noviembre 2013 | Instalaciones Eléctricas Residenciales

2 razones de los efectos que causan los electrones

2013/11/21

2 razones de los efectos que causan los electrones - Instalaciones eléctricas residenciales

La teoría electrónica


2 razones de los efectos que causan los electrones. Todos los efectos de la electricidad se producen debido a la existencia de una diminuta partícula llamada electrón. Nadie ha visto en realidad un electrón. Únicamente los efectos que éste produce. Llamamos teoría electrónica a las leyes que gobiernan su comportamiento. La teoría electrónica no es sólo la base para el diseño de todo el equipo eléctrico y electrónico. También explica la acción fisicoquímica. Ayuda a los científicos a sondear en la naturaleza íntima del universo y la vida misma.

Ya que supuestamente el electrón existe ha conducido a muchos descubrimientos importantes en la electricidad, la electrónica, la química y la física atómica. Podemos suponer sin temor a equivocarnos que el electrón existe realmente. Todos los equipos eléctricos y electrónicos se han diseñado en base a esta teoría. Y si la teoría electrónica ha funcionado siempre para todos, también funcionará para tí.

2 razones de los efectos que causan los electrones


Tu estudio de la electricidad y las instalaciones eléctricas residenciales, se basará exclusivamente en la teoría electrónica. Ésta establece que existen 2 razones de los efectos que causan los electrones:


  1. Por el movimiento de los electrones de un lugar a otro.

  2. Porque existe exceso o deficiencia de electrones en un punto determinado en un momento dado.

De acuerdo a la teoría electrónica, todos los efectos eléctricos y electrónicos obedecen al desplazamiento de los electrones de un lugar a otro, o a que hay una cantidad demasiado grande o demasiado pequeña de electrones en una zona determinada.


Antes de que se pueda comenzar a considerar útilmente a las fuerzas que hacen que los electrones se muevan o se acumulen, se tiene que saber primero, ¿qué es un electrón?

Toda materia está compuesta de átomos de muy distintos tamaños, grados de complejidad estructural y pesos. Pero todos ellos se parecen en que tienen un núcleo —que son distintos en un átomo y otro, de los cientos y tantos elementos químicos que existen ya sea en la naturaleza o que han sido hechos por el hombre— y en el variado número de electrones que se mueven alrededor del núcleo.

Tendrás una idea de cómo es un átomo esencialmente observando la imagen siguiente.

Representación de un átomo - Instalaciones eléctricas residenciales

En la próxima entrada hablaremos sobre cómo los electrones llegan a integrar estructuras más complejas y dan forma a toda la material que conocemos.

El gran valor de la electricidad en tu vida

2013/11/20

El gran valor de la electricidad en tu vida - Instalaciones eléctricas residenciales
La electricidad hace que las cosas sucedan

El valor de la electricidad


El gran valor de la electricidad en tu vida. Es difícil imaginar un mundo sin electricidad. Influye y concierne a nuestras vidas cotidianas en cientos de maneras. Observamos el uso de la electricidad directamente en nuestras casas para la iluminación, la operación de aparatos, teléfonos celulares, televisión, radio, bocinas, computadoras, etc. Vemos su uso en el transporte. La electricidad se ha empleado en la fabricación de la mayor parte de las cosas que usamos ya sea directamente. Se utiliza para operar las máquinas que hacen o procesa los productos que necesitamos. Sin la electricidad, la mayor parte de las cosas que usamos y disfrutamos hoy día no serían posibles.

Principios históricos


La palabra electricidad proviene del antiguo vocablo griego ámbarelektron—. Los antiguos griegos observaron que cuando el ámbar (resina petrificada), se frotaba con una piel de animal, atraía pedacitos de material tal como hojas secas. Los científicos demostraron posteriormente que esta propiedad de atracción ocurría en otros materiales, tales como el hule y el vidrio. Sin embargo, no sucedía con materiales como el cobre y el hierro.


Los materiales que tenían esta propiedad de atracción al frotarse con una piel, se decía que estaban cargados con una fuerza eléctrica. Además se observó que algunos de estos materiales cargados era atraídos por una pieza de vidrio de cargada y que otros eran repelidos. Benjamín Franklin llamó a estas dos clases de cartas (o de electricidad) positiva y negativa. Actualmente sabemos que lo observado en realidad es una propiedad de la materia. Es un exceso o deficiencia de partículas llamadas electrones en los materiales.

Desde entonces diversos científicos encontraron que la electricidad parecía comportarse de una manera constante y predecible en una situación dada. Estos científicos describieron este comportamiento en forma de leyes y reglas. Estas leyes les permitían predecir cómo se componía la electricidad. Aunque al principio no conocían su naturaleza precisa. Ni se imaginaban el gran valor que tendría de la electricidad en tu vida.

En conclusión, aprende las reglas o leyes que se aplican al comportamiento de la electricidad. Aprende los métodos para producirla, controlarla y utilizarla. De esa manera habrás aprendido electricidad.

El color rojo de los leds

2013/11/19

Después de haber analizado la naturaleza de los diodos es pertinente hacer un análisis de lo que representan en la actualidad los diodos de color, ya que la luz y el color son palabras inseparables en el mundo de la iluminación y hoy en día los diodos de color se han convertido en una de las herramientas más socorridas y flexibles para el diseñador o especificador de luz.

Instalaciones eléctricas residenciales - Led rojo

Tanto en América como en Europa los dioses de la guerra, Marte y Huitzilopochtli, eran asociados al color rojo, seguramente por el derramamiento de sangre que conlleva esta actividad.

No es de extrañar tampoco que en América, un pueblo que mostraba sus sentimientos e intenciones de manera sincera, se le llamara Pieles Rojas, pues mostraban su alma al desnudo, o lo que era lo mismo: dejaban ver su carne al rojo vivo, pues según los estudios de psicología del color, el rojo evoca los sentimientos más intensos o excitantes como la pasión, el amor, el odio y la ira.

Este color siempre ha estado relacionado también con el calor y la luz, debido a que en las hogueras y fuentes incandescentes de luz podemos notar un tono rojizo.

Como color primario el rojo ha sido indispensable y muy apreciado por los grandes artistas para proporcionar calidez a sus obras y provocar sentimientos intensos en los espectadores. En la pintura, el primer pigmento utilizado fue la sanguina, empleado para elaborar las pinturas rupestres hechas en cuevas; posteriormente el rojo carmín, obtenido de los huevecillos de una cochinilla americana, uno de los productos más buscados del Nuevo Mundo por los pintores del renacimiento.

En la cristalería, el rojo se obtiene con la adición de oro a las arenas con que se elabora el cristal, por lo que las piezas de color rojo son más costosas que otros colores.

Isaac Newton fue el primer físico en percatarse de que si hacía viajar un rayo de luz blanca por un prisma de cristal, el rayo de luz se descomponía en diferentes colores, revelando que en realidad la luz está formada por un espectro de color.

