Normas para circuitos derivados en autotransformadores o en conductores de fase derivados a sistemas puestos a tierra

Continuamos con el tema de circuitos derivados, en esta ocasión enfocados a los de autotransformadores y a los conductores de fase derivados a sistemas puestos a tierra.

Circuitos en derivación de autotransformadores 

Los circuitos derivados no deben partir de autotransformadores, a no ser que el circuito tenga un conductor que esté conectado eléctricamente a un conductor puesto a tierra de la instalación de suministro del autotransformador.

Excepción 1: Se permite un autotransformador que prolongue o añada un circuito derivado para una carga sin conexión a un conductor similar de puesta a tierra, cuando transforme de 208 V a 240 V nominales o de 240 V a 208 V.

Excepción 2: En edificios industriales en los que se asegure que el mantenimiento y supervisión de las instalaciones deben hacerse sólo por personas calificadas, se permiten autotransformadores que suministren energía a cargas en 600 V nominales a partir de sistemas de 480 V y a cargas en 480 V a partir de sistemas de 600 V nominales, sin la conexión a un conductor similar puesto a tierra.

Conductores de fase derivados a sistemas puestos a tierra 

Se permite la existencia de circuitos de c.c. de dos conductores y de c.a. de dos conductores o multiconductores sin conexión a tierra, derivados de los conductores sin conexión a tierra de circuitos que tengan un conductor neutro puesto a tierra. Los dispositivos de interrupción de cada circuito derivado, deben tener un polo en cada conductor sin conexión a tierra. Todos los polos de los distintos dispositivos de desconexión deben poder conmutar manualmente cuando dichos dispositivos sirvan también como medios de desconexión.

En portalámparas con desconectador de doble polo cuando estén alimentados por un circuito con cable sin conductor para poner a tierra, el desconectador del portalámparas debe desconectar simultáneamente ambos conductores.

En dispositivos de interrupción de equipo auxiliar de lámparas de descarga, los desconectadores cuando se alimenten de un circuito por medio de cables sin conductor conectado a tierra, el desconectador del equipo auxiliar debe desconectar simultáneamente todos los conductores.

En aparatos eléctricos conectados permanentemente:
Con potencia nominal de más de 300 VA o 93,0 W (1/8 CP). En los aparatos eléctricos conectados permanentemente que tengan más de 300 VA o 93,0 W (1/8 CP), se permite utilizar, como medio de desconexión, el interruptor automático o el desconectador del circuito derivado, cuando dicho medio o interruptor automático esté a la vista desde el aparato eléctrico o se pueda bloquear en posición abierta.

En sistemas de calefacción eléctrica fijos:

1. Uso simultáneo de controles y medios de desconexión.
   Se permite el uso de los dispositivos de interrupción controlados térmicamente y una combinación de termostatos y desconectadores controlados manualmente, si cumplen con las siguientes condiciones:
   
   
   1. Tienen una marca para la posición de abierto.
      
      
   2. Desconectan directamente todos los conductores portadores de corriente cuando se colocan manualmente en la posición desconectado.
      
      
   3. Están diseñados de tal forma que el circuito no pueda ser energizado automáticamente después de que el dispositivo ha sido colocado manualmente en la posición de desconectado.
      
   
   
Ver también: Norma para circuitos derivados de contactos eléctricos


2. Termostatos que no interrumpan directamente a todos los conductores.
   Los termostatos que no interrumpan directamente todos los conductores energizados y los termostatos que operen a control remoto no necesitan cumplir con los requisitos del inciso (a) de esta Sección. Estos dispositivos no deben usarse como medios de desconexión.
   
   

En equipo eléctrico fijo para descongelar y derretir nieve:

1. Control de temperatura en posición de “apagado”.
   Los desconectadores para control de temperatura que tengan indicadores de la posición de “apagado” y que interrumpan la energía en la línea, deben abrir todos los conductores de fase cuando el dispositivo de control esté en posición de apagado. Estos dispositivos no deben utilizarse como medios de desconexión a menos que estén provistos de un cierre con bloqueo en la posición de “apagado”.
   
