Plan de mantenimiento de una instalación eléctrica

El mantenimiento eléctrico debe tomarse en cuenta desde que comienza a proyectarse la obra, no consiste únicamente en verificar las condiciones de las instalaciones eléctricas existentes.

Pensemos por un momento que estamos proyectando una instalación eléctrica para una oficina, un edificio o nuestra futura casa, ¿qué consideraciones debemos hacer al proyecto? Indudablemente tendríamos que tomar en cuenta los conceptos de:

• Seguridad de las personas que lo van a habitar o que visiten el lugar.


• Cumplimiento de las normas vigentes.


• Mantenimiento mínimo.


• Futuras ampliaciones de la instalación.


• Utilización de materiales adecuados.

Las consideraciones previas pretenden incorporar los conceptos de seguridad de las personas, durabilidad de nuestra futura instalación eléctrica y rentabilidad a través de un mínimo costo de mantenimiento.

Pero... ¿sucede así en la práctica?, ¿todos los proyectos tienen en cuenta estas consideraciones mínimas?, ¿se proyecta la instalación pensando en los futuros dueños?, ¿se piensa en la tarea del administrador del edificio o dueño de la vivienda, y en los costos de las expensas, seguros y mantenimiento?

Aunque debería, no siempre es así. Esto nos hace pensar en la necesidad de incluir dentro de la etapa del proyecto los costos asociados a la futura conservación del edificio o vivienda.

Sin embargo, en la práctica nos encontramos también con edificaciones terminadas en las cuales no necesariamente se tuvo en consideración la totalidad de los criterios anteriores. No obstante, el inmueble, tanto en su conjunto como en cada uno de sus componentes, debe recibir un uso y mantenimiento adecuados.

Esta tarea es la obligación de administradores de edificios, gerencias de mantenimiento, consorcios de propietarios y de toda persona responsable de cuidar el patrimonio y la seguridad de las personas. Es necesario que tanto los usuarios como los propietarios conozcan las necesidades, obligaciones y deberes de uso y mantenimiento del edificio. No olvidemos que una falla en un piso con un mantenimiento deficiente puede afectar a otros pisos con mantenimiento adecuado Lo que claramente se busca es la durabilidad de las instalaciones y disminución de los costos de mantenimiento y/o futuras obras de reacondicionamiento, por eso es muy importante la tarea del asesoramiento profesional que debe contratar el propietario y el administrador del edificio.

Ver también: 4 causas de incendios eléctricos en el hogar

Para tal efecto, todo propietario o administrador debe conocer o solicitar asesoramiento sobre las condiciones de la instalación eléctrica que posee su propiedad, debiendo informarse también del mantenimiento que se realiza y el que realizan el resto de los propietarios.

Esto se consigue a través de: una auditoria técnica, realizada por profesionales para determinar las condiciones de funcionamiento del edifico, y la elaboración de un diagnóstico, documento que permite al responsable del edificio en su conjunto poder informar al comité ejecutivo o consorcio de propietarios de los eventuales siniestros que se puedan ocasionar y de las disposiciones a corto y mediano plazo.

La desidia de los propietarios respecto del uso, mantenimiento y conservación de sus edificios alcanza su máxima expresión en lo que se refiere a los elementos comunes de la construcción, ya que por lo general piensan que, mientras no les afecte directamente, no es su problema. Algunos cuidan sus pisos con esmero y el resto de los pisos parecen que van a tener un siniestro en cualquier momento.

Mantener, conservar y emplear adecuadamente los edificios para su durabilidad, habitabilidad, aspecto, seguridad y el correcto funcionamiento de los distintos elementos e instalaciones es una necesidad social.

Todos los proyectistas de instalaciones eléctricas deberían tomar conciencia a la hora de considerar las premisas de diseño, asimismo, es labor del administrador de un edifico inculcar estas nociones elementales en los copropietarios.

La verificación de la instalación eléctrica en un edificio debe ser frecuente, pues está expuesta a cambios constantes de sus consumos: instalación de equipos de aire acondicionado o nuevos equipos de distinta índole, incorporación de nuevos puestos de trabajos, remodelación de pisos por cambio de dueños, etc.

