TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES, COMPONENTES Y OPERACIÓN CON HERRAMIENTAS

Tecnología de materiales y componentesEl trabajo con electricidad implica la utilización de materiales que permitan una óptima conducción para producir efectos beneficiosos al hombre. Además, se necesita que ella sea eficazmente canalizada y aislada para evitar riesgos a sus usuarios y pérdidas de energía. Por otra parte, los materiales deben contar con una presentación adecuada que no dañe la estética del recinto.Existe una gran variedad de componentes para estos fines, por lo que se hace necesario clasificarlos para un mejor análisis

- Canalización Conductores Ductos

Maniobra- Aparatos Conexión

Protección

- Artefactos

1.- CanalizaciónSe define canalización como el conjunto formado por conductores eléctricos y los accesorios que aseguran su fijación y protección mecánica. De acuerdo a la condición en que van a ser instaladas, las canalizaciones pueden clasificarse en:

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a) A la vista: observables a simple vista.b) Embutidas: colocadas en perforaciones o calados hechos en muros, losas o

tabiques de una construcción y que son recubiertas por las terminaciones o enlucidos.

c) Ocultas: ubicadas en lugares que no permiten su visualización directa, pero que son accesibles en toda su extensión.

d) Preembutidas: incorporadas a la estructura de una edificación durante su construcción.

e) Subterráneas: su recorrido es bajo tierra.De la definición inicial se desprende que en una canalización los elementos más importantes son los conductores y los ductos que los protegen.

2.- ConductoresDesde el punto de vista tecnológico, se definen los conductores como el material que permite con facilidad el paso de corriente eléctrica y su respectiva aislación cuando corresponde.Existen muchos materiales que cumplen esta condición, como el oro, la plata, el cobre y el aluminio, en orden decreciente, pero el elevado costo de los dos primeros restringe su utilización a casos muy especiales. El cobre y el aluminio, inferiores en calidad de conducción, son utilizados porque su explotación comercial es más económica. A nivel de instalaciones eléctricas en baja tensión, se emplea exclusivamente cobre en forma de alambre, cable y pletina o barras.Se denomina alambre cuando el conductor es cilíndrico y de un solo hilo. Se encuentra comercialmente con o sin aislamiento y se utiliza en instalaciones o sistemas eléctricos en que los conductores permanecerán fijos.El cable está compuesto de varios hilos de sección delgada enrollados en espiral. Se encuentra comercialmente con aislamiento en forma individual, o agrupado en forma de cordones con aislamiento común. Se emplea para alimentar artefactos o componentes eléctricos portátiles debido a su flexibilidad para el movimiento constante. También se utilizan cables cuando las intensidades de corriente son muy altas y la manipulación de conductores rígidos se hace engorrosa.Las pletinas o barras son de sección rectangular y se destinan a conducir grandes corrientes o conexiones múltiples en sectores reducidos, como tableros de protección.Generalmente los conductores se usan aislados, aunque para casos específicos, como la distribución de energía, se emplean desnudos a una altura adecuada, condición que impide el acceso fácil.El aislamiento de los conductores se realiza mediante diversos materiales derivados del plástico.Los diferentes tipos de aislamiento apropiados para las condiciones de la instalación respectiva, reciben una designación del parte del fabricante, cuyos catálogos permiten elegir el conductor adecuado después de haber determinado su sección.

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Los conductores eléctricos se miden por sección, que es el factor determinante en la conducción de la corriente eléctrica. Se utilizan dos sistemas de medición:Sistema métrico: se basa en el milímetro cuadrado (mm2) como unidad de medida,

Sistema AWG (American Wire Gauge): se basa en la milésima circular de pulgada (MC). Los conductores se designan por un número; mientras más alto es el número, más delgado es el conductor. Una mil circular mil (1 MCM) es un área contenida en un circulo cuyo diámetro es de 1 milésima de pulgada.

CONDICIONES DE USO PARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES MÉTRICAS

(Fabricación según Normas VDE)

Tipo de aislación

Designación TemperaturaDe servicio

ºC

Tensión de

servicio máx.

admisiblerespecto

atierra

Condiciones de empleo (Tendido fijo)

Conductor unipolarAislamiento de PVC

NYA 70 660 V. CA750 V. CC

Instalaciones interiores de ambiente seco, colocado dentro de tubos embutidos, sobrepuestos o directamen-te sobre aisladores.

Conductor unipolarEspecial aislamiento de

NSYA 70 660 V. CA750 V. CC

En recintos húmedos y a la intemperie, sobre aisladores; en líneas de entrada a vivien-das, situado fuera del alcance de la mano; tendido

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PVC fijo, protegido en alimentación a máquinas, herramientas y simi-lares o adosado a las mismas.

