Sistema de suministro eléctrico

April 1st, 2008

El sistema de suministro eléctrico comprende el conjunto de medios y elementos útiles para la generación, el transporte y la distribución de la energía eléctrica. Este conjunto está dotado de mecanismos de control, seguridad y protección.

Constituye un sistema integrado que además de disponer de sistemas de control distribuido, está regulado por un sistema de control centralizado que garantiza una explotación racional de los recursos de generación y una calidad de servicio acorde con la demanda de los usuarios, compensando las posibles incidencias y fallas producidas.

Con este objetivo, tanto la red de transporte como las subestaciones asociadas a ella pueden ser propiedad, en todo o en parte y, en todo caso, estar operadas y gestionadas por un ente independiente de las compañías propietarias de las centrales y de las distribuidoras o comercializadoras de electricidad.

Asimismo, el sistema precisa de una organización económica centralizada para planificar la producción y la remuneración a los distintos agentes del mercado si, como ocurre actualmente en muchos casos, existen múltiples empresas participando en las actividades de generación, distribución y comercialización.

En la figura siguiente, se pueden observar en un diagrama esquematizado las distintas partes componentes del sistema de suministro eléctrico:

Energía solar

April 1st, 2008

La energía solar es la energía obtenida directamente del Sol. La radiación solar incidente en la Tierra puede aprovecharse, por su capacidad para calentar, o, directamente, a través del aprovechamiento de la radiación en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de energía renovable y limpia, lo que se conoce como energía verde.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir que en buenas condiciones de irradiación el valor es superior a los 1000 W/m² en la superficie terrestre. A esta potencia se le conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares), fuera de la atmósfera recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)

Energía eléctrica

April 1st, 2008

La energía eléctrica es la forma de energía más utilizada. Gracias a la flexibilidad en la generación y transporte, se ha convertido para la industria en la forma más extendida de consumo de energía. El transporte por líneas de alta tensión es muy ventajoso y el motor eléctrico tiene un rendimiento superior a las máquinas térmicas. Los inconvenientes de esta forma de energía son la imposibilidad de almacenamiento en grandes cantidades y que las líneas de transmisión son muy costosas.

Las instalaciones para generación y el transporte de la energía eléctrica utilizan generalmente corriente alterna, debido a que es más fácil reducir o elevar el voltaje por medio de transformadores. Para el transporte de una cantidad de energía dada, si se eleva la tensión disminuye la intensidad de corriente necesaria; esto disminuye las pérdidas, que son proporcionales al cuadrado de la intensidad. Posteriormente, para la distribución se reduce el voltaje en las subestaciones, que gradúan la tensión según se utilice en la industria (entre 33 kV y 380 Voltios) o en instalaciones domiciliarias (entre 220 y 110 V).

Una central eléctrica utiliza una fuerza motora para hacer girar un generador eléctrico con diversas fuentes de energía. Se pueden clasificar las centrales eléctricas según la energía aprovechada.
Central hidroeléctrica: utiliza la energía obtenida en los saltos de agua (energía hidráulica).
Central termoeléctrica: utiliza la energía obtenida de los combustibles fósiles (carbón, fueloil, etc.).
Central nuclear: utiliza la energía obtenida mediante reactores nucleares.
Centrales de recursos renovables: utiliza energía de recursos renovables: energía solar, eólica, mareomotriz y geotérmica.

La producción mundial en los últimos 40 años aumentó más del 1.300%: de 1 billón de kWh a 13 billones. El índice de producción refleja principalmente la importancia de las necesidades de las grandes potencias industriales. Estados Unidos ocupa el primer puesto, con más del 26%; le siguen China, con 8,5%; Japón, con 7,40% y Rusia con 5,80%. La electricidad de estos grandes productores es esencialmente de origen térmico: Estados Unidos, con 70%; China, con el 80%; Japón, con el 59% y Rusia, con el 66%. La electricidad de origen térmico representa un 63% de la producción mundial; le sigue la hidráulica, con el 19%; la nuclear, con el 17%; y se produce solamente un 1% con fuentes de energía eólica, solar y geotérmica.

Historia Electricidad

April 1st, 2008

Hacia el año 600 adC, el filósofo griego Tales de Mileto observó que, frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se podía crear pequeñas cargas, que atraían pequeños objetos. También habían observado que si la frotaban mucho tiempo podían causar la aparición de una chispa.

Cerca de Mileto, (en la actualidad Turquía), se encuentra un sitio arqueológico llamado Magnesia, donde en la antigüedad se encontraron trozos de magnetita. Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraían entre sí, y también con pequeños objetos de hierro. La palabra magneto (en español, imán) proviene del lugar donde se descubrió.

