Componentes eléctricos de sistemas vario

Elementos y
Componentes de los
Circuitos Eléctricos

2
Contenido
1
• Accesorios y equipos Eléctricos para manipulación,
interrupción y protección
2
• Accesorios y equipos electrónicos para manipulación,
3
• Servicios y componentes auxiliares
4
• Accesorios para instrumentación industrial
5
• Variadores de velocidad

Interruptores automáticos
3
El interruptor automático es un dispositivo de protección contra sobrecargas y
cortocircuitos que tiene la capacidad de actuar cuando detecta la falla sin
dañarse, lo cual permite su restablecimiento una vez que se resolvió el
inconveniente (a diferencia de los fusibles).

4
Funcionamiento
Los PIA contienen dos mecanismos de protección en su interior: uno térmico, de
acción retardada que protege ante sobrecargas, y otro magnético que reacciona
sin retardo ante el cortocircuito. De allí que a veces se los denomine también
“Interruptores termomagnéticos” o “magnetotérmicos”.

5
Funcionamiento (mecanismo de disparo)
El mecanismo o dispositivo térmico consiste en una lámina construida con dos
metales de distinto coeficiente de dilatación (par bimetálico) que se deforma
debido al calor producido por el paso de la corriente. Cuando la corriente es lo
suficientemente intensa, la deformación alcanza a accionar el mecanismo del
interruptor activando la protección e interrumpiendo la circulación de corriente.
El calentamiento y la deformación del bimetálico son procesos lentos, por eso
este mecanismo es apropiado para responde a la sobrecarga de corriente.

6
El mecanismo o dispositivo magnético se encuentra conectado en serie con el
térmico, para que sean atravesados ambos por la misma corriente. Consiste en
una bobina arrollada sobre un núcleo de material magnético, constituyendo un
electroimán. El paso de la corriente produce un campo magnético que desplaza
al núcleo del electroimán como el pestillo de un portero eléctrico. Si la corriente
es lo bastante intensa, el núcleo acciona el mecanismo y el interruptor se abre.
Esto ocurre sin demoras, por lo que este mecanismo es apto para responder a
los cortocircuitos.

7
➢ Térmico
➢ Magnético
Esquema simplificado de los mecanismos térmicos y magnéticos. Curva de funcionamiento caracteristica de un termomagnetico
zona A, claramente térmica, una zona B que corresponde a la reacción magnética, y la zona
de solape C, en donde el disparo puede ser provocado por el elemento magnético o térmico
indistintamente

8
Representación grafica
En un esquema multifilar o funcional, cuando el
Interruptor automático protege mas de una línea
(algo que veremos mas adelante en “Número de
Polos”) se repite el símbolo de mas arriba por cada
línea y se unen con líneas de trazos, indicando que
todos se accionan de manera conjunta.

9

10

Interruptores de circuito fuga a tierra
11
Interruptores de fuga a tierra
Si hay alguna fuga de corriente eléctrica. En la instalación, debe haber algún
fallo de aislamiento en el circuito eléctrico, debe detectarse y prevenirse
adecuadamente, de lo contrario, puede haber una gran posibilidad de descarga
eléctrica si alguien toca la instalación. Un interruptor de circuito por falla a
tierra lo hace eficientemente, Significa que detecta la corriente de fuga a tierra y
desactiva la alimentación al abrir el interruptor de circuito asociado.

Interruptores de circuito fuga a tierra
12
Interruptores de fuga a tierra

13
1. ¿Que es un interruptor automático?
2. ¿Mencione los 2 mecanismos de
protección al interior de un
interruptor automático?
3. ¿Cómo funciona el interruptor de
fuga a tierra?
CUESTIONARIO
VIDEO

14
Fusibles y Dispositivos de Protección
contra Sobretensiones.
Fusibles - Generalidades
Es la protección más antigua en las instalaciones eléctricas, y su operación
consiste en la fusión del elemento fusible cuando la corriente excede
determinado valor durante determinado tiempo.
El elemento fusible consiste en un conductor de sección muy pequeña, que
debido a su alta resistencia, sufre un calentamiento superior al conductor del
circuito protegido debido al pasaje de la corriente. Para una relación
determinada entre la sección del elemento fusible y la del conductor protegido,
ocurrirá la fusión del elemento fusible cuando el conductor alcance su
temperatura máxima admisible.

15
Fusibles - Generalidades
Los fusibles se encargarán de cortar la corriente eléctrica con tal de prevenir
que nuestros dispositivos eléctricos pudiesen quemarse o estropearse. De no
existir este mecanismo nuestro sistema eléctrico comenzaría a presentar
deficiencias notables y acabaría recalentándose, con el riesgo de padecer
un incendio.
La ubicación del fusible suele estar normalmente entre la fuente de
alimentación y el circuito a alimentar, aunque en equipos eléctricos
el fusible estará colocado en su interior.

16
Simbología

17
Consideraciones para Elegir un Fusible
Debemos de conocer la corriente máxima que circulará por nuestro
circuito, y de esa manera escoger un fusible cuya capacidad sea ligeramente
superior, pero nunca mayor al 15%. Dicho fusible puede calcularse tal como se
observa en el siguiente ejemplo:
Si la corriente máxima es de 800mA, entonces:
Fusible = 1.15 x 800mA
Fusible = 920mA
Si el valor obtenido mediante esta fórmula no es comercial, seleccionamos el
fusible cuya capacidad sea la inmediatamente superior. Para el valor de nuestro
ejemplo, no existe comercialmente ese fusible, por lo tanto seleccionamos de
1000mA = 1A que es el más cercano por arriba de nuestro valor.

18
Consecuencias de no Seleccionar el Fusible Adecuado
a. Si la capacidad del fusible es menor o igual a la corriente nominal del
circuito, este se quemará constantemente y de manera innecesaria.
b. Si la capacidad del fusible es mucho mayor, permitirá el paso de
corrientes muy elevadas, peligrosas para el circuito electrónico y que, en el
peor de los casos, pueden destruirlo.
https://www.youtube.com/watch?v=4szbWvMmzKY

19
Características Principales de los Fusibles
✓ Son de operación simple.
✓ Son de bajo costo.
✓ No poseen capacidad de efectuar maniobras.
✓ Su característica tiempo-corriente no es ajustable, sólo se puede cambiar la
corriente nominal del fusible o el tipo de fusible.
✓ No son de operación repetitiva, deben ser remplazados luego de su
actuación, pudiendo ser utilizado en ese caso un fusible inadecuado.
✓ Constituyen esencialmente una protección contra cortocircuitos, son más
rápidos que los interruptores automáticos para corrientes de cortocircuito y
mas lentos para corrientes de sobrecarga.
.

20
Clasificación de Fusibles
Según su
diseño
Según su
operación

21
Clasificación de Fusibles su diseño
•Fusible desnudo: Conformado por un hilo metálico,
normalmente de plomo.
•Fusible de tapón enroscable: Pieza cilíndrica de porcelana
sobre la que se coloca una camisa roscada. El fusible será
colocado internamente y fijado mediante tornillos.
•Fusible de cartucho: Una base de material aislante sobre la
que se colocan soportes metálicos para introducir a presión el
cartucho.
•Fusible encapsulado de vidrio: Común en equipos
electrónicos.
.

22
Clasificación de Fusibles su operación
•Fusible clase G: Su máxima de tensión de operación es de 300V. No son
recambiables.
•Fusible clase H: Pueden ser recambiables o no, con capacidades de
interrupción de 10KA. Su voltaje de operación oscila entre los 250 y los
600V-AC.
Fusible clase J: Aunque no son recambiables, soportan niveles de tensión
de 600V-AC. Pueden operar con retardo de tiempo. Su diseño está pensado
para ser atornillados a barras colectoras o fijados a portafusibles.
•Fusible clase K: Limitadores de corriente no recambiables con capacidades
de interrupción de 100 a 200KA y una tensión de 600V-AC.
.

23
Clasificación de Fusibles su operación
•Fusible clase L: Para niveles de tensión de 600V-AC. Están diseñados para
ser atornillados a barras colectoras.
•Fusible clase R: No son recambiables y pueden operar con retardo de
tiempo. Su tensión nominal oscila entre los 250 y los 600V-AC.
•Fusible clase CC: De baja potencia, pequeños y no recambiables
son ideales para intensidades nominales de hasta 30 V-AC. Están
diseñados para fijarse en portafusibles.
.

24
Normativa relaciona a fusibles
La norma internacional IEC que regulan la fabricación de los fusibles es la IEC
60269, y consta de las siguientes partes:
.

25
1. ¿Que es un fusible y donde suele
estar ubicando normalmente?
2. ¿Qué consideración hay que tener en
cuenta al momento de elegir un
fusible?
3. ¿Mencione 3 características de los
fusibles?
4. ¿Cómo se clasifican los fusibles?
5. ¿A que hace referencia la norma
internacional IEC 60269?
CUESTIONARIO

26
Relés de protección, contactores y
accesorios de control.
Relés
Un relé es una solución de interrupción de potencia que puede usarse para
asignar energía sin tener que abrir y cerrar un conmutador de forma
manual. Para conectar y desconectar la energía, un relé solo requiere una
pequeña señal eléctrica.
La capacidad de tener un control de baja potencia sobre una señal de alta
potencia es el motivo por el cual los relés han sido tan importantes en toda
la historia de la electricidad y electrónica.

27
Relés de protección
El avance tecnológico y el desarrollo del software
asociado, han permitido que relés de protección
de los sistemas eléctricos se transformen en un
dispositivo inteligente que adquiere señales de
campo y realiza varias funciones de control,
protección y medida. Así el relé de protección
multifunción adquiere aún mayor relevancia para
los sistemas eléctricos de potencia.
Los relés son una forma de protección activa
designada a mantener un alto grado de
continuidad de servicio y un daño limitado de los
equipos; en otras palabras se los consideran los
centinelas silenciosos de los sistemas de
potencia.

28
Clasificación de Relés de protección
Existen diversas formas de clasificación a los relés, entre ellas están:
❖ Por su función: de protección, de monitoreo, de recierre, de regulación,
auxiliar y sincronización.
❖ Por sus entradas: corriente, voltaje, potencia, presión, frecuencia, flujo,
temperatura, vibración, etc.
❖ Por su principio de operación o estructura: balance de corriente,
porcentaje, producto, estado sólido, térmico, electromecánico, etc.
❖ Por su característica de actuación: distancia, sobrecorriente
direccional, tiempo inverso, bajo voltaje, piloto, etc.

29
Clasificación de Relés de protección
Con del tiempo y el mejoramiento de la tecnología, los relés han
experimentado lo que se puede llamar la clasificación según su historia:
❖ Relés electromecánicos: atracción e inducción electromagnética.
❖ Relés electrónicos de estado sólido.
❖ Relés digitales o numéricos (microprocesadores).

