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Automatización eléctrica, definición La automatización eléctrica es un sistema diseñado con el fin de aprovechar la capacidad de las máquinas en la realización de determinadas tareas que eran efectuadas históricamente por los seres humanos, así como para controlar la secuencia de dichas operaciones sin intervención humana. Pero el empleo de la automatización eléctrica no se limita solamente a la producción industrial, sino que ésta se utiliza en cualquier otro sector en que se requiera el funcionamiento independiente o semi-independiente de algún dispositivo. Los sistemas de actuación eléctrica se basan en motores, actuadores electromagnéticos y otros, y el mando eléctrico es generalmente mediante contactores y/o relés. EL CONTACTOR Un contactor es un aparato mecánico de conexión y desconexión eléctrica, accionado por cualquier forma de energía, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga. El contactor 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. Este tipo de funcionamiento se llama de "todo o nada". En los esquemas eléctricos, su simbología se establece con las letras KM seguidas de un número de orden. Un contactor accionado por energía magnética, consta de un núcleo magnético (2 parte fija y 3 parte móvil) y de una bobina (1) capaz de generar un campo magnético suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separadas las dos partes del núcleo, solidario de la parte móvil del núcleo se encuentra el dispositivo encargado de accionar los contactos eléctricos. Los tornillos de conexión eléctrica de la bobina del contactor se designan como A1 y A2. Así mismo un contactor dispone de contactos eléctricos que son elementos conductores que tienen por objeto establecer o interrumpir el paso de corriente en cuanto la bobina se energice. Todo contacto está compuesto por tres conjuntos de elementos: •

Dos partes fijas ubicadas en la coraza y una parte móvil colocada en la armadura para establecer o interrumpir el paso de la corriente entre las partes fijas. El contacto móvil lleva el mencionado resorte que garantiza la presión y por consiguiente la unión de

las tres partes. Los contactos principales o de fuerza o potencia: su función es establecer o interrumpir el circuito principal, consiguiendo así que la corriente se transporte desde la red a la carga. Simbología: se referencian con una sola cifra del 1 al 6 o como L1-T1, L2-T2, L3-T3. Al número de estos contactos se les denomina polos del contactor.

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•

Contactos auxiliares o de mando o maniobra: son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son: • •

• •

Instantáneos: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito. Temporizados: actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se desenergiza la bobina (temporizados a la desconexión). De apertura lenta: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura. De apertura positiva: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.

En su simbología aparecen con dos cifras donde la unidad indica: • • • •

1 y 2, contacto normalmente cerrados, NC. 3 y 4, contacto normalmente abiertos, NA. 5 y 6, contacto NC de apertura temporizada o de protección. 7 y 8, contacto NA de cierre temporizado o de protección.

Por su parte, la cifra de las decenas indica el número de orden de cada contacto en el contactor (13-14, 21-22, 33-34, 41-42) si se encuentran en la parte del contactor y (53-54, 61-62, 71-72, 83-84) si se encuentran el la parte superior del contactor, normalmente en una cabeza de contactos auxiliares. En un lado se indica a qué contactor pertenece. Así pues, la característica mas importante de un contactor será la tensión a aplicar a la bobina de accionamiento, así como su intensidad ó potencia. Según sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las más comúnmente utilizadas, 24, 48, 230, y 400. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamaño del contador. Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catálogo y según el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar receptores con potencias dentro de un amplio margen.

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RELÉ Se denomina relé a un elemento similar a un contactor en cuanto a su funcionamiento pero que que nos dispone de contactos de fuerza o potencia. PULSADOR Es un elemento de accionamiento eléctrico que abre (normalmente cerrado - NC) o cierra (normalmente abierto NA) un contacto eléctrico que se encuentra en su interior mientras es accionado manualmente. Si el accionamiento manual desaparece el contacto vuelve a su estado inicial (reposo) por la acción de un muelle. En un pulsador de automatismos se distinguen en la actualidad dos partes: el contacto y el botón. La numeración y el símbolo son las indicadas en la figura. Si un pulsador tiene mas de un contacto será necesario numerar mediante dos números de forma similar contactos auxiliares de un contactor.

a los

El pulsador puede ir montado en la puerta de un cuadro o en una botonera o una parte exterior de una máquina. ESQUEMAS EN LOS AUTOMATISMOS La representación gráfica de los automatismos industriales se realiza con dos esquemas eléctricos separados: fuerza o potencia y mando y maniobra.

TIPOS DE ELÉCTRICO EN BAJA

SUMINISTRO TENSIÓN 6

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, en su artículo 4, apartado dos, dice 2. Las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distribuciones de corriente alterna serán: a) 230 V entre fases para las redes trifásicas de tres conductores. b) 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases, para las redes trifásicas de 4 conductores.

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CARACTERÍSTICAS DE UNA SUMINISTRO TRIFÁSICO EN CORRIENTE ALTERNA

La principal característica de la corriente alterna es que sus valores de tensión van cambiando a lo largo del tiempo. El suministro eléctrico en baja tensión se realiza en corriente alterna senoidal, donde los valores de de tensión van cambiando, siguiendo la forma de una senoide, desde valores de cero voltios hasta un máximo positivo para volver a pasar por cero e ir a un máximo negativo y volver a cero, y así continuamente. La cantidad de veces que realiza lo descrito en el párrafo anterior en un segundo se denomina frecuencia F y su unidad es el Hercio. El tiempo que tarda una senoide completa se denomina periodo T y su unidad es el segundo.

T=

1 F

En España las compañías realizan el suministro en corriente alterna a una frecuencia de 50 Hercios y por la tanto el periodo de una senoide es de 0,02 segundos. Para facilitar el cálculo de determinadas magnitudes eléctricas en corriente alterna, un periodo se divide en grados en el plano, de 0 a 360 grados, como si fuese una circunferencia.

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Por lo tanto una senoide empieza en 0o (cero voltios) y termina en 360 o (cero voltios), a 90 o alcanza su máximo positivo, a 180 o pasa por cero, a 270 o alcanza su máximo negativo y a 360 o vuelve a cero, este proceso es continuo. Debemos recordar que para que exista entre dos puntos diferencia de potencial es preciso que dichos puntos estén a diferente potencial (diferencias entre cargas). Si la alimentación es monofásica (fase y neutro) se considera que el neutro está a potencial de 0 V (potencial de tierra) y por lo tanto, excepto en los pasos por cero, siempre existe una diferencia de la fase con respecto del neutro. En el caso de una alimentación trifásica dicha diferencia se consigue mediante un desfase de 120 o en retaso (se inicia mas tarde) de una fase con respecto a la anterior. Al ser igual el desfase se consigue que siempre exista una diferencia de potencial entre ellas y que sea constante. Si no hubiese desfase las fases se superpondrían y no habría diferencia entre ellas y los voltímetros marcarán cero voltios. Un sistema de alimentación trifásico y una carga trifásica tienen ventajas con respecto a la alimentación monofásica: menor sección de los conductores, mejor rendimiento de las máquinas, E

MOTORES ELÉCTRICOS CONCEPTO DE PAR MOTOR (MOMENTO, TORQUE, CUPLA) Para explicar la potencia, primero tenemos que entender que es el par, y para entender el par, que es la fuerza por superficie Fuerza: recordemos que la fuerza es una magnitud vectorial. Podemos definirla como una acción o influencia capaz de deformar los objetos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). De forma simple (segunda ley de Newton) la podemos calcular mediante la fórmula: Fuerza=masa x aceleración La unidad de fuerza mas utilizada es el Newton (SI). Si tenemos un cuerpo de 1 kg, sobre este cuerpo se ejercerá una fuerza de 9,8 Newtons (N), debido a la “fuerza” de la gravedad. Par: El par es una derivación de la magnitud Trabajo: Trabajo= Fuerza x desplazamiento M (par motor)= Fuerza x radio El par no es más que una fuerza rotacionalE es decir, una fuerza con un sentido de giro circular y a una distancia determinada (la fuerza sobre algo que gira, por ejemplo la maneta de una puerta, o en los pedales de la bicicleta). El par se mide en Newtons Metro (Nm) o bien en kilogramo metro (kgm) (un Nm es aproximadamente 10 veces un kgm). Si tenemos un par motor de 10 kgm (100 Nm) esto significa que un motor hace una fuerza de 10kg en un eje, con una palanca de 1 metro. Si tomamos el ejemplo de una bicicleta, es como si hacemos una fuerza en el pedal de 10 kg y las bielas de la bici son de 1 metro de distancia. Pero claro, resulta que las bielas de los pedales de la bici no tienen 1 metro de distancia, es solo una relación directaE para tener 10 kgm de par, necesitamos 10 kg a 1 metro de distancia, o bien 20 kg a medio metro o bien 40 kg a 25cm del eje.

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Dependiendo de las revoluciones (velocidad del motor en vueltas por minuto), el motor tiene más o menos fuerza (recordemos que aceleración es velocidad partido por longitud), y es esta fuerza la que nos hace girar el motor, mientras mas fuerza, más acelera. Potencia mecánica en un motor: la potencia mecánica en un motor es función de la fuerza y la velocidad, por lo tanto: Potencia= Fuerza x velocidad, y como velocidad= ω (velocidad angular) x radio, por tanto Potencia= M (par motor) x ω (velocidad angular) Es una relación matemática entre el par y la velocidad del motor. Es el producto del par por la revoluciones en un segundo (esta potencia está referida al centro del eje del rotor del motor). En mecánica se utiliza el Sistema Internacional, las revoluciones se miden en radianes partido por segundo rad/s y el par se mide en Nm. Una revolución (una vuelta) es exactamente 2 x π radianes. Si tenemos un motor que gira a 15.000 revoluciones por minuto hay que pasarlo a revoluciones/segundo, 15.000 rev/min dividimos por 60 (1 min =60 seg), tendremos 250 rev por segundo (250 rev/s) y hemos dicho que una rev=2 x π radianes (2x 3’1415= 6,283) así que 250x6’283=1571 rad/seg Por lo tanto, una potencia P=100Nm x 1571 rad/seg= 157079 W. Si damos la potencia en Caballos de Vapor: 157079 / 735= 213’42 CV. La potencia es la fuerza que hace el motor debido a las revoluciones. Un ejemplo práctico es el ciclismo (fuerzas exteriores ejercidas hacia el eje, recordar que en un motor es una fuerza desde el eje referida al exterior). Para subir por una pendiente a la misma velocidad que en llano necesitamos mayor potencia. Tenemos dos opciones, plato grande o plato pequeño. Si ponemos plato grande, tendremos que hacer mucha fuerza, pero daremos menos vueltas a los pedalesE sin embargo, si ponemos plato pequeño, tendremos que hacer menos fuerza, pero mucho pedaleoE al final el resultado es el mismo, tendremos la misma potencia pero con distinta formulaE con más par y menos revoluciones o bien con menos par y más revoluciones. CONCEPTO BÁSICO DE DESLIZAMIENTO Para explicar el funcionamiento de un motor asíncrono trifásico, nos vamos a servir de un símil sencillo. Supongamos que tenemos un imán (estator) moviéndose a lo largo de una escalerilla conductora (rotor) tal y como se indica en la figura adjunta:

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Este imán en su desplazamiento a velocidad v provoca una variación de flujo sobre los recintos cerrados que forman los peldaños de la escalera. Esta variación de flujo genera una f.e.m., definida por la Ley de Faraday, e= - (dΦ / dt), que a su vez hace que por dichos recintos circule una corriente i. El campo magnético origina un flujo que induce corrientes en el rotor que interactúan con el campo magnético del estator. En cada conductor del rotor se produce una fuerza de valor F=i x B x l, que da lugar al par que hace que la escalera se desplace en el mismo sentido que lo hace el imán. Ha de tenerse en cuenta que la escalera nunca podrá desplazarse a la velocidad del imán, debido a dos razones fundamentalmente: la primera porque hay unas pérdidas por rozamiento que se lo impiden y la segunda, que en el supuesto caso de que se desplazase a la misma velocidad que el imán, la variación de flujo sobre los recintos cerrados sería nula, y por tanto la f.e.m. inducida también y por tanto la fuerza resultante también sería nula. En un motor eléctrico el par es proporcional al flujo y a la intensidad. Al situar ahora una espira cortocircuitada en el interior del estator, y al ser flujo rotatorio, la variación de dicho flujo induce una fuerza electromotriz que crea unas corrientes en el rótor. Estas corrientes, en presencia del campo magnético del estator crean un par de fuerzas que hacen girar al rótor. Es decir, que para que se induzca corriente debe haber movimiento relativo entre el flujo rotatorio y el rótor. Si el rótor gira a la vez que el flujo, desaparece la corriente y por tanto el par de fuerzas. Para que se cree par de fuerzas y por lo tanto el motor gire la velocidad del rótor deberá ser ligeramente inferior a la del flujo del estator (velocidad de sincronismo, n1 =

f × 60 ). A esta velocidad, la real del motor, le p

llamamos velocidad de asincronismo (n2). A la diferencia entre ambas velocidades le llamamos deslizamiento (s) y varía entre valores de 0 a 1, muchas veces se indica en % y suele estar comprendido entre 1% para los motores grandes y 8% para los motores pequeños.

s=

n1 - n 2 n1

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Del análisis matemático de la figura anterior y de las gráficas posteriores llegamos a las siguientes conclusiones: La característica mecánica de los motores de inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena carga. El par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal. El par máximo NO depende de la resistencia rotórica RR´. El par máximo en un motor asíncrono es superior al nominal y al de arranque. El deslizamiento al que se produce el par máximo si depende de la resistencia retórica RR´. Ésta propiedad se usa para el arranque mediante inserción de resistencias en máquinas de rotor bobinado. El par de arranque tiene que ser superior el par resistente de la carga al nominal para permitir que el motor se ponga en marcha. Para un determinado deslizamiento, el par varía con el cuadrado de la tensión. En el momento del arranque la intensidad se dispara ya que la resistencia de la potencia mecánica entregada es cero dado que el deslizamiento es s=1 y la intensidad está solamente limitada por los valores de las impedancias del estator y del rotor. Si aumenta el par que debe realizar el motor, éste baja su velocidad, aumentando el deslizamiento e induciendo mayores f.e.m. y corrientes, capaces de provocar el aumento de par necesario.

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El punto de funcionamiento del motor es la intersección de la curva del par motor con la del par resistente. Esto ocurre para el par nominal del motor en torno al 92-98% de la velocidad de sincronismo (zona de la derecha de la curva). Si el par resistente disminuye, la intersección tiene lugar más a la derecha, a una velocidad algo mayor, mientras que si el par resistente aumenta, el motor reduce su velocidad.

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MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Potencia nominal del motor

Constante máxima de proporcionalidad entre la intensidad de la corriente de arranque y la de plena carga

Potencia nominal del motor

Constante máxima de proporcionalidad entre la intensidad de la corriente de arranque y la de plena carga

De 0,75 kW a 1,5 kW

2,5

De 0,75 kW a 1,5 kW

4,5

De 1,5 kW a 5 kW

2,0

De 1,5 kW a 5 kW

3,0

1,5

De 5,0 kW a 15 kW

2,0

De mas de 15,0 kW

1,5

De mas de 5 kW

MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO DE ROTOR EN CORTOCIRCUITO (JAULA DE ARDILLA)

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO SIMPLIFICADO

El motor asíncrono trifásico de rotor en cortocircuito consta de tres bobinas independientes distribuidas en el estator según criterios de velocidad y potencia. Cada una de ellas tiene un principio y un final: bobina U1-U2 (U-X), bobina V1-V2 (V-Y) y bobina W1-W2 (W-Z). En estos motores los fabricantes desplazan los finales de las bobinas un lugar para facilitar la conexión triángulo en un arranque directo (ver figura). 16

CONEXIONADO DE UN MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO El motor asíncrono trifásico de rotor en cortocircuito es una máquina bitensión, es decir, se puede alimentar a dos redes de alimentación con tensiones diferentes. Para que funciones correctamente a dos tensiones diferentes y no peligre la integridad del motor se bebe conectar correctamente la placa de bornas y la alimentación. Las posibles conexiones en la placa son: estrella y triángulo. Para poder realizar correctamente el conexionado debemos definir antes ciertas magnitudes características de los sistemas trifásicos: La diferencia de potencial de la red de alimentación se denomina tensión de línea VL y la diferencia de potencial en extremos de cada bobina se denomina tensión de fase VF. La intensidad que pasa por cada uno de los conductores de alimentación se denomina intensidad de línea IL y la intensidad que pasa por cada una de las bobinas se denomina intensidad de fase IF. Debemos tener en cuenta que las tres bobinas son iguales (longitud y sección) y por lo tanto los valores de línea y fase deberían ser iguales entre ellos.

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Dependiendo del tipo de conexión existe una relación matemática entre los valores de línea y de fase: IL En conexión triángulo VF = VL --- IF = 3 En conexión estrella VF =

VL 3

--- IF = IL

Los fabricantes de los motores asíncronos trifásicos diseñan los motores para que cada bobina sea alimentada a una determinada tensión. Si alimentamos las bobinas a una tensión diferente a la prevista por el fabricante podemos dañar el motor de forma importante.

En la placa de características del motor el fabricante nos indicará los dos posibles tensiones de línea VL a las que puedo alimentar en motor (ver recuadro interior de la figura). La menor de las tensiones corresponde con la conexión triángulo y es la tensión máxima a la que se puede alimentar cada bobina. Si nos equivocamos se puede quemar el motor. En la figura anterior observamos que el fabricante nos indica también las intensidades de línea IL de cada una de las conexiones. De la comparación observamos que IL en conexión triángulo es mayor que la intensidad de línea IL en conexión estrella. La intensidad en estrella es la máxima que puede pasar por cada bobia. La potencia eléctrica del motor es igual, tanto en conexión triángulo como en conexión estrella, a: P = 3 × VL × IL × cos ϕ

VELOCIDAD DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS La velocidad de los motores asíncronos (n) depende de la frecuencia (f) de la red de alimentación (en España 50 Hz) y de los pares de polos magnéticos (N-S) del motor (los pares de polos los decida el fabricante) (p) y se utiliza como unidad las revoluciones por minuto r.p.m. (número e vueltas de un motor en un minuto): f × 60 n= Debemos tener en cuenta que un motor asíncrono gira a una velocidad ligeramente p inferior al resultado de la fórmula anterior debido al fenómeno del deslizamiento, necesario para que el motor gire y tenga suficiente fuerza (par motor). 18

ELECCIÓN DE MOTORES ELÉCTRICOS ELECCIÓN DEL MOTOR

Antes de determinar la potencia debe escogerse el tipo de motor en función del tipo de servicio que vaya a realizar; el primer paso en la elección del motor consistirá en determinar si el motor debe ser: abierto protegido o cerrado. 1. Construcción abierta: es más barata y tiene la ventaja de una fácil conservación ya que inducido, cojinetes y escobillas son fácilmente accesibles. El módulo de inercia es mínimo. Estos motores no se pueden utilizar ni en intemperie ni en atmósferas poco favorables (húmedas o polvorientas). 2. Construcción protegida: mismas ventajas que la construcción abierta, se suele proteger a los motores contra goteo, se pueden emplear en intemperie si la protección contra la lluvia es total incluso suponiendo una dirección de lluvia casi horizontal. 3. Construcción cerrada: ideales para intemperie o interiores con atmósferas desfavorables (polvorientas, húmedas o cargadas de ácidos), lugares donde puedan tener lugar proyecciones de agua u objetos o siempre que se requiera una construcción especialmente robusta.