Las operaciones de mantenimiento eléctrico tienen un carácter preventivo, su finalidad es:

• Evitar desperfectos de cualquier tipo, pues son fuentes potenciales de peligro, incendios, por ejemplo;


• Disminuir el número de reparaciones;


• Aumentar la vida útil de los distintos elementos;


• Reducir gastos, la prevención es más barata que la reparación de los daños ocasionados por un desperfecto;


• Evitar el efecto pernicioso de los daños derivados de otros daños que tanto encarecen las reparaciones, disminuyen el valor del inmueble y su vida útil.

Con lo expuesto buscamos que se tome conciencia no solo en el ámbito eléctrico, sino en todo tipo de instalaciones; además, por un lado, entre los profesionales proyectistas, cualquiera que sea su oficio; y, por otro, entre los administradores de edificios, gerencias de mantenimiento y toda otra persona que tenga la responsabilidad de un edificio, sin olvidar a los inquilinos.

Características de los flexómetros

El flexómetro es un instrumento de medición que consiste en una cinta métrica metálica flexible con un tope o gancho en un extremo, dividida en unidades de medición y enrollada a presión dentro de una caja, regularmente de plástico. Suelen fabricarse en medidas de entre uno y cinco metros, aunque en aplicaciones especiales pueden llegar a medir hasta cien. En el exterior de la caja cuenta con un sistema de freno que impide el enrollado automático de la cinta. Esta está subdividida en diferentes tipos de graduaciones, en México la más común es en centímetros y milímetros la parte superior, y abajo otra escala en pulgadas. A partir de treinta metros por lo general se construyen también con soporte abierto en forma de cruceta, lo que facilita la limpieza y el rebobinado.

Su flexibilidad y el poco espacio que ocupan lo hacen más práctico que otros sistemas de medición, como reglas o varas de medición. Debido a esto, es un instrumento de gran utilidad, no sólo para los profesionales técnicos, cualquiera que sea su especialidad (fontaneros, albañiles, electricistas, arqueólogos, etc.), sino también para toda persona que precise medir algo en la vida cotidiana.

Los hay de diferentes tipos y para diferentes usos, por ejemplo, los de cinta metálica son para distancias no muy grandes y de superficie regular o sin bordes; también existen de cinta plástica para superficies más largas e irregulares.

A lo largo de los años el flexómetro ha evolucionado y en la actualidad se pueden encontrar unos con aditamentos especiales para hacer más exacta y fácil su medición, como los de sistema Cero Absoluto, consistente en un gancho deslizable que permite se compense el propio grosor del gancho, es decir, solo se mide con la parte graduada de la cinta flexible. Otro aditamento sencillo pero de gran utilidad es la punta de gancho imantado, que permite portar clavos, tornillos o algún otro pequeño artículo de metal, o simplemente asegurar el gancho a una superficie metálica.

Ver también: El flexómetro

En general la calidad de un flexómetro se puede apreciar por su cinta métrica. Para los más usuales, de uno a cinco metros con cinta metálica, la calidad está relacionada con qué tanto puede mantener la rigidez horizontal y vertical (keep level y keep uprightness, respectivamente en inglés), es decir la longitud que puede estar extendida en el aire sin doblarse. Esto se debe a dos factores principalmente: el grosor y el ancho. Se considera un buen ancho de cinta a partir de 25 mm, y un buen grosor a partir de .135 mm. Como guía te ofrecemos la siguiente tabla:

Usar el flexómetro es sencillo. Primero identifica la distancia que deseas medir, si es posible, sujeta el gancho a uno de los puntos y lleva la caja hasta el otro punto; activa el seguro para evitar que se embobine (algunos flexómetros tienen uno automático, por lo que el botón solo se utiliza para activar el sistema de auto-embobinado); toma lectura de la medida y, cuando termines, quita el seguro para que se enrolle nuevamente la cinta.