   
2. Control de temperatura sin posición de “apagado”.
   Los desconectadores para control de temperatura que no tengan posición de “apagado”, no requieren abrir todos los conductores de fase y no debe permitirse usarlos como medio de desconexión.
   
   
3. Control remoto de temperatura.
   Los dispositivos reguladores remotos activados por temperatura no requieren cumplir con los requisitos indicados en el inciso a). Estos dispositivos no deben usarse como medios de desconexión.
   
   
4. Dispositivos de desconexión combinados.
   Los dispositivos de desconexión que consistan en una combinación de los actuadores por temperatura, y los desconectadores operados manualmente que funcionen tanto para el control como para la desconexión, deben cumplir con las siguientes condiciones:
   
   
   1. Cuando manualmente se coloque en la posición de “apagado” se deben de abrir todos los conductores de fase.
      
      
   2. Tener un diseño de tal forma que el circuito no pueda energizarse automáticamente si se encuentra en la posición de “apagado”.
      
      
   3. Que esté provisto con un bloqueo efectivo estando en la posición de “apagado”.
      

En controladores de motores con conductores puestos a tierra, un polo del controlador puede interrumpir un conductor puesto permanente a tierra siempre que el controlador esté diseñado de manera que el polo en el conductor puesto a tierra no pueda abrirse sin interrumpir simultáneamente todos los conductores del circuito.

En la operación de los medios de desconexión de motores, los medios de desconexión deben abrir todos los conductores aislados de alimentación y no deben permitir que una fase o polo pueda ser operado en forma independiente. Los medios de desconexión pueden estar en la misma envolvente del controlador.

Preparación subterránea para recibir el servicio de energía eléctrica

Existen en el mercado tubos conduit corrugados de polietileno en medida de 1 1/4", que deben cumplir con la norma NMX-J-542-ANCE-2006, designación 35 (diámetro interior 37.5 mm y diámetro exterior de 40 mm con tolerancia en ambos de 1.0 mm).

Entre los diferentes usos que permite la NOM-001-SEDE-2005 para esta medida resaltamos la siguiente aplicación:

Se puede instalar directamente en la base para el medidor tipo enchufe (socket) que, de acuerdo con la norma CFE-GWH00-11, es un gabinete circular cuadrado o rectangular provisto con terminales tipo mordaza para conectar firmemente las terminales tipo bayoneta de un medidor tipo “S” como medio de conexión a los conductores del circuito.

Anteriormente los electricistas tenían dos opciones para realizar la instalación:

• ocupar una de las siguientes medidas de tubería: 1" ó 1 ½", o

• utilizar un tubo conduit liso o PVC, de difícil manejo.

Además de ofrecer toda la flexibilidad para realizar el trabajo, el tubo conduit corrugado flexible de polietileno también cuenta con la medida exacta para acoplarse de forma roscada a la entrada de la base del medidor, designada específicamente para la medida de 1 ¼", lo que garantiza que quede firmemente sujeto sin necesidad de conectores u otros accesorios.

El murete de preparación es una base de concreto armado para colocar el medidor y el interruptor general de la instalación. Puede construirse en la obra o adquirirse ya prefabricado.

Ver también: 2 tipos de preparaciones para recibir el servicio de energía eléctrica

La acometida es la parte de la instalación de enlace que une la red de distribución con la instalación eléctrica del particular, es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una por cada edificio o estructura.

El servicio de energía eléctrica puede llegar a este punto por línea aérea (postes) o subterránea. En las aéreas de la mufa al medidor, y en las subterráneas mediante un tubo que sale del registro de acometidas.

En el caso de construcciones con murete de preparación hecho con molde, en ocasiones se hace el colado de este murete sin la base del medidor, por lo que el tubo no queda en el lugar designado para acoplarse; con los tubos rígidos esto es un doble trabajo para el instalador ya que tendrá que romper el murete para colocar la base para el medidor en la ubicación del tubo rígido.

