciones para asegurar el ahorro de energía
LIGHTING MANAGEMENTSensores para control de iluminacion
4
INDICE
Actividades
• AsambleaGeneraldeADE............................................................................... 20
• CharlasTécnicas...............................................................................................31
Editorial
• UnCòdigoEléctricoparatodoelpaís….UnpasotrascendentalparaunaCostaRicamejor.......05
Tecnología
• Cálculodelatensiónylacorrientedeneutroensistemastrifásicosdesbalanceados............... 35
• Comoiluminarcorrectamentesujardín(parte2yfinal).....................................................06
• Efectosproducidosporlacaídadeunrayo...................................................................... 10
• Entendiendolafísicadelosrelámpagosylasmejorestecnologíasparamitigarsusefectos.......14
• Magnitudesbásicasdeuncircuitoeléctrico...................................................................... 29
• Sistemasintegralesderespaldoyprotección.................................................................... 28
Créditos Junta Directiva de ADE
Javier Carvajal BrenesPresidente
Hazel Arias ChavesVice-Presidenta
Rafael Barrantes BonillaSecretaría de Actas
Diego Gómez OviedoSecretaría de Relaciones Públicas
Javier Gutiérrez BustosSecretaría de Finanzas
Leonardo Chaves BaltodanoSecretaría de Organización
Christian Ulloa BrenesSecretaría de Afiliación
José Hugo Solís ArceSecretaría de Educación
José Chacón ArroyoSecretaría de Publicaciones
Dennis Rivera FloresFiscal
Teléfono: 2256-7482Telefax: 2221-9375 Organo de laASOCIACION DE ELECTRICISTASEditada por ANIEA C.R. S.A.Mayo-Junio 2012Año 17 Nº 96Dirección ADEAvenida 5, Calles 0 y 2
DirectorJosé J. Chacón Arroyo
AdministraciónDiego Gómez Oviedo
Consejo Editorial Diseño Gráfico y arte finalGraffiti Digital S.A. | 2263-2389
ISSN 1409-1313
Impreso en LITO RUCY
Dennis Rivera FloresHazel Arias ChavesJosé Hugo Solís ArceRafael Barrantes Bonilla
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EDITORIAL
Un Có digo Eléctrico para todo el país
Un paso trascendental hacia una Costa Rica mejor.En el año 1995 en que se fundó nuestra
AsociacióndeElectricistas,laelectricidaden
CostaRicaeraregidaporelServicioNacional
deElectricidad(SNE),desdelasconcesiones
sobre el dominio de las aguas hasta las
autorizacionesdelasinstalacioneseléctricas,
almenos en el área central del país. Para
ese efecto existía un reglamento nacional
de electricidad que aunque era bastante
omiso, configuraba la base para que con
complementoenelNEC,sepudieranaprobar
o improbar las instalaciones eléctricas. Sin
ese visto bueno era imposible lograr la
conexióndelmedidor yel disfrutedeeste
valiosoelemento.
En el año 1996 el Servicio Nacional de
Electricidad se transformó en la Autoridad
Reguladora de los Servicios Públicos
(ARESEP), y con la desaparición del SNE
desapareció también la revisión de las
instalaciones.Secreóuncaldodecultivopara
las instalacionesdeficientes.Lascompañías
prestatariasdelservicioadoptaronlapolítica
deestimarquesuresponsabilidadllegaba
hasta la colocación del medidor, siendo el
restodelpropietariodelavivienda,aunque
no tuviera ninguna capacidad de discernir
entreunabuenaomalainstalación.
Hace aproximadamente seis años, estando
en la Presidencia del CIEMI el recordado
ingenierodonRodrigoAcuña,seinicióporsu
iniciativauntrabajoconjuntoconelComité
NacionaldeElectrotecnia,adscritoalComité
Nacional de Normalización (INTECO), el
cual se encaminaba a dotar al país de un
reglamentonacionaldeelectricidad.Después
de muchas vicisitudes y con el apoyo de
todoelSector,incluyendoalaCámaradela
IndustriayalaCámaradelaConstrucción;el
Estado,atravésdelMinisteriodeEconomía,
IndustriayComercio,loaprobópublicándolo
comounreglamentonacional,detalmanera
queserávinculanteparatodalapoblación.
El código se aprueba teniendo como base
el NEC del 2008 que es la última versión
traducida al español y en sus partes
fundamentalesentraráaregirapartirdel15
deagostode2012.Elacuerdoessumamente
importanteyconstituyesindudaunhitoen
lahistoriadelaelectricidadenCostaRica.
Con el Código como herramienta, falta
ahoraacometerdosgrandestareas:unaes
el combatecontraelusode losmateriales
demalacalidadqueactualmenteinundanel
mercado nacional, tanto extranjeros como
criollos; pues la lucha ahora es por el uso
deproductoscertificados.Elotropuntoesel
combatealusodemanodeobradeficitaria.
Enestecamposeguiremosaspirandoaque
eltrabajoseatambiéncertificado.
Aunqueyasehanlogradoalgunosavances
en estos campos, obviamente falta lomás
importantequeesellogroycumplimiento
deestosobjetivosbásicos.Esteseráelgran
reto que enfrente el Sector de Electricidad
yporsupuestodelEstadoCostarricense,el
cualestácomprometidoenelmejoramiento
delacompetitividad.
Denuestraparte,seguiremoscumpliendola
responsabilidaddeempresasocial,conlos
aportesalmejoramientodelasinstalaciones
eléctricas e instando a los electricistas a
queelevensucapacitacióntécnicaparaque
vivanmejorestanuevaetapadelasociedad
costarricense.
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Como iluminar correctamente su jardínParte 2
Luminarias subacuáticasPara los amantes de los motivos deagua, charcas y fuentes, hay tambiénluminarias que pueden colocarse en elagua.Pormotivosdeseguridad,esmejortrabajarenbajovoltaje.Enlamayoríadeloscasos,lasluminariasestánadaptadasconuncableynecesitanserconectadasauntransformador.Esextremadamenteimportante que la entrada del cablequedeapropiadamentesellada.
Variosmaterialesseusancomoenvolventeexterno para las luminarias, incluyendoPVC, plástico, madera, cobre, hierrofundidoyaceroinoxidable.Lasluminariasmetálicastendránunapuestaatierra.Elnivel de protección será apropiado paralascondicionesambientalesyelusodela
luminaria. Por ejemplo, las luminariasdesuelotendránunIPsuperioralasdepared.
¿Debemos usar bombillas?Muchas luminarias están disponiblesen varios diseños para su uso condiferentestiposdelámparasobombillas.Las bombillas incandescentes estándesapareciendorápidamente,asíquenosonyaaplicablesparasuusoenjardín.
Lámparas fluorescentes compactasEsporelloquelatendenciaactualeseluso de lámparas eficientes en energía,muy frecuentemente las fluorescentescompactas (usualmente E14 o E27),o lámparas fluorescentes compactas
TECNOLOGIA
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TECNOLOGIA
(CFL) donde el balasto semonta en laluminaria. Estas lámparas tienen unavida relativamente larga (10,000 a12,000 horas) y usan una cantidad deelectricidad relativamente pequeña.Hastahacepocotiempolailuminacióndeestas lámparas no podía atenuarse. Sinembargo,hayactualmentevariantesquepermiten atenuación y por tanto la luzpuedeajustarsepara crear laatmósferadeseada.
Lámparas halógenasEstaslámparasestándisponiblesenvariostiposybases.Seusanfrecuentementeenluminariasdepostes,spotysuelo.Puedeelegirse el ángulo del haz (inundacióno spot) con ciertos modelos. Estándisponibles en tipos de 230 V ademásde la versión en baja tensión (12V). Elconsumodeestaslámparasessuperioraldelaslámparaseficientes;sinembargo,cuandoelegimoslasllamadashalógenasECO,elusosereduceun90%.En laslámparas halógenos puede regularse elflujoluminososinproblemas.
Lámparas de haluros metálicos
Estas lámparas proporcionan un
rendimiento luminoso extremadamente
alto, combinado con un consumo
relativamente bajo. Típicamente se
usan en lugares donde se necesita
mucha luz durante un largo periodo de
tiempo.Lasluminariasseadaptanconel
balastoadecuado.Cuandoseencienden,
usualmente tardanvariosminutosantes
dequelaslámparasalcancensucapacidad
luminosatotal.Estaslámparasnoseusarán
cuandosenecesita luz inmediatamente,
por ejemplo, cuandoalguiendisparaun
detectordemovimiento.
Lámparas y luminarias LED
LaslámparasyluminariasLEDseutilizan
actualmente para reemplazar bombillas
y lámparas halógenas existentes. Están
disponibles con diferentes bases y
diferentes formas de bombillas. Las
lámparas comprenden uno o más LED.
