TEMA 1 UPeU

Universidad Peruana Unión

Taller: Instalaciones Eléctricas

Universidad Peruana Unión Carret. Central Km. 19.5 Ñaña. Telf. 359-0094 / 359-0060 / 359-0098 Fax 359-0063 Casilla 3564 Lima 1,Perú

Manual de Fundamentos Básicos de Electricidad TALLER DE INSTALACIONES ELECTRICAS

19/03/2014

PROF. JOHN ROJAS ROMERO

Educación para la Vida




FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD BÁSICA 1. INTRODUCCIÓN. En esta unidad, conocerás el fascinante mundo de la electricidad, una de las ciencias que ha transformado la historia de la humanidad y de la cual dependemos millones de habitantes en este planeta. La electricidad es la más flexible y versátiles de todas las formas de energía; sus numerosas aplicaciones tanto caseras como industriales, nos ayudan hacer de nuestras vidas un mundo mas fácil, entretenida e interesante. Sus múltiples funciones como en artefactos eléctricos y electrónicos, y a su ves en el área de alumbrado residencial e industrial y otras variedades de funciones entre ellas; la calefacción, propulsión de motores y dispositivos electromecánicos, hacen que la demanda en el uso de la electricidad crezca cada día más, y con ello más profesionales en el ramo.

2. ORIGEN DE LA ELECTRICIDAD. No podemos afirmar a ciencia cierta a partir de qué momento el hombre descubrió el fenómeno que llamamos electricidad, pero existen evidencias de que 600 años antes de Cristo fue observado dicho fenómeno por un filosofo griego, Thales de Mileto (630-550 AC), quien descubrió un misterioso poder de atracción y de repulsión cundo frotaba un trozo de ámbar amarillo con una piel o una tela. Esta sustancia resinosa, denominada “Elektrón” en griego, dio origen al nombre de la partícula atómica Electrón, de la cual se deriva el termino ELECTRICIDAD. Sin embargo fue el filósofo Griego Theophrastus (374-287 AC) que dejó constancia del primer estudio científico sobre la electricidad al descubrir que otras sustancias tienen también el mismo poder de atracción.

Benjamín Franklin (1706-1790) En 1747 inició sus experimentos sobre la electricidad. Adelantó una posible teoría de la botella de Leyden, defendió la hipótesis de que las tormentas son un fenómeno eléctrico y propuso un método efectivo para demostrarlo. Su teoría se publicó en Londres y se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que él mismo ejecutara su famoso experimento con una cometa. En 1752, Inventó el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los dos tipos de electricidad, positiva y negativa.





Y así como esos filósofos hubieron muchos mas, que fueron descubriendo y dándole el origen de la electricidad que hoy en día disfrutamos; a continuación paso a darte una breve información de ellos, y que de seguro si quieres saber mas los tengas presentes a la hora de buscar una biografía:                 

Charles Agustín de Coulomb (1736-1806) Alejandro Volta (1745-1827) Luigi Galvani (1737-1798) Sir Humphry Davy (1778-1829) Andre-Marie Ampere (1775-1836) Danés Hans Christian Oersted (1777-1851) Alemán Georg Simon Ohm (1789-1854) Michael Faraday (1791-1867) Simule F.B. Morse (1791-1867) James Prescott Joule (1818-1889) Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz (1821-1894 Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) William Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907) James Clerk Maxwell (1831-1879) Joseph John Thomson (1856-1940) Thomas Alva Edison (1847-1931) Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894)

En conclusión, el descubrimiento de Thales Mileto en el ámbar, se manifiesta de diversas formas en la naturaleza, según los materiales tengan exceso, faltante, o circulación de electrones entre dos puntos cualquiera. A todos los efectos producidos por el estado de los electrones se les denomina electricidad. Por simple relación como el fenómeno del ELECTRÓN, se adopto el término “electrizado” para indicar que un cuerpo cualquiera había adquirido la misma y extraña propiedad de aquel. Uno de los mejores ejemplos que podemos ver el efecto de un cuerpo “electrizado” es al frotar un peine en un trozo de tela o simplemente peinarte, y pasarlo por trozos de papel liviano, el peine quedaría electrizado y atraería estos trozos de papel.





