Instalaciones Eléctricas Residenciales

Identifica los Vampiros que desperdician la energía eléctrica en las viviendas

2013/08/07

Instalaciones eléctricas residenciales - Vampiro

No necesitas ni cruces ni pócimas para defenderte de este mal que aqueja a miles de hogares mexicanos, incluyendo el tuyo. Eliminarlo es posible si todos hacemos conciencia.

A pesar de los avances tecnológicos en lo que se refiere a la fabricación de aparatos eléctricos, éstos propician un gran desperdicio de energía si no se desconectan cuando no se utilizan.

A este consumo pasivo de energía se le conoce como vampiros, energía en espera, energía en reposo, modo inactivo, modo dormido e incluso se considera energía de desperdicio. Pero, ¿la cantidad de energía que consumen en estos estados es significativa? Es más que eso en algunos aparatos eléctricos, pues también contribuyen significativamente a la contaminación del aire. De acuerdo con los modos de operación se confirma que algunos de los equipos que permanecen conectados las 24 horas del día tienen consumos continuos de energía que en numerosas ocasiones llegan a ser mucho mayores que los que se dan por el uso efectivo del equipo.

Lamentablemente, tener cada vez más aparatos aumenta el riesgo de sufrir de un  mayor desperdicio. En nuestros hogares buscamos tener la última tecnología, ya sea con fines de entretenimiento (pantallas de plasma y LED, codificadores, juegos electrónicos) como para la comodidad (aire acondicionado, calefactores). Esto es precisamente lo que eleva el consumo innecesario de energía eléctrica.

Diferentes estudios realizados en países en desarrollo señalan que entre 5 y 11% del consumo total de energía eléctrica corresponde a la energía en espera, lo que en cada hogar equivale a tener una carga conectada de 10-60 Watts permanentemente. En cada hogar, hay de 3 a 10 cargas permanentemente conectadas.


Estos son los aparatos que encabezan la lista negra de vampiros por ser los que permanecen conectados a la línea de las instalaciones eléctricas residenciales las 24 horas del día:

  • Minicomponentes
  • Televisiones
  • DVD
  • Hornos de microondas
  • Decodificadores de televisión

Instalaciones eléctricas residenciales - Reproductor de DVD

El siguiente vídeo profundiza en los tipos de aparatos electrodomésticos que son la principal causa de los consumos vampiros:


Del total de la energía en espera que nuestros equipos conectados en desuso consumen, un alto porcentaje es utilizado por un elemento transformador o una fuente de poder, que convierte la electricidad de una tensión primaria en una tensión baja. Una cantidad de esta energía se transforma en calor incluso cuando no se tiene carga, lo que provoca que las pérdidas sean mayores, es decir, cuando del total una mínima parte (que es suficiente) es suministrada para realizar las funciones de espera.

El resto de la energía de espera la consumen los microprocesadores, los sensores y las pantallas, elementos que requieren unos pocos miliwatts de potencia para su operación, aún cuando el equipo consuma muchos más mientras está en el modo de espera.

Para poder acabar con los vampiros se necesita de la participación de todos. Por una parte, los fabricantes deben rediseñar los modos de operación de estos equipos sin modificar la funcionalidad; y por otra, a los usuarios les corresponde hacer conciencia y reducir el tiempo de operación de los aparatos, en cualquiera de los modos de apagado con consumo de energía.

Estos aspectos te ayudarán a identificar los equipos que consumen energía en espera:

  • Si el equipo utiliza un dispositivo de control remoto
  • Si cuenta con una fuente de poder o unidad externa de suministro de energía
  • Si tiene pantalla digital
  • Si funciona con baterías recargables
  • Si tiene un indicador luminoso (LED o lámpara pequeña) cuando está apagado

Para combatir estos consumos "vampiro" y evitar el desperdicio de energía eléctrica te recomendamos:

  • Desconectar la carga, retirando la clavija del receptáculo
  • Usar un interruptor manual o un multicontacto desde el cual se puede cortar la corriente de suministro
  • Utilizar reguladores para las computadoras, con el fin de apagar totalmente el equipo sin desconfigurarlo

Los portalámparas, indispensables en las instalaciones eléctricas residenciales

2013/08/06

Instalaciones eléctricas residenciales - Portalámparas de plástico

En las instalaciones eléctricas residenciales, uno de los elementos más utilizados y tradicionales es el portalámparas. Se trata de la parte en la cual se inserta la lámpara para su sujeción y conexión al circuito eléctrico (entiéndase como lámpara el foco o bombilla). Los portalámparas de plástico son los más recomendados por su resistencia, fácil manejo y aislamiento eléctrico.

La norma NMX-J-024-ANCE define y clasifica los portalámparas de la siguiente forma: Portalámparas roscado tipo Edison, artefacto eléctrico en el que se fija una lámpara eléctrica de base roscada tipo Edison por medio de dos superficies conductoras que se vinculan mecánicamente
entre sí, pero eléctricamente aisladas, una de las cuales se compone de un cuerpo cilíndrico roscado hembra llamado casquillo y la otra de un disco o placa de contacto central.

