¿Cuáles son los tipos de instalación eléctrica?

Conocer cuáles son los tipos y componentes de una instalación eléctrica es muy importante para garantizar la seguridad de las personas que estarán dentro de una construcción. En este artículo hablaremos de ellos y algunos conceptos básicos que debes conocer…

Instalaciones eléctricas

Las instalaciones eléctricas se componen de conjuntos de circuitos eléctricos cerrados los cuales simplifican el transporte de energía eléctrica, haciendo posible que se realicn diversas funciones y actividades. Aunque existen variados tipos de instalaciones eléctricas, que van desde su tensión o propósito específico, todas comparten el objetivo inicial que es el de transferir la energía eléctrica desde los generadores hasta los dispositivos consumidores.

¿Qué es un circuito eléctrico?

Primero definamos lo que es un circuito eléctrico. Este se define como la conexión de elementos o más con una trayectoria cerrada, con el propósito de transportar energía eléctrica desde los elementos generadores hasta los elementos consumidores, conformando así las instalaciones eléctricas. Hay diversos tipos de conexiones eléctricas, y dos de las más comunes son los circuitos en serie y los circuitos en paralelo.

Los circuitos en serie se caracterizan por tener las resistencias conectadas en la misma línea entre los extremos, donde el terminal de salida de un dispositivo se conecta al terminal de entrada del siguiente, formando una secuencia contigua. En este tipo de circuitos, la corriente fluye a través de cada resistencia en un solo sentido. Además, si un dispositivo falla, los demás quedan sin energía.

Por otro lado, los circuitos en paralelo se caracterizan por tener los receptores alineados de manera paralela entre sí. Cada vía en paralelo posee su resistencia y se conecta a puntos comunes. Este tipo de conexión es muy utilizada debido a su estabilidad, ya que mantiene la misma tensión e intensidad en todos los puntos del recorrido.

Asimismo, existen los circuitos mixtos que, como su nombre lo dice, combinan elementos de los circuitos en serie y en paralelo, proporcionando una estructura que combina las características de ambos tipos de conexiones.

Tipos de instalaciones según su tensión

Alta tensión

Las instalaciones eléctricas de alta tensión, que son mayormente utilizadas por la industria, abarcan aquellas que tienen la capacidad de generar, distribuir, transportar y transformar energía eléctrica con tensiones superiores a los 1, 000 o 1, 500 voltios. La generación de esta tensión se crea de diversas fuentes, como centrales nucleares, termoeléctricas, parques eólicos o fotovoltaicos, impulsadas por fuerza motriz.

En estas instalaciones, la energía se transforma a baja tensión para que los usuarios finales puedan consumirla. Los sectores que mayormente aprovechan la alta tensión son los industriales y del ámbito terciario. Las líneas de distribución para este tipo de instalación pueden ser aéreas o subterráneas, transportando cargas con intensidades que generalmente no superan los 400 amperios o también conocido por su inicial A. Estas líneas pueden alimentar directamente a los clientes o dirigirse a los centros de transformación de la compañía eléctrica responsable de la distribución.

Baja tensión

Las instalaciones de baja tensión se centran en aquellas que generan o distribuyen energía eléctrica destinada al consumo directo de los clientes finales. Esta categoría abarca sistemas que operan con corriente alterna igual o inferior a 1, 000 voltios. Estas instalaciones son esenciales para suministrar electricidad a hogares, comercios y otros usuarios de manera segura y eficiente.

Muy baja tensión

Las instalaciones de muy baja tensión son aquellas en las que la diferencia de potencia máxima entre dos conductores es inferior a 24 voltios. Estas instalaciones se utilizan en situaciones que requieren de muy bajas potencias o una gran seguridad en su utilización. Es importante destacar que la muy baja tensión puede limitar el uso de dispositivos de alta potencia, ya que puede provocar la quema del circuito si no es adecuada para manejar corrientes más altas.

Uso

Instalaciones generadoras

Las instalaciones generadoras son aquellas que se caracterizan por generar una fuerza electromotriz, es decir, energía eléctrica, a partir de otras formas de energía. Para transportar la corriente alterna desde el lugar de generación hasta el lugar de consumo, como ciudades o plantas industriales, incluso a distancias considerables de varios kilómetros, se utilizan líneas de transmisión de alta tensión. Este proceso hace más fácil que se distribuya eficiente de la electricidad a través de una red de suministro.