3. ¿QUE ES LA ELECTRICIDAD? La electricidad: Es una forma invisible de energía que produce como resultado la existencia de unas diminutas partículas llamadas ELECTRONES LIBRES en los átomos de ciertos materiales o sustancias. Estas partículas, al desplazarse a través de la materia, constituyen lo que denominamos una corriente eléctrica.

Es decir, que es un agente físico que llena la estructura atómica de la materia, y todo lo que vemos, sentimos y ocupa un lugar en el espacio, esta constituido por diminutas partículas o corpúsculos de electricidad, denominados electrones. En otras palabras, la electricidad no es un invento del hombre sino una fuerza natural; esta fuerza o fenómeno físico se origina por cargas eléctricas estáticas o en movimiento. Cuando una carga se encuentra en reposo produce fuerzas sobre otras situadas en su entorno. Si la carga se desplaza produce también fuerzas magnéticas.

Hay dos tipos de cargas eléctricas, llamadas positivas y negativas, estas al ser de igual carga se repelen y las que tienen diferente carga se atraen. La electricidad en su manifestación natural mas imponente seria el relámpago, que se producen cua ndo se establece una diferencia de potencial elevada y son descargas eléctricas que se produce entre la tierra y las nubes conocidas comúnmente como nubes cumulonimbus, las diferencias de potencial entre la nube y la tierra al momento de producirse la descarga, son del orden del millón de voltios (1.000.000V) y la corriente que atraviesa el aire durante la descarga, es del orden de los 10.000 amperes (10.000 A)





4. ¿QUÉ ES LA MATERIA? La materia es todo aquello que tenga peso y ocupa espacio, es decir, que la tierra y todo lo que existe en la misma se clasifica como materia.

La materia se presenta en tres estados distintos: Sólidos: Como las piedras, la arena, la madera, el metal, etc. Líquidos: Como el agua, el alcohol y la gasolina. Gaseoso: Como el helio, el hidrógeno, el bióxido de carbono y el oxígeno. Los materiales básicos que forman toda la materia se denominan elementos y estos a su ves componen la materia. Como ejemplos de estos elementos naturales tenemos:        

El Hierro. El Carbono. El Hidrógeno. El Oro. El Platino. El Zinc. El Aluminio Y algunos otros.

Al igual que los elementos naturales también existen otros elementos adicionales denominados elementos artificiales. También existen otros tipos de materia que no aparecen en las listas de los elementos, esto se debe a que estas sustancias no son elementos, sino que se denominan COMPUESTOS.





5. ¿Y QUE ES UN COMPUESTO? Es una sustancia constituida por dos o más elementos, ejemplos de estos compuestos son:   

El Agua - Formado por los elementos hidrógeno y oxígeno. El Azúcar - Esta formada por hidrógeno, carbono y oxígeno. La Sal - Formada por sodio y cloro.

Se puede decir que la materia no es una estructura continua, homogénea; por lo contrario, esta formada por millares de partículas de materia discreta separadas, con espacio vacíos entre ellas. En realidad, se admite que la materia está constituida por partículas muy pequeñas llamadas MOLÉCULAS.

La molécula: Es la porción mas pequeña de cualquier sustancia que no puede subdividirse sin que se alteren sus propiedades. También se puede decir que es un conjunto de átomos a los que cierta clase de atracción eléctrica mantienen unidos en un grupo; sus números de átomos varían con la sustancia. Si una molécula se divide en partes aún más pequeñas, éstas tendrán una naturaleza diferente de la sustancia original. El núcleo: Es la parte mas esencial del átomo, formada por PROTONES y NEUTRONES en números variables, según el elemento químico del que forma parte. El átomo: Es la unidad más pequeña de un elemento químico, que conserva las características propias de este. El átomo es la unidad b ásica de la materia. Cada átomo está formado por un núcleo central lleno de partículas de carga positiva llamadas PROTONES (+) y neutrones, que no disponen de carga eléctrica. Rodeando al núcleo en orbitas están las partículas con carga negativa llamadas electrones (-). Un átomo podría compararse con nuestro sistema planetario donde el núcleo seria el sol y los electrones serian los planetas.