Cables multiconduc-tores, aislación ychaqueta de PVC

NYY 70 660 V. CA750 V. CC

Para instalar en recintos secos y húmedos a la intemperie, sin exponerse a rayos solares; en canaletas directamente enterrado en el suelo y bajo el agua, con protección adicional cuando está expuesta a posibles daños mecánicos.

Cables planos multi Conductores, aislación y chaqueta de PVC

TPSNYIFNYIFY

70 660 V. CA750 V. CC

Para instalaciones bajo techo, embutidos, a la vista u ocultos. En ningún caso podrán apoyarse sobre material combustible.

INTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA CONDUCTORES AISLADOS(Secciones milimétricas)

Temperatura de servicio: 70º CTemperatura ambiente: 30º C

Sección NormalMm2

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3

0,751

1,52,5

-111520

12151925

15192332

46

1016

25334561

34446182

42547398

25355070

83103132164

108134167207

129158197244

95 197 249 291

4

120150185240300400500

235------

294327374442510

--

343382436516595708809

Grupo 1: Conductores monopolares colocados en tubos.Grupo 2: Conductores multipolares, como los que tienen cubierta común y van en tubos metálicos, conductores con cubierta de plomo; cables móviles o portátiles, etc.Grupo 3: Conductores monopolares tendidos libremente en el aire, contándose, como mínimo, con un espacio entre conductores igual al diámetro del conductor, así como en el caso del alambrado mediante conductores monopolares en instalaciones de maniobra, de distribución de barras con salidas variables.

3.- DuctosSon tubos, cañerías o perfiles que protegen el recorrido de los conductores eléctricos de los agentes atmosféricos, como temperatura o humedad, y de los esfuerzos físicos, como golpes o manipulación.Los ductos pueden ser clasificados de la siguiente forma: Se indica entre paréntesis la correspondiente abreviatura.

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Tubo de acero (ta)

Tubo de acero galvanizado (tag)

Metálicos Tubos y cañerías de cobre (tc)

Bandejas o perfiles (bp)Escalerillas (ep)

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Tubo de acero (ta)

Rígidos

Tubos y cañerías plásticas (tpr)

Ductos No Metálicos Bandejas o perfiles (bp)Conducto de asbesto-cemento (cac)

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Tubo de acero (ta)

Tubos metálicos (tmf)

FlexiblesTubos plásticos (tpf)

Todos los ductos aquí indicados son ubicables en el comercio y las condiciones en que deben ser instalados se especifican en las normas eléctricas respectivas.Todo sistema de ductos requiere de elementos de fijación. Existe una gran variedad de ellos como tacos, tarugos, abrazaderas y perfiles, que deben ser adquiridos de acuerdo a las características físicas de la instalación.

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Para extender los ductos de forma circular, se usan curvas y coplas.Para ejecutar conexiones y ubicar componentes, se utilizan cajas de derivación del mismo material en el caso de los tubos; para bandejas o escalerillas, las uniones pueden efectuarse sin necesidad de cajas.

Operaciones con herramientas empleadas en instalaciones eléctricasCortarConsiste en seccionar o separar materiales, con o sin arranque de virutas, en la dimensión adecuada. La herramienta necesaria dependerá del material y de sus dimensiones.Las operaciones más frecuentes de corte se ejecutan en conductores y canalizaciones. Aplicaciones de esta operación son el corte de alambre y cables mediante alicates. Tubos plásticos, tubos metálicos, perfiles, estructuras portaconductores (bandejas y escalerillas), son cortados preferentemente con hojas de sierra.Para efectuar la operación de corte conviene tener las siguientes precauciones:

- Medir y marcar en forma visible el lugar donde se efectuará el corte.- Utilizar las herramientas adecuadas.- Al cortar materiales con sierra, conviene fijarlos firmemente por medio de

tornillos o prensas, para evitar golpes o heridas en las manos.

DesguarnecerConsiste en retirar la capa aislante que cubre y protege los conductores, utilizando herramientas como cuchillos o desguarnecedores.Esta operación es requisito indispensable para ejecutar las conexiones eléctricas en forma adecuada.Es necesario considerar las siguientes precauciones durante esta operación:

- Al utilizar cuchillos, no cortar perpendicularmente el aislamiento, porque se puede rozar el conductor y con ello disminuir su sección, lo que produce debilitamiento ante una torsión o bien calentamiento.

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- Si se emplea un desguarnecedor, se debe seleccionar el calibre adecuado para no producir daño en el conductor.

- Para evitar golpes en las manos, se debe graduar la fuerza del tirón con que se retirará la aislación.