El color que percibes en la superficie de los objetos es definido por la capacidad que tienen los objetos para absorber algunos colores de la luz y reflejar otros; dicho de otra manera: una superficie roja es la que tiene la capacidad de absorber todos los colores de la luz blanca a excepción de la longitud de onda que percibes como rojo.


En la iluminación, el color de un objeto también se puede crear de manera inversa, usando una fuente de luz que emita una radiación en una longitud de onda específica, lo que da como resultado una fuente capaz de saturar una superficie de determinado color con un color especifico. Esto permite colorear con luz el espacio o los objetos que te rodean y cambiar la forma en la que percibes el entorno.

El primer diodo emisor de luz estaba hecho de a base de Arseniuro de Galio y Aluminio (AlGaAs); era una fuente de luz monocromática que emitía luz en una frecuencia de 800 nm, lo que podemos traducir a una luz de color rojo.

Estos primeros diodos eran de baja intensidad, lo que limitaba sus aplicaciones a controles remotos y luces de señalización en tableros o electrodomésticos. Estas simples aplicaciones significaron un adelanto de gran relevancia, pues una señal luminosa aumenta el contraste de manera significativa en un tablero haciendo mucho más sencilla su lectura. Y es desde entonces que el contraste se convirtió en uno de los principales factores a cuidar en el diseño de un entorno de trabajo, pues permite que las máquinas o aparatos electrónicos se comuniquen con las personas. Esta comunicación se da a través de señales de luz que alertan de la necesidad de atención en un área específica del tablero.

Anteriormente el operar un dispositivo complejo exigía un número mayor de personas que mantuvieran una rigurosa atención al leer en las agujas de los manómetros y otros instrumentos de medición, esto generaba grandes niveles de estrés en los obreros y hacía más peligrosa la actividad desarrollada.

Instalaciones eléctricas residenciales - Lámpara de LEDs rojos

La asociación del color de los LEDs de Arseniuro de Galio y Aluminio con las señales de alerta, reforzaron la percepción del color rojo en el inconsciente del hombre, ya que el rojo es posiblemente el primer color reconocido por el ojo humano como una señal de alarma, pues éste es el color de la sangre, por lo que inmediatamente adquirió una denotación importante.

Los desarrollos en la óptica permitieron integrar a los diodos pequeños reflectores con ópticas que distribuyen la luz de una manera controlada, haciendo que los diodos pasaran de ser fuentes puntuales de luz ubicadas en tableros, a ser una fuente que permite bañar de manera eficaz grandes superficies en un espacio.

Es una fortuna que el LED de color rojo fuera el primero en ser desarrollado, pues así como el carmín le da pasión a la pintura, el oro da calidez al traslúcido cristal, y la sangre da vida al hombre, el Galio es la sustancia que permite a un lighting designer (diseñador de iluminación) usar sus sentimientos más intensos para bañar los espacios de algo más que un simple color.

Bombeo eficiente del agua potable

2013/11/18

En México existen 2,436 municipios que demandan 328 mil 242 litros por segundo, para cubrir una población de 109 millones 666 mil 317 habitantes, con un consumo energético de tres millones 771 mil 508 MWh/año, de acuerdo a cifras de la Comisión Nacional del Agua (Conagua), lo que permite establecer la Línea Base Energética, con el indicador de 0.3634 kWh/m3 y 258.6 litros al día por habitante.

Instalaciones eléctricas residenciales - Cuidado del agua

En estudios realizados por la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía (Conuee), se estima que sólo con el uso de motor-bombas eficientes, se puede alcanzar un ahorro de 18% en el consumo de electricidad. Además, de 5% en el sistema de control de la demanda y 13% con la optimización de la operación hidráulica, que en suma llegaría a un 36%.

Cabe mencionar que si al menos se lograra 18%, a través del reemplazo del motor-bomba, eso equivale a un ahorro de 677 GWh/año, además del positivo impacto ambiental, al reducir la emisión de CO2 a la atmósfera, así como la preservación de los recursos acuíferos y energéticos.

¿Cómo hacerlo? Para mejorar la eficiencia de un sistema de extracción y distribución de agua potable, se debe considerar que la cantidad del vital líquido y la energía están estrechamente relacionadas: la energía está presente para extraer el agua del manto acuífero, en su distribución y potabilización.


Cada litro de agua que atraviesa la red representa un costo por concepto de energía. Las pérdidas de agua, a través de fugas y desperdicio, afectan directamente la cantidad de energía consumida para su distribución. En general, a mayor desperdicio de agua mayor desperdicio de energía y, por ende, mayor costo de operación. De aquí la importancia de eliminar el desperdicio y reducir el consumo de agua, para lograr un uso eficiente y racional de los recursos acuíferos y energéticos del país.

Las acciones para ahorrar agua y energía se pueden potencializar cuando se ejecutan en forma integral. Por ejemplo, un programa de reducción de fugas puede ahorrar agua y, a la vez, reducir las pérdidas de presión, lo que tiene como resultado ahorros de energía, debido a una menor demanda en el bombeo.

Por otra parte, cambiar una bomba por otra más eficiente, también ahorra energía. Y si se trabajan las dos actividades de manera conjunta, a través de un programa integral de ahorro (agua y energía) -como puede ser la reducción de pérdidas de presión por fugas- esto hace posible que se adquiera una bomba más pequeña, sin afectar el suministro de agua, pero sí con un menor costo operativo.

Al entender la estrecha relación existente entre el agua y la energía, dentro de un sistema de agua potable, los organismos operadores de servicios de agua potable tienen la posibilidad de adaptar sus políticas y prácticas para optimizar sus recursos.

Instalaciones eléctricas residenciales - Lavando las manos

Vale decir que al realizar el trabajo de bombeo no sólo se consume la energía que se le transfiere al fluido, sino que en el proceso se generan pérdidas, que incrementan los requerimientos de energía primaria. En un sistema de bombeo eficiente, las pérdidas electromecánicas oscilan entre 25% y 35%.

Actualmente existen sistemas de bombeo con pérdidas superiores a 60% y hasta 85%, que revela lo incosteable y urgente que resulta reemplazar los equipos.

Redes inteligentes de energía

2013/11/15

Instalaciones eléctricas residenciales - Redes inteligentes de energía

La incorporación de tecnología digital para mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia de la red eléctrica es la base medular para contar con una red inteligente de energía, donde el usuario final juega un papel importante.

La manera que hoy en día se distribuye la energía tiene costos elevados y además resulta ineficiente al presentarse cargas desequilibradas, flujos eléctricos inestables y grandes desperdicios de energía. Cada año en el mundo se pierde la electricidad suficiente para abastecer a la India, Alemania y Canadá durante todo un año. Cada día se gastan miles de millones de dólares generando energía que nunca llega a una simple luminaria.