Electrones: Tipo de partícula elemental de carga negativa, y que junto con los PROTONES y los NEUTRONES, forma los átomos y las moléculas. Ellos están presentes en todos los átomos y cuando son arrancados del átomo se llaman ELECTRONES LIBRES. Electrones libres: Son los electrones de valencia que se han separado temporalmente de un átomo. Puede recorrer el espacio libre en torno al átomo. No están ligados a ningún átomo particular. Solamente los electrones de valencia son capaces de convertirse en electrones libres.





Electrones de valencia: Son las partículas atómicas que intervienen en las reacciones químicas y corrientes eléctricas. La capa mas exterior de un átomo recibe el nombre de capa de valencia y los electrones en esa capa se llama electrones de valencia. Atendiendo al número de electrones de que disponen los átomos en la órbita periférica, éstos se clasifican en estables e inestables.

Átomos estables: Son aquellos átomos que tienen completa de electrones su ultima órbita. Átomos inestables: Son los que no tienen llena su órbita periférica ni tampoco 8 electrones en ella, tienen una gran propensión a convertirse en estables, bien desprendiendo los electrones de valencia o bien absorbiendo del exterior electrones libres hasta completar la última órbita. Esquema de distribución de los electrones en las orbitas Dependiendo del número de electrones de que disponen los átomos en las órbitas periféricas, éstos se clasifican en átomos estables y átomos inestables. Un átomo de cobre que posee 29 electrones al igual numero de protones, y con un solo electrón en su orbita de valencia (N) es un átomo inestable y tendrá una gran tendencia a desprender el electrón que se encuentra en su ultima órbita (Órbita de valencia.)

Los átomos inestables son los que no tienen llena su órbita periférica ni tampoco 8 electrones en ella, tienen una gran propensión a convertirse en átomos estables, bien desprendiendo los electrones de valencia o bien absorbiendo del exterior electrones libres hasta completar su ultima orbita. Átomos inestables


Átomos inestables




6. CUERPOS CONDUCTORES Los cuerpos conductores: Son aquellos materiales que ofrece poca resistencia al flujo de electrones o electricidad dejando pasar fácilmente la corriente eléctrica, de manera semejante como las tuberías conducen agua a través de un circuito hidráulico. Para que un cuerpo sea conductor necesita tener átomos con muchos electrones libres, que se puedan mover con facilidad de un átomo a otro. Los conductores utilizados en instalaciones eléctricas son generalmente alambres de cobre o de aluminio, desnudos o recubiertos con algún tipo de material aislante que son los que actúan como paredes de protección e impidiendo que los electrones puedan moverse fuera de los alambres al ser contactados por objetos conductores externos.

La cantidad de corriente que puede circular por un alambre o conductor, depende del material utilizado en su fabricación, del tamaño de su diámetro o calibre y del tipo de aislante que lo protege. El calibre de los alambres conductores que se utilizan en instalaciones eléctricas viene especificado con un número estándar como por ejemplo: 18, 16,14, 12, 10, 8, 6, 3, 2, 1, 1/0, 2/0, 3/0, 4/0 estos números son asignados por la American Wire Gauge (AWG). A menor número AWG de un conductor, mayor es su grosor, y por lo tanto su capacidad para transportar corriente es mayor, y si su número AWG es mayor, menor será su grosor y su capacidad de conducción. (El número de un cable calibre AWG # 8 transporta mayor electrones que uno de AWG # 10).





7. CUERPOS AISLANTES Los cuerpos aislantes: Son los que no permiten el paso e intercambio de electrones periféricos siendo sus átomos normalmente estables, es decir, que no permiten el paso de la corriente eléctrica. Algunos materiales aislantes son:    

La madera. El vidrio. El plástico. La cerámica.