El tubo conduit corrugado flexible de polietileno de 1 ¼" lo soluciona, su diseño permite que a pesar de que el tubo se mueva de su posición original con sólo dejar dispuesto un poco más de tubo, éste servirá para alcanzar la base del medidor y realizar la instalación fácilmente.

Para muretes prefabricados se puede utilizar el tubo conduit de 1 ¼" dejando un pequeño tramo de tubo para la conexión que viene desde el registro de acometidas.

Éstas son algunas aplicaciones, su medida le da un valor agregado y versatilidad a su uso conservando todas las ventajas de tubo conduit corrugado de polietileno, como son: aislamiento, resistencia a la humedad, a los agentes químicos, a temperaturas de hasta 60 ºC, al impacto y al aplastamiento.

Energía basada en el hidrógeno

El desarrollo de la sociedad ha provocado desde siempre que el ser humano busque formas de producir y controlar energía, sin embargo, los problemas ocasionados por hacerlo con recursos que dañan al planeta han llevado a buscar formas sustentables y limpias, utilizando recursos que no se agoten y reduzcan de manera considerable su impacto al medio ambiente; es así como surgen las energías renovables.

Las energías renovables más comunes son: la energía hidráulica, que aprovecha los afluentes de los ríos; la geotérmica, que aprovecha el calor de la Tierra; la eólica, que se beneficia de los vientos; la maremotriz, que utiliza la fuerza de las marea; la biomasa, que genera energía a partir de desechos orgánicos; y la termosolar, que utiliza el calor del sol. Sin embargo, existen otras que empiezan a destacarse y una de ellas es la que se obtiene a través de una reacción química del hidrógeno.

El hidrógeno fue descubierto en 1776 por el científico británico Henry Cavendish, quien informó de un experimento en el que había obtenido agua a partir de la combinación de oxígeno e hidrógeno con la ayuda de una chispa eléctrica. Como estos elementos no eran conocidos los denominó aire sustentador de la vida y aire inflamable, respectivamente. El químico francés Antoine Laurent Lavoisier consiguió repetir con éxito el experimento en 1785 y dio el nombre de oxígeno al aire sustentador de la vida y el de hidrógeno al aire inflamable.

Buscando en la historia encontramos que el “Padre de la pila de combustible”, sir William Robert Grove, nació en Swansea, País de Gales, el 11 de julio de 1811 y murió en Londres el 1 de agosto de 1896, fue abogado, juez y científico; en 1839 demostró que se podía generar corriente eléctrica a partir de una reacción electroquímica entre el hidrógeno y el oxígeno.

A 170 años de distancia, científicos e investigadores en la materia siguen utilizando sus principios para convertir el hidrógeno en una fuente de energía masiva que neutralice los efectos del uso de recursos energéticos tradicionales, como el petróleo o el carbón, que actualmente mantienen las exigencias de la sociedad en cuanto a energía se refiere.

El hidrógeno es el elemento más ligero y abundante del universo, cuando se utiliza como fuente de energía, se convierte en el combustible eterno. Nunca se termina y no emite dióxido de carbono. El hidrógeno se encuentra repartido por todo el planeta: en el agua, en los combustibles fósiles y en los seres vivos. Sin embargo, raramente aparece en estado libre en la naturaleza, tiene que ser extraído de fuentes naturales.

Ver también: 2 tipos de cargadores eléctricos para vehículos

En sí mismo no es una fuente primaria de energía, no es un combustible que podamos extraer directamente de la Tierra como el gas natural. La fuente más común es el agua y se obtiene por la descomposición química del agua en oxígeno e hidrógeno puros a partir de la acción de una corriente eléctrica (electrólisis); esta corriente debe ser generada por fuentes de energía renovable (solar, fotovoltaica, eólica, etc.), de lo contrario, la producción del mismo hidrógeno sería un motivante de más contaminación.