EmpalmarAunque idealmente los conductores debieran ser continuos, es decir, sin cortes, en la práctica ello no es posible, debido a que en ocasiones se requiere ejecutar derivaciones en una instalación, o porque resulta engorroso trabajar con tramos demasiado largos.Las derivaciones o empalmes deben asegurar sin inconvenientes el paso de la corriente, al mismo tiempo que poseer la suficiente resistencia mecánica para soportar los esfuerzos de la tracción y garantizar que el contacto entre conductores sea el adecuado para evitar calentamientos.Según las condiciones en que se realiza la instalación, se utilizan distintos tipos de empalmes que permiten cumplir con los requisitos antes mencionados. A continuación se presentan los tres tipos de empalmes más frecuentes, acompañados de una secuencia operacional para ser ejecutados como actividad por los alumnos.

ArgollarEsta operación consiste en manipular el conductor para obtener una argolla que pueda ser apretada por un perno o un tornillo. La herramienta ideal en este caso es el alicate de puntas redondas.Algunas precauciones:

- El sentido seguido para doblar debe ser idéntico al de rotación del tornillo.- Es conveniente ubicar golillas planas para mejorar la superficie de

contacto contra el perno y la tuerca.- La unión debe ser firme para asegurar un buen contacto, por lo que

conviene un adecuado apriete del perno.- Se recomienda estañar las argollas de alambre y se considera obligatorio

el estañado cuando son argollas de cable.EstañadoSegún lo estipula la Superintendencia de Servicios Eléctricos en sus Normas para Instalaciones Interiores en Baja Tensión, las uniones y derivaciones entre conductores de cobre deberán hacerse soldadas o mediante conectores de presión sin soldadura. En caso de que sean soldadas, las uniones deberán ser mecánicamente resistentes antes de soldarse. Esta norma también se aplica para el caso de la unión de conductores con terminales de conexión.La finalidad de la operación de estañado es, mediante una aleación de estaño y plomo, proteger el conductor de cobre del contacto con el oxígeno, la humedad y la corrosión producidas por ciertos elementos químicos. El contacto con el oxígeno produce sulfato de cobre, que no es conductor y, por consiguiente, presenta una mayor resistencia al paso de la corriente eléctrica, ocasionando malos contactos y aumento de temperatura en la unión.La soldadura es una aleación de plomo y estaño, generalmente en porcentajes de 50%, que se

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presenta en barras, alambres o alambres con núcleos de resina. Las barras se utilizan para soldar conductores de dimensiones mayores o barras de conexión. Para estas barras, al igual que para el alambre sin resina, debe utilizarse un fundente en polvo o en pasta que disuelve el óxido que se encuentra en el metal y logra que la soldadura fluya y se fije más fácilmente al cobre. Cuando el estaño tiene fundente incorporado, la operación resulta más sencilla.El grado de temperatura es un factor clave para una buena soldadura, por lo que debe procurarse elegir el cautín o soplete adecuados a las dimensiones de la conexión que se requiere estañar.Algunas precauciones importantes para obtener una buena soldadura son las siguientes:- Limpiar la superficie que se va a estañar, removiendo todo residuo de

aislamiento. También debe estar limpia la punta del cautín.- Calentar la conexión o superficie desde abajo para asegurar una correcta

propagación de la temperatura y el debido escurrimiento del estaño.- Desarrollar el trabajo con la concentración necesaria para evitar quemaduras.- No sacudir bruscamente el cautín o la conexión con estaño fundido, porque

las gotas pueden producir quemaduras en partes delicadas del cuerpo. Se recomienda sacar el exceso de estaño con un trapo limpio.

Se puede practicar esta operación en los empalmes descritos anteriormente.

EnhuinchadoDe acuerdo a lo indicado por las Normas para Instalaciones Interiores en Baja Tensión, las uniones y derivaciones se aislarán convenientemente mediante cintas aislantes, mufas de resinas sintéticas u otros medios similares aprobados.Con el avance tecnológico de los plásticos, en la actualidad se encuentra en el comercio una gran variedad de huinchas aislantes de calidad y que son fácilmente manipulables.Las precauciones más importantes que se debe tener en cuenta son:- Apretar lo suficiente la primera capa de huincha para evitar la penetración de

oxígeno y humedad.- Aplicar dos o tres capas de huincha sobre la unión para conseguir una

adecuada protección y su posible manipulación con los conductores energizados.

CurvadoAl utilizar tubos, en la canalización para proteger los conductores eléctricos, necesariamente éstos deben cambiar de dirección de acuerdo a los requerimientos de la instalación. Estos cambios de dirección deben seguir la línea de la edificación, evitando deformaciones que opriman los conductores, para lo cual debe aplicarse una correcta operación de curvado. Esta técnica se ejecuta principalmente en tubos metálicos, debido a que los ductos plásticos son comercializados generalmente con curvas de acoplamiento.Para efectuar curvas en tubos metálicos, existen máquinas curvadoras que, en formarápida y eficaz, efectúan esta operación.

