Tipos de canalizaciones eléctricas

Las canalizaciones eléctricas o simplemente tubos en instalaciones eléctricas, son los elementos que se encargan de contener los conductores eléctricos. La función de las canalizaciones eléctricas son proteger a los conductores, ya sea de daños mecánicos, químicos, altas temperatura y humedad; también, distribuirlo de forma uniforme, acomodando el cableado eléctrico en la instalación. 

Las canalizaciones eléctricas están fabricadas para adaptarse a cualquier ambiente donde se requiera llevar un cableado eléctrico. Es por eso, que se pueden encontrar empotradas (techos, suelo o paredes), en superficies, al aire libre, zonas vibratorias, zonas húmedas  o lugares subterráneos.

Dependiendo del tipo de material que están fabricadas, estas se clasifican en: metálicas y no metálicas. Las no metálicas se fabrican de materiales termoplásticos, ya sea PVC o de polietileno; en el caso de las canalizaciones metálicas, se fabrican en acero, hierro o aluminio.

Tubos de PVC

¿PVC? es un material termoplástico, de esos

derivados de los polímeros. Su denominación viene,

por el compuesto policloruro de vinilo, de ahí su

nombre "PVC". Este es resistente y rígido, puede

estar en ambientes húmedos y soportar algunos

químicos. Por las propiedades del termoplástico, es

autoextinguible a las llamas, no se corroen y son

muy ligeros.

Aplicaciones:

- Empotrados bajo concreto, en suelos, techos y paredes.

- En zonas húmedas.

- En superficies, considerando sus limitaciones térmicas y mecánicas.

Tubos EMT

Por sus siglas en inglés, Electrical Metallic Tubing (EMT). Estos tubos son unos de los

más versátiles utilizados en las instalaciones eléctricas comerciales e industriales,

esto por ser moldeables a diferentes formas y ángulos, facilitando la trayectoria que se

le quiera dar al cableado. Pasan por un proceso de galvanizado, este

recubrimiento evita la corrosión, lográndose mayor durabilidad. Pueden venir en

tamaños desde 1/2" hasta 4" de diámetro. No tienen sus extremos roscados, y utiliza

accesorios especiales, para acoplamiento y enlace con cajas.

Aplicaciones:

- Su mayor aplicación está para montarse en superficies ( zonas visibles). Soportando

leves daños mecánicos. Pueden estar directamente a la intemperie.

- Pueden ser empotrados o zonas ocultas; bajo concreto, ya sea en suelo, techo o

paredes.

Tubos IMC

Estos tubos son los más resistentes a los daños mecánicos. Debido al grosor de sus

paredes, son más difíciles de trabajar que los EMT. En ambos extremos vienen con

unarosca, pudiéndose enlazar con conectores roscados ( coples o niples). También se

le puede hacer la rosca de forma manual con una terraja, en este caso debe

procurarse eliminar las rebabas para que no afecte en los conductores, al momento

de ser instalados. 

Para evitar la corrosión, estos son galvanizados internamente y externamente por un

proceso de inmersión en caliente. Por su fabricación, son canalizaciones muy

durables, y son bien herméticas. Estando aptos para contener los cables sin que estos

se estropeen o maltraten. Los tamaños de este van desde

la 1/2" hasta 6" de diámetro. 

Aplicaciones:

- Aunque se pueden utilizar en cualquier zona, estos son ampliamente usados para

instalaciones eléctricas industriales, en zonas ocultas o visibles. Ya sea enterrados o

empotrados, en el suelo o bajo concreto.

- Pueden estar a la intemperie, soportando la corrosión por su revestimiento

galvánico.

- En lugares con riesgos de explosivos.

Tubos flexible metálicos

Estas tuberías son fabricadas en acero, y pasan por un recubrimiento galvanizado. Su

flexibilidad a la torsión y a la resistencia mecánica se debe a su

forma engargolada ( láminas distribuidas en forma helicoidal). Por su construcción

( baja hermeticidad) no es recomendable que esté en lugares con alta humedad,

vapores o gases. Sus dimensiones van desde 1/2" hasta 4" de diámetro. 