Para la elección del motor deberá también tenerse en cuenta el número de revoluciones, habrá que elegir velocidades normales de serie, las velocidades anormales encarecen la instalación y dificultan posteriormente las sustituciones. Como regla general la potencia de un motor es tanto más grande cuanto mayor sea el número de revoluciones. Para la elección del tamaño de los motores deberá tenerse en cuenta el tipo de servicio que van a realizar, según la normativa para máquinas eléctricas, se distinguen las tres formas de trabajo siguientes: 1. Servicio permanente o continuo: El motor está funcionando constantemente o por lo menos durante algunas horas con plena carga, alcanzando así su temperatura final, Tmax. Esta temperatura no debe sobrepasar el límite fijado por la normativa

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2. Servicio de corta duración: La carga actúa con toda intensidad durante un corto tiempo, a este estado le sigue una marcha en vacío o la desconexión, que da tiempo al enfriamiento del motor. La potencia nominal en este tipo de servicio será aquella que puede suministrar el motor durante el tiempo convenido sin calentamiento excesivo. 3. Servicio intermitente: Alternan el tiempo de funcionamiento que llamaremos tf, y el tiempo de reposo que llamaremos tr, el tiempo de ciclo que llamaremos tc, será la suma de ambos (tc= tf+ tr), dicho tc no debe sobrepasar de un tiempo t que permita al motor enfriarse completamente, de esta forma la temperatura va aumentando escalonadamente hasta el valor final que tardará mas tiempo en alcanzarse que en el régimen continuo. Tipos de servicio primarios S1 - S9 Para los fines del diseño, la información sobre el tipo de servicio debe ser lo más exacta posible, ya que la potencia generada puede variar mucho respecto a la potencia de salida continua. El número de tipos de servicio posibles es por ello teóricamente ilimitado. Para facilitar el entendimiento entre fabricantes y operadores, se han detallado nueve tipos de servicio principales (S1 - S9) en IEC 34. Casi todos los casos que ocurren en la práctica pueden asignarse a uno de estos tipos de servicio:

Los fabricantes de motores deben asignar la capacidad de carga del motor a uno de estos tipos de servicio definidos y, donde sea necesario, proporcionar los valores de tiempo de funcionamiento, periodo de carga o ciclo de servicio relativo. Temperatura ambiente en el lugar de instalación: Mínima -15°C, máxima +40°C. Si los motores tienen que funcionar en lugares que tengan una altitud comprendida entre 1000 y 4000 m o en caso en que la temperatura ambiente esté comprendida entre 40 y

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60°C, será necesario aplicar a la potencia del motor un coeficiente de corrección que permita que el motor mantenga su propia reserva térmica (temperatura máxima alcanzada por los bobinados en condiciones nominales de ejecución).

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PLACA DE CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR

ELECCIÓN SIMPLE DE UN MOTOR ELÉCTRICO La forma más sencilla para elegir un motor es partiendo del par resistente de la carga (Mr) que se debe dar como dato y a partir de éste y de la velocidad a la que tiene que girar la máquina, calcular la potencia mecánica mínima Pmm que debe desarrollar el motor. EJEMPLO Elegir el motor para vencer un par resistente Mr = 23 Nm si la máquina está diseñada para girar a 3.000 r.p.m: Calculamos la potencia mecánica mínima

Pmm = Mr × ω = Mr ×

2× π × v 2 × π × 3.000 = 23 × = 7.225,66W 60 60

Debemos tener en cuenta la potencia calculada habría que ajustarla a la velocidad real (asincronismo) para asegurarnos la idoneidad del motor. Vamos al catálogo de fabricante y escogemos un modelo de motor con una potencia nominal entre un 5% y un 25 % mayor que la calculada, es decir entre 7.587 W y 9.032 W, en este caso podrían ser: el M112Mc o el M132Sb (muy ajustados) o el M132Ma (sobredimensionado):

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El rendimiento máximo se obtiene cuando éste opera entre el 75% y el 95% de su potencia nominal y cae bruscamente para cargas reducidas o cuando trabaja sobrecargado. Adicionalmente los motores de inducción a cargas bajas o en vacío tienen un factor de potencia muy bajo. En los resultados del ejercicio anterior no hay un criterio claro de elección. Si se eligen los motores de 7.500 W, éstos funcionarán al 97%, aumentando el calentamiento; si escogemos el de 11.000 W, estará sobredimensionado y aumentará el factor de potencia de la instalación y por lo tanto la potencia reactiva. La decisión definitiva dependerá de los factores que analizados en apartados anteriores, donde los factores económicos también hay que tenerlos en cuenta.

PROTECCIONES ELÉCTRICAS ESPECÍFICAS PARA MOTORES ASÍNCRONOS

CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJA TENSIÓN Los cortacircuitos fusibles son el medio más antiguo de protección de los circuitos eléctricos y se basan en la fusión por efecto de Joule de un hilo o lámina intercalada en la línea como punto débil. Los cortacircuitos fusibles o simplemente fusibles son de formas y tamaños muy diferentes según sea la intensidad para la que deben fundirse, la tensión de los circuitos donde se empleen y el lugar donde se coloquen. El conductor fusible tiene sección circular cuando la corriente que controla es pequeña, o está formado por láminas si la corriente es grande. En ambos casos el material de que están formados es siempre un metal o aleación de bajo punto de fusión a base de plomo, estaño, zinc, etc. Los fusibles se dividen en dos tipos en las instalaciones de baja tensión g (propósito general) y a (fisibles de acompañamiento, deben ir asociados con una protección térmica): gL (fusible de uso general, protección de cables y conductores). gG (fusibles de uso general, presentan las mismas aplicaciones que los gL pero con una respuesta de disparo mas lenta). gR (fusibles para protección de semiconductores, aparatos electrónicos). gB (para equipos de minas) aM (fusible de acompañamiento de Motor, debe ir asociado con relé de intensidad o magnetotérmico). aR (fusibles para protección de semiconductores, aparatos electrónicos. Debe ir asociado con magnetotérmico).

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Los fusibles de tipo gL se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada su curva de fusión "intensidadtiempo" para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. Los fusibles de tipo aM, especialmente diseñados para la protección de motores, tienen una respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de protección propios del motor, mientras que las intensidades superiores deberán ser interrumpidas por los fusibles aM. La intensidad nominal de un fusible, así como su poder de corte, son las dos características que definen a un fusible. La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento para la cual el fusible ha sido proyectado, y el poder de corte es la intensidad máxima de cortocircuito capaz de poder ser interrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamaño de un fusible depende del poder de corte para el que ha sido diseñado, normalmente comprendido entre 6.000 y 100.000A. Un gran inconveniente de los fusibles es la imprecisión que tiene su curva característica de fusión frente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los interruptores automáticos. Esto equivale a decir que la banda de dispersión de los fusibles es mayor que la de los interruptores automáticos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de los fusibles. Así mismo, la independencia de actuación de los fusibles en una línea trifásica supone un serio problema, ya que con la fusión de uno de ellos se deja a la línea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva. La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello dependerá el buen funcionamiento de los circuitos. Idéntico problema se nos presentara con la selectividad de los interruptores automáticos. Entre la fuente de energía y el lugar de defecto suele haber varios aparatos de protección contra cortocircuitos. Para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen de forma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible más próximo al lugar de defecto. Si por alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente, y así sucesivamente. La selectividad entre dos fusibles se determina gráficamente mediante la comparación de ambas características de disparo; para ello, las curvas, a la misma escala, no deben cortarse ni ser tangentes. Esto es cierto en el caso de sobrecargas y pequeñas intensidades de cortocircuito, pero no lo es en el caso de intensidades muy grandes de cortocircuito, ya que aquí los tiempos de

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fusión son extremadamente cortos y solamente es posible la selectividad en fusibles con una notable diferencia de valor nominal de la intensidad. Según la norma VDE 0636, los fusibles cuyas intensidades nominales se encuentren en la relación 1:1.6, deben de poder desconectar de forma selectiva. La norma CEI 269-2, no es tan exigente, y dice que sólo los fusibles cuyas intensidades nominales estén en la relación 1:2 pueden desconectar de forma selectiva.

EL RELÉ TÉRMICO DE INTENSIDAD La misión de un relé térmico de intensidad es proteger al motor contra sobre intensidades (sobrecarga) del motor. Los relés térmicos de intensidad se dividen principalmente en dos variedades según su tecnología de funcionamiento: bimetálicos y electrónicos. Relés térmicos de sobrecarga bimetálicos Realizan, mediante asociación con un contactor, la protección del motor y la línea del equipo contra las sobrecargas bajas y prolongadas. Deben estar protegidos contra las sobreintensidades fuertes mediante un disyuntor o con fusibles. Estos relés se pueden utilizar en corriente alterna o continua y por lo general: - Son tripolares. - Están compensados, es decir, son insensibles a las variaciones de la temperatura ambiente. Son de rearme manual o automático. - Están graduados en “amperios motor”: visualización directa de la corriente en la placa de características del motor. - Pueden también ser sensibles a una pérdida de fase: es el concepto de diferencial. Esta función responde a la norma IEC 60947-4-1 y 60947-6-2. Este tipo de relés ofrece una fi abilidad excelente y su coste es relativamente bajo. Relés térmicos de sobrecarga electrónicos Los relés térmicos de sobrecarga electrónicos cuentan con las ventajas de la electrónica, que permite crear una imagen térmica del motor más elaborada. Pueden asociarse a productos con funciones adicionales, como por ejemplo: - El control de la temperatura con sondas PTC. - La protección contra los bloqueos y sobrepares. - La protección contra las inversiones de fase. - La protección contra los fallos de aislamiento. - La protección contra el funcionamiento en vacío. - La función de alarma. En general los relés de intensidad de casi todos los fabricantes con compensados, es decir: En un relé térmico básico la curvatura que adoptan las biláminas no solo se debe al recalentamiento que provoca la corriente que circula en las fases, sino también a los cambios de la temperatura ambiente. Este factor ambiental se corrige con una bilámina de compensación sensible únicamente a los cambios de la temperatura ambiente y que esta montada en oposición a las biláminas principales. Cuando no hay corriente, la curvatura de las biláminas se debe a la temperatura ambiente. Esta curvatura se corrige con la de la bilámina de compensación, de forma tal que los cambios de la temperatura ambiente no afecten a la posición del tope de sujeción. Por lo tanto, la curvatura causada por la corriente es la única que puede mover el tope provocando el disparo. Los reles térmicos compensados son insensibles a los cambios de la temperatura ambiente, normalmente comprendidos entre 40 C y + 60 C.

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Además de esta característica los relés de intensidad están diseñados de forma diferencial para detectar un desequilibrio o falta en alguna de las fases. En la imagen observamos los elementos de control de dos relés térmicos del fabricante Schneider. 1 Botón de ajuste Ir. 2 Botón Test. El accionamiento del botón Test permite: – El control del cableado del circuito de mando. – La simulación del disparo del relé (acción en los 2 contactos “NC” y “NA”). 3 Botón Stop. Actúa sobre el contacto “NC” y no tiene efecto en el contacto “NA”. 4 Botón de rearme. 5 Visualización del disparo. 6 Enclavamiento por precintado de la carcasa. 7 Selector entre rearme manual y automático.

CURVA DE DISPARO DEL RELÉ TÉRMICO DE INTENSIDAD Los relés térmicos se dividen en clases según el tiempo de duración del arranque: Clase 10: hasta 10 segundos. Clase 20: hasta 20 segundos. Clase 30: hasta 30 segundos.