El dispositivo empleado para combinar el hidrógeno con el oxígeno y generar electricidad, calor y agua, es conocido como pila o celda de combustible; ésta produce corriente directa como una batería común, pero con la diferencia de que nunca se descarga. La pila sigue produciendo energía siempre que se disponga de hidrógeno. Existen varias clases de pilas de combustible, generalmente clasificadas según el tipo de electrolito que emplean: de membrana de intercambio protónico (PEM, por sus siglas en inglés), de carbonato derretido, de ácido fosfórico y de electrolito alcalino (empleadas por la NASA).

Las celdas de combustible de carbonato derretido funcionan a temperaturas muy elevadas, por ello son más aptas para aplicaciones a mayor escala, como en plantas eléctricas. Las de combustible PEM son más apropiadas para la generación de energía a pequeña escala, como en vehículos, debido a que son compactas y livianas, además tienen una eficiencia tres veces mayor a la que presentan los motores de combustión interna, en los cuales la mayor parte de la energía se pierde en forma de calor y fricción.

Estudios e investigaciones han conseguido comprimir y almacenar hidrógeno en una celda o pila de combustible que genere la energía necesaria para hacer funcionar prototipos de vehículos, autobuses de transporte urbano, incluso plantas industriales o baterías de teléfonos móviles con el único desecho de agua y calor. No obstante, la clave aún sin descifrar se halla en conseguir el hidrógeno de una manera limpia, sin que produzca una contaminación dañina para nuestro hábitat.

La ciencia busca que los vehículos del futuro se muevan usando estos dispositivos, de hecho, ya existen prototipos de diferentes vehículos, en la actualidad son unos 500 los de coches de hidrógeno que circulan por el planeta, se trata de una apuesta cada vez más firme de los principales fabricantes: BMW con su Hydrogen 7, Honda y su FCX Clarity, Mazda con su RX-8 Hydrogen RE, Mercedes y su F600 Hygenius, Opel y su Hydrogen3, etcétera.

La tecnología, la ciencia y las políticas energéticas de los países más desarrollados están cada vez más inclinadas hacia el uso de las celdas de combustible como medios de producción de energía; es así como Alemania, Islandia, Australia, España, Inglaterra y, por supuesto, los Estados Unidos, ya cuentan con inversiones fuertes para su investigación y desarrollo.

Diagrama representa el funcionamiento de las celdas que generan energía eléctrica a partir del hidrógeno

7 consideraciones para construir una "Casa del Futuro"

Las casas verdes son consideradas las casas del futuro. Se tiene programado que, para el año 2030, todas las casas cuenten con este sistema, pues los beneficios serían muchos, desde el ahorro económico hasta la conservación de nuestro medio ambiente y, como consecuencia, una mejor calidad de vida.

Estas casas tendrán un diseño que será ambientalmente responsable y automatizado; el agua de lluvia se captará y almacenará para poder utilizarla como agua potable. Los techos estarán provistos de celdas solares y el interior permitirá la ventilación y utilizar la luz solar.

Ver también: Ecoviviendas

Los pasos para construir una casa del futuro sustentable son:

1. Ubicación adecuada
   En primer lugar se considera el terreno sobre el que se asentará la casa. Debe ser firme y estable. En cualquier caso, el diseño corresponderá con el entorno bioclimático, aprovechando los recursos de dicho entorno.
   
   
2. Integración al entorno
   Debe concordar con su entorno ambiental, no romper su armonía natural.
   
   
3. Diseño sostenible
   Debe tener formas poco agresivas con el medio: emplear energías limpias, ahorradores de agua; tratar adecuadamente los desechos y basuras, reciclando lo más posible; utilizar de materiales de construcción, mobiliario y enseres poco contaminantes. Además debe ser construida teniendo en cuenta los avances tecnológicos para lograr una vivienda ecológicamente sostenible, cómoda e inteligente.
   