Aplicaciones:

- Su principal aplicación está en ambientes industriales.

- En zonas donde el cableado esté expuesto a vibraciones, torsión y daños

mecánicos. 

- Instalación en zonas visibles, donde el radio de curvatura del alambrado que se vaya

a realizar es grande.

- Para el cableado de aparatos y máquinas eléctricas, motores y transformadores.

Tubos flexibles de plasticos

Estos se fabrican con materiales termoplásticos, generalmente con PVC de doble

capa, haciéndolo más resistente y hermético. Se caracterizan por ser livianos, y por

su superficie corrugada que lo hace flexible. 

Aplicaciones:- Instalación en zonas visibles, donde el radio de curvatura del alambrado que se vaya a realizar es grande.- En aparatos que involucre el cableado con curvaturas elevadas.

Tubo Liquidtigh

Este se construye similar al tubo flexible metálico, la diferencia está en el recubrimiento de un material aislante termoplástico. Este acabado final, lo hace sólidamente hermético, resistente y flexible.

TIPOS DE CAJAS DE REGISTRO

La Caja de Registro ,Caja de Suelo o Caja Ackerman, se refiere a un sistema de canalización eléctrica y telefónica que permite interconectar sistemas de todo tipo tales como redes eléctricas y de datos. Ofrecen una seguridad y flexibilidad mayores que las de las cajas comunes y permiten configurar su diseño de forma sencilla e independiente.

Pueden ser de superficie, empotradas, de suelo, de columna o en torre.

Las Cajas de Registro cajas metálicas, cuadradas o rectangulares, donde se conectan las tuberías conduit y se utilizan para hacer amarres de conexiones de cables o cambios de trayectoria de cableado grueso, para su fácil acceso e instalación. Las cajas de registro para tubo de media, tres cuartos y una pulgada son utilizadas para todo tipo de servicio de instalaciones eléctricas, principalmente de uso doméstico. Las cajas de 4, 6, 8, 10 y mayores se usan más específicamente en áreas con mayor demanda de carga y donde se requiere un mayor número de conductores eléctricos, para uso residencial, comercial e industrial.

ELEMENTOS DE UNION

Se definen como elementos de unión a los dispositivos diseñados para la unión de dos o más piezas. Dependiendo de cuál sea el objetivo de la unión estas se clasifican como:• Permanentes• Semipermanentes• Desmontables

Entre los elementos de unión se encuentran: Tornillos, pernos y tuercas: Se utilizan para unir de forma no permanentes los elementos de las máquinas. Estos elementos roscados son de gran utilidad pues su campo de aplicación en maquinaria es muy amplio.Estos elementos están ligados a ciertas características tales como: Diámetro nominal Sistema en que esta dado Paso de la rosca Longitud  Diámetro interior Sentido de la hélice Número de entradas Dureza  Tipo de la cabezaAlgunos tipos de tornillos son: Tornillo de unión Tornillo pasante Esparrago Tornillo prisionero

Pernos de articulación Pernos de anclaje

Las tuercas también presentas diferentes formas y sus aplicaciones son muy variadas, la siguiente fotografía presenta algunos de los distintos tipos de tuercas.

Remaches: Un remache es un elemento de fijación que es utilizado para unir dos o más piezas. El remache tiene forma de un tubo cilíndrico que en la parte final tiene una cabeza. Las cabezas tienen un diámetro mayor que el resto del remache, para que así al introducir éste en un agujero pueda ser encajado..

Soldadura: La soldadura es una forma de unión permanente o de fabricación de elementos. La soldadura consiste en la unión de piezas por aplicación localizada de calor con deposición o sin ella de material.