Instalaciones eléctricas residenciales - Colocando medidor de energía eléctrica

Como una forma de dar solución a esta problemática se ha comenzado a trabajar sobre la creación de redes inteligentes, ¿pero, qué es una red inteligente? La Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) la define como “una red eléctrica que utiliza tecnologías digitales y otras tecnologías avanzadas para controlar y gestionar el transporte de electricidad, a partir de todas las fuentes de generación, con el fin de satisfacer la demanda variable de electricidad de los usuarios finales. Las redes inteligentes coordinan las necesidades y capacidades de todos los generadores, operadores de red, usuarios finales y actores del mercado eléctrico para utilizar todas las partes del sistema de la manera más eficiente posible, reduciendo al mínimo los costos y el impacto ambiental mientras se aumenta al máximo la fiabilidad, resistencia y estabilidad del sistema”.

Con una red inteligente de energía, el usuario final contará con las herramientas suficientes para determinar cuánta energía quiere consumir; de qué fuentes la está obteniendo; y el costo que pagará en tiempo real.

Los beneficiados: consumidores, distribuidoras eléctricas y el medio ambiente. 

Para los próximos 10 años, se prevé un incremento en la demanda de electricidad del 40% para América Latina. Este crecimiento tendrá profundas implicaciones en la industria eléctrica y en la sociedad. Impactará en los planes de inversión para la infraestructura requerida en la generación, transmisión y distribución de electricidad, que representan un costo significativo para la empresa generadora de energía y, en última instancia, impactará en los usuarios al pagar la tarifa.

Adicionalmente, como la mayor parte de la energía se obtiene de combustibles fósiles, una mayor demanda se traduce directamente en mayores emisiones de gases de invernadero como el dióxido de carbono, causa principal del cambio climático global.


Para enfrentar esta situación, Alejandro Crivelli, líder en energía e industria de Global Business Services, Sudamérica, explica la visión de IBM relacionada con redes eléctricas inteligentes: “IBM está buscando posicionarse en América Latina como la empresa líder capaz de brindar soluciones mundiales sobre racionalización de consumo de energía y eficiencia operacional de las redes eléctricas, a través de un proyecto de Smart Grid o Redes inteligentes”.

Al hablar de Redes Inteligentes nos estamos refiriendo a la incorporación de tecnología digital para mejorar la confiabilidad, seguridad y eficiencia de la red eléctrica.

Asimismo, implica la incorporación de aplicaciones para optimizar, de manera dinámica, la operación, mantenimiento y planificación de la red eléctrica.

Instalaciones eléctricas residenciales - Semiconductores flexibles
El investigador e inventor de IBM, Stephen Bedell, muestra una nueva clase de materiales semiconductores flexibles y versátiles que se pueden aplicar a una amplia gama de tecnologías, como la iluminación de estado sólido.

Los componentes de una red inteligente son:

  1. Dispositivos inteligentes: Medidores, controladores y sensores que relevan los consumos y otras variables relacionadas con la distribución de electricidad: potencia, voltaje, corriente, etcétera.

  2. Infraestructura de telecomunicaciones: Permite transmitir la información relevada por los medidores y sensores para enviarla a un centro de gestión o control.

  3. Infraestructura de tecnología: Abarca el uso y gestión de aplicaciones, servidores, almacenamiento y redes, así como su integración con los sistemas legados.

  4. Capa analítica: Se utiliza para la optimización de la operación mediante el análisis de los grandes volúmenes de información.

Los beneficios:

  • La distribución de energía será menos costosa, pues se reducirán las pérdidas asociadas a la infraestructura actual.

  • Aprovechamiento de energías renovables que reducen la contaminación.

  • Reducción en la factura eléctrica.

  • Información en tiempo real de los consumos energéticos de un inmueble.

  • Una red eléctrica estable, que reduce apagones o averías.

  • El mantenimiento de la red será más fácil, pues se tendrán detectados los puntos en mal funcionamiento. El usuario ya no tendrá que reportar las averías a la empresa que suministre la energía para que las solucione.

Los ejemplos:

  1. Gracias al proyecto Grid Wise Olympic Peninsula puesto en marcha en el estado de Washington, dispositivos inteligentes de los hogares (como termostatos) se han conectado al sistema eléctrico, lo que ha permitido controlar el consumo energético de forma automática, según un indicativo de precio y de preferencia del consumidor. La factura eléctrica se ha reducido en una media de un 10%.

  2. Energie Baden-Wurttemberg, un innovador proveedor eléctrico en Alemania, ofrece a los consumidores la información que necesitan para cambiar sus hábitos de consumo. El resultado es un menor consumo de energía durante los picos de distribución, más caros, y una nivelación de la demanda.

  3. Con la red inteligente, la mayor empresa energética de Dinamarca DONG Energy puede detectar un apagón de forma instantánea, conocer su localización y resolverlo rápidamente.

  4. En Río de Janeiro, Brasil, se estableció un centro de comando y control que permite detectar desde cortes de electricidad, hasta accidentes de tráfico e inundaciones, para que se puedan solucionar de manera casi inmediata. Este es uno de los proyectos más grandes y ambiciosos, que permitirá a esta ciudad aumentar su eficiencia y operatividad, de cara al Mundial de Fútbol.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Centro de Operaciones de Rio de Janeiro - 1
    Centro de Operaciones en Río de Janeiro, Brasil, que permite detectar incidentes de diversa índole, incluyendo fallas eléctricas.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Centro de Operaciones de Rio de Janeiro - 2
    En el nuevo Centro de Operaciones de Río, se presenta un resumen de todo lo que ocurre alrededor de la ciudad en una pared de video, incluyendo cámaras de vigilancia, mapas, simulaciones, actualizaciones de noticias, recursos e información sobre incidentes.

Así, IBM está ayudando a las compañías de servicios públicos a añadir una capa de inteligencia digital a sus redes eléctricas.

Estas redes eléctricas inteligentes usan sensores, medidores, controles digitales y herramientas analíticas para automatizar, supervisar y controlar el flujo bidireccional de energía en las operaciones, desde la central eléctrica hasta el enchufe. Las compañías de energía pueden optimizar el rendimiento de la red, impedir interrupciones, recuperarse rápidamente de las interrupciones y permitir que los consumidores administren el uso de energía incluso en cada aparato conectado a la red.

Las redes inteligentes también pueden incorporar nuevas energías sostenibles, como la generación eólica y solar, e interactuar localmente con fuentes de energía distribuidas o bien conectarse a vehículos eléctricos.

Conclusión

Los proyectos de redes de suministro inteligentes están contribuyendo a que los consumidores de algunos países ahorren un 10% en sus facturas y reduzcan los picos de demanda en un 15%. Sin embargo, esto es poco comparado con los ahorros potenciales cuando esto se amplíe a empresas, agencias gubernamentales y universidades, en el resto del mundo.

Expertos industriales y científicos de IBM trabajan en soluciones energéticas inteligentes como estas en todo el planeta.

Colaboran con empresas de suministro a nivel mundial para acelerar la adopción de redes inteligentes para que sean más fiables y ofrecer a los clientes un mejor uso de la información.