30
Relés Electromecánicos de protección
Los Relé electromecánicos se caracterizan porque las cantidades de
medidas son convertidas en señales bajas pero similares, y son
combinadas o comparadas directamente con valores de referencia que
se encuentran en los detectores de para producir la salida deseada.

31
Relés electrónicos de estado sólido
Los Relé electrónicos son aquellos en los cuales las cantidades son manipuladas en
forma análoga y convertida subsecuentemente en forma binaria.
Un relé de estado sólido podría ser el arquetipo de la industria de los
semiconductores. Los SSR usan una señal eléctrica de baja potencia para generar
una señal de semiconductor óptico, generalmente un optoacoplador, que transmite y
energiza la señal de salida. Cuando se activa, la señal óptica de entrada actúa como
el "conmutador" que permite que una señal de alto voltaje pase a través del
componente de salida del SSR. Existen varias formas de hacer esto, aunque la
característica en común entre todas ellas es la falta de piezas móviles, y por esto se
los conoce como relés de estado sólido.

32
Relés digitales o numéricos
Los Relé digitales las cantidades
medidas son convertidas en datos
numéricos, mientras que un
microprocesador con operaciones
matemáticas y / o lógicas toma
decisiones de disparo. Tiene la
capacidad de auto diagnosticarse y si
detecta una falla interna este queda
fuera de servicio automáticamente
bloqueando sus funciones de protección
y enviando señal de alerta.

33
Características Operativas de los Relés
Los Relés de un sistema de protección deben satisfacer las siguientes
características operativas:
❖ Fiabilidad: es aquella que responde siempre correctamente, esto significa
una respuesta efectiva y segura ante cualquier situación que se produzca.
❖ Selectividad: capacidad que debe tener la protección para detectar la
presencia de la falla.
❖ Sensibilidad: distinguir inequívocamente las situaciones de falla de
aquellas que no lo son.
❖ Rapidez: tras haber sido detectada la falla debe ser despejada lo mas
rápidamente posible.

34
Características Operativas de los Relés
❖ Economía y Simplicidad: la utilización de protecciones debe estar
justificada tanto por motivos técnicos como económicos.
❖ Instantáneas: se refiere al tiempo que tarda el relé en despejar la falla
puede se de alta velocidad o no.
❖ Tiempo diferido o con retraso de tiempo: son aquellas en la que de
manera intencionada se introduce un tiempo de espera que retrasa su
operación.

35
Tipos de relés según su Aplicación
❖ Relés de Distribución: Los relés de distribución se pueden usar en
cualquier aplicación que requiera sobre corriente instantánea o de tiempo,
por ejemplo, para proteger transformadores de media a baja tensión o
líneas de distribución.
❖ Relés de Motor: Los relés para motor proporcionan protección completa y
confiable para motores de cualquier tamaño a distintos niveles de voltaje,
lo que incluye funciones de control de arranque y monitoreo

36
❖ Relés de Transformador: Los relés para transformadores proporcionan
protección primaria, control y protección de respaldo de transformadores,
lo que incluye diferencial de corriente, diferencial de conexión a tierra
restringido y protección contra sobre corriente
❖ Relés de Voltaje: Los relés de protección de generadores se pueden usar
para proteger generadores de cualquier tamaño. Se pueden usar como
protección principal o de respaldo en generadores en reserva y
aplicaciones de cogeneración.

37
❖ Controladores para Transformador: El transformador inteligente y
avanzado monitorea para controlar y llevar un registro exacto de todos los
aspectos de sus transformadores de tipo seco.

RELE TÉRMICO DE SOBRECARGA.
Un relé térmico es un aparato diseñado para la protección de motores
contra sobrecargas, fallo de alguna fase y diferencias de carga entre
fases. El relé térmico actúa en el circuito de mando, con dos contactos
auxiliares y en el circuito de potencia, a través de sus tres contactos
principales.
38

39
1. ¿Que es un Relé?
2. ¿Cómo se clasifican los relés?
3. ¿Mencione 3 características
operativas de los relés?
4. ¿Cómo se le llama a los relés que
tienen la capacidad de
autodiagnostico?
CUESTIONARIO
https://www.youtube.com/watch?v=IEYyz2pMJUw

40
Contactores
Un contactor es un dispositivo con capacidad de cortar la corriente
eléctrica de un receptor o instalación con la posibilidad de ser accionado a
distancia, que tiene dos posiciones de funcionamiento: una estable o de
reposo, cuando no recibe acción alguna por parte del circuito de mando, y
otra inestable, cuando actúa dicha acción.
Electromagnéticos
• Su accionamiento se realiza a través de un electroimán
Electromecánicos
• Se accionan con ayuda de medios mecánicos
Neumáticos
• Se accionan mediante la presión de un gas
Hidráulicos
• Se accionan por la presión de un líquido

41
Contactores Electromagnéticos
Es fundamentalmente un interruptor electromagnético, es decir,
accionado por un electroimán con corriente. Se utiliza para permitir o
interrumpir automáticamente el flujo de corriente a través de motores y
otros tipos de cargas de potencia.

42
Diagrama explosionado del contactor

43
Principio de Funcionamiento del Contactor
Un contactor electromagnético, en su forma simple, consta de una bobina,
un núcleo fijo, un núcleo móvil o armadura y un juego de contactos.
Bobina: cuya función es generar el campo magnético cuando se alimenta con la
tensión auxiliar. Las bobinas de un contactor se referencian con las letras A1 y A2.
Núcleo: cuya función es concentrar y aumentar el flujo magnético generado por la
bobina.
Armadura o carcasa: cuya función es cerrar el circuito magnético una vez se
energiza la bobina
Contactos: cuya función es abrir o cerrar uno o mas circuitos externos cuando se energiza la bobina.
Consta de 3 elementos; dos partes fijas, ubicadas en la carcasa y una parte móvil en la armadura. El
contactor se denomina con las letras KM seguidas de un número de orden.

44
En un contactor se
distinguen dos grupos de
contactos:
Contactos principales
• Son generalmente de tipo Normalmente
abiertos y se utilizar para conectar o
desconectar la carga de la fuente principal de
potencia. Se referencian con una sola cifra, del
1 al 6.

45
En un contactor se distinguen dos grupos de contactos:
Contactos auxiliares
• Se utilizan en la etapa de mando para permitir o
interrumpir el flujo de corriente hacia las bobinas
de los contactores o elementos de señalización .
Pueden ser normalmente abiertos Y/o
normalmente cerrados. están referenciados con
dos cifras.
• Las cifras de unidades o cifras de función indican
la función del contacto:
• 1 y 2 contacto normalmente cerrados (NC).
• 3 y 4 contacto normalmente abiertos (NA).
• 5 y 6 contacto de apertura temporizada.
• 7 y 8 contacto de cierre temporizado.

46
Cuando la bobina del contactor queda excitada por la circulación de la corriente,
mueve el núcleo en su interior y arrastra los contactor principales y auxiliares,
estableciendo a través de los polos el circuito entre la red y el receptor.
Este arrastre o desplazamiento puede ser:
 Por rotación, pivote sobre su eje.
 Por traslación, deslizándose paralelamente a las partes fijas.
 Combinación de movimientos, rotación y traslación.

47
Bobina del contactor sin excitar: al no
existir corriente, no hay campo magnético
capaz de desplazar el martillo hacia la
culata.
Bobina del contactor excitado: el
campo magnético creado por la bobina
al ser alimentado por una corriente
eléctrica, conseguirá desplazar el
conjunto de contactos eléctricos
asociados.

48
Tipos de Contactores
Los contactores pueden ser clasificados de acuerdo a diversos criterios.
Dependiendo de su constitución existen contactores electromecánicos y
contactores estáticos.
También existen contactores AC,DC y AC/DC, dependiendo del tipo de
alimentación de la bobina, y los contactores principales y auxiliares.

49
Tipos de Contactores
Los tipos mas frecuentes para contactores AC:
❖ Contactores clase AC1: Para la conexión y corte de cargas resistivas o
débilmente inductivas.
❖ Contactores clase AC2: Para mando de motores AC de rotor en
cortocircuito, sin posibilidad de corte durante el arranque ni inversión a plena
marcha.
❖ Contactores clase AC3: Para el control de motores AC de rotor en jaula de
ardilla o en cortocircuito, con posibilidad de corte durante el arranque e
inversión de marcha a motor lanzado.
❖ Contactores AC4: Paramando de motores AC de jaula de ardilla con
limitación de corriente por resistencias, autotransformadores frenado por
contracorriente, y marcha de impulso permanente.

50
Especificaciones mas Relevantes de los contactores
✓ Tensión de mando
✓ Potencia de mando
✓ Tensión de aislamiento
✓ Tensión de empleo
✓ Corriente de empleo
✓ Poder de corte
✓ Poder de cierre

51
Ventajas de los contactores
Permiten automatizar fácilmente el arranque y paro de los motores
Posibilitan el control de una de varios puntos o estaciones de
maniobra
Proporcionan un alto nivel de seguridad para las personas.
Permiten controlar y automatizar equipos y maquinas que manejan
procesos relativamente complejos mediante la ayuda de dispositivos
auxiliares de mando como interruptores de final de carrera.
Disponen de una gran variedad de accesorios, lo que reduce al
mínimo el montaje.

52
Aspectos Sobresalientes de los Contactos Principales
Se fabrican contactores con contactos principales capacitados para transportar
corrientes desde unos cuantos amperios (menos de 10 A AC3) hasta corrientes
con intensidades muy elevadas ( mas de 2000 A a AC1).
Estos contactores necesitan un mantenimiento periódico, para que el contacto
mantenga siempre su forma optima y tenga un adecuado y normal
funcionamiento.