Además de considerar a los portalámparas como colgantes, fijos y mixtos o adaptadores tipo Edison; los que sólo se sujetan de los conductores eléctricos se llaman colgantes; los que su construcción les permite sujetarlos firmemente a una superficie se les conoce como fijos; y los mixtos o adaptadores tipo Edison son los que además de cumplir con las características propias de su nombre incluyen las funciones de otros productos como interruptores, receptáculos, clavijas, sensores de presencia o sensores de intensidad luminosa.


Los portalámparas fijos (utilizados tanto en interiores como en exteriores) normalmente son de forma redonda; tienen un casquillo roscado que sirve como ensamble para la lámpara (foco); y disponen de unos tornillos o ensambles metálicos que sirven para hacer la función de contacto con los conductores. Algunas personas los llaman arbotantes, aunque este término normativamente se aplica sólo cuando van en una pared. Otros también le llaman socket, pero esta palabra se refiere a la parte que hace la conexión pero sin una base como el portalámparas.

Otra forma de distinguirlos es de acuerdo a su tamaño. Hay algunos que están hechos especialmente para cajas de ½” y otros para cajas de ¾”. Cabe mencionar que sólo varía el tamaño de la base, pues la parte roscada es estándar.

Aunque los portalámparas fijos no son tan bonitos como una lámpara decorativa definitivamente son más estéticos que los portalámparas colgantes (sockets con recubrimiento plástico que dejan los conductores expuestos). Los portalámparas fijos se fabrican en colores neutros y en materiales plásticos. Existen algunos que tienen diseños novedosos y además resultan ser una buena opción por su economía.

En el siguiente vídeo, publicado originalmente en el canal de Hogarmanía, se muestra cómo instalar un portalámparas:



Medición de la resistividad del suelo

2013/08/05

La resistividad del suelo se mide fundamentalmente para encontrar la profundidad y grueso de la roca en estudios geofísicos, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar la red de tierras de una subestación, sistema electrónico, planta generadora o transmisora de radiofrecuencia.

Asimismo, puede ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas. En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión.

Instalaciones eléctricas residenciales - Medición de la resistividad del suelo

La resistividad del terreno puede obtenerse mediante toma de muestras directas, o mediante el uso de instrumentos de medición.

Para medir la resistividad del suelo se utiliza un equipo llamado telurómetro, terrómetro, megaomímetro, megaóhmetro, megóhmetro, o simplemente Megger de tierras. Cabe aclarar que la palabra Megger no es en realidad el nombre del aparato, sino el nombre de una empresa fabricante de equipos de pruebas eléctricas.

Estos equipos inyectan una corriente de frecuencia diferente a 60 Hz para evitar medir voltajes y corrientes de ruidos eléctricos. Por ejemplo, si estamos cerca de una subestación o de una línea en servicio, y vamos a realizar mediciones de resistividad y resistencia de tierra, con un aparato de 60 Hz, dichos sistemas van a inducir corrientes por el suelo debido a los campos electromagnéticos de 60 Hz y darán una lectura errónea. De igual manera sucede cuando los electrodos de prueba están mal conectados o tienen falsos contactos, darán señales falsas de corriente y tensión. Si hay corrientes distintas a las que envió el aparato, éste leerá otras señales de tensión y corriente que no son las adecuadas.

Instalaciones eléctricas residenciales - Telurómetro para medición de resistividad del terreno
El Telurómetro es el equipo que sirve para realizar la medición de la resistividad del terreno

Un aparato inteligente lleva conductores blindados, coaxiales, tiene sistemas de filtraje, de análisis y mide lo que halla, pero esa información la analiza, la filtra y luego la deduce. Por ejemplo, para hacer una medición manda una señal de 100 Hz y mide; luego manda otra señal de 150 Hz y vuelve a medir; y puede seguir enviando otras altas frecuencias hasta que los valores van siendo similares, forma una estadística y obtiene un promedio.


Para usar este equipo se requieren 4 carretes de cable, de calibre 14 AWG, 4 electrodos (picas) de material de la dureza suficiente para ser hincados en la tierra con marro. Los de acero son de una longitud aproximada de 60 cm y un diámetro de 16 mm. Además de lo anterior es necesario contar con una cinta métrica.

Estos equipos cuentan con cuatro terminales: 2 de corriente (C1, C2) y 2 de potencial (P1, P2) que están marcadas en el aparato C1 P1 P2 C2. Antes de realizar mediciones, al igual que todos los equipos que usamos para medición, deben estar certificados y calibrados con una resistencia patrón.

El siguiente publicado en YouTube por Manuel Navarro nos muestra cómo se realiza una prueba de resistividad del terreno utilizando un telurómetro:


Para obtener una lectura promedio del sitio se deben hacer mediciones en un sentido, en otro a 90 grados del primero, y en el sentido de las diagonales.

En la medición de resistividad de un terreno es común encontrar valores muy dispares causados por la geología del terreno. Es una práctica común eliminar los valores que estén 50% arriba o abajo del promedio aritmético de todos los valores capturados.

7 factores que determinan la resistividad del suelo

Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo rocoso

Uno de los factores más importantes a considerar en el diseño de sistemas de tierra es la llamada resistividad del suelo, ya que es requisito conocerla para calcular y diseñar la puesta a tierra.