Además, esta empresa trabaja en siete de los 10 proyectos de gestión de contadores automatizados más grandes del mundo y se encuentra investigando cómo convertir millones de futuros vehículos eléctricos en un sistema de almacenamiento distribuido, de forma que el exceso de energía pueda aprovecharse y devolverse al sistema.

Instalaciones eléctricas residenciales - Energía Inteligente

Te invito a observar el siguiente vídeo de IBM España sobre Ciudades más inteligentes:


4 elementos que componen una red eléctrica subterránea

2013/11/14

Instalaciones eléctricas residenciales - Tubería para red eléctrica subterránea

En esta entrada veremos los elementos principales que componen una red eléctrica subterránea; la función que tiene cada uno; y la importancia de los mismos dentro de las instalaciones:

  1. Bancos de ductos
  2. Son los que alojan y protegen los cables de energía. Deben ser de Polietileno de Alta Densidad como el especial para redes subterráneas, que protege los cables y garantiza su hermeticidad al realizar acoples seguros.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Banco de ductos para red eléctrica subterránea

  3. Registros
  4. Este elemento forma parte del trazado del banco de ductos, en la mayoría de los casos son registros de derivación que permiten realizar empalmes, cambios de dirección o instalar equipos de maniobra como seccionadores, registros o pozos de visita. Comúnmente son de concreto, y los encuentras prefabricados. En la actualidad existen de materiales más ligeros y resistentes (concreto polimérico).

    Instalaciones eléctricas residenciales - Registros para red eléctrica subterránea



  5. Cinta señalizadora
  6. Este elemento se coloca una vez que el banco de ductos está dentro de la zanja. Sirve para advertir que debajo de ella se encuentran cables de energía, con el fin de proteger la instalación y la integridad de las personas que realicen algún tipo de trabajo en la zona.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Cinta señalizadora para red eléctrica subterránea

  7. Cables y Transformadores
  8. Parte fundamental de toda instalación son los conductores eléctricos. Para la electrificación en una red de media tensión se utilizan del tipo XLP, ya sea de aluminio o de cobre. En la actualidad, por cuestiones de costo y como una forma de abatir el robo de conductor, se instalan en su mayoría de aluminio. El calibre es superior al 1/0 AWG, dependiendo del tipo de red subterránea a diseñar. En el caso de los transformadores, existen de tipo pedestal o sumergibles, tanto monofásicos como trifásicos, que permiten disminuir o aumentar los niveles de tensión para la red subterránea, dando como resultado el nivel de tensión adecuado para la alimentación de las viviendas o cualquier tipo de obra a energizar.



Apagadores de 3 y 4 vías, comodidad y seguridad para tus espacios

2013/11/13

Los apagadores de 3 y 4 vías sirven para controlar una o varias lámparas (de cualquier tipo) desde 2 o 3 lugares diferentes respectivamente.

Aunque el presente tema pueda parecer trivial es necesario conocerlo. ¿Cuántas veces te has encontrado con instalaciones eléctricas residenciales mal diseñadas, incómodas para los usuarios e ineficientes, porque el tipo de apagador no es el adecuado para tal aplicación?

Uno de los casos típicos es la lámpara de un pasillo, que en lugar de contar con un apagador en cada extremo tiene sólo uno, lo que obliga a dejarla encendida o apagarla y regresar a oscuras. Esto se resuelve con un apagador de 3 vías, recomendado también para escaleras, patios, iluminación exterior, estacionamientos, recámaras, entre otros, el cual ofrece la ventaja y comodidad de encender o apagar una o más luces desde el lugar más cómodo.

En el diagrama 1 se muestran 2 apagadores de 3 vías (tienen 3 terminales o bornes) y un apagador de 4 vías (tiene 4 terminales). La conexión de estos dispositivos puede tener algunas variantes, pero en general se utiliza el arreglo en puente.

Instalaciones eléctricas residenciales - Diagrama de conexión de apagador de 4 vías



También se observan 3 focos ahorradores controlados por 3 apagadores (2 de 3 vías y el del centro es de 4 vías), al cual pueden agregarse o reducir la cantidad de focos, ya que están en paralelo; asimismo, si sólo se requiere el control desde 2 lugares, puede eliminarse el apagador del centro y los puentes (en color morado) simplemente son continuos.

El diagrama 2 muestra las diferentes posiciones que pueden tener los apagadores al ser operados por los usuarios. Es importante identificar claramente las conexiones del centro de cada apagador y respetar lo que indica el diagrama, ya que los extremos no afecta si están cruzados. Este arreglo, por su sencillez y seguridad es el más utilizado.

Instalaciones eléctricas residenciales - Diagrama de posiciones de apagador de 4 vías

Si requieres contactos en cada apagador de los extremos, se procede como se muestra en el diagrama 3, siempre y cuando determines que la iluminación y los contactos pertenezcan al mismo circuito. Si deseas que los contactos estén alimentados por otro circuito, tanto la fase como el neutro y tierra de los contactos serán independientes, es decir provendrán de otro interruptor termomagnético.

Instalaciones eléctricas residenciales - Diagrama de apagadores de 3 vías y contactos eléctricos


El siguiente video nos muestra la forma de instalar un apagador de 4 vías:


7 puntos adicionales para la verificación de las instalaciones eléctricas residenciales

2013/11/12

Instalaciones eléctricas residenciales - Vivienda terminada
La verificación eléctrica es una revisión minuciosa de todos y cada uno de los elementos presentes en la instalación eléctrica, que permita proponer diferentes alternativas para la ejecución del trabajo de actualización del sistema sin comprometer la seguridad y operatividad. Esta verificación permite obtener la información necesaria para proponer y calcular el sistema que asegure la continuidad operativa de la instalación.

La verificación se limita a observar y analizar el estado de las instalaciones eléctricas residenciales sin realizar modificaciones; sólo si existe un riesgo latente que ponga en peligro a los usuarios o al inmueble mismo. No es lo mismo una verificación a una reparación; en esta última el electricista se presenta con el equipo de protección personal y herramienta necesaria para reacondicionar o reparar una falla, para lo cual requiere desmontar y desarmar varios componentes que le permita encontrar el origen del problema.

Por otro lado, la verificación se realiza para actualizar el sistema eléctrico completo en el caso de una construcción nueva, remodelación o ampliación de un inmueble.

A continuación te presentamos los puntos adicionales para la realización de la verificación de las instalaciones eléctricas residenciales:

1. Canalización


El tamaño de la canalización debe calcularse dependiendo el número de conductores portadores de corriente que protegen. Es muy común encontrar conductores descubiertos, como por ejemplo alimentadores principales (son los que suministran la energía desde la base del medidor a la protección principal, ya sea fusible o ITM).

En esta sección de la instalación, si es monofásica, se encuentran solamente dos conductores correspondientes a fase y neutro, por lo tanto la canalización debe calcularse para que no ocupen más del 31% de su área total. Otros alimentadores pueden ser los que salen de la protección principal al centro de carga o tablero de distribución.