53
Aplicaciones para Contactores
Automatización en el arranque y paro de motores.
Circuitos de climatizacion.
- Circuitos de alumbrado.
- Transformadores.
- En la conexión de condensadores correctores del factor de potencia,
etc

Elementos de accionamiento
La puesta en funcionamiento de los circuitos con contactores estará a cargo de elementos
accionados de forma manual por el operador (pulsadores, llaves, pedaleras, etc.) o también su
funcionamiento puede estar establecido mediante accionamientos externos sin presencia del
operador (por ejemplo: fotocélulas, sensores de temperatura, de presión, temporizadores,
automáticos de tanque, controladores digitales, etc.).
54
ELEMENTOS MANUALES

55
ELEMENTOS AUTOMÁTICOS

56
ELEMENTOS AUTOMÁTICOS

Relé Auxiliar
Se puede optar por su uso cuando conviven diferentes valores de tensiones en un
mismo circuito. Ejemplo: iluminación en 220V y accionamiento en 12V; o circuitos de
automáticos de tanques, donde los flotantes están a tensión de 24V y los contactores
poseen bobina de 220V.
57

Criterios de protección con contactores
Todo circuito de fuerza deberá estar protegido frente a SOBRECARGAS Y
CORTOCIRCUITOS, utilizando para ello una combinación de los dispositivos vistos en fichas
anteriores. A la combinación de ambas protecciones se suele encontrar en un mismo
dispositivo denominado GUARDAMOTOR. Tendremos entonces varias posibilidades:
➢ Protección contra cortocircuitos: Mediante fusible o un interruptor electromagnético
situados antes del contactor.
➢ Protección contra sobrecargas: mediante un relé térmico de sobrecarga o un interruptor
termomagnético, en este último caso, podemos sustituir la protección contra cortocircuitos
por un dispositivo que combina ambos tipos de protección denominado GUARDAMOTOR;
y que está diseñado para soportar las corrientes de arranque de motores.
58

Criterios de protección con contactores
59

60
1. ¿Que es un Contactor?
2. ¿Cómo se clasifican los Contactores?
3. ¿Mencione 3 especificaciones
relevantes de los contactores?
4. ¿Cuál es la diferencia entre contacto
principal y contacto auxiliar?
CUESTIONARIO
VIDEO

61
Contenido
1
• Tableros de distribución
2
3
4
5

Tableros eléctricos
62
Introducción:
Un tablero eléctrico es una caja o gabinete que contiene los dispositivos de conexión, maniobra,
comando, medición, protección, alarma y señalización, con sus cubiertas y soportes
correspondientes, para cumplir una función específica dentro de un sistema eléctrico. La
fabricación o ensamblaje de un tablero eléctrico debe cumplir criterios de diseño y normativas
que permitan su funcionamiento correcto una vez energizado, garantizando la seguridad de los
operarios y de las instalaciones en las cuales se encuentran ubicados.

Diagrama Unifilar
Un esquema o diagrama unifilar es una representación gráfica de una instalación eléctrica o
de parte de ella. El esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que
el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea,
independientemente de la cantidad de dichos conductores. Típicamente el esquema unifilar
tiene una estructura de árbol.
63

Diagrama de control
El control automático ha desempeñado una función vital en el avance de la ingeniería y la
ciencia debido a los avances en la teoría y la practica del control automático. Son muchas las
áreas de la industria beneficiadas como por ejemplo las áreas espaciales, automotrices,
médicas y otros.
64

Diagrama de interconexión
Son similares a los diagramas unifilares, solo que en este caso en los esquemas siempre se
hace referencia a las fases a las cuales estarán conectados todos los circuitos. Pueden incluir
símbolos de interruptores termomagnéticos indicando su capacidad de protección para los
circuitos que protegen.
65

Tipos de tableros eléctricos
66
Los tableros de distribución se clasifican según:
➢ Su ubicación y función
➢ El uso de la energía eléctrica
TABLEROS GENERALES: Son
los tableros principales de las
instalaciones. En ellos estarán
montados los dispositivos de
protección y maniobra que
protegen los alimentadores y que
permiten operar sobre toda la
instalación interior en forma
conjunta o fraccionada.

Tipos Tableros eléctricos: Según su
ubicación y función.
67
TABLEROS GENERALES
AUXILIARES (T.G.A.): Son tableros
que serán alimentados desde un
tablero general y desde ellos se
protegen y operan sub.-
alimentadores que alimentan
tableros de distribución.

68
TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN (T.
D.): Son tableros que contienen
dispositivos de protección y
maniobra que permiten proteger y
operar directamente los circuitos en
que está dividida la instalación o una
parte de ella. Pueden ser
alimentados desde un tablero
general, desde un tablero general
auxiliar o directamente desde el
empalme.

69
TABLERO DE PASO (T. P.):
Son tableros que contienen
fusibles cuya finalidad es
proteger derivaciones que por
su capacidad de transporte no
pueden ser conectadas
directamente al alimentador,
sub.-alimentador o línea de
distribución de la cual está
tomada.

70
TABLERO DE COMANDO (T.
COM.): Son tableros que
contienen dispositivos de
protección y maniobra que
permiten proteger y operar en
forma simultanea sobre
artefactos individuales o
grupos de artefactos
pertenecientes a un mismo
circuito.

71
TABLEROS CENTRO DE
CONTROL (T. C.C.): Son
tableros que contienen
dispositivos de protección y de
maniobra o únicamente
dispositivos de maniobra y
que permiten la operación de
grupos de artefactos en forma
individual, en conjunto, en
sub.-grupos en forma
programada o no programada.

Tipos Tableros eléctricos: Según el
uso de la energía eléctrica.
72
TABLEROS DE
ALUMBRADO (T. A.)
Es un elemento que sirve para
controlar y dividir circuitos de
una instalación eléctrica, en la
cual también es posible
alimentar y controlar diversos
centros de carga; esta
protección está controlada por
interruptores termomagnéticos
de uno, dos y tres polos. Los
tableros van dirigidos a
pequeños y grandes negocios,
oficinas, centros comerciales
donde se requiere dividir la
instalación por zonas.

73
TABLEROS DE FUERZA (T.
F.) Podemos indicar que un
CENTRO DE CARGA, es un
tablero metálico que contiene
una cantidad determinada de
interruptores
termomagnéticos,
generalmente empleados para
la protección y desconexión
de pequeñas cargas eléctricas
y alumbrado. En el caso de
que en un tablero eléctrico se
concentre exclusivamente
interruptores para alumbrado,
se conoce como "tablero de
alumbrado"; si concentra otros
tipos de cargas, se conoce
como "TABLERO DE
FUERZA".

74
El tablero de control (T.C.)
es una herramienta, el
diagnostico y monitoreo
permanente de determinados
indicadores e información ha
sido y es la base para
mantener un buen control de
situación en muchas de las
disciplinas de la vida.
TABLEROS DE
SEÑALIZACION (T. S.) En
una instalación eléctrica, los
tableros eléctricos son la
parte principal. En los
tableros eléctricos se
encuentran los dispositivos de
seguridad y los mecanismos
de maniobra de dicha
instalación.

Tableros de distribución
75
Introducción:
La norma Icontec define un tablero como: “Panel diseñado para ser colocado
en un gabinete o caja metálica, normalmente accesible desde el frente, y que
contiene dispositivos de conexión y control. Está generalmente conectado a un
alimentador o circuito principal; puede contener herrajes, interruptores
manuales o dispositivos automáticos. Desde este elemento se distribuyen
circuitos ramales".

76
Considerando que el tablero de distribución es el sistema principal de
interrupción y protección de una instalación eléctrica, este puede ser un
conjunto muy sencillo de un interruptor y su correspondiente protección por
fusible, o un tablero con numerosos interruptores automáticos.

77
En los últimos tiempos se ha venido generalizando el empleo de tableros de
distribución con base en interruptores automáticos, montados en el interior de
una caja metálica. Este es un sistema que ofrece un alto nivel de contabilidad,
y además, al estar protegido por la caja, ofrece menor nivel de riesgo para las
personas que se aproximan.
Consideraciones para el diseño:
• Finalidad o destino.
• Económico
• Seguridad eléctrica
• Protecciones
• Personal
• Capacidad y aumento de futuras
cargas
• Espacio de trabajo
• Mantenimiento

Tableros de distribución: Partes
78
GABINETE: cubierta diseñada para el montaje embutido o exterior, material
metálico o polímero ignifugo, grados de protección (IP) según el destino de
instalación. Conformado por el cuerpo (embutido o exterior), panel para
soporte de elementos de maniobra y protección, mandil para protección de
bornes con tensión y puerta.
VIDEO CAD

79
BARRAS: de cobre electrolítico de alta conductividad. Por estas se conduce la
capacidad nominal de todos los circuitos y soportas las solicitaciones ante
cortocircuitos.

80
PANEL DE INTERRUPTORES: base de hierro galvanizado, sujetado con
bulones con o sin plancha aislante.
CONTRATAPA: tapa o plancha que sirve para cubrir el panel de interruptores,
cubriendo los bornes con tensión. Evita los contactos accidentales.
PUERTA: parte manual del gabinete.

81
ELEMENTOS DE MANIOBRA Y PROTECCION.
SEGURIDAD: barra o borne de Puesta a Tierra, vinculando todos los circuitos
seccionales y a la jabalina de puesta a tierra general.
DIAGRAMA UNIFILAR: Es el esquema eléctrico que acompaña al tablero
eléctrico, dentro del gabinete que permite identificar cada elemento y sus
características.
Borneras para distribución de potencia
o puesta a tierra. Las mismas deberán
poseer protección mecánica por toques
accidentales.

82

Tableros de distribución: Elementos de
maniobras y protecciones
83
Para el dimensionamiento de tableros para uso de mayores potencias o
industrial, se debe dimensionar el gabinete en función de los elementos que
se instalarán dentro de este. Para ello, es importante conocer las
dimensiones de los elementos que se usaran: alto, acho, profundidad,
potencia disipada por calentamiento, etc.

Tableros de distribución: Elementos de
maniobras y protecciones
84

Tableros de distribución: grado de
protecciones IP
85
PROTECCION IP: Indica el grado de protección que tendrá el equipamiento,
ante la presencia de polvos, materiales extraños y líquidos. Se refiere a lo
establecido en la norma internacional de la Comisión Electrotécnica
Internacional CEI 60529 "Grados de Protección"

86
protecciones IP

87
protecciones IP

protecciones IP
88
PROTECCION IK: indica el grado de protección proporcionado por la
envolvente de los equipos contra los impactos mecánicos nocivos. Hace
referencia a la norma internacional IEC 62262

Tableros de distribución: Ubicación
89
• Lugar de fácil acceso.
• Para inmuebles de más de un piso, se coloca un tablero seccional
(mínimo) en cada planta.
• Altura de fácil maniobra y mantenimiento.
• Espacio libre frontal, no menor a 1 metro, para operaciones y
mantenimiento

Tableros de distribución: Cableado interno
90
Las secciones de los cables se eligen de acuerdo a la corriente nominal,
estos cables se distinguen unos de otros por su sección, color, código,
letra o número, lo cual se indica en el esquema de conexiones.

91
Las secciones de los cables se eligen de acuerdo a la corriente nominal,
estos cables se distinguen unos de otros por su sección, color, código,
letra o número, lo cual se indica en el esquema de conexiones.

92

Tableros de distribución: Diseño de
Tableros
94
• Cantidad de circuitos a instalar (diagrama unifilar que se debe
colocar una copia en el tablero).
• Elementos de maniobra y protección necesarios. (Disponerlos de
forma eficiente).
• Noción de las dimensiones de los elementos de protección y
maniobra.
• Dimensión de elementos de protección.
• Dimensión y ubicación de elementos de maniobra
• Dimensión de gabinete para tablero.
• Lugar disponible para futuras ampliaciones.

95
Especificaciones que deben llevar los tableros de distribución
➢ Los tableros de distribución deben estar debidamente rotulados por el
fabricante con:
✓ El nombre del fabricante o la marca comercial.
✓ La tensión nominal.
✓ La corriente nominal.
✓ El número de fases.
➢ La construcción del tablero de distribución debe permitir la identificación
clara y duradera de cada uno de los circuitos.