Aldiseñarconestosproyectosdebemos
tener en cuenta que el rendimiento
lumínicoestodavíabajo.
Lámparas halógenas ECO
Hay un amplio rango de lámparas para proyectos LED
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¿Cómo alimentar la iluminación del jardín?En un jardín no es demasiado sencillohacer instalaciones eléctricas puesdebemos proteger frente a la lluvia yhumedad.Existenvariasposibilidadesdeobtenerenergíaparanuestroproyectodeiluminación:
• Energíadelaredpública:Paraconectara la red pública necesitamos tendercableado para conectar a la fuentede energía. Los cables dispondrántambién de un conductor de tierra.Éste también es el caso cuando seusanluminariasdeplástico.
• Bajovoltaje:Sonluminariasqueusanlámparasdebajovoltajeynoestánequipadas con un transformador.Debemos por tanto obtener laenergía o de una batería o utilizaruntransformador.Conbajosvoltajeses importante tener en cuenta laspérdidasdevoltajeenlargasdistancias.Si es necesario se incrementará laseccióndelcable.Unadelasventajasfundamentalesdelbajovoltajees laseguridadincrementada.
• Energía solar: Las grandes ventajasde las luminarias que trabajan conenergía solar es que no necesitancables. Conseguiremos un ahorrosignificativo y se facilitarámucho lainstalación.
Métodos de operación:Las luces del jardín pueden encendersey apagarse de diferentes formas. Paramejorar el confort y bajar el consumo,se utilizan diferentes soluciones. Unacombinación de diferentes mecanismosde control es la mejor solución en lamayoríadeloscasos.
• Interruptores: El sistema máscomún es el interruptor estándar.Usualmente se instala en el interiordelapropiedadcercadelapuertaalaterrazaojardín.Estambiénposibleadaptar varios interruptores; porejemplo, para encender y apagar laluzdesdedistintospuntos.
• Detectores del movimiento: Con undetector del movimiento, la luz seenciendecuandoalguienseaproximaal detector, así que es una soluciónidealparailuminarzonasdepaso.
• Sensores de iluminación: Un sensorde iluminación encenderá las lucescuando llegue la oscuridad, y laapagará automáticamente cuandohaya luz de nuevo. Debe tenersecuidado de no instalarse en lugaresdondepuedahaberluzqueinterfieraenlaoperación.
• Reloj automático: Podemos incluirrelojes en paneles de control queenciendan las luces una serie dehoras y las apaguen en momentosdiferentes. El reloj puede tambiénusarseencombinaciónconsensoresdeluz.
Bibliografía:Gardenandterracelighting.LeonardoEnergy
TECNOLOGIA
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y ferreterías asociadas
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EFECTOS PRODUCIDOS POR LA CAÍDA DE UN RAYO
Los rayos son señales eléctricas dealta frecuencia, gran potencial yalta corriente, por ello, son causade interferencias en sistemaselectrónicos. Para dirigir a tierra lasdescargas atmosféricas se requierede las técnicasparaseñalesenaltasfrecuencias.
Lafrecuenciadebidaaladescargadelrayo, la impedancia de un cable decobreusadoenlaspuestasatierra(deunos1.64uH/m)presentauncarácterpredominantemente inductivo. Enconductoresdemásde10metros laimpedancia que representan esmuyelevada,locualimpidelaconducciónde la corriente. Como los rayos sereflejan como cualquier onda dealta frecuencia, es básico que laimpedancia a tierra sea baja para ladescarga,yaquetodaslaspartesdelsistemaconectadasatierra,elevaránybajaránsupotencialconrespectodetierraaltiempodeladescarga.
Efectos producidos por la caída directa de un rayoLos efectos directos de un rayo sonla destrucción física causada por elimpacto de los que pueden resultarincendios.Cuandounimpactodirectogolpea una instalación donde haymaterialescombustibles,puedenestarexpuestosalrayo,alcanaldelrayooal efecto de calentamiento del rayo,produciéndoseimportantesincendios.
Cuandocaeunrayoenunainstalaciónsiemprebuscaráelcaminoatierrademásbajaimpedanciayporélcircularáhasta tierra. Si el conductor tienealgún equipo eléctrico conectadoy es atravesado por esa corriente,muy probablemente será destruido.Sibienlacaídadirectadelrayoeslamásdevastadora, tambiénes lamásimprobable.
Efectos secundarios producidos por la caída de un rayoLosefectossecundariosdeunimpactode rayo directo o cercano a unainstalaciónincluyen:
• Lacargaelectrostática
La célula de tormenta induce unacargaestáticaencualquierestructurainmersa en la tormenta. Esta cargaestáticaestarárelacionadaconlacargadelacéluladelatormenta.Porestoseinduciráunadiferenciadepotencialenlaestructuraoconductorrespectoatierraqueseráunposiblecausantedeinterferencias.Comoconsecuenciadelacargaelectrostáticaseproducenlos arcos secundariosqueesunadelasinterferenciasmásfrecuentes.
• Lospulsoselectromagnéticos
Los pulsos electromagnéticos,son el resultado de los camposelectromagnéticos transitorios que
TECNOLOGIA
Dr. Guissepe DanieleG.D.Ingeniería.
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seformanporelflujodecorriente,atravésdelcanaldedescargadelrayo.Despuésdequeseestableceelcanaldedescargadelrayoentrelanubeyla tierra, llegaa formarseuncaminotan conductivo como un conductoreléctrico.Lacorrientedeneutralizacióncomienzaafluirrápidamenteyproduceun campo magnético en relacióna lamisma. Ya que estas corrientesde descarga crecen rápidamente yalcanzan corrientes pico de cientosde miles de amperios, los pulsosmagnéticosqueelloscreanpuedensermuysignificativos.Elvoltajeinducidoresultante (EMP) dentro de cualquiergrupodondeexistenvarioscablesquecorrenparalelamente,puedetambiénsermuysignificativo.
• Lospulsoselectrostáticos
Lostransitoriosatmosféricosopulsoselectrostáticos, son el resultadodirecto de la variación del campoelectrostático que acompaña auna tormenta eléctrica. Cualquierconductor suspendido sobre lasuperficie de la tierra, está inmersodentro de un campo electrostáticoy será cargado con un potencial enrelaciónasualtura,sobrelasuperficiedelatierra.
• Lascorrientesdetierra
La corriente transitoria de tierra esel resultado directo del proceso deneutralizaciónquesigueaunimpactoderayo.Elprocesodeneutralización,esconsumadoporelmovimientodelacargaalolargoocercadelasuperficiedelatierra,desdeelpuntodondeseinducelacarga,hastaelpuntodonde
termina el rayo. Cualquier conductorenterrado o cercano a esa carga,proveerá un caminomás conductivodesdeelpuntodondeseinicia,alpuntodonde termina el rayo. Esto induceun voltaje en relación con la carga,que semanejaenesos conductores,locualotravezestárelacionadoconlacercaníaadondeel rayo impactó.A este voltaje inducido se le llama“corriente transitoria de tierra” yaparece en alambres conductores,tuberíasyotrasformasdeconductores.Aunque el proceso de descarga esmuy rápido (20microsegundos) y larelacióndecrecimientoalpicoestanpequeña como 50 nanosegundos, elvoltaje inducido será muy alto. Laterminación de un rayo de retornoen la tierrapuedecausar losefectossiguientes:
1. Puedecausararqueosatravésdelatierraatuberíasdegasadyacentes,cablesosistemasdetierra.
2. Lacorrientedesobrecarga,puedecorrer por la tierra paralelo alsistema de tierras electrónicoexistente, lo cual originará unadistribución de elevación depotencialdetierranouniformeenelsistemadetierra.
• Elsobrevoltajetransitorio.
Se produce como consecuencia delosanterioresypuedencausargravesdañosenlosequipososistemassinoestán convenientemente protegidos.Lacargaelectrostática(yconsecuentesarcossecundarios)eslomáscomún.
Como ejemplo tenemos lacarga electrostática y los pulsos
TECNOLOGIA
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electromagnéticos que inducen altosvoltajes transitorios en cualquierade los conductores eléctricos quese encuentren dentro del área deinfluencia de esos transitorios. Estostransitorios causarán arqueos entrealambres o cables conductores yentre tuberías y tierra. Los arcos ochispasdecorrienteelectrostáticaenun punto vulnerable, pueden iniciarincendios o explosiones. Ademásestossobrevoltajespuedenllegarporlos conductores hacia los equipos osistemasqueesténdentrodeláreadeinfluenciacausandofallosyaveríasenlosmismossiestosnoestánprotegidoscontralassobretensiones.