Algunos materiales son usados en el recubrimiento de los alambres conductores, esto ase que la corriente circule por el interior del conductor y sus electrones no salgan al exterior del alambre, protegiéndonos así de descargas o choques eléctricos. En los alambres conductores para instalaciones eléctricas suelen usarse revestimientos de plástico como aislantes; para los hilos de cobre de algunas bobinas como las que se emplean para la construcción de algunos transformadores, suelen aislarse con una delgada capa de barniz. Para las líneas de alta tensión suelen usarse buenos materiales aislantes como el vidrio, porcelana u otro material cerámico, esto se debe a que las altas tensiones ocasionan los arcos eléctricos. La elección del material aislante suele venir determinada por la aplicación. El polietileno y poliestireno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y elmylar se emplea en condensadores eléctricos. También hay que seleccionar los aislantes según la temperatura máxima que deban resistir. El teflón se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 ºC. Las condiciones mecánicas o químicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasión, y el neopreno, la goma de silicona, los poliésteres de epoxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos químicos y la humedad. El tipo de aislamiento que es utilizado para forrar un alambre conductor, es especificado mediante códigos literales que hacen referencia a su composición y propiedades, este tipo de códigos vienen representados mediante letras, algunos de esos tipos de aislantes serian:TW, THW, THWN, RHH, RUW , etc, dependiendo también si son termoplásticos (T), de hule (R), de nylon (N), resistentes al calor (H, HH), resistentes al agua (W).





8. FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD En orden de menor a mayor importancia (por la cantidad de electricidad generada): Por frotamiento (aportando e. mecánica de fricción): Esta forma se debe a la fricción entre dos cuerpos, de distinto comportamiento eléctrico, que hace arrancar electrones de uno (ión positivo) y aportarlos al otro (ión negativo). Sólo produce electricidad estática, que en general es perjudicial, pero que el hombre ha sabido aprovechar en máquinas como la fotocopiadora.

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Por presión (aportando e. mecánica de presión): Es la forma de producir electricidad gracias a la propiedad (piezoelectricidad) que poseen ciertos materiales (como el cristal de cuarzo) de desprender electrones al ser presionados. Genera muy poca corriente y por ello tiene un uso muy limitado. Citaremos como ejemplo el relojoscilador y el mechero de cocina.

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Por calor (aportando e. térmica o calorífica): En esta ocasión aprovechamos la propiedad (termoelectricidad) de ciertos materiales de emitir electrones al ser calentados. Es el caso de los termopares y de los cátodos o electrodos que podemos ver en los tubos fluorescentes y en los tubos de imagen de los televisores TRC.

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Y las formas más importantes son: Por luz (aportando e. luminosa): Al incidir la luz sobre ciertos materiales (fotoeléctricos) se genera una corriente eléctrica que, aunque pequeña, tiene la ventaja de ser continua, gratuita, inagotable y no contaminante. Es el caso de las fotocélulas solares que, conectando muchas de ellas (formando un panel solar), nos pueden proporcionar una gran cantidad de energía eléctrica.

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Por acción química (aportando e. química): Mediante reacciones químicas podemos conseguir generar corriente continua de pequeño voltaje a un bajo precio. Es el caso de las pilas y baterías.

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Por acción magnética y mecánica (aportando e. magnética y mecánica): Según lo descrito en el capítulo anterior, se consigue generar una gran cantidad de energía eléctrica al mover (girando) un bobinado dentro de un campo magnético (que puede estar creado por imanes o por electroimanes). Es el caso de las dinamos de las bicicletas y los alternadores de los vehículos y de las centrales eléctricas. En el caso de las centrales, el movimiento se consigue gracias a una turbina (un eje con unas aspas llamadas álabes) cuyos álabes son movidos por el aire (central eólica), por el agua (central hidráulica), por el vapor generado al calentar agua con algún combustible (centrales térmicas), ...