96
Clasificación de los tableros de distribución
Los tableros de distribución se clasifican en dos grupos:
➢ Tableros de distribución para circuitos ramales de alumbrado y pequeños
artefactos.
➢ Tableros de distribución para circuitos ramales de fuerza.

97
Puesta a tierra para tableros de distribución
Para los tableros con canalizaciones o conductores con recubrimiento externo
no metálico y en los tableros de distribución donde existan conductores de
puesta a tierra individuales se debe instalar un barraje equipotencial de
conexión a tierra.
Este barraje se debe conectar equipotencialmente con la caja y la estructura de
soporte del tablero y con el conductor de puesta a tierra en el alimentador
cuando este existe. En los tableros de distribución que alimentan cargas
sensibles, se debe instalar un barraje adicional para conexiones de puesta a
tierra aislada para equipos sensibles.

98
Aspectos a tener en cuenta para la selección y diseño de un
tablero de distribución
✓ Potencia a ser instalada
✓ Ubicación (Aspectos climatológicos y condiciones especiales)
✓ Protección IP
✓ Cantidad de cuadros y paneles de control que han de ser instalados
✓ Futuras posibilidades de ampliación y aumento de potencia eléctrica.(para
dimensionar la instalación para adaptarse fácilmente a necesidades futuras y
evitar en el futuro tener que realizar una nueva.

99
Tablero de automatización y control industrial

SUMINISTRO ELÉCTRICO DOMICILIARIO –
SUMINISTROS HASTA 10kW
• El suministro de tarifa T1, puede ser
monofásico o trifásico, con una
demanda del cliente menor a los
10kW. La injerencia del cliente
comienza en los bornes superiores
del interruptor principal, dentro del
tablero principal (TP), el cual se
encuentra cercano al gabinete del
medidor de energía (máximo 1
metro). El interruptor principal es
una Termomagnética bipolar o
tetrapolar (según el suministro). El
interruptor diferencial puede estar
en el TP o en tablero seccional
dentro de la vivienda.
100

SUMINISTRO ELÉCTRICO DOMICILIARIO –
SUMINISTROS HASTA 10kW
• Como primer elemento de protección se colocará el interruptor
diferencial, si poseemos el interruptor termomagnético en el tablero principal. Caso
contrario, se comenzaría el cuadro con el termomagnético. El tablero debe contar con
un borne de puesta a tierra de protección.
•
101

SUMINISTROS MEDIANAS DEMANDAS –
DESDE 10 kW HASTA 50 kW (TARIFA 2)
El suministro para clientes con
tarifa T2, es para demandas
desde 10 kW hasta 50kW, en
baja tensión. Pudiendo ser la
acometida de tipo subterránea o
aérea. Al igual que la tarifa T1,
la injerencia del cliente
comienza en los bornes
superiores del interruptor
principal. Debido a la demanda,
el suministro se realiza en
trifásico.
102

SUMINISTROS GRANDES DEMANDAS –
DESDE 50 kW (TARIFA 3)
103
Los suministros para tarifa T3 (trifásicos), para demandas mayores a 50kW, en baja tensión,
poseen un gabinete extra para los transformadores de corriente (o intensidad). Debido a las
corrientes elevadas que se manejan, se usan estos elementos, ya que los medidores poseen
una limitación en corriente.

104
1. ¿Que es un tablero de distribución?
2. ¿Cuáles son las especificaciones que
deben llevar los tableros de
distribución?
3. ¿Cómo se clasifican los tableros de
distribución?
4. ¿Mencione los aspectos a tener en
cuenta para la selección y diseño de
un tablero de distribución?
CUESTIONARIO
VIDEO

105
Contenido
1
2
3
4
5

106
Servicios auxiliares en D.C y A.C.
¿Qué son los servicios Auxiliares?
Los servicios auxiliares se definen como los servicios
indispensables para el funcionamiento de los equipos y el
proceso, estos NO forman parte directa de los mismos, pero sin
ellos llevar a cabo el proceso resultaría imposible .Es una de las
áreas claves para mantener la operación optima y continua de la
planta. Existen muchos ejemplos de servicios auxiliares.

107
Ejemplos de servicios Auxiliares
Servicios
Auxiliares

108
Clasificación de servicios Auxiliares eléctricos
Los servicios auxiliares eléctricos se clasifican en 2 grupos:
❖ De Corriente Alterna AC
❖ De Corriente Directa DC

109
Servicios Auxiliares en C.A.
En una Planta eléctrica las funciones que
cumplen los servicios auxiliares son aquellas
que tienen que ver con el control de equipos de
corte y seccionamiento, alimentación de los
sistemas de protecciones, alarmas y
señalización, iluminación de emergencia, y otros
servicios básicos requeridos para el trabajo
normal de la instalación. Esto hace que los
servicios auxiliares deban contar con requisitos
mínimos de Confiabilidad, Selectividad y
Flexibilidad:

110
Ejemplos de cargas atendidas por servicios auxiliares en C.A
❖ Cargadores de Baterías o
Rectificadores.
❖ Equipos de refrigeración de
transformadores, bombas,
ventiladores y maquinas en general.
❖ Compresores
❖ Equipos para iluminación.
❖ Motores de disyuntores y
seccionadores
❖ Equipo de comunicación
❖ Equipo contra incendio
❖ Equipo de climatización.

111
Servicios Auxiliares en D.C.
Para garantizar un suministro para el control y operación de
subestaciones en caso de ausencia de corriente alterna, se utiliza
un sistema de corriente continua obtenida mediante un grupo
rectificador, cargador y banco de baterías.
Normalmente este sistema solo es alimentado por el cargador y las
baterías solo trabajan en ausencia de este.

112
Ejemplos de cargas atendidas por servicios auxiliares en D.C.
❖ Iluminación.
❖ Motores de operación permanente.
❖ Luces indicadoras.
❖ Contactores y relés auxiliares.
❖ Sistemas de protección.
❖ Sistema de comunicación.
❖ Sistemas de Emergencia

113
1. ¿Que es un Servicio Auxiliar?
2. ¿Cómo se clasifican los servicios
auxiliares eléctricos?
3. ¿Cuál es la diferencia entre servicios
auxiliares en AC Vs DC?
CUESTIONARIO
https://www.youtube.com/watch?v=Q0GY1vtKbsk
VIDEO

114
Transformadores para Servicios
Auxiliares
¿Qué es un Transformador?
Un transformador es un dispositivo que toma una corriente eléctrica a un
determinado voltaje y la transforma, a su salida, en un voltaje más conveniente.
El transformador es una máquina eléctrica estática que puede cambiar los
valores de tensión y corriente sin alterar la frecuencia ni la potencia en alto
grado.

115
Auxiliares
Beneficios de los transformadores
Gracias a los transformadores se puede aumentar la tensión antes de
transportar la energía a grandes distancias por las líneas de alta tensión, con
el fin de reducir la intensidad y con ella las pérdidas que se dan en los
conductores por efecto Joule.

116
Auxiliares
Función de los Transformadores de Servicio Auxiliares
Los Transformadores de Tensión para
Servicios Auxiliares se utilizan para
suministrar energía de baja tensión
directamente desde una línea de alta tensión
hasta 550kV.
Hay cada vez una necesidad mayor de
alimentar confiablemente cargas remotas y
pequeñas que comienzan en decenas de kVA,
pasando por cientos de kVA y llegando en
algunos casos por encima de 1.0 MVA y que
están próximas a una línea o barra de
subtransmisión o transmisión.

117
Auxiliares
Ventajas y Beneficios
Los transformadores para Servicios Auxiliares combinan los beneficios de un
transformador de potencial con aplicaciones de un transformador de
distribución. Los PVT o SSVT se desarrollan tanto en formato de aislamiento de
aceite como de aislamiento en SF6.
❖ Diseño robusto
❖ Rentabilidad
❖ Sin coste de mantenimiento
❖ Suministro eléctrico fiable
❖ Flexibilidad en el diseño
❖ Alto rendimiento sísmico
❖ Reducción del impacto ambiental

118
Auxiliares
Aplicaciones
Su principal aplicación es el suministro eléctrico
para los servicios auxiliares de subestaciones de
parques eólicos y solares, subestaciones de
maniobra y transformación (de conmutación,
renovables y convencionales).
También permite asegurar el suministro eléctrico
en zonas rurales aisladas, torres de comunicación
en áreas remotas y en zonas con necesidades
temporales de suministro eléctrico.
Cargas industriales distantes de las redes de
distribución como en la minería

119
Auxiliares
Ensayos y Normas Aplicables

120
1. ¿Que es un transformador?
2. ¿Cuáles son los beneficios de
los transformadores?
3. ¿Cuál es la función de un
transformador de servicios
auxiliares?
4. Mencione 4 Ventajas del uso de
transformadores de servicios
auxiliares.
5. Menciones 3 aplicaciones para
los transformadores de
servicios auxiliares.
CUESTIONARIO

121
Plantas Eléctricas
¿Qué es una Planta Eléctrica?
Una planta eléctrica es una máquina que mueve un generador de electricidad a
través de un motor de combustión interna. Es comúnmente utilizada cuando hay
déficit en la generación de energía eléctrica, o en caso de cortes en el suministro
eléctrico y garantiza la continuidad del trabajo en de las operaciones de
producción.

122
Plantas Eléctricas
Componentes Básicos de una Planta Eléctrica

123
Plantas Eléctricas
Especificaciones de una Planta Eléctrica
•Tipo de motor. Se señala el tipo de combustible (gas, gasolina, Diesel, etc) y el
tipo de operación interna del motor. También se indica la potencia máxima del
motor (usualmente en caballos de fuerza).
•Tamaño de Carga: Suelen rondar entre los 8 kW y los 30 kW para sistemas
domésticos; y entre 8 kW a 2,000 kW para sistemas industriales.
•Número de Fases: Estos sistemas suelen ser monofásicos o también trifásicos.
•Tiempo de duración: Una de las especificaciones de interés al momento de
adquirir un equipo es el tiempo de operación garantizado a carga completa.
Otras especificaciones de acuerdo a estándares de calidad pueden indicar
tiempos de duración acorde a cargas normales o una fracción de la carga
máxima.
•Tipo de sistema de enfriamiento: Se indica el sistema de enfriamiento.
•Peso: Tanto el peso como las dimensiones son importantes de conocer y
adecuar el lugar para su instalación

124
Plantas Eléctricas
Como Funciona una Planta Eléctrica
El funcionamiento de las plantas eléctricas es muy fácil de entender. Lo primero
que tienes que saber es que el que lleva el rol de líder es el conmutador de
transferencia. En el momento en el que hay una interrupción de suministro
eléctrico en la red principal, el conmutador de transferencia se encarga de
mandarle una señal a la planta eléctrica y esta se activa de forma automática.
Al arreglar el problema o al volver a establecer el suministro eléctrico de la red
principal, el conmutador de transferencia se bloquea. Ante este bloqueo, la
planta eléctrica también para de proporcionar energía.