La resistividad del suelo es la propiedad que tiene éste para conducir electricidad, también conocida como resistencia específica del terreno. En su medición, se promedian los efectos de las diferentes capas que componen el terreno bajo estudio, ya que éstos no suelen ser uniformes en cuanto a su composición, obteniéndose lo que se denomina Resistividad Aparente, que para el interés de este artículo será conocida simplemente como Resistividad del Terreno.

En la NOM-022-STPS se define el término resistividad como la resistencia que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado. De acuerdo con la NOM-008-SCFI su representación dimensional debe estar expresada en Ohm-m, cuya acepción es utilizada internacionalmente.

La Resistividad del Terreno varía ampliamente a lo largo y ancho del globo terrestre, estando determinada por:

  1. Sales solubles. La resistividad del suelo es determinada principalmente por su cantidad de electrolitos; esto es, por la cantidad de minerales y sales disueltas. Como ejemplo, para valores de 1% (por peso) de sal común (NaCl) o mayores, la resistividad es prácticamente la misma, pero para valores menores de esa cantidad, la resistividad es muy alta.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo con sales solubles

  2. Composición propia del terreno. Depende de la naturaleza del mismo. Por ejemplo, el suelo de arcilla normal tiene una resistividad de 40 a 500 Ohm-m por lo que una varilla electrodo enterrada 3 m tendrá una resistencia a tierra de 15 a 200 Ω respectivamente. En cambio, la resistividad de un terreno rocoso es de 5000 Ohm-m o más alta, y tratar de conseguir una resistencia a tierra de unos 100 Ohm o menos con una sola varilla electrodo es virtualmente imposible.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo arcilloso



  3. Estratigrafía. El terreno obviamente no es uniforme en sus capas. En los 3 m de longitud de una varilla electrodo típica al menos se encuentran dos capas diferentes de suelos. Más adelante
    se mencionarán ejemplos de diferentes perfiles de resistividad donde se muestra ese fenómeno.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo estratificado

  4. Granulometría. La porosidad y el poder retenedor de humedad de los materiales influye en la calidad del contacto del suelo con los electrodos. La resistividad aumenta proporcionalmente a mayor tamaño de los granos de la tierra. Por esta razón la resistividad de la grava es superior a la de la arena y ésta -a su vez- es mayor que la de la arcilla.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelos granulares

  5. Estado higrométrico. El contenido de agua y la humedad influyen en forma apreciable. Su valor varía con el clima, época del año, profundidad y el nivel freático. Como ejemplo, la resistividad del suelo se eleva considerablemente cuando el contenido de humedad se reduce a menos del 15% del peso de éste. Pero, un mayor contenido de humedad del 15% mencionado, causa que la resistividad sea prácticamente constante. Y, puede tenerse el caso de que en tiempo de secas, un terreno puede tener tal resistividad que no pueda ser empleado en el sistema de tierras. Por ello, el sistema debe ser diseñado tomando en cuenta la resistividad en el peor de los casos.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo húmedo

  6. Temperatura. A medida que desciende la temperatura aumenta la resistividad del terreno; el aumento se nota aún más al llegar a 0° C. A mayor cantidad de agua en estado de congelación, el movimiento de los electrolitos es menor, lo cual influye directamente en la resistividad del suelo.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo frío

  7. Compactación. La resistividad del terreno disminuye al aumentar la compactación del mismo. Por ello, se procurará siempre colocar los electrodos en los terrenos más compactos posibles.

    Instalaciones eléctricas residenciales - Suelo compactado

Corrección del factor de potencia con capacitores

2013/08/02

Instalaciones eléctricas residenciales - Banco de capacitores

Para fines de corrección de Factor de Potencia con capacitores se requiere de la siguiente información que se obtiene del recibo de energía eléctrica de la CFE.

  1. Energía consumida, en kWh

  2. Demanda de potencia, en kW

  3. Energía Reactiva consumida, en kVArh

  4. Factor Potencial actual. Que es el resultado de:


    Instalaciones eléctricas residenciales - Fórmula del factor de potencia

  5. Tipo de Tarifa contratada

  6. Bonificación por corrección de bajo Factor de Potencia. Este es el rembolso que la compañía suministradora da a las personas que hayan invertido en capacitores, como un premio a la mayor eficiencia

  7. En el caso de usuarios con Factor de Potencia menor a 0.9 aparecerá una partida “Cargo por bajo Factor de Potencia


El método para calcular el número de capacitores necesarios para corregir el Factor de Potencia resulta ligeramente largo y requiere de conocimientos matemáticos que no hemos tocado en esta sección. Los resultados de estos procedimientos son precisos. Por lo regular, se requieren de capacitores que muy posiblemente no sean comerciales para lo cual es necesario usar lo que existe en el mercado, ya que solicitar la fabricación del capacitor eleva considerablemente el costo, además del tiempo de entrega por parte del fabricante. Las empresas fabricantes de capacitores y bancos de capacitores han generado métodos sencillos de selección para cubrir de buena forma nuestra necesidad de corrección del Factor de Potencia.



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