Un objeto encontrado en Iraq en 1938, fechado alrededor de 250 adC, llamado la Batería de Bagdad, se asemeja a una celda electroquímica. No se han encontrado documentos que evidencien su utilización, aunque hay otras descripciones anacrónicas de dispositivos eléctricos en muros egipcios y escritos antiguos.

En 1600, el científico inglés William Gilbert publicó su libro De Magnete, en donde utiliza la palabra latina electricus, derivada del griego elektron, que significa ámbar, para describir los fenómenos descubiertos por los griegos. También estableció las diferencias entre el magnetismo y la electricidad. Estas investigaciones fueron continuadas en 1660 por Otto von Guericke, quien inventó un generador electrostático. Robert Boyle afirmó en 1675 que la atracción y repulsión pueden producirse en el vacío. Stephen Gray, en 1729, clasificó los materiales como conductores y aislantes. C.F. Du Fay fue el primero en identificar los dos tipos de carga eléctrica, que más tarde se llamarían positiva y negativa. Pieter van Musschenbroek inventó en 1745 la botella de Leyden, un tipo de capacitor para almacenar cargas eléctricas en gran cantidad. William Watson experimentó con la botella Leyden, descubriendo en 1747 que una descarga de electricidad estática es equivalente a una corriente eléctrica.

Benjamin Franklin, en 1752, experimentó con la electricidad haciendo volar una cometa durante una tormenta. Demostró que el relámpago es debido a la electricidad. Como consecuencia de estas experimentaciones inventó el pararrayos y formuló una teoría sobre un fluido que explicara la presencia de cargas positivas y negativas.

Charles-Augustin de Coulomb, en 1777, inventó una balanza de torsión para medir la fuerza de repulsión y atracción eléctrica. Por este procedimiento formuló el principio de interacción de cargas eléctricas (ley de Coulomb).

Hans Christian Oersted, en 1819, observó que una aguja imantada se orientaba colocándose perpendicularmente a un conductor por el que se hacía pasar una corriente eléctrica. Siguiendo estas investigaciones, Michael Faraday, en 1831, descubrió que se generaba una corriente eléctrica en un conductor que se exponía a un campo magnético variable.

Luigi Galvani, en 1790, descubrió, accidentalmente, que se producen contracciones en los músculos de una rana u otro animal cuando entran en contacto con metales cargados eléctricamente. Alessandro Volta descubrió que las reacciones químicas podían generar cargas positivas (cationes) y negativas (aniones). Cuando un conductor une estas cargas, la diferencia de potencial eléctrico (también conocido como voltaje) impulsa una corriente eléctrica a través del conductor. La diferencia de potencial entre dos puntos se mide en unidades de voltio, en reconocimiento al trabajo de Volta. Humphry Davy, en 1807, trabajó con la electrólisis y aisló de esta forma los metales alcalinos.

En 1821, el físico alemán Thomas Seebeck descubrió que se producía una corriente eléctrica por la aplicación de calor a la unión de dos metales diferentes. Jean Peltier, en 1834, observó el fenómeno opuesto: la absorción de calor mediante el paso de corriente en una unión de materiales.

Georg Simon Ohm, en 1827, dio una relación (Ley de Ohm) que liga la tensión entre dos puntos de un circuito y la intensidad de corriente que pasa por él, definiendo la resistencia eléctrica. El físico alemán Gustav Kirchoff expuso dos reglas, llamadas Leyes de Kirchoff, con respecto a la distribución de corriente eléctrica en un circuito eléctrico con derivaciones.

James Prescott Joule, en 1841, desarrolló una ley que establece la cantidad de calor que se produce en un conductor por el paso de una corriente eléctrica. Wheatstone, en 1844, ideó su puente para medir resistencias eléctricas.

En 1878, Thomas Alva Edison construyó la primera lámpara incandescente con filamentos de bambú carbonizado. En 1901, Peter Hewitt inventa la lámpara de vapor de mercurio.

En 1873, el físico británico James Clerk Maxwell publicó su obra Tratado sobre electricidad y magnetismo, en donde, por primera vez, reúne en cuatro ecuaciones la descripción de la naturaleza de los campos electromagnéticos. Heinrich Hertz extendió esta teoría y demostró que la electricidad puede transmitirse en forma de ondas electromagnéticas, como la luz. Estas investigaciones posibilitaron la invención del telégrafo sin cables y la radio.

Nikola Tesla experimentó con alto voltaje y corriente alterna polifásica; de esa manera inventó el alternador y el primer motor de inducción, en 1882.