Cuña: Pieza de madera o metal terminada en ángulo diedro muy agudo que sirve para hender cuerpos sólidos, para ajustar uno con otro; en busca de evitar un movimiento relativo, por lo general rotatorio.Existen distintos tipos de cuñas tales como:

Cuñas paralelas cuadradas y rectangulares. Son cuñas que tiene esa forma y se utilizan principalmente en ejes. Cuñas de Woodruff: Es una cuña que tiene forma de un disco plano. Cuñas ahusadas y cuñas de cabeza: Son muy similares a las cuñas paralelas solo que estas se colocan antes de deslizar la masa.

TIPOS DE CONEXIONES ELECTRICAS

Los elementos de un circuito se pueden conectar de tres maneras:

CONEXIÓN SERIE. Los elementos se colocan uno a continuación del otro.

CARACTERÍSTICAS La intensidad es la misma en todos los elementos del circuito.

La tensión se reparte entre los distintos componentes, en función de su resistencia. Se debe cumplir que la suma de la tensión en cada componente debe ser la tensión de la pila.

El reparto de tensión se calcula empleando la ley de Ohm a cada componente.

La resistencia equivalente de todo el conjunto serie se obtiene

Rt = R1 + R2 + R3 + ............. Si lo que conectamos son pilas en serie, sus tensiones se suman. Podemos así conseguir tensiones más altas a partir de pilas de pequeña tensión.

CONEXIÓN PARALELO. Todos los terminales izquierdos se conectan juntos y todos los derechos también.

CARACTERÍSTICAS La tensión es la misma en todos los componentes del circuito.

La intensidad se reparte entre los distintos componentes, en función de su resistencia. Se debe cumplir que la suma de la intensidad en cada componente debe ser la intensidad que sale de la pila.

El reparto de intensidad se calcula empleando la ley de Ohm a cada componente.

La resistencia equivalente de todo el conjunto serie se obtiene

1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ............. Si lo que conectamos son pilas en paralelo, sus tensiones serán iguales, pero cada una aporta menos intensidad y por tanto durarán mucho más.

CONEXIÓN MIXTA. Los elementos se colocan unos en serie y otros en paralelo. Para hacer cálculos lo mejor es ir haciendo agrupaciones e ir simplificando el circuito hasta al

final obtener un circuito simple, que conste de una pila y una resistencia.

CONDUCTORES ELECTRICOS

Los conductores eléctricos son materiales que presentan una resistencia baja al paso de la electricidad. Existen distintos tipos de conductores, que pueden dividirse en dos grandes grupos:

1.       De alta conductividad:

Plata: este es el material con menor resistencia al paso de la electricidad pero al ser muy costoso, su uso es limitado. La plata se halla en la naturaleza en forma de cloruros, sulfuros o plata nativa. Este material se caracteriza por ser muy dúctil, maleable y no muy duro y fácil de soldar. Es utilizado en fusibles para cortocircuitos eléctricos porque es muy preciso en la fusión, es inoxidable y posee una conductividad sumamente alta. También se lo usa en contactos de relevadores o interruptores para bajas intensidades por su elevada conductividad térmica y eléctrica. La plata también es usada en instrumentos eléctricos de medicina como por ejemplo el termocauterio.

Cobre: este es el conductor eléctrico más utilizado ya que es barato y presenta una conductividad elevada. Este material se encuentra en la naturaleza de manera abundante, en forma de sulfuros, carbonatos, óxidos y en muy pocos casos se halla el cobre nativo. Se caracteriza por ser dúctil y maleable, sencillo de estañar y soldar y es muy resistente a la tracción. Para mejorar sus cualidades mecánicas, el cobre es fusionado con bronce y estaño.

Aluminio: este ocupa el tercer puesto por su conductividad, luego de los dos anteriores. Su conductividad representa un 63% de la del cobre pero a igualdad de peso y longitud su conductancia es del doble. El aluminio se encuentra en grandes cantidades y se lo extrae de un mineral llamado bauxita. Se caracteriza por no ser muy resistente a la tracción, ser más blando que el cobre y no es fácil de soldar. A pesar de esto, al ser dúctil permite ser trabajado por estirado, laminado, forjado, hilado y extrusión. Para mejorar la resistencia mecánica del aluminio se le agrega magnesio, hierro o silicio.