Actualmente existen también dispositivos electrónicos para medir distancias por láser y ultrasonido, sin embargo, el costo de estos aún es muy alto, además, su uso es delicado, por ello los flexómetros tradicionales son en la mayoría de los casos la mejor opción para quienes desean tomar medidas de manera sencilla, rápida y económica.

Sistema trifásico en estrella

La conexión del sistema trifásico en estrella es la que se encuentra en la red del sistema forma en que se suministra la energía eléctrica en los hogares debe ser en configuración estrella ya que se genera el neutro en el lado secundario del transformador y de esta manera en las acometidas se tiene el par formado por fase y neutro.

Antes de iniciar con esta tercera parte, recordaremos brevemente lo presentado en la edición anterior. Como recordarás, se analizó de manera simple la conexión Δ, la cual generalmente se encuentra en el devanado primario o lado de alta del transformador, describimos lo correspondiente a las tensiones de línea (E_L) que son iguales entre sí y corresponden al potencial existente entre fases. Las corrientes de fase (I_F) se determinan con la tensión de línea y el valor de la impedancia aplicando la ecuación simplificada de Ohm (I_F = E_L/Z_u).

Asimismo mencionamos la existencia de otras corrientes en la conexión Δ, que son las corrientes de línea (I_L), cuyo valor se obtuvo de un breve análisis matemático partiendo de la geometría del diagrama fasorial de corrientes.

Repasado lo anterior entremos de lleno con la conexión en estrella (Y).

La función principal del transformador de distribución es bajar una tensión de entrada a otra de salida, en el caso del tema que estamos tratando la tensión de salida es aproximadamente de 127 V. La conexión de los devanados del lado secundario o de baja es en estrella (Y). La razón es simple, sin embargo, usaremos el siguiente diagrama para ilustrarlo:

Como es posible apreciar, se conecta una terminal de cada devanado con los demás para formar un nodo común, de esta manera se genera automáticamente el neutro. En la mayoría de los casos el neutro se conecta a tierra por medio de un conductor de cobre hasta la varilla de tierra instalada al pie del poste. A este conductor lo conocemos como conductor de puesta a tierra y al neutro como puesto a tierra.

A fin de hacer otro análisis de tensiones y corrientes, cambiaremos los devanados de la configuración Y por fuentes senoidales de tensión. Es posible hacer esta sustitución debido al comportamiento de un devanado, en otras palabras: cuando se acerca un campo electromagnético a un conductor enrollado en forma de bobina, se da un fenómeno de inducción, el cual es posible medir directamente en las terminales del conductor, ya que existe una diferencia de potencial. La forma en que se construyen los transformadores varía, sin embargo, los devanados de alta y baja siempre están juntos, por lo que el fenómeno de inducción existe.

Por lo anterior podemos decir que la conexión de los devanados de lado de baja es una conexión en estrella de fuentes de tensión.

A continuación mostraremos y describiremos las corrientes de línea (I_a, I_b, I_c ), corrientes de fase (I_ab, I_bc, I_ca), tensiones de línea (E_ab, E_bc, E_ca ) y tensiones de fase (E_aN, E_bN, E_cN ).

Ver también: Análisis del circuito trifásico conectado en delta

Las corrientes de línea son las que se generan de la fase de alimentación hacia la carga. Corrientes de fase son las que se presentan entre fases. Tensiones de línea, las que existe entre las fases de la conexión Y. Tensiones de fase son las que existen entre el punto común o neutro, y fase.

Observando el siguiente diagrama entenderemos mejor los conceptos anteriores, cabe mencionar que la carga debe cumplir con la característica de estar balanceada, es decir los valores de impedancia (Z) deben ser iguales, de tal forma que Z_A = Z_B = Z_C.

En realidad la característica de carga balanceada existe solo en sistemas controlados, en redes de distribución en baja tensión la carga por lo general está desbalanceada, ya que los equipos y aparatos dentro de una vivienda varían con respecto a otra.

Continuemos con el análisis de esta conexión en Y con una carga balanceada también conectada en Y, a esta conexión la llamamos conexión Y-Y.