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También pueden curvarse mediante la técnica de calentar el tubo, previamente relleno de arena, y ejercer gradualmente presión en la zona elegida hasta obtener los grados deseaos.Las precauciones importantes de considerar en esta operación de curvado son:

- Utilizar guantes para evitar quemaduras cuando se manipula un tubo caliente.

- Fijar el tubo con las mordazas adecuadas para evitar desplazamientos que provoquen el aplanamiento de la curva.

RoscadoPara acoplar tubos entre sí o efectuar fijaciones entre bandejas portaconductores y cielos con tirantes metálicos y otras operaciones, es necesario hacer hilos o roscar estos materiales.Para el acoplamiento de los tubos metálicos utilizados en instalaciones, se emplean coplas con hilo interior, lo que implica confeccionar una rosca exterior en el tubo con la tarraja adecuada.Precauciones importantes:

- El tubo debe ser achaflanado en la punta para facilitar la penetración de la terraja.

- Es conveniente utilizar un lubricante para facilitar la confección del hilo.- Al terminar la confección del hilo, deben ser limadas las rebabas que se

producen en la punta al interior del tubo.

PerforadoFijar canalizaciones, tableros, equipos de iluminación y otras operaciones, requieren de perforaciones en paredes, losas y tabiques de una edificación.Para el trabajo en terreno se utiliza el taladro portátil. El más adecuado es el que cuenta con el sistema de rotación y golpe simultáneos, denominado de percusión de rotomartillo.Existen brocas apropiadas para metal, madera y concreto, entre otros materiales, y una gran variedad de diámetros en milímetros y pulgadas.Algunas precauciones:

- La broca debe estar firmemente sujeta al mandril, para lo cual se debe emplear la llave correspondiente.

- Cerciorarse previamente de que el lugar en que se efectuará la perforación no lleve canalizaciones eléctricas, de gas o de agua. De no existir seguridad, utilizar un taladro con doble aislación para evitar accidentes fatales.

- Contar con una buena superficie de apoyo al efectuar el trabajo, es importante para la seguridad personal y el buen resultado de la operación.

- El sistema de percusión con que cuentan algunos taladros se debe utilizar sólo para perforaciones en concreto.

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Formas de representación de circuitos domiciliariosEsquema prácticoEste tipo de esquemas no toma en cuenta la disposición real de los elementos del circuito, pues sólo los ubica en un orden lógico que permita mostrar cómo los conductores (fase, neutro y tierra) se conectan a cada uno de los componentes. Para este efecto, el símbolo normalmente representa los puntos de conexión en los componentes. Esta forma de representación que no está normalizada, tiene la finalidad de explicar el esquema de funcionamiento del circuito.

Esquema unilinealEste tipo de esquemas establece una designación y representación gráfica uniforme por medio de símbolos y/o letras normalizadas. En él se indica el recorrido de la canalización eléctrica y la posición aproximada de aparatos y artefactos.

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Esta forma de representación es la más utilizada, pero para su desarrollo se requiere de un conocimiento acabado de las conexiones del circuito.Los esquemas unilineales son los que se emplean para aplicar en los dibujos arquitectónicos de los locales donde se diseña la instalación eléctrica.

El dibujo arquitectónico para este tipo de representaciones es muy básico; sólo se muestra la planta con muros, tabiques y el espacio para puertas y ventanas. La escala utilizada para proyectos de instalaciones de alumbrado de casa-habitación es 1:50, que consiste en la reducción proporcional de todas las medidas cincuenta veces.

En los proyectos de instalaciones, la interconexión eléctrica de los distintos alimentadores, circuitos y equipos, así como sus principales características dimensionales y las características de las protecciones de toda la instalación, se muestran en un diagrama unilineal de la siguiente forma.

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Esquema de montaje:En este tipo de esquemas se muestra la ubicación o disposición de componentes en el panel de prácticas del taller de aprendizaje o en una representación cúbica de la habitación. Este tipo de esquemas no se encuentra normalizado, porque sólo tiene la finalidad de explicar la ubicación de los componentes en una determinada condición.

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Circuitos de Alumbrado Domiciliarios Básicos

Circuito 9/15 con enchufe

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Circuito 9/24 con enchufe

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Circuito 9/32 con enchufe

Fuente: Libro “Tecnología Eléctrica I” Editorial Salesiana

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Autor: Patricio Traslaviña Arancibia

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