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DISYUNTORES PARA MOTOR MAGNÉTICOS Estos disyuntores llevan a cabo, dentro de los límites de su poder de corte, la protección de las instalaciones contra los cortocircuitos. Los disyuntores magnéticos realizan de serie un corte omnipolar. Para corrientes de cortocircuito poco elevadas, el funcionamiento de los disyuntores es más rápido que el los fusibles. Esta protección cumple la norma IEC 60947-2. Los efectos térmicos y electrodinámicos también están limitados, de ahí una mayor protección de los cables y los equipos. Los disyuntores magnéticos deben asociarse a relés de intensidad. La elección correcta de un interruptor automático debería de hacerse con los dos valores de poder de corte que indica la norma UNE-EN60947.2: Icu e Ics. Por exigencias de las normas y el REBT el poder de corte mínimo a considerar es la Icu (Intensidad de cortocircuito última con el ensayo " A-C-A ), este debe de ser igual o superior a la Icc en el punto de la instalación considerado.

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El PdC Ics se define como un porcentaje de la Icu (25, 50, 75 o 100%), además los ensayos que se indican en la norma exigen que el equipo sea capaz de realizar la secuencia de maniobras en cortocircuito " A-C-A--C-A", con esta secuencia tendremos pues tres aperturas y dos cierres en cortocircuito y en las condiciones de ensayo. Al ser el ensayo de la Ics más exigente que para la Icu cuanto mayor valor de porcentaje de la Icu (óptimo 100%) se indica en un interruptor automático mayor es su robustez eléctrica y mecánica. La corriente de disparo es aproximadamente 13 veces el calibre de la protección magnética. El valor masmenos nos indica el margen de disparo. La intensidad de arranque de un motor no debe ser superior al valor mínimo del margen de disparo Id20%.

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DISYUNTORES PARA MOTOR MAGNETOTÉRMICOS

Los criterios de análisis son una mezcla entre un relé térmico de intensidad y un disyuntor magnético. Con una protección de este tipo se puede proteger totalmente el motor. La principal diferencia con respecto a los magnetotérmicos de circuitos de viviendas es que se puede regular la intensidad de disparo térmica (sobreintensidad).

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INTENSIDAD NOMINAL MÍNIMA ADMISIBLE EN UN FUSIBLE aM O UN DISYUNTOR MAGNÉTICO La intensidad nominal mínima del fusible de protección de un motor se determina a partir de la intensidad de arranque y del tiempo de arranque del mismo. En un arranque normal un fusible no debe fundir ni envejecer. En los motores de jaula (arranque directo) la intensidad de arranque es aproximadamente de 4 a 8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque depende del par de giro del motor y del momento de inercia de todas las masas a acelerar; este tiempo suele estar comprendido entre 0,2 y 4 segundos, pudiendo ser mayor en casos especiales de "arranque difícil". En los motores de anillos rozantes y motores de jaula con arranque estrellatriángulo, la intensidad de arranque suele estar comprendida entre 1,1 y 2,8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque en estos casos varía muy ampliamente. Para tiempos de arranque de hasta 5 segundos, la intensidad nominal del fusible puede ser igual a la intensidad nominal de empleo del motor, pero para valores iguales o superiores es conveniente determinar la intensidad nominal del fusible, teniendo en cuenta las curvas características intensidad-tiempo de arranque del motor y del relé térmico de protección. Seguidamente veamos el caso de un motor cuya intensidad de arranque es seis veces el valor nominal y el tiempo de arranque es de cinco segundos. La intensidad nominal mínima del fusible o del disyuntor magnético la podemos obtener mediante la intersección de dos líneas, la determinada por el tiempo de arranque tA y la correspondiente a 0,85 de la intensidad nominal IA. El punto así determinado nos marca el límite inferior de la banda de dispersión del fusible o la del margen inferior disparo del disyuntor magnético, por lo tanto el fusible o disyuntor elegido deberá pasar por encima de este punto. Observando la curva característica de la protección térmica F1 y la curva característica del fusible elegido F2, podremos observar cómo la actuación de relé térmico se extiende hasta diez veces la intensidad nominal (intersección de F1 con F2), y a partir de este valor será el fusible o disyuntor el encargado de proteger el motor.

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CONTACTORES DEFINICIONES Corriente nominal de empleo (Ie.): La corriente nominal de empleo es la indicada en el aparato y esta definida a valores nominales de tensión y frecuencia, para una determinada categoría y de acuerdo al tipo de envoltura de protección. Corriente nominal térmica (Ith.): La corriente nominal térmica de un contactor es la máxima corriente que puede soportar durante 8 horas de servicio sin que la temperatura de las diversas partes exceda el límite especificado por las normas, en ausencia de maniobras de cierre y apertura, estando sin caja y al aire libre (en ambiente interior razonablemente exento de polvo y sin radiaciones externas). Tensión nominal de empleo (Ue.): La tensión nominal de empleo de un contactor es el valor de tensión que combinado con el valor de corriente nominal de empleo, determina la aplicación del contactor y al que están referidos el poder de cierre y apertura, el tipo de servicio y la categoría de empleo. A un contactor puede asignarse un número de combinaciones de tensiones y corrientes nominales de trabajo para diferentes servicios y categorías de utilización. Tensión nominal de aislamiento (Ui): La tensión nominal de aislamiento de un contactor es el valor de tensión al cual se refieren las pruebas dieléctricas, las distancias en el aire y las longitudes de contorneo. Potencia nominal de empleo: Es la máxima potencia que un contactor puede controlar y esta generalmente definida con valores que se corresponden con las potencias de motores normalizados. Vida mecánica: Se refiere a la resistencia al desgaste mecánico. Se caracteriza por el número de operaciones sin carga (es decir sin corriente en los contactos principales) que pueden realizar el 90% o más cantidad de contactores de un determinado tipo antes que sea necesaria la reparación o el reemplazo de sus partes mecánicas. Se permite, sin embargo, el mantenimiento normal que incluye el reemplazo de los contactos. Vida eléctrica: Se refiere a la resistencia al desgaste eléctrico. Se caracteriza por el número de operaciones con carga correspondiente a las condiciones de servicio definidas que pueden realizar el 90% o más cantidad de contactores de un determinado tipo antes que sea necesaria la reparación o el reemplazo de sus contactos. Capacidad nominal de cierre: La capacidad nominal de cierre de un contactor es un valor de corriente determinado bajo condiciones estacionarias que el contactor puede establecer sin que se suelden o haya un desgaste exagerado de sus contactos o emisión excesiva de llama, bajo condiciones de cierre establecidas. Capacidad nominal de apertura: La capacidad nominal de apertura de un contactor es un valor de corriente que el contactor puede interrumpir sin un desgaste exagerado de los contactos o emisión excesiva de llama, bajo condiciones establecidas de apertura y a la tensión nominal de empleo.

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CATEGORÍAS DE EMPLEO

Categoría AC-41: Se aplica a todos los aparatos de utilización de corriente alterna (receptores), cuyo factor de potencia es al menos igual a 0,95 (cos ∏ y 0,95). Cargas no inductivas o escasamente inductivas. Ejemplos de utilización: calefacción, distribución. Categoría AC-42: Esta categoría controla el arranque, el frenado en contracorriente así como la marcha por “sacudidas” de los motores de anillos. - En el cierre, el contactor-disyuntor establece la corriente de arranque, cercana a 2,5 veces la corriente nominal del motor. - En la apertura, debe cortar la corriente de arranque, con una tensión a lo sumo igual a la tensión de la red. Categoría AC-43: Concierne a los motores de jaula cuyo corte se efectúa con el motor lanzado, se admiten la marcha por “sacudidas” o las inversiones de sentido de marcha ocasionales de duración limitada si el número de maniobras no supera 5 por minuto o 10 para una duración de 10 minutos. - En el cierre, el contactor-disyuntor establece la corriente de arranque que es de 5 a 7 veces la corriente nominal del motor. - En la apertura, corta la corriente nominal absorbida por el motor, en ese momento, la tensión en las bornas de sus polos es del orden de un 20% de la tensión de la red. El corte sigue siendo fácil. Ejemplos de utilización: todos los motores de jaula corrientes: ascensores, escaleras mecánicas, cintas transportadores, elevadores de cangilones, compresores, bombas, trituradoras, climatizadores, etc. Categoría AC-44: Esta categoría concierne a las aplicaciones con frenado en contracorriente, inversión de sentido de marcha y marcha por “sacudidas”, con motores de jaula o de anillos. El contactor-disyuntor se cierra con un pico de corriente que puede alcanzar de 5 a 7 veces la corriente nominal del motor. Cuando se abre, corta esta misma corriente con una tensión tanto más importante cuanto más reducida es la velocidad del motor. Esta tensión puede ser igual a la de la red. El corte es severo. Ejemplos de utilización: máquinas de impresión, trefilería, elevación, metalurgia.

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VIDA ELÉCTRICA

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TIPOS DE MAGNETOTÉRMICOS Curva B. Protección de instalaciones de cables de longitud considerable y generadores de corriente. . El disparo térmico es lento y el disparo magnético es rápido; 3-5 In. Curva C. Se utilizan en el sector terciario-industrial en edificios e industrias. El disparo térmico es lento y el disparo magnético es medio, 5-10 In Curva D. Se utilizan en el sector terciario-industrial en edificios e industrias, en especial para la protección de motores con arranques muy exigentes y de larga duración. El disparo térmico es lento y el disparo magnético es muy lento,, 10-20 In. Curva K. Protección de motores. El disparo térmico es rápido y el disparo magnético es lento, 1014 In. Curva Z. Protección de equipos informáticos y electrónicos. El disparo térmico es rápido y el disparo magnético es rápido, 2,4-3,6 In. Curva ICP-M. Es un interruptor magnetotérmico que utilizan las compañías eléctricas para realizar un control de la potencia consumida. Se le conoce como interruptor de control de potencia de rearme manual. Curva MA. Protección sólo magnética, no tiene protección térmica. Utilizados en instalaciones de motores con relé térmico de intensidad, 12-14 In. Curva U. Protección de receptores en general, actualmente se ha sustituido por los interruptores magnetotérmicos curva C. Curva L. Protección de cables, actualmente se ha sustituido por los interruptores magnetotérmicos de curva B.