Instalaciones de transporte


Las instalaciones de transporte se refieren a las líneas eléctricas que se conectan con las demás instalaciones eléctricas en cada situación específica. Estas instalaciones pueden ser subterráneas si están colocadas en galerías, zanjas. Incluso pueden ser aéreas si los conductores están instalados sobre apoyos elevados. El diseño y la implementación de estas instalaciones dependen de diversos factores, como las necesidades que requiera el entorno y los requisitos técnicos y de seguridad asociados.

Instalaciones transformadoras

En las instalaciones de transformación, la energía eléctrica experimenta modificaciones en sus características originales al alterar diversos parámetros. Este proceso ocurre en centros de transformación, estos pueden ser subestaciones eléctricas de distribución o transmisión, donde se lleva a cabo la modificación de la tensión de la corriente. A través de este ajuste, ya sea aumentándola o reduciéndola, se logran niveles de tensión más seguros para el transporte de energía, abarcando rangos que van desde 6 kV hasta 34 kV. Estas instalaciones son fundamentales para adaptar la electricidad a las necesidades específicas de diferentes entornos y usuarios.

Instalaciones receptoras

Tanto en hogares particulares como en diversos edificios de uso industrial o comercial, se utilizan instalaciones receptoras de energía eléctrica, las cuales son las más comunes. A diferencia de las instalaciones generadoras, estas transforman la energía eléctrica en otros tipos de energía para su uso cotidiano. Las instalaciones eléctricas receptoras tienen cinco elementos que la conforman:

  • Alimentación: Esta parte de la instalación recibe la energía del exterior. En el caso de las centrales eléctricas, la energía puede tener diversas formas, como química, radiante o mecánica, pero comúnmente es eléctrica.
  • Protecciones y elementos de seguridad: Estos componentes desempeñan un papel bastante importante al prevenir sobrecargas y cortocircuitos. Su función principal es garantizar la seguridad de las personas y la integridad de los bienes.
  • Conductores: Los conductores son los cables o hilos por los cuales circula la corriente eléctrica en toda la instalación. Los cables, compuestos por varios hilos, suelen estar fabricados con materiales como cobre o aluminio.
  • Mando y maniobra: Interruptores, conmutadores y relés forman parte de este componente y tienen la función de regular el flujo de energía. Permiten desconectar y conectar la corriente eléctrica según sea necesario dependiendo de las actividades o trabajos que se tengan que llevar a cabo.
  • Puntos de consumo: Estos son los receptores finales de la energía eléctrica y se encargan de transformarla en otros tipos de energía, como la luminosa, térmica o mecánica. Los puntos de consumo son los dispositivos que utilizamos para aprovechar la energía eléctrica en nuestras actividades diarias.

Partes de las instalaciones eléctricas

El diseño de las instalaciones eléctricas se adapta a los requisitos específicos de cada proyecto, considerando factores como el número de plantas, el tamaño de la edificación, la presencia de equipos eléctricos y las cargas que se presenten, para ello se necesita:

  • Acometida: Esta parte de la instalación se encarga de conducir la energía desde la fuente de suministro, que generalmente es la red pública, hasta el punto de suministro, que puede ser un edificio o una comunidad. La acometida puede ser aérea o subterránea, siendo más común la última opción.
  • Equipo de medición: Este equipo, propiedad de la compañía distribuidora, se coloca en la acometida para medir y cuantificar el consumo de energía eléctrica por parte del usuario. El medidor debe estar protegido externamente y ubicarse en un lugar accesible para facilitar la lectura y la revisión.
  • Cuadro general y distribución de protección: Ubicado en el interior del edificio, este elemento es considerado el corazón de la instalación eléctrica. En este cuadro se encuentran dispositivos de protección, distribución y control de la corriente eléctrica.
  • Interruptores: Estos dispositivos tienen la función de abrir y cerrar los circuitos eléctricos, permitiendo o interrumpiendo el flujo de corriente. Los interruptores principales se encuentran colocados entre la acometida y el resto de la instalación.

