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.

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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

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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

28

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

31

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

32

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

36

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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