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Tipos de selectividad: _Selectividad amperimétrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito ante cortocircuitos, antes de que lo haga el superior. _Selectividad cronométrica. El interruptor que esté aguas abajo debe cortar el circuito en un tiempo inferior al de aguas arriba para una misma sobreintensidad. _Filiación. Efecto cascada o protección back-up. Permite el empleo de un interruptor con un poder de corte inferior a la corriente de cortocircuito prevista en el punto donde está instalado, con la condición de que exista otro dispositivo de protección instalado aguas arriba que posea el poder de corte necesario.

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GRADOS DE PROTECCIÓN PARA ENVOLVENTES DE MATERIAL ELÉCTRICO DE BAJA TENSIÓN CÓDIGO IP El código IP es un sistema de identificación para indicar los grados de protección proporcionados por la envolvente contra el acceso a las partes peligrosas, contra la penetración de cuerpos sólidos extraños, contra la penetración de agua y para suministrar una información adicional unida a la referida protección. Este código IP esta formador por dos números de una cifra cada uno, situados inmediatamente después de las letras "IP" y que son independientes uno del otro. •

El número que está en primer lugar, normalmente denominado como "primera cifra característica", indica la protección de las personas contra el acceso a partes peligrosas (típicamente partes bajo tensión o piezas en movimiento que no sen ejes rotativos o análogos), limitando o impidiendo la penetración de una parte del cuerpo humano o de un objeto agarrado por una persona y, garantizando simultáneamente, la protección del equipo contra la penetración de cuerpos extraños sólidos. La primera cifra característica está graduada de cero a seis y a medida que va aumentando el valor de dicha cifra, este indica que la medida del cuerpo sólido que la envolvente deja penetrar es menor.

•

El número que va en segundo lugar, normalmente denominados "segunda cifra característica", indica la protección del equipo en el interior de la envolvente contra los efectos perjudiciales debidos a la penetración de agua. La segunda cifra característica está graduada de forma similar a la primera, desde cero hasta ocho. A medida que va aumentando su valor, la cantidad de agua que intenta penetrar en el interior de la envolvente es mayor y también se proyecta en más direcciones (cifra 1 caída de gotas en vertical y cifra 4 proyección de agua en todas direcciones).

En ocasiones, algunas envolventes no tienen especificada una cifra característica, bien porque no es necesaria para una aplicación concreta, o bien porque no ha sido ensayada en ese aspecto. En este caso, la cifra característica correspondiente se sustituye por una "X", como por ejemplo, IP2X, que indica que la envolvente proporciona una determinada protección frente a la penetración de cuerpos sólidos, pero que no ha sido ensayada en lo referente a la penetración del agua. Puede darse el caso que una determinada envolvente proporcione dos grados de protección diferentes en función de la posición de montaje de la misma. Si este fuera el caso, siempre deberá indicarse este aspecto en las instrucciones que suministre el fabricante. CÓDIGO IK El código IK es un sistema de codificación para indicar el grado de protección proporcionado por una envolvente contra los impactos mecánicos nocivos, salvaguardo así los materiales o equipos en su interior. El código IK se designa con un número graduado de cero a diez; a medida que el número va aumentando indica que la energía del impacto mecánico sobre la envolvente es mayor. Este número siempre se muestra formado por dos cifras. Por ejemplo, el grado de protección IK 05, no quiere indicar más que es el número 5. 41

TABLA DE GRADOS DE PROTECCIÓN PARA ENVOLVENTES DE MATERIAL ELÉCTRICO DE BAJA TENSIÓN Primera cifra Segunda cifra Protección frente a cuerpos Protección frente a cuerpos Protección mecánica sólidos líquidos IP IP IK 0 Sin protección 0 Sin protección 00 Sin protección Protegida contra los cuerpos Protegida contra la caída Energía de choque = 0,15 julios 1 1 01 sólidos de más de 50 mm. vertical de gotas de agua. 0,2 kg a 70 mm Protegida contra la caída Protegida contra los cuerpos vertical de gotas de agua con Energía de choque = 0,2 julios 2 2 02 sólidos de más de 12 mm. 0,2 kg a 100 mm una inclinación máxima de 15º. Protegida contra los cuerpos Protegida contra la lluvia fina Energía de choque = 0,35 julios 3 3 03 sólidos de más de 2.5 mm. (pulverizada) 0,2 kg a 175 mm Protegida contra los cuerpos Protegida contra proyecciones Energía de choque = 0,5 julios 4 4 04 sólidos de más de 1 mm. de agua. 0,2 kg a 250 mm Protegida contra la Protegida contra chorros de Energía de choque = 0,7 julios 5 5 05 penetración de polvo. agua. 0,2 kg a 350 mm Protegida contra fuertes Energía de choque = 1 julio 6 Totalmente estanca. 6 chorros de agua o contra la 06 0,5 kg a 200 mm mar gruesa. Protegida contra los efectos Energía de choque = 2 julios 7 07 de la inmersión. 0,5 kg a 400 mm Protegida contra la inmersión Energía de choque = 5 julios 8 08 prolongada. 1,7 kg a 295 mm Energía de choque = 10 julios 09 5 kg a 200 mm Energía de choque = 20 julios 10 5 kg a 400 mm FUENTE: www.electricosonline.com

ELECCIÓN DE PLACA SOPORTE Y ARMARIO Para una elección coherente de la placa soporte y el armario hay que conocer previamente los siguientes datos: - Conocer el lugar donde se va montar el cuadro para tener en cuenta espacio, grados de protección IP e IK. - Tener clara la instalación eléctrica o el automatismo a montar. - Disponer de los esquemas eléctricos correspondientes. - Haber elegido los materiales según lo indicado en el esquema y las características eléctricas específicas de los elementos (intensidad, sección, …). - Conocer las dimensiones de los elementos elegidos. - Realizar una distribución coherente de los elementos en la placa de montaje. - Tener en cuenta posibles ampliaciones. 42

RECOMENDACIONES A LA HORA DE HACER LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS EN LA PLACA -

Es recomendable que el espacio entre las bornas y los bordes inferior y superior de la chapa sean superiores a 40 mm. Es recomendable que el espacio entre los elementos y la canaleta no sea inferior a 30 mm. ELECCIÓN DE CUADRO ELDON

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ELECCIÓN DE CUADRO IDE

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ELECCIÓN DE CUADRO DEL VALLE

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CONTACTORES

RELÉ TÉRMICO DE INTENSIDAD

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CANALES

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PROTECCIONES

BORNAS DE CONEXIÓN FABRICANTE

PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT PHOENIX CONTACT

Nº DE A V REFERENCIA max max UK 1,5 N GRIS USLKG 1,5 TIERRA UK 2,5 N GRIS USLKG 2,5 TIERRA UK 3 N GRIS USLKG 3 TIERRA UK 5 N GRIS USLKG 5 TIERRA UK 6 N GRIS USLKG 6 TIERRA UK 10 N GRIS USLKG 10 TIERRA

17,5

24

32

41

57

76

500

800

800

800

800

800

SECCIÓN DEL CONDUCTOR mm2

ANCHURA mm

LONGITUD mm

PRECIO €

RÍGIDO

FLEXIBLE

0,14-1,5

0,14-1,5

4,2

42,5

1,13

0,14-1,5

0,14-1,5

4,2

42,5

2,16

0,2-4

0,2-2,5

5,2

42,5

1,22

0,2-4

0,2-2,5

5,2

42,5

2,32

0,2-4

0,2-2,5

5,2

42,5

1,45

0,2-4

0,2-2,5

5,2

42,5

2,54

0,2-6

0,4-4

6,2

42,5

1,60

0,2-6

0,4-4

6,2

42,5

2,72

0,2-10

0,2-6

8,2

42,5

1,82

0,2-10

0,2-6

8,2

42,5

2,93

0,5-16

0,5-10

10,2

42,5

1,99

0,5-16

0,5-10

10,2

42,5

3,05

CARRIL DIN SIMÉTRICO 35 X 7,5 X 2000 mm FABRICANTE

Nº DE REFERENCIA

PRECIO €

UXEX

RD 3575

2,58

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RELÉS TEMPORIZADOS El temporizador es un elemento de automatización que permite realizar una determinada maniobra al cabo de un tiempo determinado.

Exceptuando el caso de los temporizadores horarios la mayoría de los temporizadores funcionan de dos formas: - Inician la temporización en el momento que son activados, TEMPORIZADOR CON RETRASO A LA CONEXIÓN. -Necesitan ser activados pero no inician la temporización hasta que no son desactivados, TEMPORIZADOR CON RETRASO A LA DESCONEXIÓN (algunos automáticos de escalera).

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La numeración de los contactos de los temporizadores es la siguiente: - Si el temporizador está montado en un contacto o en un relé auxiliar: 55-56 para el cerrado y 6768 para el abierto. - Si el temporizador es un módulo independiente: 15-16 contacto cerrado, 27-28 contacto abierto, E

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PARTICULARIDADES DE UN ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO

En el arranque el par de arranque (Ma) y la intensidad en el arranque (Ia) se reducen a un tercio con respecto al arranque directo.

Recordemos que el arranque estrella-triángulo consiste en conectar las bobinas del motor en estrella para así reducir la intensidad de línea 3 y, simultáneamente, alimentar cada bobina del motor, consecuencia de la conexión estrella, con una tensión

3 veces menor, por lo que

reduciremos la intensidad otra vez 3 . Por lo tanto en un arranque estrella- triángulo la intensidad en el momento del arranque será tres veces menor que en un arranque directo en triángulo

Ia est =

Ia tri , y por lo tanto, controlamos el efecto indeseado del pico de intensidad. 3

Esta aparente ventaja conlleva una serie de modificaciones transitorias en las características nominales del motor: - La potencia también queda reducida a un tercio y por tanto el par nominal y el de arranque. Por lo tanto, antes de decidir realizar un arranque estrella-triángulo, hay que asegurarse de que el nuevo valor del par de arranque sea mayor que el par resistente de la carga a mover. Si no es así deberemos elegir otro tipo de arranque o cambiar de motor o ver la posibilidad de arrancar el motor en vacío para realizar posteriormente un acoplamiento a la carga.