125
Plantas Eléctricas
¿Que Mantenimiento requiere una Planta Eléctrica?
Las plantas eléctricas son dispositivos destinados a funcionar durante mucho tiempo y a
trabajar de forma eficiente en operaciones fuertes. Claro que, como la mayoría de la
maquinaria que facilita nuestra vida, necesita mantenimiento para sacarle el máximo
partido durante el mayor tiempo posible y garantizar su eficiencia. Es recomendable
examinarla tras cada uso y controlar en todo momento el nivel de aceite y combustible,
así como estar al tanto de las anomalías que puedan aparecer

126
Plantas Eléctricas
Clasificación según Combustible

127
1. ¿Que es una Planta Eléctrica?
2. ¿Cuáles son los componentes
básicos de una Planta Eléctrica?
3. ¿Cuáles son las especificaciones
técnicas a tener en cuenta al
momento de seleccionar una Planta
Eléctrica?
4. ¿Cómo funciona la Planta Eléctrica?
5. ¿Qué mantenimiento requiere una
Planta Eléctrica?
CUESTIONARIO

Pasos para seleccionar un grupo
electrógeno
Cuando existe la necesidad de contar con estos equipos, ya sea para
asegurar el suministro de electricidad ante un fallo del suministro
normal en nuestro lugar de residencia o de trabajo, o bien rebajar
nuestro gasto económico en energía, se debe escoger el grupo
adecuado, para esto se deben responder los siguientes interrogantes:
128
¿Qué debe seguir funcionando en caso de
cortes de energía programados o
inesperados?
¿Qué zonas deben continuar con
iluminación básica?
¿Quién dimensiona exactamente el grupo
electrógeno?

¿Qué debe seguir funcionando en caso de cortes de
energía programados o inesperados?
Para los motores eléctricos se tienen las siguientes consideraciones:
• La “corriente de arranque” es igual a 3 veces la corriente nominal o
de trabajo, si el motor está conectado en arranque estrella triángulo.
• La “corriente de arranque” es 6 veces la corriente nominal o de
trabajo, si el motor está conectado arranque directo.
• En el caso de ascensores, los motores eléctricos pueden estar con
partidores suaves o variadores de frecuencia, y la corriente de
arranque se puede estimar en 2,5 veces la corriente nominal o de
trabajo.
• Por lo general, la potencia de un motor expresada en HP (o caballos
de fuerza), se convierte a consumo eléctrico multiplicando este valor
por un factor de 0,746, dando por resultado kilowatts (kW).
129

¿Qué zonas deben continuar con iluminación
básica?
• Se deberá calcular con base a la cantidad total de fuentes
lumínicas, multiplicado por el consumo expresado en Watts de cada
una de ellas, y el total se dividirá por 1.000 para obtener kilowatts.
Teniendo las respuestas a las preguntas anteriores, se tendrá a
grosso modo una idea del tamaño del equipo.
132

¿Quién dimensiona exactamente el grupo
electrógeno?
La determinación del tamaño o capacidad del grupo electrógeno y su
configuración, son parte del proyecto eléctrico, mecánico o de obra
civil, el cual definirá:
• Potencia necesaria para cubrir necesidades presentes y fúturas.
• Elementos que debe incorporar el equipo (arranque manual o
automático, operación en paralelo con otros equipos o con la red
pública, insonorización, depósitos de combustible auxiliar,
calefactores, etc.).
• Normativas legales a cumplir (eléctrica, ruido, emisión de gases y
partículas).
• Lugar donde serán instalados el o los equipos (bajo techo,
intemperie, elevación sobre el nivel del mar, ambientes polvorientos,
etc.)
133

Ejemplo
Se desea estimar la potencia de un grupo electrógeno para un edificio
de apartamentos de 12 pisos con los siguientes equipos a respaldar:
• 1 Ascensor de 15 kW: arranque con variador de frecuencia (VF), 380V.
• 2 bombas de agua: 10 HP c/u, arranque estrella-triángulo (E-T), 380V.
• 1 bomba caldera: 5 HP arranque directo (DOL), 380V
• 1 escala presurizada para incendios: 15 HP, arranque directo (E-T), 380V.
• Iluminación pasillos comunes: 5,5 kW (55 fuentes de 100 W c/u), 220V.
• Iluminación Hall de acceso: 1,5 kW (15 fuentes de 100 W c/u), 220V.
• Portón acceso vehículos: 0,5 kW, arranque directa (DOL), 220V
134

137
Transferencia Automática
¿Qué es la Transferencia Automática?
La transferencia automática es un
accesorio de la planta eléctrica, se
instala en la edificación a respaldar
con el generador eléctrico.
La transferencia automática detecta
la falla en el suministro eléctrico y
ordena automáticamente a la planta
eléctrica que se encienda. Una vez se
ha reparado la falla o vuelve el fluido
eléctrico de la red local
La transferencia automática detecta
la condición y envía orden de apagar
la planta eléctrica.

138
Principio de Funcionamiento de las
Baterías
¿Qué es una Batería?
Una batería eléctrica, también
llamada pila o acumulador eléctrico,
es un artefacto compuesto por celdas
electroquímicas capaces de convertir
la energía química en su interior
en energía eléctrica. Así, las baterías
generan corriente continua y, de esta
manera, sirven para alimentar
distintos circuitos eléctricos,
dependiendo de su tamaño y
potencia.

139
Baterías
Principio de funcionamiento
El principio fundamental de una batería consiste en las reacciones de
oxidación-reducción (redox) de ciertas sustancias químicas, una de las
cuales pierde electrones (se oxida) mientras la otra gana electrones (se reduce),
pudiendo retornar a su configuración inicial dadas las condiciones necesarias: la
aplicación de electricidad (carga) o el cierre del circuito (descarga).
Las baterías contienen celdas químicas que presentan un polo positivo
(ánodo) y otro negativo (cátodo), así como electrolitos que permiten el flujo
eléctrico hacia el exterior. Dichas celdas convierten la energía química en
eléctrica, mediante un proceso reversible o irreversible, según el tipo de batería,
que una vez completo, agota su capacidad para recibir energía.

Es importante entender el funcionamiento de una
batería para comprender cómo se produce el
suministro de energía de algunas máquinas o
dispositivos. Empecemos por explican que están
conformadas por celdas, que se apilan o se
acomodan una detrás o encima de otra y que son
como cajas que, internamente, tienen dos
electrodos sumergidos en un electrolito.
Entre estos dos electrodos ocurren reacciones
químicas que generan la tensión necesaria para
cubrir la demanda de energía. La
comunicación interna de los electrodos hacia la
parte externa de la batería ocurre a través de los
bornes, que son los que suministran la energía al
sistema eléctrico que la ve a utilizar.
140
Baterías
Principio de funcionamiento

141
Baterías
Partes de la Batería
❖ Rejillas: Como los electrodos positivo y negativo están compuestos de
materiales frágiles, necesitan el apoyo mecánico que proporciona una rejilla
fabricada con una aleación de plomo; el plomo por sí sólo resultaría
demasiado blando.
❖ Además de servir de respaldo a los electrodos (el material activo), la rejilla
también conduce la electricidad desde los electrodos hasta la carga externa.
❖ Electrodos: En principio, los electrodos están formados por una mezcla de
óxido de plomo y sulfato de plomo, que se transforma en dióxido de plomo
en la placa positiva y en plomo poroso en la negativa cuando la batería se
carga por primera vez. Además, el electrodo negativo contiene pequeñas
cantidades de aditivos para proporcionar a la batería unas buenas
prestaciones de descarga a bajas temperaturas y mejorar así el arranque.
La combinación de rejilla y electrodo es lo que normalmente se denomina la
placa.

142
Baterías

143
Baterías

144
Baterías
Características de la Batería
❖ El tipo o tecnología, según sea su naturaleza interna.
❖ La tensión o voltaje nominal que suministran. Se mide en voltios (V).
❖ La capacidad de carga, se mide en amperios / hora (Ah).
❖ La energía, Se mide en vatios / hora (Wh)
❖ Factor de autodescarga. Nos indica el porcentaje de carga que la batería
pierde en un tiempo determinado.
❖ Otros aspectos a tener en cuenta son la intensidad máxima de carga o la
intensidad máxima que una batería puede suministrar durante su descarga.
Suelen venir determinados por el tipo de batería y deben observarse para
no dañar la batería y acortar su vida útil.

145
Baterías
Características de la Batería

146
1. ¿Que es una Batería?
2. Describa el principio de
funcionamiento de una Batería.
3. Mencione cuales son las partes de la
Bateria.
CUESTIONARIO
https://www.youtube.com/watch?v=1gmv3PiiQJg

147
Tipos y conexión de baterías en serie,
paralelo y combinaciones. Aplicaciones.
Tipos de Batería
❖ Baterías plomo-ácido abiertas
Las baterías plomo-ácido abiertas son las baterías monoblock más
baratas del mercado. Compuestas, por la general, por 6 celdas de 2v
(voltios) cada una conectadas en serie para dar 12v (voltaje más común
en estas baterías).
Utilizadas, mayoritariamente, en coches y motos como batería de
arranque, estas baterías también pueden ser usadas en instalaciones
de autoconsumo o sistemas fotovoltaicos. Aunque hay que tener una
serie de consideraciones como que no aguantan muchos ciclos de
descarga profunda o el efecto que tiene la temperatura sobre ellas.

148
❖ Baterías plomo-ácido abiertas

149
Tipos de Batería
❖ Baterías de gel
Las baterías de gel son baterías selladas que no precisan de
mantenimiento (llenar con agua). Son de tipo VRLA (batería de ácido-
plomo regulada por válvula). Se podría decir que estas baterías son una
evolución de las plomo-ácido abiertas, ya que el electrolito, en lugar de
estar en estado líquido, es una especie de masa espesa gelatinosa.
Estas baterías están más enfocadas a los sistemas fotovoltaicos, ya que
soportan un gran número de ciclos de descarga profunda sin sufrir grandes
daños. También son capaces de aguantar largos periodos de tiempo con
cargas que solo alcancen el 80% de su capacidad.

150
❖ Baterías de gel

151
Tipos de Batería
❖ Baterías AGM
Las baterías AGM son otro tipo de batería sellada VRLA (batería de ácido-
plomo regulada por válvula). Al igual que las de gel, están basadas en la
tecnología de las baterías plomo-ácido y no precisan de mantenimiento. Las
baterías AGM (Absorbet Glass Mat, material absorbente de fibra de vidrio),
tienen separadores de fibra de vidrio empapado con el electrolito.
Actualmente, son las baterías más extendidas gracias a su gran versatilidad. Son
muy recomendadas en instalaciones aisladas de luz ya que presentan una gran
resistencia a la profundidad de descarga, aguantan muchos ciclos de carga y
descarga y tienen una gran resistencia a las vibraciones y a los choques
mecánicos.