2. Número de circuitos


La instalación de vivienda debe contar de inicio con tres circuitos: dos para cocina y uno para el área de lavado. Los adicionales corresponderán a contactos de uso general, iluminación y equipos especiales, tales como motores o bombas, aires acondicionados, entre otros.

3. Instalación de contactos


En cocinas, baños, cuartos de lavado, garajes, jardines, sótanos, es decir todas las áreas húmedas, se deben tener instalados contactos con la protección de falla a tierra, conocidos como ICFT o GFCI (por sus siglas en inglés). En otras áreas, tales como recámaras, salas o estancias, tienes que instalar protección combinada, es decir contactos tipo TR y AFCI, que brindarán la mejor protección para infantes al impedir el acceso a partes vivas y evitar un posible incendio debido a un arco eléctrico.

Haciendo una pausa en este punto, podría pensarse que la adquisición de dispositivos de protección ICFT y AFCI encarecerá mucho el proyecto de actualización del sistema, sin embargo algunos fabricantes brindan la posibilidad de proteger todo un circuito completo instalando al inicio un contacto -ya sea ICFT o AFCI- y colocar después contactos con protección TR. Esto reduce considerablemente el costo y aumenta el grado de protección.


4. Número de extensiones utilizadas


El conocer la cantidad de extensiones indicará, de forma clara, si las salidas para contactos que existen son suficientes o no; aunque la NOM-001-SEDE-2012 recomienda instalar una cierta cantidad con base a distancias entre sí, la mejor forma de cubrir la necesidad del cliente es realizar un plano arquitectónico o croquis y acordar en conjunto la reubicación o incremento en el número de salidas para eliminar por completo el uso de extensiones, concientizando al cliente que el uso de una extensión debe limitarse a tiempos cortos y no convertirlos en elementos permanentes de la instalación eléctrica.

5. Temperatura, color y contorno de las placas (contactos e interruptores)


Este es uno de los puntos más delicados, porque es posible que exista un problema de fuga de corriente o arco eléctrico. La decisión de retirar la tapa se basa en verificar si la temperatura en ella es alta, o bien si presenta una tonalidad oscura y que posiblemente se deba al calentamiento excesivo cuando está en uso. Es obligatorio desenergizar antes de realizar el desmontaje, sin embargo puede ser que por alguna situación muy especial esto no pueda hacerse y tengas que trabajar con la línea viva, pero utilizando el equipo de protección personal.

Una vez desmontado el accesorio, determina si es original y ubica los símbolos que identifiquen que está certificado y aprobado. En muchas ocasiones, el contorno de las tapas presenta carbonización que se extiende a la pared o muro, esto es señal inequívoca que ha ocurrido un cortocircuito y que el accesorio ha sido afectado.

6. Ubicación de lámparas


Aunque parezca poco práctico, es necesario invertir tiempo suficiente a este punto, ya que por desconocimiento muchos electricistas instalan focos dicroicos en clósets; esta es una de las prácticas más peligrosas, ya que el calor de la luminaria combinado con el tipo de material que existe en un clóset, puede generar un incendio en cualquier momento. Por otro lado, una falla en un luminario antiguo que opere con balastro magnético puede ocasionar que éste último derrita el encapsulado y provoque quemaduras considerables a algún usuario. Lo mismo ocurre con un candil que no esté bien soportado y pueda llegar a desprenderse, ocasionando una lesión grave adicional a las pérdidas materiales.

7. Ubicación de interruptores sencillos, 3 y 4 vías


La verificación depende de tres puntos simples: que no existe y es necesario; que existe pero la operación no resulta práctica; o bien, que es insuficiente. Lo anterior se puede ejemplificar fácilmente: cuando el usuario debe caminar a oscuras después de apagar la iluminación porque sólo hay un interruptor; porque no hay un interruptor de tres vías cerca; o porque en la instalación sólo existen dos puntos de control, pero en la ampliación del inmueble no se consideró un tercer punto de control de la iluminación, es decir un interruptor de 4 vías.

Cálculo y protección de sistemas solares fotovoltaicos

2013/11/11

Instalaciones eléctricas residenciales - Instalador fijando paneles solares
La NOM-001-SEDE-2012 señala que en las viviendas unifamiliares y bifamiliares, las partes vivas de los circuitos de fuentes fotovoltaicas y los circuitos fotovoltaicos de salida de más de 150 volts a tierra deben ser accesibles únicamente a personas calificadas.

El cálculo del circuito y las protecciones, son dos puntos importantes para un sistema solar fotovoltaico. Para una fuente fotovoltaica de corriente continua o un circuito de salida, la tensión máxima debe limitarse. El método en que se calcula es simple; se requiere de un multímetro, guantes y calculadora. Sólo debes obtener la suma de la tensión de circuito abierto de los módulos fotovoltaicos conectados en serie, corregido para la más baja temperatura ambiente esperada. Para módulos de silicio cristalino y multi-cristalino debes multiplicar la tensión nominal del circuito abierto por el factor de corrección proporcionado en la Tabla 690-7. Esta sumatoria corregida se utiliza para determinar la tensión nominal de cables, desconcertadores, dispositivos de protección contra sobre corriente y otros equipos.

Tabla de factores de corrección para temperaturas ambiente

Cuando la temperatura ambiente esperada es menor a –40 °C, o cuando se emplean módulos fotovoltaicos diferentes a los de silicio cristalino o multi-cristalino, debes realizar el ajuste de la tensión del sistema de acuerdo con las instrucciones del fabricante, para lo cual es importante adoptar la cultura de revisar y entender los manuales de los equipos que conectas. Por ejemplo, cuando los coeficientes de temperatura para la tensión de circuito abierto se suministran en las instrucciones para módulos fotovoltaicos, entonces se utilizan en vez de los indicados en la tabla 690-7.

El punto importante en todo lo anterior es que la tensión de los circuitos de utilización de corriente continua debe ser de acuerdo con las limitaciones de tensión de los circuitos derivados como lo menciona la NOM, cuando se trate de instalaciones eléctricas residenciales o diferente de ellas. Recuerda que lo importante es brindar seguridad sin descuidar la operación del sistema ni su costo. Cuando se trata de instalaciones fotovoltaicas en viviendas unifamiliares y bifamiliares, la limitación en tensión es de 127 V, sin embargo, si los circuitos de salida fotovoltaica no incluyen portalámparas, contactos o accesorios, es posible tener una tensión máxima del sistema fotovoltaico de hasta 600 V.

Para otras instalaciones con una tensión máxima del sistema fotovoltaico superior a 600 V se debe cumplir con lo indicado en el artículo 690.

Debido a que en la instalación fotovoltaica puede haber tensiones de 50 V o más, es importante asegurar la protección contra contacto accidental con partes vivas, excepto si la propia NOM requiere o autoriza otra cosa; para este caso las partes vivas de los equipos eléctricos que funcionen a 50 V o más deben estar resguardadas de forma apropiada para evitar los contactos.