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MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS DE VARIAS VELOCIDADES MOTORES DE DOS VELOCIDADES CONEXIÓN DAHLANDER El motor trifásico de dos velocidades conexión dahlander consta de tres bobinas con sus principios, finales y con una conexión eléctrica a los puntos medios de cada una de ellas accesible desde la placa de bornas. Los principios son conectados internamente de forma fija por el fabricante del motor: estrella (por constante), triángulo (potencia constante), dependiendo de las necesidades. Esta conexión no se debe modificar ya que cambiarían las características del motor. En ambos casos, alimentando los principios de las bobinas el motor inicia su movimiento en velocidad lenta (similar a un arranque directo). Si deseamos que el motor gire en velocidad rápida se cortocircuitan los principios y se alimenta por los puntos medios e las bobinas (doble estrella). Si queremos que el motor gire en lenta y en rápida en el mismo sentido habrá que alimentar con las mismas fases a las mismas letras tanto en rápida como en lenta. Si por el contrario necesitamos que en cada velocidad gire en un sentido invertiremos dos de las fases en una de las velocidades. Estos motores solo tienen una tensión de alimentación.

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La diferencia entre los dos motores es su repuesta, potencia y par, en velocidad lenta y rápida. A similar potencia en velocidad lenta entre los dos tipos el motores, el triángulo-doble estrella presenta en velocidad rápida una potencia muy similar a la lenta y, por lo tanto, al aumentar la velocidad, y variar poco la potencia, el par disminuye. El cambio en el motor estrella-doble estrella hay una gran diferencia de potencia entre velocidad lenta y rápida, siendo, en esta última, hasta cinco veces superior y en consecuencia el par es superior en rápida que en lenta. En cualquier caso, a igualdad de potencia en lenta, el motor-estrella doble estrella será de mayor tamaño que el triangulo-doble estrella. Observando las tabas vemos que la intensidad nominal, en lenta y rápida, en los dos motores es diferente y, por lo tanto, será necesario utilizar dos relés térmicos de intensidad en el caso del estrella-dobles estrella y conveniente en el caso del motor triángulo-doble estrella. En el caso de los motores Dahlander o de polos conmutables su tensión de alimentación es única. Parece obvio, pero en estos motores no es posible realizar un arranque estrella-triángulo.

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MOTORES DE DOS VELOCIDADES CON DOS BOBINADOS (DEVANADOS) SEPARADOS Estos motores están bobinados con seis bobinas, tres para la velocidad lenta y otras tres para la rápida. Se podría decir que son dos motores dentro de uno. El fabricante conecta internamente las bobinas de cada velocidad, en estrella o en triángulo, y saca el conexionado a la placa de bornas del motor. Tendremos seis bornas, tres para la lenta U1, V1 y W1 y tres para la rápida U2, V2 y W2. Si queremos que el motor gire en lenta y en rápida en el mismo sentido habrá que alimentar con las mismas fases a las mismas letras tanto en rápida como en lenta. Si por el contrario necesitamos que en cada velocidad gire en un sentido invertiremos dos de las fases en una de las velocidades. Bajo pedido se puede indicar al fabricante una placa de doce bornas Estos motores solo tienen una tensión de alimentación.

MOTORES DE TRES VELOCIDADES Estos motores se suelen fabricar con seis bobinas: tres correspondiente a un dahlander y otras tres a un bobinado independiente. Con el bobinado dahlander conseguimos la velocidad lenta y media y con el bobinado independiente la velocidad rápida. Estos motores tienen 9 bornas, aunque, bajo pedido, pueden tener 12 (acceso a principios y finales de bobinado independiente).

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MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA Y ARRANQUE POR CONDENSADOR En los dos tipos el motor monofásico consta de un bobinado principal y un bobinado auxiliar o de arranque.

PLACA DE BORNAS TÍPICA APROVECHANDO UNA PLACA DE MOTOR TRIFÁSICO

ALIMENTACIÓN SÓLO DEL BOBINADO PRINCIPAL: Relación gráfica de la tensión de alimentación y de la intensidad que circula por el bobinado principal.

ALIMENTACIÓN DEL BOBINADO PRINCIPAL Y EL DE ARRANQUE EN PARALELO (motor de fase partida): Relación gráfica de la tensión de alimentación, la intensidad que circula por el bobinado principal y la intensidad que pasa por el bobinado de arranque. Observamos que aparece un desfase entre las dos intensidades, esto crea un pequeño par y el motor puede arrancar. El devanado de arranque es de menos bobinas y con un hilo mucho más fino y por lo tanto con mayor resistencia y menor inductancia. Después de arrancado el motor, el bobinado de arranque se debe desconectar para evitar sobre calentamientos en el motor. ALIMENTACIÓN DEL BOBINADO PRINCIPAL, EL DE ARRANQUE EN SERIE CON UN CONDENSADOR, Y EL CONJUNTO EN PARALELO CON EL PRINCIPAL (motor con arranque por condensador): Relación gráfica de la tensión de alimentación, la intensidad que circula por el bobinado principal y la intensidad que pasa por el bobinado de arranque. Observamos que aparece un mayor desfase entre las dos intensidades y por lo tanto un mayor par de arranque. Después de arrancado el motor el bobinado de arranque-condensador se debe desconectar para evitar sobre calentamientos en el motor. En este tipo de motor el bobinado principal y el de arranque peden tener las mismas características.

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SENSORES DE PROPÓSITO GENERAL Pulsadores y/o interruptores Son los elementos mas habituales en cualquier automatización sea industrial o doméstica. Constan de un sistema mecánico, accionado manualmente, que permite cerrar o abrir un circuito eléctrico. La tendencia general en la automatización de viviendas o edificios es la utilización de pulsadores en lugar de interruptores, permitiendo, de esta manera, la utilización de solo un modelo con el consiguiente simplificación de la instalación y el abaratamiento de costes. Los pulsadores pueden ser de dos tipos: normalmente abiertos NA (en reposo, es decir, no estando accionados, el circuito está abierto) y normalmente cerrados NC (en reposo el circuito eléctrico está cerrado). De los dos modelos los mas utilizados son los primeros.

Detectores de posición (finales de carrera) Son una variación de los pulsadores. La diferencia principal es que el accionamiento lo realiza un elemento mecánico en movimiento (una parte una máquina, una puerta, etc). Los finales de carrera indican fin de recorrido, paso, ...

Detectores de posición electrónicos sin contacto mecánico Su característica principal es que no necesitan contacto físico para realizar su accionamiento, simplemente con que el elemento a detectar se coloque dentro su zona de alcance es suficiente para conseguir la maniobra de apertura o cierre de un circiuto.

Inductivos Constan esencialmente de un oscilador cuyo bobinado constituye la cara sensible del mismo. Frente a ésta se crea un campo magnético alterno. Cuando se coloca un objeto metálico en este campo, las corrientes inducidas generan una carga adicional que provoca la parada de las oscilaciones. Después, según las características del modelo elegido, se tendrá una señal de salida determinada a través de un contacto de cierre NA, de apertura NC o complementario NA+NC.

Capacitivos Constan esencialmente de un oscilador cuyos condensadores constituyen la cara sensible del mismo. Frente a ésta se crea un campo magnético alterno. Cuando un material, de cualquier tipo, se coloca en este campo, modifica las condiciones de acoplamiento y provoca las oscilaciones. Después, según las características del modelo elegido, se tendrá una señal de salida determinada a través de un contacto de cierre NA, de apertura NC. Su campo de aplicación es muy reducido debiendo tener muchas precauciones en la elección del material a detectar dada la influencia que cualquier sustancia provoca en el campo eléctrico del detector (detección de líquidos, productos polvorientos).

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Fotoeléctricos Se fundamentan en la emisión de un haz de luz por un emisor que es recibida por un receptor. Dicho haz puede estar dentro del espectro de luz visible o invisible. El receptor y el emisor pueden estar en el mismo cuerpo del detector o separados. Se dividen en dos grandes grupos: por bloqueo de luz emitida o por reenvío de luz emitida. Por bloqueo de luz emitida: la detección se produce cuando el objeto a detectar interrumpe el haz que el recepto recibe. Sistema barrera (emisor y receptor separados): gran alcance (hasta 50 metros), presentan una detección precisa y fiable adaptada a los entornos difíciles. Sistema reflex (emisor y receptor en el mismo cuerpo y espejo separado): la característica principal es la necesidad de la utilización de un espejo que refleje el haz hacia el receptor. Son de sencilla instalación y alcanzan hasta 8 metros. Sistema reflex polarizado: similar al anterior pero especialmente diseñado para detectar objetos brillantes. Su instalación es sencilla y alcanzan hasta 4 metros. Por reenvío de luz emitida: el emisor y el receptor se encuentran en el mismo cuerpo del detector y la reflexión del haz se produce en el objeto a detectar. Características técnicas generales de los detectores de posición electrónicos sin contacto mecánico. Se define el alcance nominal o alcance asignado (Sn) como el alcance como el alcance convencional que sirve para designar el aparato sin tener el cuenta las dispersiones (fabricación, temperatura, tensión). Se define el alcance trabajo (Sa) como el especio en el cual la detección de la sustancia es segura, sin importar las dispersiones de tensión y temperatura. El alcance de trabajo varía entre 0 x Sn ≤ Sa ≤ 0,81 x Sn.

Tipos según su señal de salida. Dos hilos: la alimentación del detector se realiza a través de la carga. Estando el detector desactivado circula una corriente (corriente de fuga) a través de la carga hacia él. Si se activa en los extremos del detector tenemos una tensión (tensión residual). Para la asociación de detectores a dos hilos en serie se deben tener en cuenta las siguientes precauciones: Cada detector se reparte la tensión de alimentación en estado no pasante. Es decir, U alimentación U detector = ——————— n detectores En la hipótesis en la que todos los detectores, tomados por separado, presentan una intensidad residual de valor idéntico. U del detector y U de alimentación deben ser compatibles con la gama de tensiones del detector.