Interruptor general: Cumple la función de ser un medio de desconexión y protección del sistema eléctrico en su totalidad.

Interruptor derivado: Se utiliza para proteger y desconectar los alimentadores de los circuitos que distribuyen la energía eléctrica entre las diferentes secciones del sistema.

Interruptor termomagnético: Su función principal es proteger y desconectar el suministro en caso de sobrecarga o cortocircuito. Combina dos métodos de protección: térmico el cual actúa por sobrecarga y magnético por cortocircuito.

Otros elementos importantes

  • Transformador: Este equipo eléctrico es responsable de ajustar el voltaje del suministro eléctrico al nivel necesario para la instalación. Aunque no es indispensable, su presencia es fundamental en instalaciones que requieren un voltaje distinto al proporcionado por la acometida. Esto es de mucha importancia cuando existen instalaciones con el mismo voltaje que la acometida o aquellas que necesiten múltiples transformadores con diferentes niveles de voltaje.
  • Tablero general: Este es un gabinete metálico compuesto por dispositivos de control, se ubica después del transformador e incluye un interruptor general automático para desconectar el servicio si es necesario.
  • Salidas para alumbrado y contacto: La unidad de alumbrado, al final de la instalación eléctrica, comprende consumidores que transforman la energía eléctrica en luz o calor.
  • Enchufe: Situado en la pared, permite el paso de corriente cuando se conecta la ficha mejor conocida como clavija y la base, conocido como enchufe hembra. Como nota, cada circuito eléctrico deberá contar con un máximo de ocho enchufes.
  • Toma a tierra o neutro: Utilizada para prevenir el paso de corriente al usuario debido a fallos de aislamiento entre los conductores activos. Con una baja resistencia, facilita la circulación de cualquier fuga de corriente, constituyendo un elemento de seguridad crucial en la instalación eléctrica.

Fallas que se pueden presentar

Cortocircuito

El cortocircuito es conocido como una de las irregularidades más frecuentes en las instalaciones eléctricas. Este problema frecuente se manifiesta cuando existe una conexión deficiente entre dos conductores, una unión entre conductores de polaridades opuestas o un fallo en el aislamiento del cableado.

Un cortocircuito se produce cuando un dispositivo o una línea eléctrica a través de la cual fluye corriente experimenta una falla, y esta corriente fluye directamente en las siguientes situaciones, ya sea entre el conductor activo o fase al neutro o tierra, entre dos fases en sistemas polifásicos en corriente alterna o inclusive, entre polos opuestos en el caso de corriente continua.

Este tipo de problema suele originarse por defectos en el aislamiento de los conductores, especialmente cuando estos entran en contacto con un medio conductor como el agua, o por el contacto accidental entre conductores aéreos causado por vientos fuertes o por un rompimiento en los soportes. Dado que los cortocircuitos pueden ocasionar daños significativos en las instalaciones eléctricas e incluso provocar incendios en edificios, las instalaciones suelen contar con medidas de protección como fusibles, interruptores magnetotérmicos o diferenciales, así como sistemas de toma de tierra, para salvaguardar la integridad de las personas y los bienes.

Sobrecarga

Cada uno de los circuitos en la instalación ha sido diseñado para tolerar una intensidad de corriente específica. En otras palabras, se establece un límite máximo de corriente definido por las protecciones establecidas las cuales regulan el flujo de corriente en cada circuito. Cuando esta corriente supera el límite establecido, se genera una elevación de la tensión conocida como sobrecarga.

Pérdida de aislamiento

Este fallo se encuentra entre los más comunes y suele originarse, principalmente, por el desgaste de los cables a través de los cuales fluye la corriente eléctrica. La consecuencia de esta avería puede dar lugar a la conducción de corriente hacia los usuarios, ocasionándoles descargas eléctricas.

Falla del interruptor diferencial

El interruptor diferencial desempeña un papel crucial al proteger a los usuarios de posibles descargas eléctricas por contacto directo o indirecto. En caso de detectar cualquier problema, defecto o desviación en la instalación, este dispositivo desconectará de manera automática el suministro de luz de la vivienda.