Debemostenerencuentaqueenunradiodeunos1,5kmdesdeelpuntodeimpactodeunrayo, las instalacioneselectrónicaspuedenserperturbadasyenocasionesdestruidas.
Las formas en que se acoplan lasinterferencias producidas por el rayoson:
a. Acoplamientoresistivo:alcaerunrayosobreunaconstrucciónosobrelatierra,seproduceunaelevacióndel potencial eléctricoqueafectaa las tuberías y a los cablesenterradosyviajanatravésdeellashastapenetrarenlasedificaciones.Especial riesgo corren, como esde suponer, los cables y tuberíasaéreas. Así, un rayo es capaz deinducir corrientede1,5kAy5kVencablessubterráneos,yde3kAy6kVencablesaéreos.
b. Acoplamiento inductivo: Lasenormescorrientesdelrayoalcaer
a tierra mediante descargadores
establecenuncaminoquegenera
un campo electromagnético que
induce a otros conductores, de
fuerza principalmente por que
no están apantallados, voltajes
destructivosdevariosKVs.
c. Acoplamientocapacitivo:Debidoa
lanaturalezadealtafrecuenciade
losrayosseacoplacapacitivamente
entre arrollamientos de Alta a
Baja tensión (transformadores).
Provocando fallas en las fuentes
de equipos electrónicos que son
mássensiblesydébiles.
Los efectos secundarios no siempre
son fácilmente identificados como la
causa o el mecanismo del rayo. La
protección convencional oprotección
primaria no influirá ni reducirá
ninguno de los efectos secundarios,
sinembargosiqueaumentaelriesgo
deunevento. Las puntas pararrayos
o terminales aéreos atraen el rayo
y fortalecen una terminación del
impacto muy cerca de la zona de
influencia, causando interferencias
conlosequiposexistentes.
Además, la tendencia hacia la
microelectrónica, trae como
consecuencia que los sistemas
electrónicosseanmássensiblesalos
fenómenos transitorios, por ejemplo,
transitorios demenosde3Vpicoo
nivelesdeenergíamásbajosque10-7
Julios, pueden dañar o “confundir”
esossistemasysuscomponentes.
TECNOLOGIA
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Ejemplo de sobretensiones:La descarga de los rayos sobrecualquier cable conductor, de datosodetransportedeenergía,provocancorrientes transitorias, caracterizadaspor su corta duración, su rápidocrecimiento,yvaloresdecrestamuyelevados (hasta a varíes decenas deKv.).
La descarga de un rayo se propagaenunradiodevarioskilómetros,ysudispersiónatierra,elevaelsupotencial,induciendofuertessobretensionesencables enterrados y aumentando lastensionesdelatomasdetierra.
Enunainstalacióneléctrica,todoslosconductores que vienen del exterior,sonsusceptiblesdefacilitarelcaminoa las sobretensiones transitorias,provocando daños en todos losaparatososistemasconectados.
Las sobretensiones producidas porfenómenos atmosféricos llegan a lasinstalacionesdetresformasdiferentes:
1. El rayo puede caer directamenteen las líneas aéreas, propagandolasobretensiónalolargodevarioskilómetros.Lasobretensiónacaballegandoalusuarioyderivándosea tierra a través de sus equipos,provocando averías o la totaldestrucción.
2. Laradiaciónemitidaporelimpacto
delrayoconunobjeto(farola,árbol,
pararrayos...) próximo a líneas
eléctricas,detelefonía,dedatos...
induce corrientes transitorias,
conduciéndolasmediantelaredal
interior de nuestras instalaciones,
provocando averías o destrucción
delosequiposconectados.
3. Cuando el rayo cae directo a
tierraoatravésdeunaestructura
conectadaatierra,lacorrientede
ladescargadelrayo,puedeelevar
elpotencialdetierraavariosmiles
de voltios como consecuencia
de la corriente que circula por el
terreno.
TECNOLOGIA
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Entendiendo la física de los Relámpagos y las Mejores Tecnologías para mitigar sus efectos.
Qué es un Rayo o Descarga Atmosférica?Elrayoesunadescargaeléctricaque se origina dentro de lasnubes,sudescargapuededarsedenubeanube,odelanubeala tierra.Lasnubespuedensercargadas con diez a cientos demillones de voltios en relacióncon la tierra. La carga puedeser negativa o positiva, sinembargo las nubes cargadasnegativamentesonresponsablesdel98%de los rayosquecaena la tierra. La tierra bajo unanube cargada se carga con lapolaridadopuesta.
Conformeunanubecargadanegativamentepasa sobre una propiedad, el exceso deelectronesenlanuberepele loselectronesnegativos en la tierra, causando que lasuperficiedelatierradebajodelanubesecarguepositivamente.Alainversa,unanubecargada positivamente hace que la tierrabajoellapaseasercargadanegativamente.Mientrasquesóloel2%delosrayosalatierraseoriginandenubescargadaspositivamente,estasdescargasporlogeneraltienenmayorescorrientes que los de las nubes de carganegativa.Lossistemasdeproteccióncontradescargasatmosféricasdebenserdiseñadosparamanejarlasmáximascorrientes.
El aire entre las nubes y la tierra funcionacomo un dieléctrico o medio aislante queevita el arco eléctrico. Cuando se excede lacapacidaddieléctricadelaire,elaireseionizaylaconduccióndeladescargasellevaacaboenunaseriedepasosdiscretos.Primero,unlíder de baja corriente de alrededor de 100amperios se extiende hacia abajo desde lanube,saltandoenunaseriedepasosenzigzag,dealrededorde30a45mcadauno,hacialatierra.Amedidaqueellíderolíderes(puedehabermásdeuno)seacercaalatierra,unaserpentinadepolaridadopuestaselevantadelatierraodealgúnobjetoenlatierra(loqueseconocecomolíderascendente).
TECNOLOGIA
Por Ing. Luis Piedra, MBAELVATRON S.A.
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Cuando losdos seencuentran,unacarreraderetornodelamismaaltacorrientesigueelcaminoionizadoalanube,loqueresultaen el destello brillante llamado rayo. Unoo más retornos de descargas constituyenel destello. La corriente de un rayo estaconstituida desdemiles a cientos demiles
deamperes,calientaelairequeseexpande
con fuerza explosiva, y crea presiones que
pueden superar las 10 atmósferas. Esta
expansión causa el trueno, y puede ser lo
suficientemente potente como para dañar
losedificios.
InvestigadoresdelaNASAhantrazadomapasdescribiendolaubicacióneincidenciadelarayeríaanivelmundial.Elmapaestácodificadoencoloresparaindicarlaactividadeléctricamediaanualporkilómetrocuadrado.Estosdatos,recopiladosdesdeelespacioabasedesensores,muestrancómolacaídaderayosnoestádistribuidauniformementeentodoelmundo.
Para el caso de Costa Rica, en promediocaende20-30rayosporkilómetrocuadradoal año, lo que significa que en promedioestamos expuestos de 1 a 2 rayos al mesen nuestra vecindad. Estos datos no sóloson importantes para los meteorólogos o
climatólogos,sinotambiénparapersonalde
mantenimientode instalacioneseléctricasy
electrónicasquienesdebentomarconciencia
del riesgo eminente de estos fenómenos
naturales.
TECNOLOGIA
http://www.nasa.gov/vision/earth/lookingatearth/lightning_safety2005.html
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Losrayossonelnémesisdelasestacionesdecomunicación,circuitosdeseñales,estructurasaltas y todo edificio que albergue equiposelectrónicos.Ademásdelosdañosprovocadospor un impacto directo, la electrónica ycircuiteríamodernatambiénesmuysusceptibleadañosporpicosytransitoriosprovocadosporlarayería.Estasperturbacionespuedenllegara través de líneas de alimentación eléctricao a través de líneas las telecomunicacionesy señalización,aúncuandoel rayocaiga aciertadistanciadeledificiooinstalación.
PROTECCIÓN CONTRA LOS RAYOSLossistemasdeproteccióncontradescargasatmosféricassonnecesariosparaprotegercontradañosolesionescausadasporrayosoporlascorrientesinducidasenlatierraporlosrayos.Estossistemasofrecenproteccióncontralosefectosdirectoseindirectosdelosrayos.Losefectosdirectossonardor,explosiones,incendiosyelectrocución.Losefectosindirectossonelmalfuncionamientodeequiposelectrónicosycontroldebidoalostransitorioseléctricos.