152
❖ Baterías AGM

153
Tipos de Batería
❖ Baterías de Litio
Las baterías de litio son totalmente distintas a las que te he mostrado hasta
ahora y son también las más modernas. Cuentan con unas características
superiores a las baterías convencionales, entre las que se incluyen una vida
útil más larga y que son más resistentes a las descargas profundas. Por contra
son las baterías más caras en la actualidad.
Este tipo de baterías no necesitan mantenimiento ni emiten ningún tipo de gas,
lo que las hacen adecuadas para el interior del hogar sin problemas. Las
baterías de litio son utilizadas en multitud de aparatos y se han popularizado en
muchos segmentos, y también son muy recomendables en instalaciones de
autoconsumo.

154
❖ Baterías de Litio

155
Aplicaciones
❖ Baterías de arranque: diseñadas especialmente para arrancar los motores
de combustión, son utilizadas en automóviles, camiones, motos, tractores,
embarcaciones y aeronaves, entre otros. Las baterías de arranque están
diseñadas para suministrar gran intensidad de corriente en pocos segundos
y resistir profundidades de descarga no mayores del 10-20%.
❖ Baterías de tracción: especialmente construidas para suministrar energía a
vehículos eléctricos tales como grúas horquillas, transpaletas y apiladores
eléctricos, carros de golf y sillas de rueda. Las baterías de tracción están
diseñadas para suministrar cantidades relativamente bajas de corriente por
largos períodos de tiempo, soportando un elevado número de ciclos
profundos de carga y descarga.

156
Aplicaciones
❖ Baterías estacionarias o de reserva: diseñadas para aplicaciones en
sistemas de alarma de incendios, alumbrado de emergencia, sistemas de
alimentación ininterrumpida (o UPS) y telecomunicaciones, entre otros. Las
baterías estacionarias están constantemente siendo cargadas (carga de
flotación) para compensar la pérdida de capacidad debido a la
autodescarga, y están construidas para resistir descargas profundas
esporádicas.

157
Conexión de Baterías en Paralelo
La conexión en paralelo de dos baterías
iguales, permite obtener una salida dos veces la
capacidad de las baterías individuales,
manteniendo el mismo voltaje nominal. Siguiendo
este ejemplo, donde tenemos dos baterías de
200Ah y 12V cada una, conectadas en paralelo,
vamos a tener:
•Tensión nominal total: 12V (Voltios).
•Capacidad total: 400Ah (amperios por hora).
La capacidad identifica la máxima cantidad carga
que puede almacenarse. Cuanto mayor sea la
capacidad, mayor será la cantidad de carga que
puede almacenarse. Se mide en Amperios por
hora.

158
Conexión de Baterías en Serie
Siguiendo este ejemplo en el que tenemos
dos baterías de 200Ah y 12V cada una,
conectadas en serie, vamos a tener:
•Valor de tensión de salida total: 24V
(voltios)
•Capacidad total: 200Ah (amperios por
hora), sin cambios.
En este caso, mayor es la tensión de
corriente continua para cargar las
baterías, y las pérdidas son menores a
lo largo de los cables.

159
Conexión de Baterías en Serie-Paralelo
La combinación de la conexión en paralelo
con la conexión en serie, será una
duplicación de la tensión nominal y de la
capacidad.
Siguiendo este ejemplo, vamos a
tener dos conjuntos a 24V y 200Ah
unidas en paralelo, formando así un
total de 24V y 400Ah

160
1. ¿Que es una Batería?
2. Mencione 4 tipos de Baterías
3. Menciones 3 aplicaciones de las
baterías
4. ¿Que se obtiene conectando las
baterías en Serie?
5. ¿Qué beneficio se obtiene
conectando las baterías en Paralelo?
CUESTIONARIO

161
Selección y conexión de UPS.
¿Qué es una UPS (Uninterruptible Power Supply)?
Un UPS (Uninterruptible Power Supply), No-Break, son llamados en
español SAI (Sistema de alimentación ininterrumpida). Son una fuente
de suministro eléctrico que poseen baterías que permiten brindar
energía eléctrica por un tiempo limitado a dispositivos
eléctricos/electrónicos en el caso de interrupción eléctrica.
También protege contra anomalías del suministro eléctrico, como picos
de voltaje, variaciones de voltaje, ruido en la señal, armónicas y otros
problemas que causan nuestros dispositivos eléctricos funcionen de
manera anormal o en el peor de los casos se dañen.

162
Partes comunes de una UPS
❖ El Rectificador: Este está encargado de revisar la corriente alterna
que entra al UPS y luego provee de corriente continua a la batería
para que se mantenga cargada.
❖ La Batería: Esta parte tiene como función ser la suministradora de
energía al ordenador en caso de un corte eléctrico, el tiempo de
duración para mantener el equipo encendido depende de la
capacidad de la batería de almacenaje.
❖ El inversor: Esta encargada de transformar corriente continua en
corriente alterna, donde esta alimenta a artefactos que están
conectados a la salida de la UPS.
❖ El Conmutador: Esta es de dos posiciones, donde nos autoriza
conectar la salida con la entrada del artefacto o con la salida de
inversor.

163
¿UPS de Onda senoidal pura o modificada?, ¿Donde se usa cada una?

164
¿Cuáles los distintos tipos de UPS que existen?
❖ Protección esencial - Standby.
❖ Protección profesional - Línea interactiva.
❖ Protección total - Online (Doble conversión).
El tiempo de respaldo es proporcional al costo de equipo, puede tener
de ejemplo los siguientes tiempos:
• 5 a 10 minutos para aplicaciones de computo
• 15 a 20 minutos para aplicaciones de redes (servidores)
• 20 a 30 minutos para aplicaciones de audio y vídeo
• 30 o mas minutos para aplicaciones de CCTV

165
Protección esencial - Standby
❖ Standby es la Topología más básica de UPS, Durante un apagón o
un bajo Voltaje el UPS lo que hace es que simplemente recurre a la
batería interna para proveer electricidad.

166
Protección profesional - Línea interactiva
Estas UPS cuentan con regulador de voltaje (AVR) este es un tipo
especial de transformador que permite corregir fluctuaciones de voltaje
menores: como bajo voltaje y sobre voltaje sin tener que cambiar a
modo batería, Lo que quiere decir que por ejemplo si el UPS tiene
un rango de 90 a 140 Vca en Rango de voltaje si no pasa de ahí no
cambiará a modo batería. Siempre estará aumentando o
disminuyendo el campo magnético y el voltaje de salida del
transformador para mantenerlo como debe ser.

167
Protección profesional - Línea interactiva

168
Protección total - Online (Doble conversión)
Esta topología, a diferencia de las dos anteriores, entrega la energía de las
baterías todo el tiempo debido a que el inversor y las baterías del UPS están
sobre la línea que alimenta el suministro eléctrico. Lo más importante en
estos UPS es que NO pierde milisegundos en el cambio a batería y eso es
sumamente importante en los equipos delicados. Hace que la energía que
entra al UPS sale completamente limpia debido a que es convertida a CD dos
veces para ser almacenada en las baterías, después de esto vuelve a ser
convertida a CA mediante el inversor y esto provoca una señal pura sin
anomalías eléctricas. Es la mejor que existe en el mercado de UPS y es la
más recomendada para equipos de misión crítica como switches, routers,
equipo médico, enlaces de alto rendimiento, NVRs, sistemas de control de
acceso, servidores, etc..

169
Protección total - Online (Doble conversión)

170
Definición de los problemas contra los que
nos ayudan los UPS.

171
Selección de UPS en base a la Potencia
Para seleccionar un equipo es necesario saber ¿Cuánto es el consumo
máximo? en Watts (llamado carga) y ¿Cuánto es el tiempo deseado de
respaldo? para ese consumo (Todos los equipos que se conectarán al UPS).
Es muy recomendable dejar un margen del 15% de esa carga para no
sobrecargarlo. Se muestra un ejemplo de como calcular la carga:
Cámara videovigilancia (10 Watts x 50 Cámaras = 500 Watts)
DVR (10 Watts x 1 DVR = 10 Watts)
Pantalla LCD (5 Watts x 1 Pantalla LCD = 5 Watts)
Router Telmex (10 Watts x 1 Router Telmex = 10 Watts)
Carga total = 525 Watts.

172
La carga total en Watts es de 525 W, siempre es bueno redondear este
número hacia arriba (15%) ya que los dispositivos a respaldar puedan
consumir más de lo indicado por sus fabricantes. Podríamos dejarlo en 603
W.
En el ejemplo anterior, si el consumo de los equipos es de 603 W, lo
recomendable será seleccionar un UPS que tenga una capacidad del al
menos un 20% por encima de la carga a la que se verá sometido. En este
caso, seleccionaríamos un UPS que tenga una capacidad de al menos 723 W.
Ahora que sabemos calcular la carga del equipo se mostrará ¿Cómo saber el
tiempo? que podrá respaldar el consumo, la manera de leer esta tabla es la
siguiente:

173

174

175
1. ¿Que es una UPS?
2. ¿Cuáles son las partes comunes de
una UPS?
3. Menciones 3 tipos de UPS
4. ¿Cuáles son los 3 factores a tener en
cuenta la momento de seleccionar un
UPS?
CUESTIONARIO

176
Iluminación de Emergencia.
Definición
La iluminación de emergencia no solo se compone de equipos con
baterías integradas. Está integrada por distintos tipos de luminarias con
funciones específicas y es parte fundamental de una edificación, por esa
razón debe diseñarse como parte de la arquitectura.
El sistema de alumbrado de emergencia tiene como objetivo garantizar
la seguridad de los usuarios de un edificio ante una situación de riesgo,
como puede ser un incendio o un sismo.

177
Tipos de Alumbrado de Emergencia
Dentro del alumbrado de emergencia podemos distinguir tres tipos:
❖ Iluminación de emergencia, es la encargada de permitir la
evacuación segura de los usuarios ante una situación de riesgo.
❖ Señalización de seguridad, con ella se busca dar indicaciones.
❖ Balizamiento, es un tipo de iluminación habitualmente colocada en
escaleras o desniveles para permitir su identificación.

178
Iluminación de Emergencia se divide en dos:
1. Alumbrado de seguridad
Como se mencionó anteriormente, es la
parte prevista para garantizar la seguridad
de las personas que evacuan una zona o
deben concluir actividades antes de
abandonar el lugar, la cual debe entrar en
funcionamiento al detectar un fallo en el
alumbrado general o si la tensión baja un
porcentaje determinado de su valor
nominal.
Además, los sistemas de emergencia deben
considerar un tiempo de funcionamiento a
partir del momento en que se encienden,
en función de la normatividad.