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9. ¿CÓMO SE GENERA ELECTRICIDAD?

En nuestros días, la gran cantidad de energía eléctrica del mundo se produce de diversas maneras, siendo las principales los combustibles fósiles, fisión nuclear, agua y viento. Por ejemplo, en los generadores Michael Faraday, bobinas de alambre de cobre rotativas entre los polos de un imán, producen corriente eléctrica constante con el movimiento. Ese movimiento debe realizarse haciendo girar un gran disco, cuyo eje se une a una turbina que lo mantiene en movimiento constante. De esta manera, la gran cantidad de energía eléctrica se genera a partir del funcionamiento de estas turbinas, lo cual se logra de diferentes maneras.

a. Mediante combustibles fósiles Por medio de la quema de combustibles fósiles, la electricidad es generada cuando las paletas de la turbina se mueven gracias a grandes cantidades de vapor. El vapor se genera calentando miles y miles de litros de agua en hornos gigantes y luego se dirige hacia donde están las paletas mediante una serie de canales que presionan el vapor con fuerza. Para conseguir el vapor, el agua hierve con la quema de los combustibles fósiles, como por ejemplo el carbón, el petróleo o el gas natural. Por supuesto, las consecuencias no son las mejores y con este método se liberan grandes cantidades de dióxido de carbono, lo que contamina el aire y el medio ambiente considerablemente.





b. Con agua Todos conocemos cómo funciona una represa. Mediante el agua que se controla en la represa se produce electricidad de forma muy similar, solo que en este caso no hay que quemar nada. Las represas de agua sirven para dos propósitos en particular: restringir o controlar grandes cantidades de agua (que a veces pueden resultar peligrosas) y la producción de corriente eléctrica. Controlando el paso del agua que corre a través de un gran río, se puede regular y dirigir con presión, fuertes chorros de agua que mueven las turbinas, produciendo así la electricidad.

c. Con viento ¿Recuerdas cuando te enseñamos cómo hacer energía eólica casera? En aquella oportunidad vimos cómo es posible generar energía eléctrica a partir de la energía eólica, aprovechando la fuerza del viento. Con la producción de electricidad a partir del viento se desarrolla exactamente el mismo proceso, solo que a un nivel magno. La electricidad es producida a partir de grandes generadores de energía eólica, los molinos de viento y los aerogeneradores son utilizados para movilizar enormes turbinas que luego convierten la energía generada por el viento en energía eléctrica.

d. Mediante fisión nuclear Mediante la fisión nuclear se creó la bomba nuclear, así es, sin embargo, con ella también es posible crear algo mucho más útil: energía eléctrica. Como sabemos, en la fisión nuclear se produce una reacción en cadena por medio de la cual se bombardea uranio con neutrones, haciendo que éste se divida. Cada vez que se divide un núcleo de uranio, más neutrones se liberan, haciendo que cada división nuclear en el uranio vuelva a dividirse una y otra vez. La reacción en cadena genera una gran cantidad de calor y ese calor se usa para calentar agua que luego se convierte en vapor. Ese vapor, al igual que en el primer tipo de generación de electricidad que vimos, mueve las turbinas cuando se conduce con presión hacia las turbinas generadoras que producen la electricidad.





RIESGOS DE LA ELECTRICIDAD 1. Riesgos de incendios por causas eléctricas Los incendios provocados por causas eléctricas son muy frecuentes. Ellos ocurren por: 

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Sobre calentamiento de cables o equipos bajo tensión debido a sobrecarga de los conductores. Sobrecalentamiento debido a fallas en termostatos o fallas en equipos de corte de temperatura. Fugas debidas a fallas de aislación. Auto ignición debida a sobrecalentamiento de materiales inflamables ubicados demasiado cerca o dentro de equipos bajo tensión, cuando en operación normal pueden llegar a estar calientes. Ignición de materiales inflamables por chispas o arco.