Elpropósitoprincipaldelossistemasdeproteccióncontradescargasatmosféricasesconducirconseguridadlasaltascorrientesdelasdescargasatierra.Unsistemabiendiseñadoreducealmínimolasdiferenciasdetensiónentrelaszonasdeunedificiooinstalaciónyproporcionalamáximaprotecciónalaspersonas.Tensionesinducidasdeformadirectaoelectromagnéticapuedenafectarlaalimentacióndelossistemas,lasseñalesdeloscablesdedatosyprovocarcambiossignificativosenlatensióndelsistemadepuestaatierra.Unbuendiseñodepuestaatierra,deunionesydelsistemadeproteccióncontrapicosdetensiónpuedecontrolaryminimizarestosefectos.
Tradicionalmentehanhabidodoscamposdepensamientorelacionadosconelrendimientodelossistemasdeproteccióncontradescargasatmosféricas.Algunoscreenqueunavarillapuntiagudao terminales aéreas ayudarán a prevenir queun rayo caiga en los alrededores al reducir ladiferenciaenpotencialentrelatierraylanubeal“drenar”lacargageneradaentierrayporlotantoreducirlaposibilidaddeunadescargadirecta.Laotraconsideraquelasterminalesaéreaspuedenatraerlosrayosofreciendouncaminomásatractivoeléctricamenteparaunadescargadirectaqueotrospuntosdelasuperficiedelalatierraqueestaríancompitiendoconlaterminal.Estosdos“campos”depensamientosconstituyenlosdosextremosdeuncontinuoenelquesepuedecolocarcasicualquierteoríadeproteccióncontradescargasatmosféricas.Elcontinuopodríaserrepresentadocomosemuestraacontinuación:
SISTEMAS ACTIVOS DE ATRACCIÓNAlaizquierdatenemoslossistemasqueestándiseñadosparaatraeraunrayo.Lateoríadetrásdeestaprácticaesatraerelrelámpagoaunpuntoconocidoypreferidoyporendeseprotegenlospuntos(nodeseados)cercanos.Laformamáscomúnconloqueseimplementa
TECNOLOGIA
Activo Pasivo Activo
Atracción Neutral Prevención
Emisión Temprana Franklin / Jaula de Faraday Retraso de Emisión
Dinasfera Terminal Redondeada Terminal Puntiaguda Bolas Ranuradas
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esta tecnología es colocando una terminalaérea que inicia una líder ascendente queintercepte el líder bajante del rayo conuna trayectoria pre-ionizada que será lamás atractiva para que la energía del rayoprincipalsiga.
SISTEMAS PASIVOS NEUTRALESElpuntointermediodelcontinuorepresentael sistema convencional o tradicional deprotección contra descargas atmosféricas.Este método conlleva la colocación deconductores en los lugares donde es másprobable que un relámpago cayera en laestructura. A este sistema se le clasificacomoneutralyaquelaterminalaéreaolosdispositivosterminalesnoseconsideranmásatractivos para la corriente del relámpagoque laestructuraprotegida.Ellos sedebencolocar de tal forma que sean el primerconductor que el rayo tope en cualquiercaminoporelquesedirijaalaestructura.
Existe un consenso general teórico que elmejor sistema de protección es una jauladeFaradaysólidaalrededordelainstalacióna proteger, pero su implementación esimprácticayconllevauncostomuyelevadoquelohaceprohibitivo,tantoporlainversióninicial como por el mantenimiento queconllevaría.
SISTEMAS DE PREVENCIÓN ACTIVOSEn el tercio derecho de la continuidad esdondeseencuentranlossistemasqueestándiseñados para impedir la propagaciónde un relámpago en la zona donde estánposicionados. Hay dos teorías en cuanto acómo funciona laprotección.Elprimeroesla teoría de “drenar” la carga mencionadaanteriormente. El segundo es que lasterminales puntiagudas del dispositivo deprevención forma una nube de corona porencimadeellosquehacequeeldispositivoseauncaminono-atractivoparaelrayo.
Esta última tendencia se diferencia de lasanteriores ya que no hay que preocuparsedecómohacerfrentealacorrientedelrayoyaque teóricamente seestá contando conunsistemaqueprevienequeunrelámpagocaiga.Sinembargoesimportantetomarencuenta que ninguna de estas tecnologíasaseguraeliminaral100%delriesgodequeunrayocaigacercadeustedosusequipos.Porloquesedebellegarauncompromisoentrelaprotecciónylaeconomía.
UN NUEVO ENFOQUE EN PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICASResulta evidente que tratar de evitar queunrayocaiganoesconfiable,porloquelamejormaneradeprotegerseesproveyendoun sistema que desvíe la energía del rayo“alrededor”deloshabitantesycomponentesvitalesde la instalaciónydisipar laenergíaatierradondedetodosmodosquiereir.Elprimerpasoenesteprocesoesasegurarsede que el rayo, cuando se acerque a lainstalación,seaatraídoalaterminalaéreaquesehainstaladoenlaestructuraparaesefin,lanzandoefectivamenteunlíderascendenteen elmomento crucial, antes de cualquierotrolíderdelaestructuracompitiendo,paraconvertirseenelpuntopreferencialdeuniónparaellíderdescendentedelrayo.
Conformeel líder descendente seacercaala tierra, el campo eléctrico del ambientese intensifica rápidamente hasta el puntoque cualquier punto de la estructura
TECNOLOGIA
NFPA 780-2004
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proyectándose dentro de este campoempiezaaprovocarlarupturadelaireylanzalascorrientesascendentes.Sielcampodelambienteenelquedichos líderesemitidoses lo suficientemente alto, la serpentinaparcialmente ionizada se convertirá en unlíderascendentecompletamenteionizado.Lacapacidaddelaterminalaéreadelanzarunlídersosteniblequeseafavorableporencimade cualquier otro punto de la estructura,determina su eficacia como un punto deuniónparaunrelámpagoinminente.
La Punta Franklin o enfoque convencionalde protección contra rayos ha servido biena la industria,perodesdesucreaciónhacemásde200años,lanaturalezayelalcancedelaproteccióncontrarayeríahacambiadoconsiderablemente. En ese entonces laproteccióncontrarelámpagoseraunadefensacontraelfuegodelosedificios.Cuandounrayo impactabaaunedificiodemadera, amenudosequemaba.Granerosylasiglesiaseranlosprincipalesserviciosquebuscanestaproteccióndebidoasualtura.Hoyendía,elfuego sigue siendounapreocupación,perono siempre la principal preocupación. Casicualquier instalaciónmoderna tiene equipoelectrónico y microprocesadores llevandoacabo funcionescríticas.Deesta forma lospropietariosdehoyendíaestánpreocupadosporevitarparosdeplanta,pérdidadedatos,lesiones personales, daños en sus equipos,asícomoelfuego.
Los materiales utilizados para laconstrucción de las instalaciones hancambiado dramáticamente también. Lascolumnas de acero y el acero en concretoreforzado compiten como conductoresde baja impedancia para llevar la energíade un rayo. La gran cantidad de equiposeléctricos / electrónicos y conductores queatraviesantodoslosnivelesdelainstalaciónestánenriesgotansóloporestarcercadeconductorespotencialmenteenergizadosporrayosquecaenensuvecindad.Loscódigosdelpasadoparaproteccióncontradescargasatmosféricas no abordan adecuadamenteestos riesgos. La unión de conductores de
bajadaaaparatoseléctricoscada3a6piesesnecesariaypuedeaumentarelcableadosustancialmenteaunainstalaciónsihayunagran cantidad de conductores de bajada.Además, la necesidad de protección contrarayos para estas instalaciones eléctricassofisticadasestácreciendo.
Lacantidaddeconocimientoacercadeunrayosehaincrementadodramáticamentetambién.La información sobre el comportamiento deloslíderes,elcambiodeloscamposeléctricosqueconducenaunrelámpago,losefectosdelaimpedanciadelosdiversosconductoresdebajadacompitiendoyelequipodediagnósticohaaumentadodemaneraespectacular. Estoofrece a los diseñadores de sistemas deproteccióncontrarayosdehoyendíaunagranventajasobrelosdehaceapenas30años.
Estos avances tecnológicos y las demandasdelmercadodesistemasmáscosto-eficientesde protección llevaron a muchos enfoquesnuevosyoriginalesparalaproteccióncontrarayos.UnodeestossistemaseselSistema3000 ™ de ERICO. Los componentes delsistema son la DYNASPHERE ™, terminalaérea que usa la tecnología de DisparoControladodeLíder(CLTeninglés)ysueleutilizar al conductor de bajada aisladoERICORE™debajaimpedancia.
LaDYNASFERA con tecnologíaCLTesunaterminalpasiva,porloquenorequiereunafuente de alimentación externa, confiandoúnicamenteenlaenergíacontenidaenellíderdescendentequeseacercaparasudinámicaoperación. Esta notable terminal tiene lacapacidad para reaccionar únicamenteanteelcampoeléctricoqueseproduceenfraccionesdemilisegundosconformeellíderdescendentecargadoseaproximaalasuelo.