Alimentación y protección

Las instalaciones eléctricas receptoras, independientemente de su clasificación, constan de cinco componentes claramente diferenciados, cada uno con características específicas.

La alimentación constituye la sección de la instalación que recibe la energía desde una fuente externa. Aunque la energía recibida suele ser de naturaleza eléctrica, en el caso de centrales eléctricas, puede abarcar otras formas como energía térmica, mecánica, química, solar, eólica, entre otras. Por otro lado, las protecciones son dispositivos o sistemas encargados de salvaguardar la seguridad de las personas y los bienes dentro del ámbito de la instalación eléctrica. Estos componentes desempeñan un papel crucial al prevenir posibles riesgos y garantizar un funcionamiento seguro de la instalación.

Conductores

Los conductores cuentan con un papel fundamental en la instalación eléctrica al dirigir la corriente hacia todos los componentes. Sin ellos, la existencia misma de la instalación sería imposible.

En cuanto a la construcción, los hilos y los cables se distinguen entre sí. Un hilo consiste en un solo alambre, generalmente de cobre o, en ocasiones, de aluminio. Por otro lado, un cable está compuesto por varios hilos. La principal ventaja del cable sobre el hilo es su capacidad para conducir una mayor cantidad de corriente para la misma sección. Es importante mencionar que, su desventaja principal la podemos encontrar en el costo, ya que la corriente no utiliza toda la sección de la misma manera, aprovechando principalmente la superficie del conductor. Por lo general, para hacer un empotramiento se utilizan solo hilos, excepto en algunos casos de corrientes más bajas.

En lo que respecta a los elementos de mando y maniobra, estos posibilitan la regulación del flujo de energía al conectar, desconectar y regular las cargas eléctricas. Entre los más comunes se encuentran los interruptores, los conmutadores y los relés. Estos actúan como receptores finales de la energía, transformándola en diferentes formas, como energía mecánica, luminosa o térmica.

Para disminuir el riesgo de accidentes, como cortocircuitos, sobrecargas o contactos de personas o animales con elementos bajo tensión, las instalaciones eléctricas están equipadas con diversos elementos de seguridad lo que garantiza un buen funcionamiento.

​Elementos que ayudan a la seguridad en una instalación

Fusible

Se trata de un dispositivo compuesto por un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión. Este elemento se coloca estratégicamente en una instalación eléctrica para fundirse, debido al efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supera un valor determinado. Esto se puede deber a un cortocircuito o a un exceso de carga, evitando así el peligro para la integridad de los conductores y mitigando el riesgo de incendios o daños en otros componentes. Su principio básico consiste en introducir un punto débil en el circuito, asegurando que falle antes que cualquier otro componente.

Interruptor diferencial

También denominado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico integrado en instalaciones eléctricas para salvaguardar a las personas de derivaciones causadas por fallos de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. Este interruptor corta la corriente eléctrica cuando detecta una derivación de corriente a tierra, lo que significa que la intensidad de corriente que ingresa es diferente de la que sale. Esta diferencia, medida en miliamperios (mA), puede ser fatal si pasa a través de un cuerpo humano.

Protector de sobretensión

También conocido como protector eléctrico o supresor de tensión, es un dispositivo diseñado para resguardar dispositivos eléctricos contra picos de tensión, ya sean transitorios o permanentes. Estos protectores gestionan la energía eléctrica de un dispositivo electrónico conectado, evitando daños por variaciones bruscas de voltaje.

Toma de tierra

También llamada hilo de tierra o simplemente tierra, se utiliza siempre en instalaciones eléctricas para prevenir el paso de corriente al usuario en caso de fallo de aislamiento de los conductores activos. La toma de tierra nos da un camino de baja resistencia para cualquier corriente de fuga, cerrando el circuito «a tierra» en lugar de que la corriente pase a través del usuario. Este componente es una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales, la cual está conectada a la instalación eléctrica mediante un cable identificado por su aislante de color verde y amarillo, según las normativas del reglamento.

¿Quien escribió este artículo?

Naomi Santa Olalla

Arquitecta y diseñadora de interiores.
Me gusta escribir y leer artículos relacionados con proyectos arquitectónicos y también conocer su solución en cuanto al interiorismo.


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