Por medio de los trabajos de Johann Wilhelm Hittorf, Williams Crookes inventó en 1872 el tubo de rayos catódicos. Utilizando un tubo de Crookes, el físico alemán Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X. Joseph John Thomson, investigando el flujo de rayos catódicos, descubrió el electrón. En 1906, el físico estadounidense Robert Andrews Millikan, mediante su experimento de «la gota de aceite», determinó la carga del electrón.

Actualmente, la comprensión y control del fenómeno eléctrico ha posibilitado la implantación de la electricidad en todos los tipos de aplicaciones industriales del ser humano, e incluso en medicina (véase fisioterapia, electroterapia).

Electricidad

April 1st, 2008

La electricidad es un fenómeno físico originado por cargas eléctricas, estáticas o en movimiento, y por su interacción. 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 carga eléctrica, llamadas positiva y negativa.

La electricidad está presente en algunas partículas subatómicas. La partícula fundamental más ligera que lleva carga eléctrica es el electrón, que transporta una unidad de carga. Los átomos, en circunstancias normales, contienen electrones, y a menudo los que están más alejados del núcleo se desprenden con mucha facilidad. En algunas sustancias, como los metales, proliferan los electrones libres. De esta manera, un cuerpo queda cargado eléctricamente gracias a la reordenación de los electrones.

Un átomo normal tiene cantidades iguales de carga eléctrica positiva y negativa; por lo tanto, es eléctricamente neutro. La cantidad de carga eléctrica transportada por todos los electrones del átomo, que por convención es negativa, está equilibrada por la carga positiva, localizada en el núcleo. Si un cuerpo contiene un exceso de electrones quedará cargado negativamente. Por lo contrario, con la ausencia de electrones, un cuerpo queda cargado positivamente, debido a que hay más cargas eléctricas positivas en el núcleo.

Riesgo eléctrico

April 1st, 2008

Se denomina riesgo eléctrico al riesgo originado por la energía eléctrica. Dentro de este tipo de riesgo se incluyen los siguientes:1
Choque eléctrico por contacto con elementos en tensión (contacto eléctrico directo), o con masas puestas accidentalmente en tensión (contacto eléctrico indirecto).
Quemaduras por choque eléctrico, o por arco eléctrico.
Caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico.
Incendios o explosiones originados por la electricidad.

Un contacto eléctrico es la acción de cerrar un circuito eléctrico al unirse dos elementos. Se denomina contacto eléctrico directo al contacto de personas o animales con conductores activos de una instalación eléctrica. Un contacto eléctrico indirecto es un contacto de personas o animales puestos accidentalmente en tensión o un contacto con cualquier parte activa a través de un medio conductor.

La corriente eléctrica puede causar efectos inmediatos como quemaduras, calambres o fibrilación, y efectos tardíos como trastornos mentales. Además puede causar efectos indirectos como caídas, golpes o cortes.

Los principales factores que influyen en el riesgo eléctrico son:2
La intensidad de corriente eléctrica.
La duración del contacto eléctrico.
La impedancia del contacto eléctrico, que depende fundamentalmente de la humedad, la superficie de contacto y la tensión y la frecuencia de la tensión aplicada.
La tensión aplicada. En sí misma no es peligrosa pero, si la resistencia es baja, ocasiona el paso de una intensidad elevada y, por tanto, muy peligrosa. La relación entre la intensidad y la tensión no es lineal debido al hecho de que la impedancia del cuerpo humano varía con la tensión de contacto.
Frecuencia de la corriente eléctrica. A mayor frecuencia, la impedancia del cuerpo es menor. Este efecto disminuye al aumentar la tensión eléctrica.
Trayectoria de la corriente a través del cuerpo. Al atravesar órganos vitales, como el corazón pueden provocarse lesiones muy graves.

Los accidentes causados por la electricidad pueden ser leves, graves e incluso mortales. En caso de muerte del accidentado, recibe el nombre de electrocución.

En el mundo laboral los empleadores deberán adoptar las medidas necesarias para que de la utilización o presencia de la energía eléctrica en los lugares de trabajo no se deriven riesgos para la salud y seguridad de los trabajadores o, si ello no fuera posible, para que tales riesgos se reduzcan al mínimo.1

En función de ello las instalaciones eléctricas de los lugares de trabajo se utilizarán y mantendrán en la forma adecuada y el funcionamiento de los sistemas de protección se controlará periódicamente, de acuerdo a las instrucciones de sus fabricantes e instaladores, si existen, y a la propia experiencia del explotador.

Con ese objetivo de seguridad, los empleadores deberán garantizar que los trabajadores y los representantes de los trabajadores reciban una formación e información adecuadas sobre el riesgo eléctrico, así como sobre las medidas de prevención y protección que hayan de adoptarse.