El principio de funcionamiento de estaterminal se basa en el acoplamientocapacitivodelaesferaexteriordelaterminalylacargadellíderqueseaproxima.Estoasuvezelevalatensióndelasuperficieesféricapara producir una concentración de campoa través del espacio de aire aislante entrelaesferaexteriorypuntacentralaterrizada.
TECNOLOGIA
19
Conforme el lídercontinúa acercándose,la tensión en la esferaseelevahastaelpuntoque se da la rupturadel aire entre la puntacentral y la superficieexterior. Esta rupturacrea una fotoionizaciónlocaly la liberacióndelexceso de iones. Estosluegoseacelerandentrodelcampointensificadopara iniciar unacondición de avalanchaylaformacióndel líderascendentecomienza.
La DYNASFERA contecnología CLT estádiseñada para asegurarque se lance un líderascendentesólocuandose ha detectado uncampo eléctrico losuficientemente altopara asegurar supropagación. Este esel mayor diferenciador
operativorespectoamuchosotrossistemasllamados de “Emisión Temprana”. Estatecnologíasedesarrollóatravésdeequiposde investigación y prueba que no estabandisponibles para los diseñadores anteriores,perotambiéndesarrolladoporlariquezadeconocimiento construida por aquellos quevinieronantesquesusdiseñadores.
En resumen, este sistema permite que eldueño de la instalación utilice un menornúmerodeterminalesaéreas,conunmenornúmero de conductores de bajada. Susbeneficiosson:
• Menor número de uniones entre elconductoryaparatoseléctricoscercanos.
• Laposibilidaddeinstalarconductoresdebajadaenmediodeunedificio.
• Menoscongestióndecablesenlaazoteade un edificio (esto es especialmenteimportante para el mantenimiento o
remodelacionesdetechos).• Un techo más seguro para los
trabajadores.• La posibilidad de proteger espacios
abiertos,asícomoedificios.• En términos globales, un sistema de
proteccióncontradescargasatmosféricascon la mejor relación entre costo yefectividad.
Finalmentees importante tomaren cuentaque hemos centrado nuestra atención enlas terminales aéreas únicamente, peroun sistema de protección contra descargasatmosféricas conlleva 6 puntos clave paragarantizarsuefectividad.
1. UnaefectivaTerminalAérea.2. Un conductor bajante con la menor
impedanciaposible.3. UndiseñodepuestaaTierraadecuado
para disipar apropiadamente la energíadeunrelámpago.
4. La apropiada unión de los diferentessistemasdepuestaatierrayestructurasmetálicasdelainstalaciónparaasegurarun plano equipotencial que elimine lacirculacióndecorrienteenlasmallas.
5. Supresores de Picos que disipentransitorios inducidos por rayería fuerade nuestra instalación pero en nuestravecindadparaloscablesdealimentacióneléctricos.
6. Supresores de Picos para los cablesmetálicosdedatosycomunicaciones.
ParaasesorarsesobrelaimplementacióndeSistemas Integrales de Protección, puedecontactarnosal2242-9954.
Fuentes Bibliográficas:
Rob Gutro, 2005. “NASA Helps HighlightLightning Safety Awareness”, Washington,D.C.USA.www.nasa.gov
NFPA 780, 2004. “Standard for theInstallationofLightningProtectionSystems”,Quincy, MA, USA. National Fire ProtectionAssociation.
W.Keith Switzer, 1999. “PracticalGuide toElectricalGrounding”,Ohio,USA.Erico.
TECNOLOGIA
20
Asamblea General de ADE
Elveintedemarzode2012serealizólaAsamblea Ordinaria número dieciochode la Asociación de Electricistas. Enesa oportunidad correspondía rendir losinformesrespectivosyelegirlatotalidadde laJuntaDirectivaporunperíododetiempo de dos años. Cumplidos estosrequisitoslegalessetramitólainscripción
delosacuerdosanteelDepartamentodeOrganizacionesSociales,para renovar lapersoneríajurídicadelaAsociación.
Enunambientefraternaldeplenavigenciadelademocraciainterna,seconocieronyaprobaron los informes de trabajo y definanzas. Igualmente, fueron aprobados
los planes, económicoy de trabajo para el añosiguiente.
La Asamblea hizo unllamamiento para quese reforzaran los gradosde compromiso de losaspirantes a ocuparpuestos de elección. Alfinal de la votación sereeligióalseñorpresidenteyacuatrodirectivosmás,renovandoenuncuarentay cuatro por ciento lacomposición de la JuntaDirectiva.
Uno por uno fueron elegidos todos los nuevos directivos.
ACTIvIDADEs
El presidente Javier Carvajal presenta el informe de labores a la Asamblea General de socios de ADE
21
En el capítulo de iniciativas de losasambleístas se aprobaron algunasmociones,entreellas,ladeintegrarunacomisiónparaelestudiodelestatutoquenosrige,conelfindeproponerposiblescambios que tiendan a modernizar elfuncionamiento.Estacomisión,integradapor un delegado deADENacional, unodelaSeccionaldeGuápilesyotrodeladeCartago,deberárendirenuntérminoperentoriosuinforme,paraquelaJuntaDirectiva, si lo considera procedente,convoqueaunaasambleaextraordinaria.
Para conocerlos y aprobarlos o
improbarlos.
Por su composición técnica y la calidad
delosacuerdostomados,estaasamblea
puedeconvertirseenunverdaderofactor
dedesarrolloyserinscritacomounade
lasmejoresqueacelebradolaAsociación.
ACTIvIDADEs
Vista parcial, en primer plano se observa al técnico Olman Campos Vice-Presidente
de la Seccional ADE-Guápiles
La Junta directiva fue juramentada por el Tribunal de Elecciones, se observan en primer plano de izquierda a derecha, a Javier Carvajal reelegido como Presidente, Leonardo Chaves; Hazel Arias;
el fiscal Dennis Rivera: y Diego Gómez. En el segundo plano siempre de izquierda a derecha, aparecen Rafael Barrantes; José Hugo Solís; Christian Ulloa; Javier Gutiérrez y José Chacón.
El tribunal electoral elegido estuvo integrado por el Técnico Norman Solano, Presidente de la Seccional ADE-Cartago, José Manuel Alvarado y
el Ing. Yohnny Sánchez de ADE-Sede Central
Tecnología
• Usar el autobús en vez del coche, 80%. • Caminar o ir en bicicleta en vez de en coche, 100%. • Coche de bajo consumo, 16 - 25%. • Conducir a 90 Km/h en vez de a 110 Km/h, 25%. • Coche pequeño en vez de grande, 44%. • Cambiar el filtro de aire del coche, 20%. • Neumáticos bien inflados, 10%.
Las cifras indican el porcentaje de energía que se ahorra respecto a la que consumía el aparato/hecho en cuestión antes del cambio.
¿Sabías que…?Ahorrar energía es también un deber de solidaridad, si tenemos en cuenta que cada habitante de los países desarrollados consume, por término medio, la misma
energía que 16 ciudadanos del Tercer Mundo.Los europeos occidentales somos responsables de la emisión de seis veces más cantidad de CO2 que los africanos.
Tecnología
El lanzamiento oficial de la marca se llevó a cabo durante la EXPOCAPAC (feria del ramo de la construcción y acabados), organizada por la Cámara Panameña de la Construcción, semanas atrás.
La apertura del mercado panameño viene de la mano de la inauguración del centro de distribución de Tecnolite, en la Zona Libre de Colón, en 2010.
La idea surge como apoyo a los clientes regionales, ya que con esto se facilita la logística de los países donde ya se tiene presencia, siendo estos Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Costa Rica, y ahora Panamá.Tecnolite cuenta además con presencia en Colombia y República Dominicana. Nota Prensa Dinámica-Diciembre del 2011
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8.5x5.5 Media Pag Novec.pdf 1 12/8/11 5:28 PM
Tecnología
El lanzamiento oficial de la marca se llevó a cabo durante la EXPOCAPAC (feria del ramo de la construcción y acabados), organizada por la Cámara Panameña de la Construcción, semanas atrás.
La apertura del mercado panameño viene de la mano de la inauguración del centro de distribución de Tecnolite, en la Zona Libre de Colón, en 2010.
La idea surge como apoyo a los clientes regionales, ya que con esto se facilita la logística de los países donde ya se tiene presencia, siendo estos Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Costa Rica, y ahora Panamá.Tecnolite cuenta además con presencia en Colombia y República Dominicana. Nota Prensa Dinámica-Diciembre del 2011
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TECNOLOGIA
“Lighting Management, Control Local y Centralizado”
Elconsumoexcesivodeenergíay losaltoscostosdeoperaciónpuedensercontroladosmediantelaintroduccióndeunsistemaparalagestióneficientedelailuminación.