2. Shock Eléctrico Un shock eléctrico puede causar desde un sensación de cosquilleo hasta una desagradable estímulo doloroso resultado de una pérdida total del control muscular y llegar a la muerte. Los mecanismos de muerte por electricidad son: 

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Fibrilación ventricular: es el más riesgoso ya que a menos que se disponga de un desfibrilador o se esté en un centro médico se trata de un acontecimiento espontáneo irreversible provocando la muerte. Tetanización: produciendo la contracción de los músculos estriados de las extremidades haciendo que la víctima quede prendida al conductor. Doble acción: de tetanización y fibrilación. Parálisis bulbar, cardiocirculatorio y respiratorio.

Los factores que se deben tener en cuenta para evitar accidentes son:

a) La intensidad de la corriente: El umbral mínimo de percepción es 1.1 mA con Corriente Alternada. El umbral mínimo de contracción muscular se produce con 9 mA pudiendo ocurrir contracción de los músculos que ocasiona la proyección del accidentado lejos del conductor y cuando no sea así se puede llegar a la asfixia por contracción de los músculos respiratorios. El umbral de corriente peligroso es de 80 mA en Corriente Alternada de 50 ciclos, donde ya se puede llegar a la fibrilación ventricular.





El umbral de corriente que puede causar depresión del Sistema Nervioso Central ocurre con corriente 3 ó 4 A. Así según la intensidad y su acción sobre el organismo se clasifica:

CATEGORIA

INTENSIDAD

1

menor a 25 mA

2

de 25 a 80 mA

3

de 80mA a 4 A

4

mayor a 4 A

EFECTO Tetanización sin influencia sobre el corazón Tetanización con posibilidad de parálisis temporal cardíaca y respiratoria. Zona peligrosa de fibrilación ventricular. Parálisis cardíaca y respiratoria y quemaduras graves.

b) La Resistencia eléctrica del cuerpo: Es difícil de determinar ya que depende de muchos factores. El elemento esencial de la resistencia del cuerpo humano está constituido por la resistencia de la piel, que varía según las personas. Esta se encuentra notablemente disminuido en individuos enfermos, sobre todo si tienen lesiones en la piel .

c) La tensión de la corriente: Al aumentar la tensión, según la ley de Ohm, va a disminuir la resistencia. A tensiones mayores de 2000 V la piel se comporta como un dieléctrico y la resistencia del cuerpo se reduce a la del medio interno. En condiciones habituales de resistencia del cuerpo, el riesgo de fibrilar es máximo con tensiones de 300 a 800 V. Aunque también puede producirse con tensiones menores a 100 V. Así es que se considera que la tensión máxima eventual de contacto no peligrosa es de 65 V.

d) Otro factor de tener en cuenta es el tiempo de contacto. El corazón no puede producir la fibrilación a menos que el tiempo de contacto sea como mínimo del orden de un período cardíaco en valor medio 0,75 seg. O sea que a tiempos de contactos menores no se produce la fibrilación. Esto es muy importante desde el punto de vista de la protección de los disyuntores diferenciales, ya que el corte de la corriente se produce en tiempos de aproximadamente 200 mil segundos o sea que no se puede llegar a que atraviesen el organismo corrientes peligrosas.





e) Forma de corriente: Ya sea la corriente continua o alternada, ambas no escapan a la ley de Ohm . La corriente continua puede producir electrólisis pero teniendo en cuenta el tiempo de exposición y la tensión . La corriente alternada es en igualdad de condiciones de 3-4 veces menos peligrosa que la continua. No obstante en términos generales una corriente continua o alternada de 100 mA es peligrosamente mortal . La susceptibilidad es mayor si las persona está en buen contacto con la tierra, tal como cuando está apoyada en superficies húmedas o mojadas. Los ambientes con alta temperatura, en los que la transpiración se ve incrementada, presentan un riesgo adicional, porque la aislación provista por las ropas se ve reducida por su humedad.