Los trabajos en instalaciones eléctricas en emplazamientos con riesgo de incendio o explosión se realizarán siguiendo un procedimiento que reduzca al mínimo estos riesgos; para ello se limitará y controlará, en lo posible, la presencia de sustancias inflamables en la zona de trabajo y se evitará la aparición de focos de ignición, en particular, en caso de que exista, o pueda formarse, una atmósfera explosiva. En tal caso queda prohibida la realización de trabajos u operaciones (cambio de lámparas, fusibles, etc.) en tensión, salvo si se efectúan en instalaciones y con equipos concebidos para operar en esas condiciones, que cumplan la normativa específica aplicable.

Se define instalación eléctrica al conjunto de materiales y equipos de un lugar de trabajo mediante los que se genera, convierte, transforma, transporta, distribuye o utiliza la energía eléctrica; se incluyen las baterías, los condensadores y cualquier otro equipo que almacene energía eléctrica.

La electrocución es la muerte causada por el paso de corriente eléctrica por el cuerpo humano (electrización).

Esto se puede deber a
una fibrilación cardiaca;
una contracción de los músculos respiratorios (tetania) que impide la respiración;
la destrucción de células: rabdomiólisis, quemaduras;
traumatismos asociados a la carga eléctrica (movimiento involuntario, caída…).

Lógica cableada

April 1st, 2008

En la acepción de los técnicos electromecánicos, la lógica cableada industrial es la técnica de diseño de pequeños a complejos autómatas utilizados en plantas industriales, básicamente con relés cableados. En la acepción de los técnicos en telecomunicaciones y en informática, la lógica cableada utiliza compuertas lógicas discretas (TTL, CMOS, HCMOS), para implementar circuitos digitales de comunicaciones y computadores.

La lógica cableada industrial consiste en el diseño de automatismos con circuitos cableados entre contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, diodos, relés de protección, válvulas óleo-hidráulicas o neumáticas y otros componentes. Los cableados incluyen funciones de comando y control, de señalización, de protección y de potencia. La potencia además de circuitos eléctricos comprende a los circuitos neumáticos (mando por aire a presión) u óleo hidráulicos (mando por aceite a presión). Crea automatismos rígidos, capaces de realizar una serie de tareas en forma secuencial, sin posibilidad de cambiar variables y parámetros. Si se ha de realizar otra tarea será necesario realizar un nuevo diseño. Se emplea en automatismos pequeños, o en lugares críticos, donde la seguridad de personas y maquinas, no puede depender de la falla de un programa de computación.

En sistemas mayores también se emplea el autómata programable, entre los que se encuentran los PLC controlador lógico programable, la RTU Unidad Terminal Remota o los relés programables, o computadoras o servidores de uso industrial. Estos autómatas no se programan en lenguajes tradicionales como cualquier computador, se programan en Ladder, lenguaje en el cual las instrucciones no son otra cosa que líneas de lógica cableada. Así el conocimiento de la lógica cableada es de fundamental importancia para quien programa un autómata programable o PLC. La lógica cableada más que una técnica, hoy en día constituye una filosofía que permite estructurar circuitos en forma ordenada, prolija y segura, sea en circuitos cableados o programados. La práctica de la lógica cableada ha sido asimilada por otras ramas de la tecnología como las telecomunicaciones y la informática, con la introducción del cableado estructurado en edificios, oficinas y locales comerciales, lugares donde es poco usual el manejo de esquemas y dibujos de las instalaciones eléctricas, excepto la de potencia, la elaboración de proyectos de detalle y el cableado en forma ordenada mediante el uso borneras y regletas, que pasaron a llamarse “patcheras” en el caso de las redes de datos y telefonía.

A continuación se describen los elementos, circuitos básicos y la filosofía comúnmente empleada en la lógica cableada. Los dibujos de los componentes presentados no siguen una normativa en particular, correspondiendo al estilo europeo de dibujo de esquemas eléctricos (normas CEI internacional, DIN de Alemania, NF de Francia).

Esquemas eléctricos

April 1st, 2008

Documento que aporta algunos esquemas eléctricos básicos.

Se brinda información útil y práctica para la realización correcta de una instalación eléctrica.

Índice general:

- Esquema de instalaciones en inmuebles
- Esquema de detectores
- Esquema de comando y protección de máquinas
- Esquema de medición de variables eléctricas

foro electricidad

February 1st, 2008

electrico 11
2 22% instalaciones electricas 8
3 16% foro 3
4 9% foro electrico 5
5 9% calculo electrico 12
6 6% calculo 3
7 3% calculo eletrico 1
8 3% electro foro 33
9 3% foro electricidad


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