¿Por qué “Lighting Management”?En el ámbito del sector comercial, el usode iluminación es uno de los rubros demayorconsumodeenergíaalointernodeledificio. El consumo excesivo de energía ylos altos costos de funcionamiento puedenracionalizarse gracias a la introducciónde un sistema para la gestión eficaz de lailuminación como el sistema: “LightingManagement”deBTicino.
¿Cuáles son los beneficios reales?1.REDUCCIÓN DEL CONSUMO ENERGÉTICO
Un sistema de gestión de iluminaciónpermiteunareduccióndrásticadelaenergíadedicada a la iluminación artificial: hastael 75% de acuerdo a la UNI EN 15193. Elobjetivoeseliminareldesperdiciodeenergíaporloquepermiteelencendidoautomáticopara los dispositivos de iluminación demanera inteligente: la administración de lailuminaciónproporcionalaluznecesaria,enelmomentoadecuadoyenelentornodondesesolicita.
2.REDUCCIÓN DE COSTOS OPERATIVO
Reduciendo el consumo, un sistema deadministración de iluminación permiteuna reducción significativa de los costosoperacionales dedicados a la iluminaciónartificial. No sólo los costos relacionadoscon la energía, sino tambiénel sistemadeadministraciónymantenimientodeledificio.Con una tasa de retorno de la inversiónque oscila entre los 6meses y 5 años, laadministracióndelailuminaciónseconvierteen una de las fórmulas más viables deinversión en el mercado. Este retorno de
inversiónrepresentaunmensajesignificativode ahorro de energía para organizacionespúblicasyprivadas.
3.SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL
Reduciendoelconsumoeléctrico,unsistemade gestión de iluminación permite unadisminuciónsignificativadelasemisionesdecontaminantes y de los gases invernaderoen la atmósfera. Las fuentes de energíarenovables no son el único medio paraalcanzar los objetivos de sostenibilidad delmedio ambiente. El punto de partida esdefinitivamentereducirelconsumoyconlaadministración de iluminación existente, sepuederealizar.
4.CUMPLIMIENTO DE NORMATIVAS
Unsistemadeadministracióndeiluminacióncomo “Lighting Management” de BTicinopermiterespetarlasnormassobrelaeficienciaenergética de edificios, haciendo que cadanuevo edificio o inminente restructuracióncumplaconlosnuevoscriteriosdeeficienciaenergética.Reducirelconsumoyloscostosde operación, participar en programas desostenibilidaddelmedioambienteycumplircon las directivas no es una pesada cargaparalasorganizacionesmásbienrepresentalaoportunidaddemejorarsus instalacioneselevandolaeficienciadeconsumodeenergíaque permitirá evaluar económicamente lasinstalacionespropias.
Dentro de la gama de BTicino podemosencontrar el sistema Lighting ManagementSCS(SistemadeCableadoSimplificado),elcualtrabajabajolasbasesdenuestrosistemadeautomatizaciónDomóticaMyHome;estoquiere decir la incorporación de funcionesconun sofisticadodiseño capaz deofrecersoluciones inteligentes que gracias a sumodularidad,permitemodificarlainstalaciónprogresivamentesegúnlasnecesidadesquepuedan crearse a lo largo del tiempo. El
25
TECNOLOGIA
control de la iluminación inteligente, esúnicamente una de las soluciones queel sistema “My Home” de BTicino puedecontrolar.
Para aumentar el confort y lasrespuestas a las necesidadesde los clientes, BTicino ofrecefunciones adicionales específicasensussensorescomoporejemplola “Modalidad Walkthrough” óPasillolacualseaplicaparaevitarencendidos prolongados cuandola detección con presencia esbreve. En el caso de que se
requierailuminarunparqueoyladeteccióndelmovimientodelvehículoesinferioralos20segundos,elsensorapagaenuntiempocorto de 3 minutos y no espera hasta eltiempototalde15minutospre-establecidos.
Otradelasfunciones importanteses“Day-Lighting” la cual mantiene el nivel de luzOFF cuando los niveles de luz naturalse encuentran por encima de un nivelestablecido de medición por el usuario.Dichos sistemas de sensores habilitan unaalerta visual y/o señales acústicas antesdelapagadode la luz.Unade lasventajasmás relevantes que ofrece el sistema de
“LightingManagement”esunaherramientade configuración (control remoto) para elajustedelosparámetrossintenerquellegarfísicamente al sensor y realizar el cambiomanualmente. Por medio de un controlremoto se pueden ejecutar cambios en sumodalidad de funcionamiento, sensibilidad,parámetros de iluminación, tiempos deretardo y además verificar la configuraciónactual extrayendo la información yvisualizándolaensupantalla.
Los sensores vienen con terminalesautomáticas,para lascualesnoserequieredeherramientasespecialesparalaconexióndel cable. Estos sensores trabajan conalimentaciónencorrientealterna,adiferenciadeotrosquerequierendeuntransformador(power pack), esto da paso a su fácil yrápida instalación, eliminando equipos quedesmeritensudesempeño.
En BTicino nuestra visión es desarrollar yofrecerproductosyserviciosqueproduzcanedificiosenergéticamentemáseficientes.Lossistemas de administración ymonitoreo deenergíapermitenestedesarrollo;loscualesproveenelniveldeconsumocorrectoenelmomentodondeserequiere.
TECNOLOGIA
Año 16, N°94
(506) 2298-4838
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TECNOLOGIA
Sistemas integrales de respaldo y protecció n
En estos tiempos actuales en los cuales la
tecnologia avanza con pasos gigantescos
y ademas la dependencia de esta en
nuestro diario vivir, de ahí se genera una
nuevavariable;cuandoelserviciodelared
electricafallaydependemosdeunsistema
de respaldo para que nuestros equipos
electricos y electronicos “principalmente”
continuenfuncionandosininterrupcion.
La selección correcta de un sistema de
respaldo energético adecuado depende de
unagrancantidaddepuntosquesebeben
tomarencuentatalescomo:tipoycantidadde
dispositivosarespaldar,voltajesdeservicio,
amparaje total, potencia y la configuracion
del sistema deseado (grupo electrogeno,
banco de baterias, energias alternativas,
entre otros). Despues de haber realizado
estasaccionessedebepensareneltipode
protecciondepuestaatierraadecuadopara
nuestros equipos incluyendo el sistema de
respaldoinstaladoydependiendodedonde
seinstalará,yconestonopodemosdejarde
pensarenelproblemadelvandalismohacia
nuestrosistema.
Lo cualmotivó alGrupoEBIS enproponer
undiseño(fig.1),enelcuallaproblemática
devandalismodisminuyesignificativamente,
ya que se utilizan conductores electricos
de acero, con un recubrimiento de cobre
(los cuales cumplen con las normas
internacionalesde conductividad), este tipo
deaplicaciónprovocaundesinteresparaser
sustraido, y al sumarle el sistema MASS@
TIERRA el cual cuenta con un diseño no
tradicional,sistemaqueutilizaelectrodos(fig.
2), de alta eficiencia en la discipacion
de energia, gracias a su construcion e
instalacion estos resultan bastante dificiles
deserretiradosporpersonasnocapacitadas
para estefin.Creandoun sistema integral,
evitando el problema de vandalismo y
protegiendo debidamente nuestros equipos
conunaeficienciaygarantianoofrecidaspor
lasvarillasconvenciosnales.
Por el ing. Juan Pablo Cerdas. Tel.: (506) 2293-8778
ventascr@grupoebis.com | www.grupoebis.com
29
Magnitudes básicas de un circuito eléctrico.
Voltaje o diferencia de potencial. (V)Enuncircuitoeléctrico, ladiferenciadepotencial(elvoltajeolatensión)existenteentrelospolosdelgenerador,oentredospuntos cualesquiera del circuito, es lacausadequeloselectronescirculenporelcircuitosiésteseencuentracerrado.
Su unidad es el voltio (V). Se suelenempleardosmúltiplosdeestaunidadquesonelkilovoltio(kV)yelmegavoltio(MV)ytambiéndossubmúltiploscomosonelmilivoltio(mV)yelmicrovoltio(µV).
•1kV=1.000V•1MV=1.000.000V•1V=1.000mV•1V=1.000.000µV
Paramedirelvoltajeseutilizaunaparatollamado voltímetro. Se conecta enparaleloalelementocuyovoltajequeremosmedir.