Como ya se mencionó anteriormente, las corrientes de línea (I_L) son las que se generan en el conductor de conexión de la carga, las identificamos con los subíndices correspondientes de la fase, en el caso de la conexión con la carga balanceada son las mismas, es decir: I_L = I_a = I_b = I_c. También podemos decir que las corrientes de línea son las que se generan en cada fase en relación con el neutro.

Las corrientes de fase se generan en las cargas conectadas a las fases y dependen del valor de la carga; del mismo modo, si la carga es balanceada, las corrientes de fase son iguales entre sí: I_F = I_ab = I_bc = I_ca.

Las tensiones de línea son iguales entre sí, tomando como principio que los devanados del transformador y la inducción del primario sobre el secundario es exactamente la misma, por lo cual: E_L = E_ab = E_bc = E_ca. La tensión de fase es la diferencia de potencial que hay entre el neutro (N) y fase, siguiendo la idea de que son sistemas balanceados: E_F = E_aN = E_bN = E_cN.

De las E_L y E_F podemos decir que las primeras son mayores con respecto a las segundas en un 73.2% aproximadamente. Esto debido a que están afectadas por una 3 , resultado de un análisis de un diagrama fasorial, similar al que se realizó en el número anterior. Por lo tanto: E_L = 3 E_F, además de que existe un desfasamiento entre ellas de 30º.

Veamos el siguiente diagrama fasorial:

En este diagrama podemos observar los desfasamientos que existen entre las tensiones de fase y tensiones de línea. Del desarrollo del diagrama fasorial tenemos lo siguiente:

La tensión de fase (E_aN)se toma como referencia, por lo tanto no tiene ángulo de desfasamiento, así que podemos representarla de la siguiente manera: E_aN = E_L∠0º ; la otra tensión de fase E_bN sí tiene un desfasamiento de 120º respecto a la de referencia, entonces se representa de la siguiente manera: E_bN = E_L∠120º , lo mismo ocurre con la tensión de E_cN , que está desfasada 120º con respecto a la E_bN y 240º con respecto a E_aN, que es la de referencia; por lo tanto la representamos así: E_cN = E_L∠240º o bien E_cN = E_L∠ −120º .

4 formas de controlar una bomba de agua

1. Control por interruptor manual
El control más elemental para un sistema de bombeo consiste en simplemente arrancar o parar el funcionamiento de una bomba de agua mediante un interruptor (ya sea de seguridad o bien electromagnético), que es la opción más económica, pero tiene las siguientes desventajas: el usuario debe estar al pendiente de los niveles, tanto del tanque elevado como de la cisterna, ya que puede quedarse sin agua en el momento menos pensado o, por el contrario, puede derramarse el agua del tinaco por no parar la bomba a tiempo, en el peor de los casos, puede vaciarse la cisterna y quemarse el motor por trabajar en vacío.

2. Control por flotador de varilla
El siguiente sistema de control, ampliamente utilizado, consiste en la utilización de dos interruptores de flotador, colocados uno en el tanque elevado y el otro en la cisterna. Van conectados en serie con la alimentación de la motobomba, lo que garantiza una operación automática a un precio accesible, pero presenta algunos inconvenientes como: los flotadores están colocados en unas varillas de acero o aluminio sobre las que se desplazan para operar un juego de platinos, sin embargo, con el paso del tiempo se van acumulando incrustaciones de sales minerales en dichas varillas, y obstruyen el funcionamiento adecuado de dichos interruptores, además, los platinos del interruptor del flotador tienden a flamearse y/o ensuciarse al estar expuestos a la intemperie y a la humedad, y llegan al extremo de fallar. Otro es que los conductores alimentadores de la bomba deben hacer un largo recorrido pasando por ambos interruptores (el de la cisterna y el del tinaco), lo cual tiene dos problemas, por un lado requiere conductores de gran longitud y gran sección transversal (con alto costo), lo que a su vez ocasiona la caída de tensión por la resistencia eléctrica del conductor (que se agrava en grandes longitudes). Por estos inconvenientes, este sistema, que llegó a ser muy popular, casi no se utiliza en los nuevos proyectos de vivienda.