Medios de protección:


  • No permitir el acceso mediante divisiones adecuadas, sólidas y permanentes, o enrejados dispuestos de modo que sólo el personal calificado tenga acceso al espacio cercano a las partes vivas.

  • Ubicar las partes vivas en un balcón, una galería o en una plataforma, elevadas y dispuestas de tal modo que excluya a personal no calificado y que se requiera el uso de algún equipo como elevador o escalera para llegar a la ubicación pero sin libre acceso.

  • Mantener una separación mínima de 2.50 metros por encima del piso u otra superficie de trabajo.

Cálculo de la corriente máxima


Otro punto en el cálculo de los circuitos y hablando específicamente de los conductores y protecciones, es el cálculo de la corriente máxima del circuito, el cual debe hacerse conforme lo siguiente para cada caso:

  • La corriente máxima del circuito de la fuente fotovoltaica debe ser la suma de la corriente de cortocircuito de los módulos en paralelo, multiplicado por el 165 por ciento.

  • Existen diferentes formas de determinar la corriente de cortocircuito, la más común es la del bus infinito, sin embargo siempre será recomendable solicitarla al fabricante.

  • Por otro lado, la corriente máxima del circuito fotovoltaico de salida debe ser la suma de las corrientes máximas de los circuitos de las fuentes en paralelo, por el 125 por ciento. Para obtener este dato basta con mirar la placa de especificaciones de los paneles y sumar las corrientes nominales que se indican en ella y multiplicar esta sumatoria por 1.25.

  • Para el circuito de salida del inversor, la corriente máxima debe ser la corriente nominal que indica la placa de datos del equipo.

Donde sean requeridos, los dispositivos de sobrecorriente deben ser seleccionados para conducir al menos el 165 por ciento de la corriente máxima calculada, tomando los límites de temperatura que indica la NOM así como la resistencia mecánica apropiada y aplicando los factores de corrección por temperatura que indica el fabricante, cuando la operación sea a más de 40 ºC.

La ampacidad, es decir la capacidad de conducción de los conductores del circuito, debe ser seleccionada para conducir cuando menos la corriente determinada para las protecciones de sobrecorriente.

La capacidad de los conductores que interconectan en serie a los módulos fotovoltaicos no debe ser menor al 125 por ciento a la suma del valor nominal de corriente de los fusibles individuales, más el 125 por ciento de la corriente de cortocircuito de los otros módulos conectados en paralelo, si un dispositivo de sobrecorriente se utiliza para proteger un conjunto de dos o más circuitos de módulos conectados en paralelo.

El siguiente video nos muestra las formas de protección de los sistemas fotovoltaicos:


Como pudiste ver son varias las consideraciones que debes tener al proyectar un sistema fotovoltaico, hasta aquí se abordará este tema; en una próxima entrada se concluirá con las protecciones requeridas por la NOM para los sistemas fotovoltaicos.

Mediciones en sistemas trifásicos desbalanceados

2013/11/08

Instalaciones eléctricas residenciales - Línea de distribución trifásica

La medición directa y el cálculo en sistemas trifásicos son dos formas de resolver o prevenir problemas en una instalación eléctrica.

En la mayoría de las ocasiones, en instalaciones trifásicas no se verifica el balance de cargas y esto repercute en el aumento de la factura por energía eléctrica, porque al alimentar una mayor cantidad de cargas con una sola fase elevamos el consumo.

El problema viene desde la distribución de cargas en las líneas de baja tensión, ya que -aunque se distribuyan de forma ordenada- algunos hogares cuentan con un mayor número de equipos alimentados; cuando se verifica el transformador es fácil detectar un desbalance de cargas, tal como se muestra en la siguiente imagen.

Instalaciones eléctricas residenciales - Distribución de cargas en sistema trifásico

Los problemas para el usuario son evidentes. ¿Pero, en qué afecta este fenómeno al sistema eléctrico? Un desbalance de cargas genera sobretensiones transitorias o picos de voltaje, armónicas y distorsiones en general, sobre la forma de onda eléctrica, adicional al daño físico que causa: calentamientos en conductores, degradación de aislamientos y envejecimiento en general de las líneas de transmisión y distribución eléctrica.

¿Cómo detectar un desbalance? La forma de poder determinar si las cargas están o no desbalanceadas es con medición directa, utilizando simplemente la función "amperímetro" de un multímetro de gancho, con el cual se mide sobre las fases existentes.

Se recomienda el uso del multímetro de gancho debido a que no es necesario abrir la línea de alimentación para realizar la medición; a diferencia del amperímetro normal con dos puntas, y el cual debe conectarse en serie con la línea.

Adicional a la medición directa, es importante determinar en términos matemáticos los parámetros eléctricos (si existen desbalances en el sistema).

En un sistema trifásico existen 3 fases más el neutro, a esta conexión se le conoce como trifásica a 4 hilos. Al compartir el neutro, a las cargas se les conoce como conexión en estrella, representada con un “Y”.

En un sistema trifásico, realizar una redistribución de cargas o balance de ellas permite reducir costos al mantener en operación similar a todas las fases.


Partiendo de esta idea, se sabe que por las leyes de electricidad -específicamente las de Kirchhoff- existen tensiones y corrientes de línea, así como una corriente adicional que tiene que ver con el neutro y por el cual no debe existir valor de corriente.

Ejemplo:

Instalaciones eléctricas residenciales - Diagrama de sistema trifásico en estrella

Aplicando la Ley de Ohm y un procedimiento matemático para números polares y no polares, se llega a los siguientes resultados:

NOTA IMPORTANTE: Al realizar este análisis se debe tener mucho cuidado, sobre todo si no sabes con exactitud la impedancia de las cargas, porque se puede llegar a resultados diferentes y equivocar el diseño. Así se obtiene una corriente resultante en el neutro después de aplicar la ley de corrientes de Kirchhoff en el neutro.

Instalaciones eléctricas residenciales - Cálculo de corriente de desbalanceo en el Neutro

En este punto es evidente que lo anterior es muy útil para el diseño, sin embargo cuando ya se tiene la instalación hecha y presenta calentamientos, caídas de tensión o picos de tensión transitoria, se utiliza medición directa.

Como parte del monitoreo que debe comprender un plan de mantenimiento, es posible incluir en el sistema eléctrico equipo que permite recabar información para analizar con detenimiento y proceder entonces a una posible reconfiguración o ampliación de la instalación. Los dispositivos más usados son los analizadores o medidores. Estos elementos funcionan de forma similar al medidor de CFE, pero la conexión no es tan similar, ya que es necesario entregar una señal de referencia e instalar transformadores de corriente o TC´s a cada fase para determinar los consumos derivados de un posible desbalance de cargas.

Instalaciones eléctricas residenciales - Analizador/Medidor de líneas trifásicas

Físicamente los medidores se instalan cerca de los tableros de distribución y en ocasiones es posible enlazarlos hacia la red por medio de cable UTP, llegando a los centros de monitoreo que permiten el análisis en tiempo real de corriente, potencia en sus tres tipos, tensión de alimentación, factor de potencia, entre otros.