Intensidad de la corriente eléctrica. (I)Laintensidaddelacorrientesedefinecomola cantidadde cargaeléctricaque circulaporuncircuitoenlaunidaddetiempo.
Semideenamperios(A).Normalmentese emplean unos submúltiplos de estaunidadquesonelmiliamperio(mA)yelmicroamperio(µA).
•1A=1.000mA •1A=1.000.000µA
La intensidad es una característicaequivalente al caudal en el circuitohidráulico,estoes,alacantidaddeaguaquepasaenlaunidaddetiempoporunpuntodelatubería.
Para medir la intensidad de corrienteque circula por un circuito se utilizanunos aparatos llamados amperímetros.Se conectaen seriepara
efectuarlamedida.V A
TECNOLOGIA
30
TECNOLOGIA
Resistencia eléctrica. (R)Es la propiedad que tienen los cuerposde dificultar más o menos el paso dela corriente eléctrica. Las sustanciasconductoras ofrecen poca resistenciaal paso de la corriente, sin embargolas sustancias aislantes ofrecen unaalta resistencia al paso de la corrienteeléctrica.
Laresistenciadeunconductordependedeltipodematerialdequeestácompuesto,desulongitudydesusección.Amayorlongitud mayor resistencia y, por elcontrario,amayorseccióndelconductormenor resistencia, de la misma formaque el agua circula con más facilidadcuandolastuberíastienenpocoscambiosdedirecciónysonmásanchas.
Launidadderesistenciaeselohmio(Ω).
Normalmente se emplean múltiplos deestaunidadcomosonelkiloohmio(kΩ)yelmegaohmio(MΩ).
• 1kΩ=1.000Ω• 1MΩ=1.000.000Ω
Todos los receptoresocomponentesdeun circuito suponen alguna resistencia,por pequeña que sea, al paso de lacorrienteeléctrica.
Esteefectoes,normalmente,nodeseado,pero en ocasiones lo aprovechamos enalgunosreceptoresparaobtenerunefectocalorífico.Eselcasodealgunosaparatoscompuestos de un fino hilo de metal(wolframio o tungsteno), que se poneincandescenteypuededarluzycalor,queseaprovechaenlámparasyestufas.
Ley de OhmLaleydeOhmexpresalarelaciónqueexisteentreladiferenciadepotencialqueaplicamosalosextremosdeunreceptorylaintensidaddelacorrientequecirculaporéste.
Matemáticamente se expresa:V= I • R
DondeVesladiferenciadepotencialqueseaplicaalreceptor,medidaenvoltios.Ieslaintensidaddelacorrienteeléctricaque circula por el receptor, medida enamperios.Reslaresistenciadelreceptor,medidaenohmios.
Ejemplo: Calcula la intensidad querecorrerá un circuito si a una pila de 9voltiosleconectamosunabombillacuyaresistenciaesde30ohmios.
Ley de Ohm: V= I • R
Sustituimos: 9v= I • 30Ω.
Despejamos la intensidad:I= 9v / 30Ω= 0,3 A
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Charlas Técnicas
LaJuntaDirectivadeADE,agradecealassiguientespersonasyempresas,laimparticióndecharlastécnicasenlasdistintassedesnuestras.
Charla impartida en San José por el técnico José Rivera Moya
• Róger Molina 3M• Javier Carvajal ADE• Ricardo Rivera BTICINO• Jeferson Ilama EATON ELECTRICAL S.A.• José Manuel Rivera Funcionario ICE• Fabricio Mora GENERAL ELECTRIC• Enrique Hernández MATEX• Geovanni Mejías y Alberto Madrigal PHELPS DODGE• Allan Salas y Windy Alfaro PRAI• Alberto Jiménez PROTEL• Michael Rodríguez Psicólogo independiente• Jose Andrés Sojo SCHNEIDER ELECTRIC
Charla impartida en la Seccional ADE- Guápiles.
ACTIvIDADEs
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ACTIvIDADEs
ACTIVIDADESConstitución de la seccional de Guápiles
CongranrespaldodelostécnicosdelaregiónseconstituyólaSeccionaldeADE-Guápiles.
El ocho demarzo recién pasado se realizóla asamblea constituyente delaSeccionaldeGuápilescon laasistencia de cuarenta y ochotécnicos electricistas y unadelegación de la ADENacionalintegrada por los directivosLeonardoChavesyJoséChacónydosdelegadosdelaSeccionalde Cartago: Norman Solanoy Mauricio Guzmán, quienesbrindaron algunas experienciasysusolidaridad,expresandolosmejoreséxitoseneltrabajo.
La Asamblea contó con elpatrocinio de IESA CARIBEque facilitó sus instalaciones,colaboróenlaconvocatoriaybrindóunrefrigerio.
Delasdieciochoalasveintehoras con veinte minutosse estuvieron exponiendolos fundamentos de laOrganización por parte delos dirigentes de ADE, seevacuaron consultas de losparticipantesyseprocedióa
elegir,porunperíododetiempodeunañoa laJuntaDirectivadelanuevaSeccional,quedandointegradadelasiguienteforma:
JavierPérezAriasPresidente;OlmanCamposMurillo, Vice-presidente; Edgar Alfaro Jara,Secretaría de Finanzas; Luis Angel AlfaroOporta, Secretaría de Actas; Joel VargasSánchez, Secretaría de Educación; y CarlosAlpízarBarrantes,comoFiscal.
Posteriormente,eldíaveintiséisdemarzosehizolaprimerareuniónformal,conlapresenciade Javier Carvajal y Rafael Barrantes comodelegadosdelaDireccióndeADENacional.LaJuntaDirectivadeADEGuápilespresidióesareunión, donde 32 personas formalizaron suingresoaADEyrecibieronunacharlatécnicadepartedelseñorJavierCarvajal.
Asistentes a la asamblea ADE-Guápiles.
Elección de la Directiva
Junta Directiva de la seccional de Guápiles
33
Nuevos aires en Pérez ZeledónEn los últimos meses ha venido creciendo
elinterésdealgunostécnicosporestrechar
lazos con ADE Nacional, en la idea de
continuarllevandoaccionesdecapacitacióny
charlastécnicasalaregión.Algunosdeellos
hanestadoasistiendoacursospuntualesque
seimpartenenSanJoséyconjustalógica
manifiestan que ese recurso no está a la
manodemuchoselectricistas.
Conjuntamente se convinoen celebrar una
reuniónespecíficaenlaCasadeJuventudyel
díaveintinuevedemarzode2012,asistieron
Javier Carvajal y Rafael Barrantes de la
DireccióndeADENacional,dondeestuvieron
in te rcambiando
ideas para la
organizaciónfutura
y la planificación
de las acciones de
capacitaciónquese
pueden desarrollar
en ese lugar, por
ejemplo, el curso
INSTALACIONES
RES IDENCIALES
SEGURACONBASE
EN EL CÓDIGO
NACIONAL DE
EL EC TR I C I DAD,
recién aprobado
porelGobierno.
Vista parcial de la reunión en Perez Zeledón.
Junta Directiva de la seccional de Perez Zeledón y el presidente de la Asociación de Electricistas.
ACTIvIDADEs
34
Fortalecimiento de los Viernes ADE
La instancia de los VIERNESADE nos está
permitiendo llevar capacitaciones sobre
temasdeinterésespecial,quenopodríamos
lograrnienunacharlanienuncursoque
requieremayordisposicióndetiempo.Eldía
09 demarzo de 2012, los ingenieros José
SojoyMarioMarchenadelGrupoSchneider,
tuvieronasucargodurantetodalamañana
la exposición del temas de los UPS de
la prestigiosa marca APC que el grupo
distribuye.
Igualmente, el
día 20 de abril,
en otro Viernes
ADE el Doctor
en ingeniería
e l é c t r i c a
Guissepe Daniele
del Grupo GD
Ingeniería,abordó
magistralmente,
el tema del
sistema de
aterrizaje y
sus diferentes
puestasatierra.
Nuevos cursos de capacitación
LasactividadesdelInstitutoparaElectricistas
se siguen desarrollando con diversos
cursos en forma permanente. Electricidad
residencial, instalación y programación de
alarmas,cercaseléctricasycircuitoscerrados
detelevisión;cableadoestructuradoyfibra
óptica, forman parte de la actividad que
se desarrolla con gran respaldo de los
electricistas.
ACTIvIDADEs
Vista parcial de la asistencia a los Viernes ADE El doctor en Ingeniería eléctrica Guissepe Daniele, impartió la conferencia de puesta a
tierra en el Viernes ADE.
Clausura del curso de cableado estructurado impartido en Cartago. No asistieron 4
estudiantes por razones de trabajo. Al fondo se observa al instructor José Hugo Solís Arce.