3. Control por flotador "tipo pera"
En algunos casos se prefiere la utilización de flotadores herméticos conocidos como "italianos", o “tipo pera”, sobre todo cuando el líquido a bombear tiene gran cantidad de minerales o sólidos en suspensión, como es el caso de plantas potabilizadoras o de tratamiento de aguas residuales. Tanto en el caso de los interruptores de varilla como en los de "tipo pera" existe el riesgo de que los aislamientos de los conductores se dañen y pueda haber una conducción eléctrica por el agua, con el riesgo de descarga para los usuarios.

4. Control por electroniveles
Para el caso específico de bombeo de agua potable, la opción más recomendable y segura es la utilización de control de bombeo por electroniveles. Consiste en un controlador que interpreta las señales de unos electrodos (generalmente tres) colocados tanto en la cisterna como en el tanque elevado. Éstos tienen una pequeña señal de voltaje (inofensiva por no exceder 1.5 V) que viaja entre los electrodos a través del agua (gracias a los minerales disueltos), y cuya conducción se interpreta como nivel alto, mientras que cuando no hay conducción se interpreta como ausencia de agua
o nivel bajo.

El controlador monitorea continuamente el nivel de agua y para arrancar el motor de la bomba requiere 2 condiciones: que la cisterna tenga agua (continuidad en los electrodos) y que el tinaco esté vacío (circuito sin continuidad en los electrodos). Si alguna de las 2 condiciones cambia (es decir, si la cisterna está vacía o si el tanque elevado está lleno), la bomba de agua se detiene, de ésta manera se garantiza que la bomba nunca va a operar en vacío (sin agua) ni se derramará el agua en el tinaco, a menos que exista una falla (conductores rotos o en corto circuito). El controlador manda arrancar o para el motor mediante un relevador (interruptor) que alimenta al motor.
Cada marca de control por electroniveles tiene su diagrama de conexiones, y aunque existe gran similitud entre ellos, debemos conectarlos de acuerdo con el diagrama que proporcione el fabricante.
Un control por electroniveles consta de 3 partes: un cerebro o microcontrolador (que manda la señal de salida: arranque o paro del motor), un sistema de electrodos o sensores de nivel (generalmente 3 en el tinaco y 3 en la cisterna) y un relevador en serie con el motor de la bomba.
Estos controles tienen la flexibilidad de controlar bombas de agua directamente a 127 V o a 220 V, si se requiere mayor potencia, se puede utilizar un arrancador para motor trifásico (el control por electroniveles controla la bobina del contactor). Estos modelos generalmente cuentan con señalización de leds para indicar los niveles, así como el estado de la bomba (encendido/apagado).

Esta tecnología tiene la ventaja de que los conductores alimentadores no tienen que recorrer la cisterna ni el tinaco, por lo que la caída de tensión es mínima, los conductores de los electroniveles son muy delgados y económicos, no existe riesgo de descarga eléctrica en los tanques de agua, ya que el voltaje de los electrodos es inofensivo y, al no haber componentes mecánicos, no existe desgaste ni atascamiento de piezas; el mantenimiento se limita a limpieza de los electrodos una o dos veces al año, sólo en caso severo de corrosión es necesario reemplazarlos, pueden ser de forma de barril o de cilindro perforado, de aprox. 1/4" de diámetro por 1" de largo.
Un tip es estañar la unión entre los conductores y los electrodos al ser instalados, para evitar falsos contactos por la incrustación de salitre, y sellar la terminación del aislamiento en el extremo de los conductores que estarán en contacto con el agua, pues ésta penetra y paulatinamente oxida y oscurece a los conductores por dentro del aislamiento.
Si no se consiguen los reemplazos de los electrodos, se pueden utilizar tornillos o piezas pequeñas de acero inoxidable, debido a que los requisitos son peso y conductividad.
No olvides que antes de operar un sistema de bombeo por primera vez debe purgarse la tubería (llenar de agua, por lo menos desde la bomba hasta la cisterna).
La instalación de sistemas automáticos de control de bombeo por electroniveles es sencilla, de costo
aceptable y permite el ahorro de energía eléctrica. Los precios, dependiendo del tamaño del motor a controlar, pueden ir de los $450 a los $1000, aunque existen equipos más complejos para sistemas de bombeo con varios motores trifásicos, cuyo costo es muy superior.