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En la línea, si un solo detector se encuentra en el estado bloqueado, será alimentado con casi toda la tensión de alimentación. En estado pasante, cada detector produce una tensión residual. La tensión resultante en la carga será igual a la tensión de alimentación menos la suma de las tensiones residuales. Así pues, la carga se deberá elegir en consecuencia. La puesta en serie sólo es posible con aparatos multitensión: aparatos 110/220 V∼. Para la asociación de detectores de dos hilos en paralelo se deben de tener en cuenta las siguientes precauciones: No se aconseja la puesta en paralelo de estos detectores entre sí o con aparatos de contacto mecánico. Si uno de los aparatos se encuentra “en estado cerrado”, el detector en paralelo no está alimentado. Cuando el aparato pasa al estado abierto, el detector se encuentra en el caso de una puesta en tensión (retraso a la disponibilidad: tiempo de retardo desde que se alimenta el detector hasta que es capaz de realizar la detección). El funcionamiento sólo podría ser aceptable en la medida que los aparatos fueran accionados alternativamente (sólo uno activado). Conexiones a evitar: un detector a dos hilos no puede conectarse directamente a la alimentación, ya que esto provocaría la destrucción inmediata del aparato e implicaría un importante riesgo para el operario. Solución: colocar una carga apropiada siempre en serie con el detector Tres hilos: estos detectores constan de dos hilos para alimentación y un tercero para la transmisión de la señal de salida. Para la asociación de detectores a tres hilos en serie se deben tener en cuenta las siguientes precauciones: Por el detector nº 1 circula la corriente de la carga, aumentada por la suma de las corrientes consumidas sin carga por los demás detectores. En estado pasante, cada detector produce una caida de tensión (hasta 2,6 V en ciertos modelos), así pues, la carga se debe elegir en consecuencia. Cuando el detector 1 se cierra, el detector 2 sólo funcionará después de un tiempo T correspondiente al tiempo de retraso a la disponibilidad, y así sucesivamente. Se recomienda, por protección, la utilización de un diodo antiretorno cuando se utilice una carga inductiva (bobina de relé/contactor). Para la asociación de detectores de tres hilos en paralelo se deben de tener en cuenta las siguientes precauciones: 1- Se recomienda, por protección, la utilización de un diodo antiretorno cuando se utilice una carga inductiva (bobina de relé/contactor). Conexiones a evitar: cuando la carga está constituida por una lámpara de incandescencia, la resistencia en frío puede ser del orden de una décima parte de su

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resistencia en caliente, lo que provoca una corriente muy importante en el momento de la conmutación. Solución: prever una resistencia de precalentamiento del filamento en paralelo con el detector. Cinco hilos: en estos aparatos, los circuitos de alimentación y de salida están separados. El aislamiento galvánico detector/contacto del relé de salida es de 1500 a 2500 V según los modelos. La tensión máxima de cada contacto es de 250 V (CA).

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Sensores ligados a la gestión climática

Sensor de temperatura La misión del sensor de temperatura es conocer el grado de frío o calor en una lugar determinado. Las variantes de estos sensores vienen dadas por la precisión de la temperatura a medir y por el lugar donde se coloque. Procedente del primero de los criterios, la precisión, surge la primera de las clasificaciones, que distingue entre lo que se conoce como sonda de temperatura, y el frecuente y conocido termostato. La sonda de temperatura proporciona una información eléctrica proporcional a la temperatura que existe en el lugar, mientras que el termostato sólo proporciona dos valores eléctricos: uno para cuando la temperatura es superior a un valor prefijado, y otro para cuando la temperatura es inferior a tal valor. Procedente del criterio referente al lugar donde irá colocado el sensor encontramos las sondas de temperatura ambiente, sondas de inmersión y sondas para tubería o conducto. La diferencia entre estas sondas se basa en su empaquetado o formato externo, adecuado en cada caso para acoplarse a paredes, depósitos, conductos de aire o tuberías de agua. A continuación explicamos la naturaleza del elemento sensor, que puede estar apoyado en diferentes fenómenos eléctricos.

Termostato Los termostatos dan generalmente una salida de relé libre de tensión (abierto/cerrado), o lo que es lo mismo, dos posibles valores resistivos: resistencia infinita (abierto) o resistencia nula (cerrado). Es frecuente encontrar termostatos en controles climáticos no inteligentes, y en la mayoría de las viviendas. La característica principal de éstos es que el usuario puede determinar el punto de cambio o, lo que es lo mismo, regular el encendido/apagado de la climatización. Esta opción es también posible en las sondas no termostáticas.

Sensor de humedad Los sensores de humedad no son exclusivos de los sistemas de climatización, sino que a veces se encuentran en sistemas de riego y sistemas de seguridad eléctricos. No obstante su misión más frecuente será la de determinar el grado de humedad ambiente de cara a conseguir un ambiente interno en el edificio acorde con las condiciones de confort. Volvemos a encontramos con dos posibilidades: el sensor que detecta cuándo se supera un determinado valor de humedad (humidostato) y el sensor que devuelve una señal eléctrica proporcional a la humedad relativa del lugar (sonda de humedad).

Sensor de presión Los sensores de presión en instalaciones de climatización tienen por lo general misiones de supervisión de otros sistemas. Principalmente se dedicarán a detectar filtros sucios o válvulas cerradas en circuitos de agua impulsados por bombas eléctricas. Volvemos a encontrarnos con dos posibilidades: el sensor que detecta cuándo se supera un determinado valor de presión (presostato) y el sensor que devuelve una señal eléctrica proporcional a la presión del lugar (sonda de presión).

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Sensores ligados a la gestión contra incendio

Sensor Iónico El sensor más utilizado para la detección de humos es el sensor iónico. El elemento sensor en el caso del sensor iónico es una pequeña cámara de ionización. La actividad ionizadora procede de un núcleo radiactivo de poca potencia, pero de poder irradiante suficiente como para despegar electrones de la corteza de los átomos e ionizar las partículas de humo que penetran del exterior a la cámara. Consecuencia de la ionización, la conductividad del medio, en este caso del aire, aumenta. Entonces se produce una corriente eléctrica en los extremos de la cámara que es detectada por la central de incendio o por un circuito electrónico incluido en el mismo sensor como una disminución en la resistencia de la línea, o lo que es lo mismo, como un aumento en la intensidad de la corriente eléctrica. Téngase en cuenta por tanto que los sensores iónicos incorporan material radiactivo, y que por ello no deben ser manipulados o acercados a superficies o aparatos sensibles a la radiación.

Sensor Termo-velocinético Dentro de las características del fuego citaremos la generación de calor. El sensor termovelocinético se ocupa de detectar los cambios bruscos de temperatura presentes en un incendio. Básicamente es por tanto un sensor de temperatura, acompañado de la electrónica adecuada para determinar una condición de fuego.

Sensor óptico Nos faltaba por citar la característica de emisión luminosa del fuego. El sensor óptico se ocupa de interpretar las emisiones luminosas y detectar el fuego según unos patrones de luminosidad predeterminados. El elemento sensor en este caso suele ser una célula fotoeléctrica.

Sensor Infrarrojo Variante del sensor óptico en el que la radiación luminosa que se detecta procede del espectro infrarrojo, no visible por el ojo humano. Un cuerpo caliente emite una radiación luminosa infrarroja específica y diferente para cada temperatura. Basta con graduar el sensor para que detecte las emisiones infrarrojas procedentes de temperaturas superiores a cincuenta grados.

Barrera óptica Típica de techos y falsos techos, el sensor de barrera óptica se aprovecha de la condición de opacidad del humo. La barrera óptica está formada por un emisor luminoso y un receptor de la luz generada por el emisor. Ambos, emisor y receptor, están enfrentados. Así, cuando el humo se interpone entre emisor y receptor, el haz se interrumpe, el receptor no recibe luz y se supone la condición de incendio.

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Sensor óptico de humos Hemos hablado del sensor óptico de fuego basado en la detección de la radiación luminosa asociada al fuego. Ahora estudiaremos un tipo de sensor óptico que se basa en la detección, no de la luz, sino del humo asociado al fuego. Como alternativa al sensor iónico, y por dar con una variante ecológica que elimine el elemento radiactivo, aparece el sensor de humos óptico. El elemento sensor en este caso es una pequeña cámara de reflexión, a modo de laberinto, que dispone de una entrada y una salida. En condiciones normales, sin humo, un rayo dirigido hacia la entrada de la cámara de reflexión no es capaz de atravesar el laberinto interno y llegar a la salida. Sin embargo en condiciones de humo presente, el rayo rebota en las partículas de humo presentes en el laberinto (se conoce como efecto Tyndall), y consigue salir por el extremo opuesto de la cámara, siendo detectado en dicho extremo por un fotosensor.

Sensor de dilatación Volvemos a aprovechamos del calor. Este dilata un serpentín o un bulón metálico inmerso en un mecanismo, de forma que sobrepasada una temperatura el mecanismo cambia de estado y abre o cierra un circuito. El sensor de dilatación en sus variantes según el metal empleado, es frecuente y obligado en los sistemas automáticos no eléctricos de actuación contra incendio, tales como los famosos aspersores de techo (sprinklers).

Sensores ligados a la gestión contra intrusión/robo

Sensor de presencia por infrarrojos IR El sensor de infrarrojos es un sensor pasivo, lo que significa que no emite señal, sino que capta señales. En este caso intentará descubrir luces invisibles (pertenecientes al espectro infrarrojo) procedentes del cuerpo del posible intruso. ¿Qué hace por tanto el sensor de infrarrojos?. Pues muy fácil, detecta la radiación infrarroja del cuerpo humano al añadirle la condición de movimiento. Con esto, el sensor detecta finalmente cuerpos calientes en movimiento. De esta forma se evitan falsas alarmas producidas por movimientos de plantas, cuadros, puertas u otros típicos objetos existentes en una habitación objeto de vigilancia.

Sensor de movimiento por microondas Este es un sensor activo. Emite una señal, una onda electromagnética que rebota en el recinto a controlar y vuelve a ser recogida y detectada por el propio sensor. En estado de quietud, el tiempo desde que la onda se emite hasta que vuelve es constante, es decir no varía. Sin embargo, si un cuerpo se mueve en el radio de acción del sensor hará que el rebote de la onda varíe, y el tiempo entre la emisión y la vuelta al sensor se haga diferente. Así el sensor sabe que ha existido movimiento en el área vigilada.

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Es éste un sensor muy preciso, pero a su vez sólo debe ser empleado en lugares que impliquen un alto nivel de seguridad, y en áreas en las que no existan objetos móviles como plantas, ventanas o puertas, ya que en caso contrario se darán falsas alarmas con bastante asiduidad.

Sensor de presencia por ultrasonidos El fundamento de este sensor es idéntico al del sensor de microondas, salvo que la señal emitida, en vez de ser una onda electromagnética, es una onda de presión. Se denomina sonido a una onda de presión con una frecuencia perteneciente a la denominada banda audible. El oído humano es capaz de detectar ondas de presión en la banda audible, pero no por debajo ni por encima de la gama de frecuencias que esa banda abarca. Las ondas de presión de frecuencia superior a la de la banda audible se denominan ultrasonidos. La desventaja del sensor de ultrasonidos frente al sensor de microondas es el radio de acción, notablemente inferior en aquél. La desventaja del sensor de microondas es que en su radio de acción atraviesa paredes y obstáculos livianos, por lo que no puede aplicarse a recintos cerrados sino a áreas concretas. Es por eso por lo que para la protección del interior de vehículos se utilizan sensores de ultrasonidos.