2.       De alta resistividad: 

Aleaciones de cobre y níquel: estas presentan una resistencia al paso de corriente eléctrica relativamente baja y una fuerza electromotriz elevada en relación al cobre. El níquel representa el 40% y el cobre el 60% restante y es una aleación que no resulta útil para instrumentos de medida de precisión, a pesar de que su coeficiente de temperatura es bajo. Sin embargo, este se puede incrementar añadiéndole zinc.

Aleación de cromo y níquel: estas se caracterizan por presentar coeficientes bajos de temperatura, un coeficiente de resistividad mayor y una fuerza electromotriz pequeñas con respecto al cobre. Debido a que el conductor está cubierto por una capa de óxido que lo protege del ataque del oxígeno, resulta útil para trabajar a temperaturas que superen los 1000° C.

Los conductores de alta resistividad se caracterizan entonces por perdurar con el paso del tiempo, contar con un punto de fusión elevado, ser fáciles de soldar, ser dúctiles y maleables. Además, su fuerza electromotriz es menor a la del cobre, son resistentes a la corrosión y presentan un coeficiente térmico de conductividad bajo.

TIPOS DE SENSORES

A pesar de que pueden existir decenas de clasificaciones para los sensores, tomaremos a manera de guía las siguientes.

Atendiendo al tipo de señal de entrada.

Los sensores pueden ser clasificados dependiendo del tipo de señal al cual responden.

Mecánica: Ejemplos: longitud, área, volumen, masa, flujo, fuerza, torque, presión, velocidad, aceleración, posición, acústica, longitud de onda, intensidad acústica.

Térmica: Ejemplos: temperatura, calor, entropía, flujo de calor.

Eléctrica: Ejemplos: voltaje, corriente, carga, resistencia, inductancia, capacitancia, constante dieléctrica, polarización, campo eléctrico, frecuencia, momento dipolar.

Magnética: Ejemplos: intensidad de campo, densisdad de flujo, momento magnético, permeabilidad.

Radiación: Ejemplos: intensidad, longitud de onda, polarización, fase, reflactancia, transmitancia, índice de refractancia.

Química: Ejemplos: composición, concentración, oxidación/potencial de reducción, porcentaje de reacción, PH.

Atendiendo al tipo de señal entregada por el sensor

Sensores análogos.

La gran mayoría de sensores entregan su señal de manera continua en el tiempo. Son ejemplo de ellos los sensores generadores de señal y los sensores de parámetros variables

Sensores digitales.

Son dispositivos cuya salida es de cara´cter discreto. Son ejemplos de este tipo de sensores: codificadores de posición, codificadores incrementales, codificadores absolutos, los sensores autoresonantes (resonadores de cuarzo, galgas acústicas, cilindros vibrantes, de ondas superficiales (SAW), caudalímetros de vórtices digitales), entre otros.

Atendiendo a la naturaleza de la señal eléctrica generada.

Los sensores dependiendo de la naturaleza de la señal generada pueden ser clasificados en:

Sensores pasivos:

Son aquellos que generan señales representativas de las magnitudes a medir por intermedio de una fuente auxiliar. Ejemplo: sensores de parámetros variables (de resistencia variable, de capacidad variable, de inductancia variable).

Figura 3.8 Sensor pasivo del tipo resistivo

Sensores activos o generadores de señal:

Son aquellos que generan señales representativas de las agnitudes a medir en forma autónoma, sin requerir de fuente alguna de alimentación. Ejemplo: sensores piezoeléctricos, fotovoltaícos, termoeléctricos, electroquímicos, magnetoeléctricos.

Figura 3.9 Sensor termoelectrico