3. Descarga eléctrica Las descargas eléctricas, por ejemplo chispas o arcos, pueden encender vapores inflamables, causando explosiones y fuegos. Los arcos importantes en intensidad pueden generar radiaciones ultravioleta que a su vez causan daños en los ojos y la piel. Las descargas eléctricas están acompañadas de la producción de ozono. Esto puede convertirse en un riesgo respiratorio si se produce en un espacio confinado. Lo que a su vez puede acelerar el deterioro de la aislación de los materiales .

4. Otros riesgos eléctricos También se pueden producir quemaduras por el pasaje de corriente eléctrica por el cuerpo. Las más comunes afectan la piel en el punto de contacto con el conductor eléctrico. Si el equipo eléctrico (por ejemplo motores, cables con tensión, etc.) están sometidos a excesiva corriente pueden causar explosión.

5. Control de los riesgos eléctricos Los factores principales a considerar son:  

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El diseño seguro de las instalaciones. El diseño y construcción de los equipos de acuerdo a normas adecuadas. La autorización de uso después que se ha comprobado que es seguro



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El mantenimiento correcto y reparaciones Las modificaciones que se efectúen se realicen según normas Las precauciones generales contra el shock eléctrico son:

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La selección del equipo apropiado y el ambiente adecuado Las buenas prácticas de instalación El mantenimiento programado y regular el uso de acuerdo a las instrucciones del fabricante. La protección contra el shock eléctrico se consigue usando:

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Equipos de maniobra con baja tensión. La doble aislación o la construcción aislada Las conexiones a tierra y la protección por equipos de desconexión automática La separación eléctrica entre las fuentes y la tierra.

6. Consideraciones a tener en cuenta antes de empezar a trabajar en su experimento: 

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Controle la calidad de la tierra de su circuito antes de conectarlo. Por norma de seguridad todos los equipos tienen su correspondiente conexión a tierra. Controle la calidad de este contacto cuando va a usar un equipo no comercial. Tenga especial cuidado al conectar un autotransformador o variac. El borne común de este dispositivo debe estar conectado al neutro de la línea Sea consiente que en este caso los contactos del enchufe NO son equivalentes. En el laboratorio muy frecuentemente se usan adaptadores de enchufes. Tenga siempre en cuenta que cuando se usan estos aditamentos puede desconectarse la tierra del equipo que está usando.





Normas de seguridad en Instalaciones Eléctricas Los riesgos representados por la electricidad son de diversos tipos. Entre ellos merecen citarse: a) La descarga a través de ser humano. b) La producción de un incendio o explosión

A) Descarga a través de ser humano: Si el individuo no aislado toca uno de los polos de un conductor la electricidad de descargará a tierra a través de su cuerpo. En cambio, si el contacto de realiza simultáneamente con los dos polos del conductor, el cuerpo del individuo servirá para cerrar el circuito. La magnitud del daño producido por una descarga eléctrica depende de la intensidad de la corriente (amperaje), de la duración de la misma y de la trayectoria recorrida en le cuerpo del sujeto. Dado que en el momento de la descarga eléctrica el individuo pasa a formar parte del circuito hay que tener en cuenta otros factores tales como su mayor o menor conductividad, por ejemplo, el estado de humedad de la piel influye, ya que si ésta está mojada disminuye su resistencia al pasaje de la corriente, es decir que el sujeto se vuelve mejor conductor. El peligro de muerte es mayor cuando la corriente eléctrica atraviesa órganos vitales en su paso por el individuo: corazón (fibrilación), pulmones, sistema nervioso (paro respiratorio).

B) Producción de un incendio o explosión: Se ha visto que uno de los fenómenos que acompaña el pasaje de corriente a través de un conductor es la producción de calor (efecto Joule), que es mayor cuanto más grande sea la resistencia del conductor. Si este fenómeno se produce en instalaciones eléctricas de gran resistencia y tamaño se lleva al aumento de la temperatura en un área, lo que es particularmente peligroso si estén el la misma materiales fácilmente inflamables. Otro peligro es la producción de chispas entre dos conductores.