El Ing. Mario Marchena y el Ing. José Sojo del Grupo Schneider, impartieron la
conferencia de otro viernes ADE.
35
Cálculo de la tensió n y la corriente de neutro en sistemas trifásicos desbalanceados
Enlossistemaseléctricostrifásicosbalanceados,estoes,cuandolascargasencadafasesonigualesenimpedancia,lacorrienteresultanteenelcabledeneutroescero.Estoesciertosoloensistemassincorrientesarmónicas,elestudiodelascorrientesarmónicasrequiereconsideracionesqueestánfueradelalcancedeesteanálisis.Enestecasovamosasuponerun sistemadeondas sinusoidales puras. Recordemosque la separación angular eléctricaentrelastensionesdecadafaseesde120grados.
Cuandoelsistematrifásicoesnobalanceado,osealascargasencadafasenosoniguales,entonceslacorrienteencadafaseesdediferentemagnitudylaresultantequecircularaporelcabledeneutrotieneunamagnitudiguala la suma fasorialde las corrientes decadafase.
Si las cargasindividualesencadafasesonresistivas,oseaconunfactordepotenciaigualauno(Cos φ=1), entonceslas corrientes de
fase aunque sean de diferente magnitud, mantendráneldesfasamientoentreellasde120º.Cuandosetienencargasdesbalanceadasyademásnosonresistivaspuras,entoncescadafasetendráunfactordepotenciadiferentealasotras,ylascorrientesdefasetampocomantendráneldesfasamientode120ºentreellas.
Sielsistematrifásicoesunaconexiónenestrelladetresconductores(neutroflotante)ylacargaesdesequilibrada,entonceselpuntocomún(elcentrodelaestrella)noestaráalmismopotencial
queelpuntoneutro teórico.Estadiferenciadepotencial“Vn”entreelpuntoneutro teóricoyelcentro realde laestrella,selellama“tensióndedesplazamientodelneutro”.
La tensión de desplazamiento de neutro, puede serobtenida de varias formas: por un método graficodibujandocadavoltajeconsuánguloymidiendoelfasorresultante,opormétodosanalíticos,teniendolosvaloresdetensiónydeadmitanciaencadafase.Peroambossontediososypocoprácticosdeejecutarenelcampo,conelvoltímetroenmanojuntoaltableroprincipal.
Paracalcularlamagnituddelatensióndedesplazamientodel neutro o la corriente de neutro en sistemasno balanceados, se propone la siguiente solucióntrigonométrica,lacualesfácildememorizarydeobtenerconunacalculadoradebolsillo.
Figura N° 1 Fasores de un Sistema Trifásico Balanceado
Figura N° 2 Corrientes de Fase y de Neutro en Sistema Desbalanceado
Figura N° 3 Representación de la Tensión de Desplazamiento del Neutro
TECNOLOGIA
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TECNOLOGIA
Primero,vamosconsiderarlostresfasoresdetensiónocorrientedeunsistematrifásiconobalanceado,normalmentesepuedesuponerundesplazamientoangularequidistanteentrefasoresde120gradoseléctricos.Solamenteasimetríasentrefasesdelsistemapodríanvariarseveramenteestacondición.
Parasimplificar lasolucióntrigonométricasesobreponenlosfasoresalineadosconelcentrodelosejesdeunplanorectangularXyY,ademássegiranlosfasoresdetalformaqueunafasequedealineadaconunodelosejesrectangulares.
Ahora procedemos a obtener por métodostrigonométricos los componentesrectangularesIxeIydelacorrienteresultanteentérminosdeloscomponentesfasorialesIa,IbeIc.LaresultanteInseríalamagnituddelacorrientecirculandoporalneutro.
LasecuacionesenlosejesrectangularesXyYenfuncióndeloscomponentesdelosfasores,seríanlassiguientes:
EjeX:
Sacando el coseno de 60 grados a factorcomún:
Ecuación1
ParaelejeYtendríamos:
Sacando el seno de 60 grados a factorcomún:
Ecuación2
Como sabemos, según el Teorema dePitágoras, que lamagnitudde lasumadedosvectoresenejesrectangulareseslaraízcuadradadelasumadesuscuadrados:
Entonces debemos elevar al cuadradolas ecuaciones 1 y 2, para luego sacar sucorrespondienteraízcuadrada:
(Ix)2+(Iy)2=(Ia+Ic)2cos2(60)-2Ib(Ia+Ic)cos(60)+Ib2+(Ia-Ic)2sen2(60)
Desarrollando las ecuaciones cuadráticasdelaexpresiónanterior,segúnlaprimeraysegundafórmulanotabletenemos:
Ia2cos2(60)+2IaIccos2(60)+Ic2cos2(60)-2IaIbcos(60)-2IbIccos(60)+Ib2+Ia2sen2(60)-2IaIcsen2(60)+Ic2
sen2(60)
Recordando una de las propiedadestrigonométricas:cos2(x)+sen2(x)=1.
Con esto se eliminan las funcionestrigonométricas uniendo el primer y tercertérminodeambaslíneas.Ademásseconocequeel valor del cos(60)=1/2por loque seanulaconelnúmero2enelcuartoyquintoproducto de la primer línea. Finalmentecos2(60)-sen2(60)=-1/2queseanulaconelnúmero2delsegundoproductodeambaslíneas.
Llegando así a una ecuación sencilla paracalcular la magnitud de la tensión dedesplazamientoolacorrientededesbalancedelneutro:
Ecuación3
Figura N° 4 Superposición de Fasores y Ejes Rectangulares
37
TECNOLOGIA
Estafórmulapuedeutilizarseparadiagnosticarrápidamenteensitio,latensióndedesplazamientodeneutro,consolamenteunvoltímetroounamperímetroyunacalculadorasencilla.
Ejemplos de Aplicación:
1-Calcularlacorrientedeneutroenunsistematrifásicoenestrellaconlossiguientesvalores:
Ia=140A,Ib=165A,Ic=135A.
Ingresandolosvaloresalafórmula:
In=27,83A.
2-Calculareldesplazamientodelneutroenunsistematrifásicoenestrella277/480Vdetresconductorescuandounadesusfasespresentabajovoltaje:
Va=479V,Vb=472V,Vc=450V.
Ingresandolosvaloresalafórmula:
Vn=26,21V
Estafórmula,habíasidodeducidaporelautordesdeelaño1996yseutilizóprogramadaen el sistema SCADAde la CNFL desde ese año para generar alarmas automáticas quedetectabandesbalancesdecorrienteyfallasdetensiónporpérdidasdefaseenelsistemadedistribución,sinnecesidaddemediciónfísicadelosvaloresdecorrienteotensióndeneutro.
Recomendaciones Finales:
Esta fórmula no debe confundirse con lafórmuladecálculodelporcentajedeasimetríade la tensión de servicio usada en la normatécnica de ARESEP denominada Calidad delVoltaje de Suministro AR-NTCVS, pues laprimeradaunamagnitud física y la segundaunporcentajerelativo.
Para los técnicos de mantenimiento, es derecomendable verificar habitualmente laasimetríadetensiónenelsistematrifásico,pornormanodebeexcederel3%.
Los desbalances estacionarios de tensiónpuedenoriginarseporasimetríasenelbancodetransformadores, por ejemplo: transformadoresmonofásicos de diferentes característicasconectadosenbancotrifásico,conexionesdedostransformadores monofásicos en delta abierto,conexionesenestrellaconneutroflotante.Puedenoriginarsetambiénporcambiadoresdederivaciones(“taps”)delostransformadoresmonofásicosdeunbancotrifásicoajustadosendiferentesposiciones,opor cortocircuitos internosentreespirasde losdevanadosdeuntransformador.
Cuando existen desbalances de tensión en el
sistema, los motores trifásicos producen pares
internos que giran en sentido contrario a la
rotación normal del motor, lo que produce
aumentodelatemperaturaenlosdevanadosy
delavibracióndelmismo,aúnconelmotoren
sucarganominal.Estopuedenotarsecomoun
aumentodelatemperaturadelmismosinuna
causaevidente.Elaumentodetemperaturaes
exponencialrespectoaldesbalance,con2%de
desbalancelatemperaturaaumenta8%,pero5%
endesbalance,latemperaturaaumenta50%.
Al hacermediciones reales y luego calcular
conestemétodolacorrientedeneutro,sise
comparaneldatorealconelvalorcalculado
y sonmuy diferentes entre sí, es un indicio
delapresenciadecorrientesarmónicasenel
sistemaeléctrico.
Estemétodoproduciráresultadosválidospara
la corriente de neutro, aún en sistemas con
bajofactordepotencia,siempreycuandosea
similarenlastresfases.
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