179
Iluminación de Emergencia se divide en dos:
2. Alumbrado de reemplazamiento
Por su parte, se encarga de dar la iluminación necesaria para continuar
con las actividades cotidianas. En caso de que proporcione una cantidad
menor, solo se utilizará para terminar el trabajo de manera segura.

180
Composición y Funcionamiento
Se compone de una o más lámparas, por una batería interna y varios
componentes eléctricos en el interior y por un piloto, normalmente de color
rojo o verde, que permanece iluminado cuando la lámpara esta apagada,
mientras que se apaga cuando el alumbrado de emergencia entra en
funcionamiento al fallar el suministro en el alumbrado normal.
Algunos modelos de luces de emergencia están provistos de un interruptor
de prueba de las lámparas a fin probar su funcionalidad. La capacidad de
la batería se calcula para asegurar una autonomía determinada de la
luminaria, asegurando el funcionamiento del dispositivo durante un tiempo
determinado.

181
Características de las Lampara de Emergencia
Las lámparas de emergencia usan en su mayoría
ampolletas LED, porque son las más eficientes.
Consumen menos energía por lo que pueden estar
encendidas durante más horas.
Deben permanecer enchufadas, ya que al irse la
electricidad, ya sea por un apagón o por desperfectos de
la instalación, el circuito hará que se encienda
inmediatamente la luz de emergencia. Mientras está
enchufada se carga su batería, que comenzará a
alimentar a las ampolletas LED una vez que se ha
cortado la electricidad.
Una vez que vuelve la energía, la lámpara de
emergencia se apaga y comienza nuevamente su
proceso de carga.

182
Tipos de Lámparas de Emergencia
❖ Iluminación de emergencia mural
Son lámparas tipo plafones que se instalan en lugares estratégicos dentro
de la casa para estar iluminados inmediatamente, y facilitar la toma de
decisiones en el momento de la emergencia. Deben permanecer
enchufados, y con su interruptor en la posición correcta, según las
instrucciones del fabricante.
Estas lámparas funcionan con luces LED, y algunos modelos con tubos
fluorescente.
¿Cuánto duran encendidas? Su duración de encendido varía entre 2 y 4
horas, dependiendo de la cantidad de tubos o LED que se mantengan
prendidos

183
❖ Lámparas emergencia de sobremesa
Es una iluminación que complementa la iluminación de muro, ya que te va
a permitir seguir con tus actividades básicas dentro de la casa si es que se
corta la energía. Es ideal para tenerlas sobre una mesa, o para llevarlas en
la mano, también son muy recomendadas para el camping.
Hay algunos modelos que tienen radio, lo que permite estar informados de
las razones del corte de energía, o escuchar música.
•¿Cuánto duran encendidas? Su duración de encendido varía entre 4 y
50 horas, dependiendo del modelo, si tiene radio, y la cantidad de LED que
se mantengan prendidos.

184
❖ Linternas de emergencia
Permiten moverse dentro de la casa, o
salir al exterior siempre acompañado de
una luz. Son livianas y tienen un mango
para tomarla cómodamente. Algunos
modelos también tienen radio.
Son ideales para el camping o para
llevarlas en el auto, por si tenemos una
emergencia en el camino.
•¿Cuánto duran encendidas? Su
duración es entre 12 y 20 horas
dependiendo del modelo.

185
Iluminación con apoyo de generador
Es la iluminación que opera con un generador eléctrico o un centro de
baterías que se activa inmediatamente ante una falla del suministro normal
de energía.
Alumbrado de escape
Contempla la iluminación necesaria para que el edificio pueda ser evacuado
con rapidez y seguridad en caso de un corte de luz. Deben estar en las
escaleras, pasillos y zonas de evacuación.

186
Recomendaciones de uso y mantenimiento
•Instala las luces de emergencia lejos de fuentes de calor o de vapor, para
evitar la corrosión de las partes metálicas del equipo.
•Sigue siempre las recomendaciones del fabricante.
•En instalaciones exteriores, protege el equipo de la humedad y el sol con
cobertizos o techos.
•Asegúrate de mantener cargadas las lámparas de emergencia (sobremesa)
y linternas para que puedan funcionar en el momento que las necesitas.
•Verificar las condiciones especificas estipuladas en la normativa, donde
estas las exigencias que deben cumplir los sistemas de iluminación de
emergencia, especialmente en los recintos clasificados como locales de
reunión de personas.

187
1. ¿Que es el objetivo de la iluminación
de emergencia?
2. ¿Cuáles son los 3 tipos de
iluminación de emergencia?
3. ¿Cuál es la diferencia entre
alumbrado de seguridad y el de
reemplazamiento?
4. ¿Cómo están compuestas las luces
de emergencia?
CUESTIONARIO

188
Contenido
1
2
3
4
5

189
Instrumentación Industrial.
Definición
•Es el conjunto de ciencias y tecnologías mediante las cuales se miden
cantidades físicas o químicas con el objeto de obtener información para su
archivo, evaluación o actuación sobre los Sistemas de Control Automático.

190
Componentes Principales de la Instrumentación
1. Transmisor de Nivel.
2. Controlador
3. Transductor
4. Actuador, Válvula de aire .

191
Conceptos Básicos
•Sensor: Llamamos sensor a un dispositivo que mide de manera automática
una variable, como por ejemplo la temperatura, la presión o inclusive el
régimen de giro, entre otras cosas y proporciona una señal de salida
traducible que es función de la magnitud que se pretende medir.
•Señal: es aquella muestra física que puede ser medida ya sea variable o
constante en el tiempo.
•Transmisor: Se conoce como transmisor en el campo de la instrumentación y
control al conjunto acondicionador de señal, código o mensaje y esta
conectado al sensor mediante conductores eléctricos.
•Transductor: Es el instrumento o dispositivo capaz de transformar la energía
disponible en una magnitud física dada en otra magnitud, Se usan por
ejemplo para pasar de magnitudes acondicionadas en presión a corriente o
tensión y modernamente a variables digitales para buses de campo.

192
Conceptos Básicos
•Rango: Se define como el intervalo comprendido entre el valor mínimo y
máximo que el instrumento puede medir, transmitir o indicar.
•Resolución: Es el menor cambio en la variable del proceso capaz de producir
una salida perceptible en el instrumento.
•Error: Se lo define como la diferencia entre el valor medido y el valor
verdadero. El error se puede expresar como un porcentaje de la lectura.
•Repetibilidad: Capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se
llega a la medición en diversas ocasiones bajo exactamente las mismas
condiciones.
•Sensibilidad: Es la variación en la salida del instrumento por unidad de
variación de la variable del proceso(entrada), en definitiva se puede decir que
es la ganancia del instrumento.

193
Conceptos Básicos
Exactitud: Capacidad de un instrumento de dar valores de error pequeños.
Precisión: Cuanto mayor es la precisión menor es la dispersión de los
valores de la medición alrededor del valor medido.

194
Conceptos Básicos
Histéresis: es la capacidad de un instrumento de repetir la salida cuando se
llega a la medición en ocasiones consecutivas bajo las mismas condiciones
generales pero una vez con la medición de la variable en un sentido (por
ejemplo creciente) y en la siguiente con la variable en sentido contrario (por
ejemplo decreciente).

195
Conceptos Básicos
Intercambiabilidad: Cuando se hace referencia a la íntercambiabilidad de
instrumentos pueden aparecer varios aspectos. Respecto de la exactitud, si
un instrumento de +/- 1% es reemplazado por otro con la misma exactitud,
habida cuenta que los errores se pueden sumar en ciertas condiciones, al
hacer el cambio diremos que podemos asegurar la medición en +/- 2%, si no
tomamos precauciones especiales de calibración.
Calibración: La calibración es el proceso de comparar los valores obtenidos
por un instrumento de medición con la medida correspondiente de un patrón
de referencia (o estándar).
Linealidad: Expresa lo constante que resulta la sensibilidad del sensor o
aparato de medida. Una sensibilidad constante (alta linealidad) facilita la
conversión del valor leído al valor medido.

196
Conceptos Básicos
Error de cero: Aun cuando el valor de la variable del proceso esté en el
mínimo del rango, donde la salida del instrumento debe ser el valor asociado
al cero del rango ( en corriente por ejemplo 4mA), el instrumento marca a su
salida un valor distinto de cero.
Estabilidad: capacidad para mantener invariable su curva de transferencia
durante largos períodos de tiempo.
Transductor activo – pasivo: Un transductor que es pasivo cuando no se
alimenta de otra fuente que no sea la del mismo proceso que está midiendo.
En cambio el activo es aquel que en general necesita menos energía del
propio proceso a medir ya que tiene para su funcionamiento una fuente
externa.

197
Conceptos Básicos
Entradas deseadas: son las entradas al sistema de medición de las
variables físicas que queremos medir.
Interferencias: Son entradas no deseadas que el instrumento detecta sin la
intención de hacerlo.
Entradas modificantes y perturbaciones: Son aquellas que causan
variaciones en las entradas deseadas como así también en las interferencias.
Ajustabilidad de rango (Rangeability): Es la relación entre el máximo valor
de la variable medida respecto del mínimo sobre la cual se mantendrá la
exactitud especificada del instrumento

198
1. ¿Que es la Instrumentación
Industrial?
2. ¿Cuáles los componentes principales
de la Instrumentación Industrial?
3. Describa 3 conceptos básicos de la
Instrumentación Industrial
CUESTIONARIO

199
Tipos de accesorios y aplicaciones
La instrumentación ha permitido el avance tecnológico de la ciencia actual
como la automatización de los procesos industriales; ya que la
automatización es solo posible a través de elementos que puedan sensar o
transmitir lo que sucede en el ambiente, para luego tomar una acción de
control pre-programada que actúe sobre el sistema para obtener el resultado
previsto
Los instrumentos pueden ser tan simples como transmisores, válvulas,
sensores y pueden ser muy complejos como controladores, analizadores y
amortiguadores.

200
Sensores, acondicionadores y equipos
electrónicos.
Introducción a los Sensores
Los sensores existen desde
siempre, y el mismo hombre
los tiene incluidos en su
cuerpo.
El ser humano experimenta
sensaciones como calor o
frio, duro o blando, fuerte o
flojo, pesado o liviano, brillante
u oscuro. Con base a estas
sensaciones el cerebro toma
decisiones y ejecuta acciones.

201
Definición de Sensor
Un sensor en la industria es un objeto capaz de variar una propiedad ante
magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y
transformarlas con un transductor en variables eléctricas. ...
Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una
forma de energía en otra.