MEDIDAS DE SEGURIDAD EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS: 

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Al realizar una instalación eléctrica deben tenerse en cuenta los dos peligros principales enunciados: descarga eléctrica e incendio o explosión. Afortunadamente en los últimos años han aparecido nuevos materiales y dispositivos que han perfeccionado los sistemas de seguridad. Los equipos e instalaciones eléctricas deben construirse e instalarse evitando los contactos con fuentes de tensión y previendo la producción de incendio. Al seleccionar los materiales que se emplearán hay que tener en cuenta las tensiones a que estarán sometidos. El control de estas operaciones, así como la puesta en funcionamiento de estos equipos, debe estar a cargo de personal con experiencia y conocimientos. Especialmente cuando se trate de instalaciones de alta tensión eléctrica es necesario impedir que accidentalmente alguna persona o material tome contacto con los mismos. Esto puede lograrse ya sea cercando el lugar peligroso o instalando en lugares elevados o en locales separados a los cuales sólo tengan acceso ciertas personas. Debe ponerse atención a este peligro cuando se realicen trabajos de reparación, pintura, etc. en las vecindades y se quiten provisoriamente las medidas de seguridad. Al instalar los equipos eléctricos debe dejarse lugar suficiente alrededor de los mismos como para permitir no sólo el trabajo adecuado sino también el acceso a todas las partes del equipo para su reparación, regulación o limpieza. Los lugares donde existan equipos de alta tensión no deben usarse como pasaje habitual del personal. Los conductores se señalarán adecuadamente, de manera que sea fácil seguir su recorrido. Deben fijarse a las paredes firmemente y cuando vayan dentro de canales, caños, etc., tendrán, a intervalos regulares, lugares de acceso a los mismos. Los conductores estarán aislados mediante caucho, amianto, cambray, etc. en el caso de que no puedan aislarse completamente, por ejemplo: cables de troles, los conductores deben protegerse para impedir contactos accidentales. Es preferible que los conductores se ubique dentro de canales, caños, etc. para impedir su deterioro. Es necesario que los fusibles estén también resguardados. Esto puede hacerse de varias formas, por ejemplo: encerrándolos o permitiendo el acceso a las cajas sólo al personal autorizado. Cuando los fusiles funcionen con alto voltaje es conveniente que estén colocados dentro de un receptáculo o sobre un tablero de distribución y sean des conectables mediante un conmutador. Estos conmutadores podrán accionarse desde un lugar seguro, teniendo un letrero que indique claramente cuando de conectan o desconectan los fusiles. 

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Los conmutadores deben instalarse de manera tal que impidan su manipulación accidental. Los tableros de distribución se utilizan para controlar individualmente los motores. Para evitar accidentes conviene que estén blindados, encerrados los elementos conectados a fuentes de alta tensión eléctrica para evitar el acceso de personas no autorizadas. El piso alrededor de los mismos debe estar aislado y aquellos elementos conectados a fuentes de alta tensión deben tener pantallas aislantes que permitan su reparación o regulación sin tocarlos. Los circuitos de cada uno de los elementos del tablero deben ser fácilmente individualizables y de fácil acceso. Es conveniente poner a tierra las manivelas. Para realizar reparaciones debe cortarse el pasaje de electricidad. Los motores eléctricos deben aislarse y protegerse, evitando que los trabajadores puedan entrar en contacto con ellos por descuido. Cuando funcionen en lugares con exceso de humedad, vapores corrosivos, etc., deben protegerse con resguardos adecuados. Si bien es preferible no utilizar lámparas eléctricas portátiles, cuando no sea posible reemplazarlas por sistemas eléctricos fijos se las proveerá de portalámparas aislados con cables y enchufes en perfectas condiciones y los mismos deberán ser revisados periódicamente. Los aparatos para soldadura y corte mediante arco eléctrico deben aislarse adecuadamente, colocando los armazones de los mismos conectados a tierra. Las ranuras para ventilación no deben dejar un espacio tal que permita la introducción de objetos que puedan hacer contacto con los elementos a tensión. 

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TEMA 1 UPeU

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