Estas dos formas de determinar un posible desbalance de cargas no se contraponen debido a que el cálculo matemático aplica para diseño, y la medición directa para situaciones donde la instalación ya existe y se pagan cantidades muy altas por el consumo de energía. Es decir, uno prevé esta situación y otro permite programar acciones para minimizar el efecto; uno es una acción preventiva y otro es una acción correctiva.

Instalaciones eléctricas residenciales - Analizador/Medidor junto a centro de carga

En resumen, si la instalación esta en fase de proyecto, se recurre al cálculo; cuando la instalación ya existe se utilizan equipos de medición y análisis de parámetros eléctricos.

El siguiente video nos muestra un ejemplo del cálculo de un sistema trifásico desequilibrado con conductor neutro:


Los 10 mandamientos del electricista.

2013/11/07

Instalaciones eléctricas residenciales - Niños caracterizados como electricistas.

Un buen electricista siempre procura cada día estar mejor preparado, cuidando mucho la seguridad y la calidad de su trabajo, para poder brindar a sus clientes instalaciones eléctricas residenciales más eficientes y sobre todo, más seguras.

A continuación te presentamos los 10 mandamientos del electricista responsable:

Un buen electricista...

  1. Siempre cumple con las fechas de entrega que promete para sus proyectos.

  2. En caso de que se presente un imprevisto mientras trabaja, avisa lo ocurrido a su cliente y lo resuelve cuanto antes.

  3. Adquiere materiales y herramientas de reconocida calidad.

  4. Si quien te contrata pide lo más barato, explica la importancia de optar por las marcas que garantizan seguridad.

  5. Cobra lo justo por su trabajo, ni más ni menos.


  6. Atiende y pone especial atención cuando le explican las necesidades de un proyecto, para ofrecer la mejor solución.

  7. Si tiene alguna duda, consulta a alguien más preparado. No experimenta.

  8. Nunca deja un trabajo para mañana si lo puede terminar hoy.

  9. Sabe de la importancia de tener un buen descanso por la noche, para rendir al 100% durante el día.

  10. Se sigue preparando para brindar un mejor servicio.

El siguiente video nos habla de la importancia de actuar con Ética en la profesion de Técnico Electricista:


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5 tipos de quemaduras y cómo atenderlas

2013/11/06

Instalaciones eléctricas residenciales - Paramédico vendando una quemadura en el pie de un accidentado

Te presentamos una serie de pasos que te ayudarán a reaccionar cuando se presente un accidente de este tipo.

Antes que nada hay que aclarar: ésta es sólo una guía de orientación, en la que se enlistan medidas básicas como referencia. Lo recomendable es que sea un especialista médico (doctor, enfermera o paramédico), quien atienda directamente a las personas con quemaduras. Si el evento acaba de suceder, no sabes qué hacer o no conoces la gravedad, mejor llama a los servicios de emergencia de tu localidad.

En general, estas son las 6 cosas que NO debes realizar ante una quemadura:

  1. No aplicar en la quemadura mantequilla, ni manteca, aceite, grasa, huevo, jitomate, cebolla, miel, hielo, telaraña, lodo, como tampoco tepezcohuite y ningún otro tratamiento casero. Está comprobado que sólo se incrementan los riesgos y daños.

  2. No soples ni tosas sobre la quemadura.

  3. No toques la piel afectada.

  4. No rompas las ampollas.

  5. No administres medicamentos. Únicamente un doctor podrá prescribir un medicamento.

  6. Si hay quemaduras en las vías respiratorias, no coloques una almohada debajo de la cabeza de la persona, porque esto puede cerrarlas.


A continuación te presentamos 5 tipos distintos de quemaduras y cómo tratarlas en cada caso:

1) Quemaduras solares


  1. Remoja la superficie con agua fría, como sale de la llave.

  2. Aplica compresas de agua fría periódicamente.

  3. Aplica crema humectante, no grasa.

  4. Proporciona muchos líquidos.

  5. Evita mayor exposición al sol.

  6. Las quemaduras menores pueden sanar sin tratamiento adicional, pero de persistir molestias acude con un profesional médico.

2) Quemaduras menores


  1. Sumerge de inmediato el área afectada en agua fría, como sale de la llave, para enfriar hasta por 20 minutos el área quemada. Esto reducirá dolor, inflamación y evitará la profundización.

    Advertencia: No mojes a personas con quemaduras eléctricas o químicos como sosa o cal.

  2. Luego de lavar y remojar en agua, cubre la quemadura con una venda estéril o tela limpia.

  3. Evita presiones o fricciones sobre la quemadura.

  4. En la recuperación, utiliza crema humectante, no grasa.

  5. Mantén la herida supervisada, limpia, seca y al aire libre.

  6. Las quemaduras menores pueden sanar sin tratamiento adicional, pero de persistir las molestias acude con un profesional médico.



Instalaciones eléctricas residenciales - Niño mostrando vendaje por quemadura en un dedo

3) Quemaduras mayores


  1. Si alguien se prende fuego, haz que se detenga, se tire al suelo y ruede. Envuelve a la persona con una manta gruesa para apagar las llamas.

  2. Verifica que la persona ya no esté en contacto con la fuente de las quemaduras.

  3. Llama a los servicios locales de emergencias. Mantén a la persona calmada y despierta. Si en el accidente ocurrieron golpes, caídas o pérdida del conocimiento, deja que sean los servicios de emergencia los que valoren y atiendan.

  4. No sumerjas una quemadura grave en agua fría, puede causar shock; sólo salpícala o usa una gasa húmeda para enfriar la superficie, sin friccionar.

  5. Retira la ropa quemada, pero no quites la que esté pegada a la piel.

  6. Retira con cuidado anillos, collares, pulseras, reloj, prendas apretadas y cinturones que queden sobre el área afectada, antes de que se empiece a inflamar.

  7. Cubre el área de la quemadura con un vendaje estéril o manta limpia y envuelve a la víctima con una cobija.

  8. Si los dedos de las manos o de los pies sufrieron quemaduras, sepáralos con gasas estériles o vendas no adhesivas.

  9. Eleva el área quemada por encima del nivel del corazón y evita presiones o fricciones.

  10. Llama a una ambulancia o traslada a la persona a la unidad de trauma o urgencias más cercana.

4) Quemaduras eléctricas


  1. Desconecta la fuente de energía, no toques a la persona hasta estar seguro que ya no hay corriente eléctrica.

  2. Llama a los servicios locales de emergencias. Si en el accidente ocurrieron golpes, caídas o pérdida del conocimiento, deja que sean los servicios de emergencia los que valoren y atiendan.

  3. No apliques agua ni medicamentos o remedios caseros.

  4. Retira la ropa quemada, pero no quites la que esté pegada a la piel.

  5. Retira con cuidado anillos, collares, pulseras, reloj, prendas apretadas y cinturones que queden sobre el área afectada, antes de que se empiece a inflamar.