Plásticos eléctricos, una nueva realidad

Un material recurrente en las investigaciones sobre nuevos materiales son los plásticos eléctricos. Hasta hace poco se ignoraba que sus propiedades eléctricas o magnéticas fueran las protagonistas de su aplicación final, y continúan sorprendiéndonos con nuevos usos.
Los plásticos eléctricos constituyen un subgrupo de los denominados materiales eléctricos, concretamente el de los polímeros o "plásticos" con características eléctricas útiles. Un polímero es un compuesto químico, natural o sintético, creado de una reacción química en la que dos o más moléculas se combinan para formar otra en la que se repiten las unidades estructurales.

Aunque, en general, en este tipo de materiales sólo se suelen incluir aquellos que son conductores o semiconductores, pues son los que están teniendo más atención por parte de las grandes empresas, es razonable considerar también a todos aquellos plásticos que poseen propiedades útiles, por ejemplo, aquellos que actúan como aislantes, dieléctricos para condensadores, agentes encapsulantes, adhesivos y materiales para la fabricación de circuitos electrónicos. Algunos de estos usos son bastante simples en un sentido químico, pero son necesarios como partes integrales de los procesos completos de embalaje y protección de circuitos integrados frágiles, pues evitan su daño, al prevenir, entre otras cosas, los efectos perjudiciales de la humedad y corrosión.
Surgieron como sustitutos, en ciertas aplicaciones, de otros materiales inorgánicos eléctricos más convencionales como el cobre o el silicio, y han despertado extraordinario interés al poseer, adicionalmente a sus propiedades eléctricas tan deseadas, otras que no tienen los materiales inorgánicos convencionales, como flexibilidad, baja densidad y bajo costo. Otra ventaja es que permiten obtener con facilidad piezas con geometrías complejas.

Ver también: 6 nuevas clases de materiales eléctricos

En estos momentos, existe una carrera científica vertiginosa en cuanto a la búsqueda de los materiales plásticos ideales para todo tipo de aplicaciones eléctricas. Algunos investigadores nos hablan de moléculas orgánicas que son capaces de autoorganizarse en capas ultrafinas (menos de seis nanómetros) para su uso en los componentes dieléctricos o no conductores de un transistor. Otros, de transistores orgánicos que permitan encender y apagar la luz de los diodos orgánicos. Otros, proponen materiales híbridos compuestos por semiconductores inorgánicos y polímeros con lo que se obtiene nuevos materiales fácilmente procesables con una eficiencia energética aceptable para utilizarse como células solares.
Según lo anterior, en términos de investigación, es crucial la síntesis de nuevos polímeros, su análisis estructural y caracterización, así como la de nuevos materiales compuestos a partir de polímeros con especiales propiedades eléctricas, ópticas y electro-ópticas.

Es importantísimo controlar todos los aspectos relativos a los procesos de los nuevos materiales considerados, por lo tanto, los aspectos científicos más importantes se enfocan al entendimiento fundamental de las relaciones síntesis-procesado-estructura-propiedades de los materiales orgánicos eléctricos, y esto se consigue, en general, a través de la utilización de técnicas de caracterización especiales, por ejemplo: electro-ópticas, de medidas fotofísicas, microscopía electrónica de barrido,
microscopía electrónica de transmisión, etcétera.
El gran potencial de aplicación de los polímeros o, dicho en palabras más llanas, ‘plásticos eléctricos’, es evidente, no obstante, todavía queda mucho trabajo por hacer. Y éste no se debe restringir únicamente a conocer mejor y de manera más profunda dichos materiales, sino que también debe abrirse a la búsqueda de nuevas aplicaciones, entre otras, aquellas en las que los plásticos ofrezcan más ventajas que las que nos dan los materiales que hoy en día se están utilizando.