Sensor de apertura de puertas/ventanas La misión del sensor de apertura de puertas y ventanas es precisamente eso: saber si la puerta o ventana está abierta o cerrada. El elemento sensor es un imán que cierra un circuito eléctrico ante la proximidad de otro imán. Caso de que no esté cerca el otro imán, el circuito eléctrico queda abierto. El sensor se coloca en el marco de la puerta, mientras que el segundo imán se coloca en la hoja de la puerta. Cuando la puerta está cerrada ambos imanes interactúan y el circuito eléctrico del sensor permanece cerrado. Al abrir la puerta, el segundo imán se aleja abriéndose el circuito eléctrico del sensor. Al sensor de apertura se le conoce también como sensor magnético.

Sensores de rotura de cristales Para detectar que un cristal se ha roto se utilizan principalmente dos técnicas: - Elemento sensor de vibración Pueden ser mecánicos o de ampolla de mercurio. Detectan la rotura de cristales y/o un golpe fuerte en ellos. Van adheridos al vidrio. - Elemento sensor tira conductora Una tira adhesiva de papel de aluminio se pega en el cristal. A través de la tira circula una corriente eléctrica producida desde un elemento terminal activo. Al romperse el cristal, la tira se

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rompe, el circuito se abre y no circula corriente. El elemento terminal detecta esta variación o paso de circuito cerrado a circuito abierto.

Sensor de alfombra pisada Este sensor es muy sencillo y su naturaleza es mecánica. Unas láminas metálicas ligeramente curvadas y enfrentadas se embuten en un envoltorio plástico. De uno de los extremos de cada lámina sale una borna para conectar a un circuito de detección. El envoltorio se coloca bajo la alfombra. Cuando la alfombra se pisa, las láminas se juntan y entran en contacto cerrando de esta forma el circuito.

Sensores ligados al control de presencia

Llave eléctrica o electrónica Sirve tanto para el control de presencia como para la conexión/desconexión de circuitos. Las llaves eléctricas están constituidas por un elemento mecánico accionado por un llave que abre o cierra un circuito eléctrico. Los modelos electrónicos además pueden programarse y detectar llaves falsas.

Lector de Teclado La principal característica del lector de teclado es la ausencia de medio físico para su uso, es decir, no se necesitan ni llaves, ni tarjetas, ni en general elementos portátiles susceptibles de perderse. Basta con recordar los códigos. Mediante el teclado, el usuario introduce un código compuesto normalmente por varios dígitos numéricos. Los teclados suelen ser programables para poder cambiar los códigos a voluntad. En función del código introducido el sistema puede recibir varias informaciones de las que resaltamos:

Código de apertura de puerta Un relé habilita el paso de tensión a un cerrojo eléctrico que permite la apertura de la puerta, a la vez el código puede quedar memorizado junto con la fecha y hora de la introducción. Si el código está ligado a un usuario, sabremos quién y a qué hora accede a un lugar determinado.

Código de atraco Se produce la apertura de la puerta, pero además se manda una señal a la central de robo para indicar una condición de atraco.

Código de pánico Se envía una señal de pánico, que implica a las centrales de robo e incendio.

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Lector de tarjetas El lector de tarjetas resulta indicado cuando para la identificación del usuario el sistema necesita una información amplia. Las tarjetas portan la información mediante tres técnicas principales:

Código de barras La información suele ser un código numérico largo.

Banda magnética La información que puede introducirse en una banda magnética es alfanumérica (texto y números). En la tarjeta puede introducirse el nombre, DNI, dirección, etc. , del usuario. A su vez, el sistema puede grabar nuevos datos en la banda magnética. Estas tarjetas son tanto borrables como reescribibles.

Tarjeta chip De características similares a la tarjeta magnética, su principal ventaja es la cantidad de información que permite almacenar y que, al disponer de una microelectrónica con procesador, la grabación y la lectura de la tarjeta pueden restringirse con una clave de acceso.

Identificadores corporales Tanto el lector de teclado como el lector de tarjetas permiten burlar la labor de identificación del sistema. El código de apertura de una puerta protegida con teclado puede transferirse de un usuario a otro, y las tarjetas pueden cederse e intercambiarse entre usuarios. En sistemas críticos, donde la identificación es requisito fundamental de acceso, se utilizan sistemas de identificación que detectan ciertas características exclusivas del cuerpo del usuario. Los más frecuentes son: Identificador de palma de mano La palma de mano en su conjunto, por su longitud y anchura totales, y por la longitud y anchura de los dedos, es un elemento muy adecuado para ser tratado como identificador personalizado. Identificador dactilar En este caso el sistema identifica la huella dactilar de uno de los dedos. Identificador ocular El iris es un elemento muy identificativo de cada persona. Además responde inmediatamente a los impulsos luminosos, lo que hace difícil su falsificación. Identificador vocal Utilizan la voz como elemento diferenciador.

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Sensores ligados al control de la iluminación

Sensor de luminosidad La misión del sensor de luminosidad es determinar la cantidad de luz presente en un recinto abierto o cerrado. El más característico es el sensor crepuscular.

Sensores ligados a otros sistemas Es obvio que para detectar todo aquello que consideremos preciso existirá un determinado sensor. Por tanto, la lista de sensores es prácticamente ilimitada. Además cada rama de la industria tiene unos sensores asociados que afectan a los procesos de producción o control de calidad. Incluso un mismo sensor puede adoptar diferentes formas dependiendo del ambiente donde deba efectuar su medida. Cada circunstancia implica una técnica de medición, un nivel de precisión, y una presentación adecuada. Quede claro que la sensórica, o rama de la ciencia dedicada a desarrollar y aplicar sensores, es por sí misma ocupante de extensa bibliografía.

Sensor de lluvia En ocasiones, y al objeto de optimizar el consumo de agua para riego, se integra el propio sistema de riego bajo el mando de un control inteligente. El control puede programar de forma horaria la puesta en marcha de las bombas de impulsión de agua a los aspersores, pero puede mejorarse notablemente su rendimiento si el ordenador de control recibe información meteorológica. Así, el hecho de conocer si ha llovido o está lloviendo permite mejorar la decisión de la puesta en marcha del sistema de riego. Por tanto se necesita un sensor de lluvia para saber si llueve. ¿Cómo se detecta que llueve?. Hay dos formas principalmente: mediante sensores de humedad en la tierra o mediante sensores de nivel de líquido acumulado en un deposito de recogida. El sensor de humedad en la tierra sería la forma ideal si fuésemos capaces de determinar un punto del terreno donde la humedad es representativa del resto. Pero se corre el riesgo de colocar el sensor en una parte muy soleada, o bien de hacerlo junto a un desagüe que engañe al sensor constantemente. El sensor de nivel de agua acumulada suele ser la opción más precisa. Se conocerá con exactitud la cantidad de litros por metro cuadrado que está cayendo, y en función de ese dato el sistema interrumpirá si es preciso el riego.

Sensor de viento En un nivel doméstico no suele tener mucho interés conocer la velocidad y dirección del viento. Pero si el edificio inteligente al que nos referimos es la torre de control de un aeropuerto convendremos en que su uso es más que necesario. La velocidad del viento se mide con un anemómetro, y su dirección se consigue con un lector posicional aplicado a algo parecido a una veleta.

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Sensor de CO El monóxido de carbono o CO es el gas resultante de la combustión de la gasolina, por lo que es frecuente su acumulación en garajes subterráneos. Para optimizar la ventilación de estos garajes, se instalan estos sensores de CO, cuya implantación está sujeta a normativa de obligado cumplimiento. Esto es así dado que un exceso de la concentración de este gas se toma en seriamente perjudicial para la salud humana.

Sensor de Gas Cualquiera que utilice gas en su vivienda entenderá la inquietud resultante de pensar que pueda darse un escape. Para prevenir y detectar las posibles fugas de gas se colocan sensores de gas principalmente en la cocina de las viviendas, y a veces en los sótanos de locales comerciales con cocina, como restaurantes, hoteles u hospitales.

Sensor de inundación Otro de los temores domésticos es dejar un grifo abierto. Sin embargo, el uso principal de un sensor de inundación no es en el entorno doméstico. Cuando un edificio se construye cerca de una acumulación de agua, río, lago, conducción de alcantarillado o similar, se corre el riesgo de que los sótanos se inunden. Para evitarlo, unas bombas de achique del agua acumulada se encargarán de retomar el líquido fuera del edificio, pero su comando, es decir, la orden de puesta en marcha de las bombas vendrá dada por un sensor de inundación.

Sensor de consumo eléctrico En un edificio de oficinas, los sensores de consumo suelen ir ligados a la función más completa de contador de consumo. De esta forma, el control inteligente puede conformar una estadística de consumo por zonas, plantas, departamentos, etc. Sin embargo, a nivel vivienda, el interés reside en saber si alguna luz o aparato eléctrico está conectado. De esta forma, al marchar el inquilino de la vivienda de vacaciones, sabrá con certeza que no deja nada encendido.

Sensor de consumo de agua Aplíquese lo dicho para el caso del sensor de consumo de electricidad. Basta con cambiar electricidad por agua, y habremos definido los dos usos principales del sensor de consumo de agua. Más en este caso añadiremos un uso adicional: la detección de fugas. Si en un edificio, con todos los grifos cerrados, el sensor detecta consumo, es que existe alguna fuga.

Sensor de nivel de depósitos Es muy frecuente encontrar estos sensores allí donde existan depósitos destinados a cualquier cometido en los que se desee conocer su estado de aprovechamiento. Es importante diferenciar entre los sensores de nivel analógicos y los digitales. El sensor de nivel digital detecta máximos o mínimos, es decir, cuándo el depósito está lleno o cuándo está vacío. El sensor de nivel analógico proporciona una información mucho más completa, indicando el porcentaje de capacidad alcanzada por el líquido en él contenido.

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Los sensores de nivel más frecuentemente utilizados serán los que detectan máximo y mínimo. La detección de nivel máximo se usa por ejemplo para achique de pozos de nivel freático. La detección de nivel mínimo la encontramos también por ejemplo en los grupos electrógenos, al objeto de determinar cuándo el depósito de gasoil está casi vacío.

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