   
4. Correcta orientación
   La orientación es importante para el ahorro energético y también para la comodidad y bienestar en su interior, por ejemplo, las habitaciones serán distribuidas con el fin de aprovechar la luz del sol.
   
   
5. Materiales ecológicos
   Se debe utilizar para la construcción materiales que sean abundantes en el entorno. Es importante que éstos faciliten el intercambio de humedad entre la casa y la atmósfera. No todos tienen que ser de origen natural; se pueden ocupar los de última tecnología, que poseen características útiles, como cristales que regulan el calor y la luz que entra y sale en la vivienda, paredes aislantes de gran insonorización, bactericidas, suelos y techos con autorregulación térmica, páneles solares, etcétera.
   
   
6. Optimización de recursos naturales y ahorro energético
   Hay que aprovechar al máximo los recursos que proporciona la zona. Además, debe ser económica, con ahorro de agua, usar energías renovables, como la de biomasa, solar y eólica, según su ubicación. Sus electrodomésticos serán de baja o nula emisión de ondas electromagnéticas, y se aprovecharán las plantas de la zona para oxigenar la casa.
   
   
7. Gestión de residuos
   Dispondrá de sistemas de depuración de las aguas residuales para su posterior utilización en el riego. También se clasificarán los materiales de desecho y se reciclará lo más posible.

3 tipos de accesorios de una red de distribución subterránea

La distribución subterránea se puede clasificar por su uso (giro) en: residencial, comercial, turística e industrial. Los nombres indican por sí mismos las diferencias entre ellas, no obstante, esto significa que cuanto mayor sea el área por electrificar o la densidad de carga, el sistema deberá ser congruente siendo más confiable, más grande, más seguro y con mejor calidad de servicio. Para ilustrar esto diremos que una red subterránea para una unidad con casas de interés social se podría diseñar con unas bases de proyecto que empleen un sistema monofásico sencillo, con trasformadores monofásicos de 37.5 kVA, porque la carga por lote sería de sólo de 1 kVA; en cambio, un fraccionamiento residencial alto requerirá un diseño más exigente, por ejemplo, un seccionador y trasformadores monofásicos de 75 kVA, pues la carga por lote sería de 5 kVA. Éstos son dos ejemplos de distribución residencial, en un caso comercial se utilizarían trasformadores de 300 ó 500 kVA en lugar de 37.5 ó 75 kVA y serían trifásicos en lugar de monofásicos, además, al aumentar la capacidad de los transformadores aumenta el calibre de los conductores, en el primer caso sería 1/0 ó 3/0 AWG y en el segundo se requieren 350 kCM; es decir, operan para cada caso como un conjunto (conductores-transformadores-número de fases), y son lo que marca la diferencia entre residencial, comercial, turística o industrial.

Otra subclasificación se haría por la tensión del servicio que da el suministrador, por ejemplo, la media tensión abarca 13.2, 22.86, 34.5 kV; y el equipo, materiales y accesorios que usa cada una de esas tensiones es muy diferente.

Ver también: 2 configuraciones de las redes subterráneas de distribución

La red de distribución subterránea se compone de:

• transformadores, que pueden ser tipo pedestal, o sumergible, de una o tres fases, y capacidades desde 25, 37.5, 50, 75 y 100 kVA en 1F y 75, 112.5, 150, 225, 300 y 500 kVA en 3 F;
  
  
• accesorios de media tensión de 200 A, algunos de ellos serían: adaptador de tierra de 200 A, conector tipo codo, conector tipo múltiple MT-200-OCC de 2,3 ó 4 vías, conector codo portafusible, tapón aislado, boquilla estacionaria, inserto tipo bushing, etcétera;
  
  
• de los accesorios de media tensión de 600 A se pueden mencionar: adaptador de tierra de 600 A, boquilla estacionaria de 600 A, boquilla de extensión 600 A, boquilla reductora 600/200 OCC, conector tipo codo operación sin tensión 600 A, conector tipo múltiple MT-600/200 de 2,3 ó 4 vías, tapón aislado 600 ST para codo de 600 A.