  6. Cubre el área de la quemadura con un vendaje o manta estéril y envuelve al paciente con una cobija.

  7. Si los dedos de las manos o de los pies sufrieron quemaduras, sepáralos con vendas no adhesivas.

  8. Llama a una ambulancia o traslada a la persona a la unidad de trauma o urgencias más cercana.


Instalaciones eléctricas residenciales - Jóvenes sosteniendo cerillos encendidos

5) Quemaduras químicas


  1. Llama a los servicios locales de emergencias.

  2. Remoja de inmediato el área afectada en agua fría, como sale de la llave, para enfriar hasta por 20 minutos el área quemada. Esto reducirá dolor, inflamación y evitará la profundización.

    Advertencia: No mojes a personas con quemaduras por químicos como sosa y cal, sólo sacude y retira el agente que produjo la lesión. Si tienes dudas, consulta a un especialista.

  3. Retira la ropa quemada, pero no quites la que esté pegada a la piel.

  4. Retira con cuidado anillos, collares, pulseras, reloj, prendas apretadas y cinturones que queden sobre el área afectada, antes de que se empiece a inflamar.

  5. Cubre el área de la quemadura con un vendaje o manta estéril; envuelve a la persona con una cobija.

  6. Si los dedos de las manos o de los pies sufrieron quemaduras, sepáralos con gasas estériles o vendas no adhesivas.

  7. Eleva el área quemada por encima del nivel del corazón y evita presiones o fricciones.

  8. Llama a una ambulancia o traslada a la persona a la unidad de trauma o urgencias más cercana.
El siguiente video forma parte de un taller para el cuidado de la salud y nos hablaremos de los primeros auxilios para quemaduras en primer, en segundo y tercer grado.


Diodos emisores de luz, mezcla de electrónica y alquimia moderna.

2013/11/05

Instalaciones eléctricas residenciales - Diodo emisor de luz

Una de las cosas que más me inquieta es el hecho de que todo lo conocido en el Universo, incluidos los seres vivos, estamos hechos del mismo tipo de partículas. Estas partículas fundamentales son los átomos, y sólo es el número de átomos enlazados con una precisión inmejorable lo que marca las diferencias para crear los elementos que componen a la materia en sus distintos estados.

Los pequeños enlaces entre átomos encierran la fuerza más grande conocida por el hombre; y es precisamente ese fino equilibrio entre materia y energía lo que obliga a un amante de la luz a estudiar con detenimiento la tabla periódica de los elementos.

Los “alquimistas modernos” han organizado todos los elementos que conocemos en una tabla que agrupa a los que comparten cualidades similares, esto nos permite comprender las capacidades y límites físicos de cada grupo de elementos y como resultado conocemos su comportamiento al ser afectado por las distintas manifestaciones de la energía, tales como el calor, la electricidad, y desde luego la luz.

La energía fuera de control es peligrosa e inútil, en cambio la energía entregada  de manera gentil y en proporciones adecuadas es lo que permite al hombre iluminar y mover su mundo. Aunque el grupo de los metales como el aluminio, el cobre y el oro son excelentes conductores de energía, en esta ocasión hablaremos de aquellos que la conducen de una manera extremadamente controlada, lo que ha permitido alcanzar grandes avances en la electrónica y la iluminación.

Mediante la combinación de los elementos de los grupos conocidos como metales, metaloides y no metales, el hombre ha desarrollado un artefacto llamado diodo, que a través de una relación PN (positivo-negativo) le permite conducir la energía en una sola dirección, teniendo mayor control sobre la cantidad y la dirección que debe tomar la energía en el circuito electrónico.

Los elementos con los que se fabrica  un diodo, principalmente el Silicio y el Galio, son combinados con un metal para conseguir una saturación considerable de una carga positiva (P) y una carga negativa (N).

En el extremo conocido como ánodo se coloca una fina mezcla de material de carga positiva y en el otro extremo, conocido como cátodo, se debe colocar una porción igual de material de carga negativa. Los materiales deben quedar aislados por un separador que evita que se combinen, permitiendo así el paso de la energía de un extremo a otro. La combinación de los materiales anularía la polarización del diodo, y éste permitiría el paso de la electricidad de manera libre en ambos sentidos.

Ver también: Conociendo un poco de la historia del LED

Los diodos trabajan con corrientes eléctricas muy bajas, por lo que generalmente se incluye una resistencia en el circuito que evita la avería provocada por una sobrecarga eléctrica. También es importante conocer que la polarización incorrecta de un diodo provocaría que la fina relación PN se rompa y, por consiguiente, dejaría de funcionar. Para evitar este trágico suceso, se ha llegado a la convención de que el ánodo siempre contará con un filamento de conexión “patita” de mayor longitud que el del cátodo.

Todos los diodos emiten radiaciones en forma de fotones, como el diodo de Arseniuro de Galio (GaAs) que emite una radiación infrarroja con una longitud de onda de 940 nm, lo que lo ubica fuera de rango visible para el ojo humano. El fenómeno que cautiva a los amigos de las sombras, sucede cuando se hace circular una corriente eléctrica en algunos metaloides y no metales. Éstos tienen la impresionante capacidad de emitir una radiación electromagnética, a este fenómeno se le conoce como electroluminiscencia.

Instalaciones eléctricas residenciales - LEDs de 5 mm, 5 colores

Con la inclusión del Fósforo se logró conseguir el LED de color amarillo, que al combinarlo con el Galio (Ga) de color rojo desemboca en el desarrollo de los LEDs anaranjado, amarillo y rojo hechos de Arseniuro Fosfuro de Galio (GaAsP). Estos LEDs eran de baja intensidad por lo que, durante cuatro décadas, sus aplicaciones se limitaron principalmente a controles remotos y señales luminosas en tableros de electrodomésticos.

Los LEDs ultravioletas, hechos de Carbono (C), y los de color azul, fabricados de Nitruro de Galio e Indio (InGaN), con una longitud de onda de 450 nm; y el de Carburo de Silicio (SiC) en los 480 nm, se desarrollaron en la década de los noventa y con esto fue posible desarrollar el modelo RGB en los LEDs que permite la combinación de los colores rojo, verde y azul, obteniendo una gama de miles de colores incluyendo los blancos.

Instalaciones eléctricas residenciales - Lámpara LED

Debemos tener en cuenta que los elementos con los que se fabrican los LEDs poseen límites físicos que impiden alcanzar los colores teóricos necesarios para la reproducción del modelo RGB. Por esta simple razón es necesario tener extremo control de calidad de los materiales y los procesos de fabricación, ya que si la mezcla de materiales es de mala calidad se obtendrá como resultado una luz de mala calidad.

Para integrar los LEDs en la iluminación se han realizado grandes desarrollos integrando ópticas súper finas a estos dispositivos que nos permiten entregar de manera eficiente la luz y nos ofrecen  una gama completa de temperaturas de color y una alternativa real en la iluminación profesional, sin olvidar la constante búsqueda de una fuente de luz sustentable y amable con el medio ambiente.

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