202
Criterios de Selección para Sensores
Seleccionar un sensor puede ser muy sencillo y algunas veces difíciles, pero,
siempre el objetivo es de hacerlo bien. Esto es porque los sensores,
especialmente para uso científico o para ingeniería, puede significar la
diferencia entre mediciones repetibles o números disparados. El objetivo es
medir con exactitud y con incertidumbre aceptable.
Al elegir el sensor debemos tomar en cuenta los siguientes criterios:
❖ Exactitud
❖ Precisión
❖ Rango de funcionamiento
❖ Velocidad de respuesta
❖ Calibración
❖ Fiabilidad

203
Clasificación Según la Magnitud o Variable Detectada
• Temperatura
• Humedad
• Presión
• Posición (lineal o angular)
• Movimiento
• Caudal
• Luz
• Imagen
• Corriente
• Resistividad
• Acústicos
• Imagen
• Aceleración
• Velocidad
• Inclinación
• Campo magnéticos
• Tensión
• Frecuencia
• Otras

Sensores de Presión
Estos son elementos que transforman la magnitud física de presión en otra
magnitud eléctrica que será la que emplearemos en los equipos de
automatización. Debido a los diferentes rangos de medida existe una gran
variedad de estos sensores fabricados con diferentes tecnologías que
permitirán cubrir todas estas necesidades :
❖ Transductor de Presión Miniatura: Esta
gama ha sido diseñada para combinar
tamaño pequeño y robustez. De tecnología
Piezorresistiva y fibra óptica, con membranas
de acero inoxidable. Resistente a líquidos y
gases corrosivos. Disponible en versiones de
temperatura hasta 600° C.

❖ Manómetros Digitales: Son la solución ideal para aplicaciones donde se
busca un transductor de presión y un visualizador sin cables. Ya que
permite unir el sensor y el visualizador en un solo bloque alimentado por
baterías internas.

❖ Micro Mecánicos Presión de aceite y combustible.
❖ Presión Atmosférica Sensores de Alta Presión

Sensores de Flujo
Estos sensores tienen la función especifica de monitorear la velocidad de
fluidos. Este sensor permite determinar si hay circulación de gas o fluido por
una tubería indicando presencia o ausencia del flujo. Pero no miden caudal.
Tipo Turbina Ultrasónico Tipo Paleta

Sensores de Temperatura
❖ RTD: es un detector de temperatura resistivo, esto quiere decir que esta
basado en la variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura.

❖ Termocuplas / Termopares: Consta de 2 alambres de distinto material
unidos en un extremo, entonces al aplicar temperatura en la unión de los
metales se genera un voltaje muy pequeño (mV) el cual va aumentando a
la par con la temperatura.

❖ Termistores: son dispositivos utilizados para medir temperatura. Por lo
tanto, podemos decir que es un tipo de termómetro. ... Su funcionamiento
se da con base en la variación de la resistividad en un semiconductor con
la temperatura.

❖ Sensor de Temperatura de superficie por infrarrojos: miden la
temperatura de la superficie mediante la conversión de energía térmica
radiada desde cualquier superficie en su campo de visión (FOV) en una
señal eléctrica con un tiempo de respuesta inferior a 1 segundo.

Sensores de Nivel
❖ Flotador: Los sensores de nivel, también
conocidos como "interruptor de nivel" o
"sensor de boya", son instrumentos que
trabajan con un interruptor de contacto (reed
switch) y un flotador magnético. El movimiento
del flotador abre o cierra el contacto eléctrico.
Con ellos, se consiguen soluciones versátiles y
de bajo coste para su automatización.
❖ Ultrasonido: Como su nombre lo indica,
los sensores ultrasónicos miden la distancia
mediante el uso de ondas ultrasónicas. El
cabezal emite una onda ultrasónica y recibe la
onda reflejada que retorna desde el objeto.
Los sensores ultrasónicos miden la distancia al
objeto contando el tiempo entre la emisión y la
recepción.

Sensores de Presión Diferencial
Los sensores de presión diferencial están pensados para realizar la
medida de presión entre ambos puntos, de tal forma que ha de contar
necesariamente con dos tomas de presión. También cabe destacar la
diferencia según estemos hablando de medida de presión en líquidos o en
gases.

Sensores de Peso
Las celdas de carga o sensores de peso son aquellos dispositivos
electrónicos desarrollados con la finalidad es la de detectar los cambios
eléctricos provocados por una variante en la intensidad de un peso aplicado
sobre la báscula o balanza, información que a su vez transmite hacia un
indicador de peso o controlador.

Sensores de Velocidad
Utilizados para la medición de
velocidades, los sensores de
velocidad de son una solución para
el control del motor (cigüeñal, árbol
de levas), las marchas
(velocidad de toma de fuerza y
accionamiento) y los sistemas ABS
(velocidad de la rueda).

Sensores de Conductividad
Un sensor de conductividad mide la
capacidad de una solución para conducir
una corriente eléctrica. La presencia de
iones es lo que permite que la solución sea
conductora: cuanto mayor sea la
concentración de iones, mayor será
la conductividad.

Sensores de pH
Los electrodos de pH convierten
el valor de pH actual en una
tensión proporcional. Los
modelos de electrodos de pH
de instalación fija en los procesos
industriales miden de forma
continua el valor pH y se usan por
tanto para la
regulación de procesos.

218
1. ¿Que es un sensor?
2. ¿Cómo se clasifican los sensores?
3. ¿Cuáles son los criterios de
selección para los sensores?
CUESTIONARIO

219
Contenido
1
2
3
4
5

220
Principio de funcionamiento de los VFD.
¿Qué son los Variadores de Velocidad?
Los variadores de frecuencia (también
conocidos como inversores, inverters,
variadores de velocidad o VDF), son
dispositivos electrónicos que permiten el
control de la velocidad de rotación de
motores eléctricos de inducción,
especialmente los trifásicos de inducción y
rotor sin bobinar (jaula de ardilla).

221
Componentes de un Variadores de Velocidad
El funcionamiento de un variador de frecuencia se puede esquematizar como se
ve en la Figura. En el diagrama, podemos reconocer los diversos componentes de
estos dispositivos:
❖ Rectificador
❖ Bus de Continua
❖ Etapa de Salida
❖ Control y E/S

222
Componentes de un Variadores de Velocidad
1. Rectificador: Partiendo de la red de Corriente Alterna de suministro (monofásica
o trifásica), se obtiene una corriente continua mediante diodos rectificadores.
2. Bus de continua: Condensadores de gran capacidad (y a veces también
bobinas), almacenan y filtran la corriente alterna rectificada, para obtener un valor de
tensión continua estable, reserva de energía suficiente para proporcionar la
intensidad requerida por el motor.
3. Etapa de salida: Desde la tensión del bus de continua, un ondulador convierte
esta energía en una salida trifásica, con valores de tensión, intensidad y frecuencia
de salida variables. Como elementos de conmutación, se usan principalmente
transistores bipolares (BJT), CMOS o similares, IGBT, tiristores (SCR), GTO, entre
otros.
4. Control y E/S: Circuitos de control de los diferentes bloques del variador,
protección, regulación, y entradas y salidas, tanto analógicas como digitales.
Además se incluye el interfaz de comunicaciones con buses u otros dispositivos de
control y usuario

223
Ventajas del VDF frente a otros tipos de control
• Evita peaks de corriente en los arranques del motor, los cuales pueden ser cuatro veces
la corriente nominal del motor en un arranque directo, en estrella-triángulo y otros medios
con arrancadores progresivos.
• No tiene factor de potencia (cos fi = 1), lo que evita el uso de baterías de
condensadores y el consumo de energía reactiva, y esto produce un ahorro económico.
• Los tiempos de aceleración y desaceleración son programables, por lo que los
arranques y paradas son controlados, sin movimientos bruscos.
• Protege completamente el motor, el variador y la línea.
• El consumo energético se adapta a la exigencia del motor, lo que provoca un ahorro de
energía.
• Mediante contactores externos de bypass (puente), se puede utilizar un solo variador
para el control secuencial de varios motores, tanto en arranque como en parada.

224
Características que debe tener un buen variador de frecuencia.
• Tamaño compacto que facilite su
instalación.
• Diseño para resistir un
funcionamiento a la intemperie o en
condiciones ambientales adversas, el
que los hace especialmente útiles en
labores mineras.
• Bajas emisiones de ruido. Esto se
logra por medio de tecnología IGBT,
una frecuencia máxima de
conmutación de hasta 16 KHz, y
control PWM (Pulse- Width
Modulation) sinusoidal, permitiendo
obtener una mejor eficiencia.

225
• Regulación automática de voltaje. Este evita que, a pesar de la
fluctuación que hubiese en la alimentación, el voltaje de salida del
variador se mantenga constante al nivel deseado.
• Facilidad de operación al usuario, idealmente por medio de teclado
incorporado.
• Reinicio después de una interrupción de la alimentación. Durante el
funcionamiento, el inversor puede sufrir interrupciones de energía, por lo
que bajo tales circunstancias, es conveniente que se pueda configurar el
seguimiento de la velocidad del motor para el reinicio automático del
estado de funcionamiento antes de la interrupción.

226
• Diferentes niveles de velocidad
seleccionables y ajustes independientes
de tiempo de aceleración y
desaceleración.
• Display o pantalla donde el usuario
pueda leer fácilmente los diferentes
parámetros (frecuencia, velocidad,
voltaje, corriente, etc.).
• Entradas digitales programables para
controlar el variador a través de un PLC
(o a través de botoneras).
• Entrada analógica para el control de la
velocidad del motor. Esto puede consistir
en un simple potenciómetro, o una señal
de proceso de 0 – 10Vdc o de 4 -20mA
para un control modulado.

227
¿Cómo Seleccionar un Variador?

229
1. ¿Que son los variadores de
velocidad?
2. ¿Cuáles son componentes del
variador de velocidad?
3. ¿Cuáles son las ventajas de VDF
frente a otros tipos de control?
4. ¿Mencione 5 características que debe
tener un buen variador de velocidad?
CUESTIONARIO

230
Contenido
1
2
3
4
5
• Señalización

231
Señalización.
Elementos de Señalización.
La función de estos dispositivos es indicar o llamar la
atención sobre el correcto funcionamiento o paros anormales
de un sistema.
Las aparatos de señalización sirven para:
❖ Mejorar las condiciones de seguridad del personal
❖ Facilitar el control y mantenimiento de las máquinas
❖ Indicar correcto funcionamiento de un dispositivo
https://www.youtube.com/watch?v=DlGX27fnFC4
https://www.youtube.com/watch?v=SEwfn7pegcU
https://www.youtube.com/watch?v=kt3it7cQ5rE

232
Señalización.
SEÑALIZACIÓN ACÚSTICA
Señales que suelen ser percibidas por
el oído.
SEÑALIZACIÓN ÓPTICA
Señales que pueden ser percibidas
mediante los ojos. Pueden ser:
Visuales: emplean símbolos que
indican la operación que se esta
llevando a cabo.
Luminosos: Cuando se emplean
solamente lámparas de diferentes
colores.

234
https://docs.google.com/forms/d/1MFOJ5EQj6kkT4T9jBlkD-032yy9d5FlBdkwosLborP4/edit
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